2b. Ekotoxikologie.

2b. Ekotoxikologie. Základní pojmy, škodlivé látky používané v polygrafii, vlastnosti, účinek na organismus, preventivní omezení dopadu na ŽP, odstraňování plynných, kapalných a tuhých odpadů polygrafické výroby, příklad na chemický výpočet.


Ekotoxikologie vznikla složením dvou slov a to ekologie a toxikologie.Ekologie je věda, která se zabývá vztahy mezi živými organismy a vztahy mezi prostředím a živými organismy navzájem.Toxikologie je obor chemie, který se zabývá účinky jedů a mechanismem jejich působení.Ekotoxikologie je tedy věda, která se zabývá účinkem jedů a jejich působení na živé organismy. V polygrafickém průmyslu se pracujes velkým množstvím jedů a karcinogenních látek. Jedy jsou látky, které způsobují otravy i v malých dávkách.

Jedy dělíme podle toho jaká dávka je pro organismus smrtelná na několik skupin a to na málo jedovaté látky, kdy je smrtelná dávka je asi 200g/ml, jedovaté látky , kdy na otrávení stačí polévková lžíce (např. Hexachlorciklohexan), velmi jedovaté látky, kdy stačí na otravu kávová lžíce (např. KCN = kyanid draselný) a krajně jedovaté látky, kdy stačí pouze špetka tohoto jedu.
Podle karcinogennitydělíme látky na karcinogenní, což je např. benzen, toluen, podezřele karcinogenní např. tetrachlórmethan 2.A, možná karcinogenní např.žlutá barviva 2.B, nezařaditelné karcinogeny např. izopropylalkohol (IPA) a na pravděpodobně bez účinku
Mezi zdravotně závažné látky používané v polygrafii patří: rozpouštědla a to alifatické: např.: benzín (dusivý účinek) a olefiny, což jsou nenasycené uhlovodíky, které mají narkotický účinek a dráždí sliznici. Dále jsou to aromatická rozpouštědla jako např.: benzen, což je jedovatý karcinogen a způsobuje poruchy tvorby krve a narušuje centrální nervový systém. Toluen způsobuje poškození mozku a CNS, je jedovatý a halucinogenní, v menším množství únava, zvracení a u xylenu obecně platí, že má silnější účinky než toluen, proniká kůží a je toxický. Poslední skupinu rzopouštědel tvoří deriváty uhlovodíku jako trichloretilen, který je velmi těkavý a má silné narkotické účinky, dále to jsou alkoholy, což jsou kyslíkaté deriváty jako methanol, který je silně jedovatý a způsobuje oslepnutí, nebo
ethanol, což je nejméně toxické rozpouštědlo nebo butanol, který je trochu více toxický než ethanol a izopropylalkohol, který je velmi hořlavý a má špatný vliv na organismus.
Zdravotně závážnou látkou v polygrafii je i ozón. Je to vedlejší produkt při kopírování, bělení textilních vláken a papíru, rychlého sušení tiskových barev a laků. Je to látka podezřelá z karcinogenních účinků. Vzniká ze vzdušného kyslíku, účinkem UV záření v blízkosti kopírovacích zařízení na kopírování tiskových desek. Drážní ke kašli, dráždí oči, vyvolává bolesti hlavy, při delším působení způsobuje poruchu plic, vyvolává astmatické záchvaty, a může dojít i k poruše centrálního nervového systému.

Zdravotné závažné jsou i fotografické chemikálie např. Aminofenol, fenylen a zásadité látky jako hydroxid sodný , což je leptavá látka, která dráždí sliznici nebo alkalické uhličitany, které jsou slabší než hydroxidy nebo hexakyanoželezitan draselný, který je součástí Farmerova zeslabovače, který se používá na odstranění závoje. V těle se přeměňuje na kyanovodík a způsobuje otravu.

Mezi ostatní zdravotně závažné látky patří síran mědnatý, který se využívá na leptání kovových štočků, má lepkavé účinky a dráždí sliznice. Chlorid železitý, který se používá na leptání mědi a také dráždí sliznici nebo aminy jako anilin, což je surovina pro výrobu azobarviv a plastů. Ma karcinogenní účinek, a je velmi toxická. Antracen se využívá na výrobu antrachinonových barviv nebo oxid chloričitý, který se využívá k bělení vláknin, papíru, při bělení vzniká fosgen, což je velmi jedovatá látka a chlorečnany, které se využívají k bělení, mohou způsobit cyanózu jater, podráždění, otok plic, poškození ledvin a křeče.

V polygrafickém průmyslu je využíváno mnoho látek, které nejen škodí lidskému organismu, ale také mají negativní dopad na životní prostředí. Odstraňování důsledků negativních vlivů je však velmi drahé, proto snažíme o ometení dopadu nahrazením těchto látek látkami méně nebezpečnými a škodlivými látkami . Např. náhradou jinými rozpouštědly jako glykoethery (USA) např. Dowanol, mají však vyšší cenu než izopropylalkohol. Nebo keram, který výrazně snižuje povrchové napětí vody. Z tohoto materiálu se vyrábějí brodící a vlhčící válec. Nebo pryž plněná vlákny, má hydrofilní vlastnosti povrchu. Potlačuje pěnění mechanickým rozrušením. Tento materiál se využívá v dávkovacích a brodících válcích vlhčího zařízení. Nebo chromový povrch. Chrom je totiž hydrofilní kov. Nebo odsávání a záchyt par nebo ofset bez vlhčení nebo technologie LOTO – TEC (lotosový efekt). Způsobuje, že voda nesmáčí povrch vlhčících válců ale sráží se do kapak. Povrch válců je na bázi fluorkaučuku.

