Вимоги до безпечності матеріалів целюлозно-паперового виробництва

Необхідність виходу і розширення позицій кожної з країн, в тому числі і України на розвинуті ринки, визначають вимоги до безпечності матеріалів целюлозно-паперового виробництва та виробів на їхній основі.

Ці вимоги повинні бути розроблені з метою:

- захисту життя і здоров'я населення;

- охорони довкілля;

- життя або здоров'я тварин і рослин;

- попередження дій, що вводять в оману споживачів.

До переліку продукції ЦПВ повинні бути занесені види продукції - шкідливі і потенційно небезпечні для споживачів, визначені мінімально необхідні вимоги, що забезпечують хімічну безпечність.

Один з видів продукції, що входить до цього переліку, білена целюлоза, а вимоги хімічної безпечності визначено показником - органічно зв'язаний хлор.

Відомо, що для виробництва високоякісних видів паперу для виготовлення конкурентоспроможної і сучасного дизайну поліграфічної продукції, в тому числі шкільних підручників, зошитів тощо, використовують целюлозу або деревну масу, які пройшли стадію вибілювання — технологічний процес, під час якого за рахунок видалення з них або руйнування фарбувальних речовин підвищують ступінь білості матеріалу.

Для таких видів продукції білість паперу є важливим показником якості, оскільки текст, креслення, малюнок, що надруковані або виконані за допомогою рейсфедера (пера), в залежності від білості паперу більше чи менше контрастують з поверхнею паперового аркуша. Цим, значною мірою, визначаються споживчі властивості і цінність паперу.

Для досягнення високої білості застосовують хімічне вибілювання волокнистих напівфабрикатів для виробництва паперу або картону з використанням хлору та його сполук.

За останні двадцять років минулого століття вчені звернули увагу громадськості на проблему токсичності вибіленої за допомогою хлору целюлозно — паперової продукції. Ряд розвинених країн висувають сьогодні жорсткі вимоги щодо захисту природного середовища, в тому числі здоров’я людей, проти забруднення стоками целюлозно — паперових виробництв, особливо стоками вибілювальних цехів, що містять велику кількість токсичних органічних сполук хлору. Останнім часом з’явилася нова екологічна небезпека — новий клас ксенобіотичних сполук — клас діоксинів (найбільш токсичних представників хлорорганічних сполук), відкритих за допомогою хромато-масспектрометричної аналітичної техніки.

Поліхлоровані дібензо-n-діоксини (РСДД) та дібензофурани (РСДФ) частіше називають просто діоксинами, не дивлячись на те, що це дві окремі групи сполук подібної дії.

Діоксини — ліпофільні сполуки, з низькою розчинністю у воді, відносно стійкі до дії на них кислот, а також окислювачів та відновлювачів.

Встановлено 75 різних РСДД та 135 РСДФ, тобто 210 різних хімічних сполук, що відносяться до класу поліхлорованих дібензо-n-діоксинів та дібензофуранів.

Окрім вищеназваних, визначено понад 1000 різних органічних сполук хлору, що не відносяться до вищеозначеної групи, але також є небезпечними для здоров’я людини і навколишнього природного середовища.

Тому цілий ряд країн і, в першу чергу, Швеція, Фінляндія, Німеччина, Франція, країни Північної Америки, визначили особливі вимоги до забруднення середовища стічними водами целюлозно — паперової промисловості та залишками органічних сполук галогенів у біленій целюлозі, що використовується у виробництві продукції для упакування продуктів харчування та контактує з організмом людини, особливо дітей.

Чисельними роботами з застосуванням сучасних методів досліджень встановлено, що папір і картон, виготовлений з такої целюлози або деревної маси, містять значну кількість токсичних сполук органічно зв’язаного хлору-діоксинів, які негативно впливають на організм людини, особливо дитини, і викликають найбільше занепокоєння. Показник наявності органічних сполук хлору в целюлозно — паперовій продукції використовують в деяких країнах для оцінки її якості за ступенем токсичності та безпеки використання.