Snažíme se i o nahrazení těkavých rozpouštědel a složek např. rostlinné oleje nahrazují oleje minerální, vyřazujeme aromáty a využíváme UV barev. Snažíme se o eliminace anorganických pigmentů, které obsahovaly těžké kovy, nejvíce olovo, chrom atd. U metalických barev je měď nahrazována obarveným hliníkem, tedy i imitace zlatého lesku se provádí hliníkem.
Snažíme se i o náhradu mycích a čistících prostředků, které jsou na bázi přírodních olejů, jsou to estery vyšších mastných kyselin a mají vysoký rozpouštěcí účinek. Např. Reagují s obrazem na tiskové formě, způsobují korosi tiskové formy na povrchu, porušují nátěry strojů a rozpouštějí se v tiskových barvách. Bohužel se vždy nedá v polygrafické výrobě jakákoliv látka odstranit nebo omezit, proto vznikají odpady polygrafické výroby.

Odpady dělíme podle skupenství do 3 skupin na plynné, kapalné a pevné.
Plynné odpady vznikají destruktivní nebo nedestruktivní metodou . Destruktivní metoda je především spalování, biodegradace a fotooxidace. Při spalování vznikají oxid uhličitý, voda, oxid uhelnatý, oxidy dusíku a další plyny. Biodegradace se provádí se na biofiltrech.. Škodlivé plyny jsou přiváděny k biofiltru, kde dochází k jejich biodegradeci nebo-li krozkladu. Je způsobena enzymy, které produkují mikroorganismy, k biodegradaci může dojít difuzí, kdy plyn se dostává dovnitř biofilmunebo adsorbcí, kdy plyn se naváže na povrch biofilmu a je rozlašen nebo metabolismem, což je přeměna vlivem enzymů. Reakční doba je 1 minuta, filtrační materiály mohou být přírodní, jako je rašelina, nebo umělé např.plyuretanová pěna. Její životnost je 3 – 5 let. Filtrační mabuál musí být z těžko rozložitelné látky, nízký odpor vzdechu a vysokou schopnost udržet vlhkost. Fotooxidace je oxidace vyvolaná UV zářením. Využívá se při ní aerosolový filtr. Pro zvýšení účinnosti a odbourávání nezreagovaného ozonu se používá tuhý katalizátor. Nedestruktivní metoda je především adsorpce a kondenzační filtrace. Adsorbce je zachycení škodlivých plynů na povrchu adsorbentu. Adsorbenty patří aktivní uhlí a uhlíková vlákna. Proces probíhá tak,že se škodlivé plyny navážou na povrch adsorbentu, pak se vlivem teploty, páry nebo vzduchu desorbují (oddělí od adsorbentu) a nakonec se zpracovávají dalšími destruktivními metodami jako je třeba spalování nebo destilace. Kondenzační filtrace se provádí v tzv. kondenční jednotce přes speciální filtr, při čemž se separátorem zplodin oddělí znečištěný plyn.

Kapalné odpady jsou vymývací roztoky, čistící prostředky, zbytky tiskových barev, fotografické roztoky, vlhčící roztoky a odpad z galvanizace. Zpracovávají se buď
sedimentací, což je usazování, lze však použít pokud jsou v roztoku větší částice. Nebo flokulací, což je zvláštní druh sedimentace, který lze aplikovat také na malé částice v roztoku. Do roztoku se přidá tzv. flokulant, který obalí malou částici a ta sedimentuje. Flokulanty jsou organické (polymery) a anorganické (AlCl3). Nebo filtrací, což je oddělení na základě velikosti částic filtrem. Filtry mohou být z různých materiálů např.: papír, textil nebo asbest. Nebo ozonolýzou, která se provádí ozonem a kombinuje se s jinými procesy. Nebo membránovými procesy, což je oddělování částic velmi malého průměru na základě tlakového spádu. Nejznámější jsou tzv.: mikrofiltrace a ultrafiltrace. Jsou to filtrace za zvýšeného tlaku. Nebo iontovou výměnou, ta se provádí pomocí speciálních iontoměřičů, tzv. ionexů jako jsou silné katexy a silné anexi. Používá se k odstranování dusičnanových aniontů nebo stříbrných kationtů.Při iontové výměně dojde k záměně nežádoucích iontů za ionty neškodné. Nebo elektrolýzou, což je elektrochemická metoda, kde se jako elektrolit používá
příslušná kapalina ze které chceme oddělit škodlivou nebo nákladnou složku. Používá se na regeneraci ustalovačů při klasické výrobě fotek. Nebo chemickou reakcí a nebo kombinovanými procesy.

Pevné odpady jsou papírové materiály, plasty, kovy a textilní látky.