В Швеції, наприклад, введено показник АОХ, що характеризує повну кількість органічно зв’язаного хлору, яка може бути адсорбована активованим вуглецем з води. Згідно з вимогами щодо захисту довкілля маса АОХ в 1 т абсолютно сухої вибіленої целюлози не повинна перевищувати 1,5 кг, в 1 т паперу — 0,01-0,02 кг і в стоках — 0,10 мг/дм³. Новітні технології вибілювання повинні забезпечувати такі умови, за яких утворення діоксинів зведено до мінімуму.

Діоксини — рукотворні сполуки, які синтезуються з застосуванням хлору і його похідних, мають токсичність в один мільйон разів більше, ніж у ціаністого калію. До цього слід додати, що діоксини накопичуються в організмі і сприяють розвитку захворювань шкіри і раку, руйнують імунну систему.

У зв’язку з цим економічно розвинені країни впроваджують технології без використання хлору або його сполук у процесах вибілювання волокнистих напівфабрикатів, що дає змогу отримувати екологічно безпечні целюлозу або деревну масу і забезпечувати необхідний рівень чистоти паперу, картону, виробів на їхній основі і навколишнього середовища.

Особливо важливим є використання вільної від хлорорганічних сполук целюлози і паперу з неї для виготовлення шкільних підручників, зошитів, інших навчальних посібників, насамперед для дітей молодших класів.

Проблема діоксинів вимагає від целюлозно — паперової промисловості значних капітальних витрат на безхлорне вибілювання волокнистих напівфабрикатів і очищення стоків. Проблема, без сумніву, буде вирішена і всі волокнисті компоненти для виробництва паперу будуть вільні від хлору.

На паперових фабриках у світі постійно удосконалюють композицію для покращення якості паперу як за фізичними показниками і зовнішніми виглядом, так і з метою зниження його вартості.

Сульфатна технологія є вірогідним переможцем традиційної боротьби з сульфітною. Виробники сульфітної целюлози очікували нового буму, пов’язаного з проблемами діоксинів, але сучасні технологічні досягнення свідчать про можливість виробництва безхлорної або навіть вільної від хлорних сполук сульфатної целюлози достатньої білості.

Екологічні проблеми, особливо зростаючий попит на безхлорні волокнисті напівфабрикати і вторинне волокно підвищують міжнародний інтерес до галузі. Є очевидним, що період швидких перемін в технології і на ринках — попереду. Так, на кінець 20-го століття у Швеції підприємство АСПА вже випускало безхлорну целюлозу з хвойної деревини для виробництва паперу. Деякі виробники паперу пропонують вже тепер безхлорну продукцію для традиційно таких виробів, як ділові папери і книжки, до яких розробляються відповідні вимоги. У випадку зниження високого ступеня білості, що є дуже можливим сьогодні з причин розуміння виробниками взаємозв’язку ступеня вибілювання з забрудненням навколишнього середовища, ці вироби будуть базуватись на тих видах целюлози, які могли б мати ступінь білості на рівні 80% і вище без застосування матеріалів з хлором. З застосуванням сучасних технологій цими волокнистими матеріалами можуть бути деревна маса, білена хімікотермомеханічна маса (БХТММ) і сульфітна целюлоза, вибілені перекисом водню.

Важливим компонентом в композиції паперу може бути сульфітна целюлоза з м’яких порід деревини за ступеня білості 82-85%. Інші складові композиції можуть бути визначені з врахуванням специфіки ПРМ, призначення і властивостей готової продукції, а саме:

ü підвищена механічна міцність — безхлорна крафтцелюлоза з хвойних порід деревини, БХТММ з деревини ялини;

ü підвищена пухкість — деревна маса, безхлорна целюлоза, БХТММ;

ü підвищена непрозорість — безхлорна сульфітна целюлоза з високим ступенем білості, БХТММ з листяних порід деревини (осики), деревна маса з осики, мінеральні наповнювачі.

На сучасному етапі розвитку людства не існує будь-яких перешкод для розроблення безхлорних альтернатив для виробництва існуючих сьогодні видів паперу без деревної маси. Іншими словами, папір для друку, коли для його виготовлення застосовуються безхлорні волокнисті напівфабрикати, безумовно, є більш екологічно чистою продукцією, ніж папір з вибіленої хлором волокнистої сировини.

Структурно — фізичні властивості такої целюлози забезпечують виготовлення паперу з високим комплексом механічних, друкарських властивостей і технологічності перероблення, які не поступаються за своїм рівнем показникам якості паперу з целюлози, в технології вибілювання якої використовується хлор та сполуки на його основі.

Папір з білістю більше 90% забезпечує контрастність зображення, а поліграфічні вироби на його основі виглядають більш естетично. Однак, в Європі та і в Україні, прийшли до висновку, що папір для виготовлення книжок повинен мати білість значно нижче від 90%. Це обґрунтовано тим, що книжки на папері з високою білістю важко читати.

Вірогідно, що екологічні обставини будуть сприяти зростанню обсягів використання макулатури в секторі виробництва паперу для друку. Цьому сприятимуть також розроблення і впровадження новітніх технологій знебарвлення вторинної сировини та вибору наповнювачів, забезпечуючи підвищення потенціалу і обсягів утилізації макулатури за збереження вимог якості.

Враховуючи вищенаведене, для виробництва шкільних підручників і зошитів пропонується використовувати папір, виготовлений саме з такої екологічно чистої целюлози, в технології отримання і вибілювання якої відсутні хлор та його сполуки.

Так, згідно з розділом IV, стаття 15 спеціального технічного регламенту РФ «Підтвердження відповідності продукції і процесів ЦПВ» білена целюлоза підлягає обов'язковому підтвердженню відповідності у формі обов'язкової сертифікації, а показником, що характеризує хімічну безпеку, – органічно зв'язаний хлор – діоксини, що являють собою отруту, яка значною мірою шкодить здоров’ю людини.

За свідченням ЗМІ в ході бойових дій проти В’єтнаму(60-ті роки ХХ століття) армія США з метою очищення територій від джунглів активно застосовувала речовину «Агент-Оранж» – гербіцид, що містить отруту діоксину, від дії якої постраждали і свої, і чужі. Негативна дія діоксину проявилась на потомстві –– мільйон в’єтнамців стали потомственими інвалідами.

Цей показник є обов'язковою вимогою, виконання якої знаходиться під контролем держави: шляхом проведення підтвердження відповідності під час виробництва целюлози і державного нагляду на стадіях використання і утилізування продукції на її основі.

В РФ, з метою реалізації цих вимог, розроблено національний стандарт

«Целюлоза. Бумага. Картон. Методы определения общего хлора и органически связанного хлора», гармонізованого з МС ІСО-11480. Останнім часом за кордоном значну увагу надають контролю вмісту хлорорганічних сполук не тільки в стічних водах, але і в продукції ЦПВ.

Зарубіжні виробники біленої целюлози в специфікаціях у більшості випадків наводять дані стосовно вмісту як загальної кількості присутнього хлору, так і кількості присутнього органічно зв'язаного хлору. Така інформація дає деякі конкурентні переваги під час реалізації целюлози, тобто - низький вміст в целюлозі органічно зв'язаного хлору - це важливий ринковий аргумент. До останнього часу значна частина (до 80%) біленої целюлози виготовлялася в Росії із застосуванням молекулярного хлору і гіпохлориту. В такій целюлозі вміст органічно зв'язаного хлору може сягати 1000 і більше мг/кг, тобто майже на порядок більше, ніж в кращих зарубіжних зразках. Зазначена обставина примушує експортерів надавати знижки зарубіжним споживачам.