Nanomateriaalien vaikutus tulevaisuuden jätteenkäsittelyyn ja materiaalikierrätykseen. Niina Nieminen Teknologiakeskus KETEK Oy

Transkriptio

1 Nanomateriaalien vaikutus tulevaisuuden jätteenkäsittelyyn ja materiaalikierrätykseen Niina Nieminen Teknologiakeskus KETEK Oy EKOKEM 35 vuotta- juhlaseminaari

2 Teknologiakeskus KETEK Oy Tutkimus ja tuotekehitys Analyysi- ja testauspalvelut Aluekehityspalvelut Laite-, henkilöstö- ja toimitilavuokraus Esimerkkejä hankkeista LUMI Lujitemuovijätteen kierrätys sementtiuunissa Mare Purum Jätevirtojen tutkiminen biologisissa jätevedenpuhdistuslaitoksissa Nanojäte Nanomateriaaleja sisältävien tuotteiden hajottaminen, kierrätys ja hävittäminen i-nanotool nanomateriaaleja valmistavien yritysten ympäristövaikutusten hallinta ja pienentäminen 2

3 Nanojäte-hanke

4 Nanoteknologiayritysten määrä on kolminkertaistunut kolmen vuoden aikana Vuonna 2012 Suomessa oli yli 200 yritystä, joilla kaupallinen nanoteknologiaa hyödyntävä tuote Lähde: Nanoklusteri 4

5 Ihmisen altistuminen ympäristön kautta Jätevedet Ilma Maaperä -Kulkeutuminen ravintoketjussa: kasvit, eläimet, kalat, ihminen, pieneliöt jne. Vaikutukset - Akuutti myrkyllisyys - Krooninen toksisuus: lisääntymisen heikkeneminen, genotoksisuus, karsinogeenisuus Materiaalien teollinen tuotanto Tuotannon eri vaiheet Materiaalien ja niitä sisältävien tuotteiden käyttö Materiaalien uusiokäyttö ja hävittäminen Ihmisen altistuminen Työperäinen altistuminen Kuluttajan altistuminen Työperäinen altistuminen

6 Nanopartikkeleihin liittyvä tutkimus vs. niiden toksisuuteen tai ekotoksisuuteen liittyvä tutkimus Nanoparticles 100 Nanoparticles AND toxicity 10 Nanoparticles AND ecotoxicity Haku Science Direct-tietokannasta

7 GLOBAL NANOTECHNOLOGY CONSUMPTION BY END-USER SEGMENT, THROUGH 2015 ($ MILLIONS) Source: BCC Research Electronics 3, , ,435.9 Environmental 3, , ,511.6 Energy 1, , ,161.6 Biomedical ,297.1 Consumer ,161.3 Other 1, , ,100.4 Total 11, , ,

8 Nanomateriaalit jätteessä

9 Nanomateriaalit eri jätevirroissa Lähde: ENV/EPOC/WPRPW(2013)2 9

10 Nanojätteiden aiheuttamat haasteet Nanojätteen määrästä ja laadusta ei ole tietoa eikä nanojätteille ole olemassa luokittelua tehdään paljon oletuksia eikä tarkisteta niitä SENN2012 Ulkoistetaan tietämättä riski esim. yrityksille, jotka vaihtavat suodattimia vetokaapeissa REACHin tulisi kattaa nanomateriaalit, kuitenkin tällä hetkellä vain 7 nanomateriaalia rekisteröity Tutkimus vasta aluillaan, osoittautunut erittäin haastavaksi 10

11 Nanojätteiden aiheuttamat haasteet Nanokokoisille partikkeleille altistuminen on todennäköisintä, jos ne pysyvät vapaina nanopartikkeleina (alle 100 nm) Nanomateriaalien aiheuttamat haasteet: NP voivat läpäistä biologisia esteitä NM voivat lisätä haitallisten aineiden vaikutusta NM voi olla erilaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet kuin vastaavilla bulkkimateriaaleilla Hiilinanoputkilla saattaa olla vastaavanlainen vaikutus keuhkoihin kuin asbestilla Pölyräjähdykset Lähde: ENV/EPOC/WPRPW(2013)2

12 Kyselytutkimus, syksy 2011 Suomalaiset nanomateriaalivalmistajat ja käyttäjät 96 kpl vastausprosentti 23% Suomalaiset jättenkäsittely-yritykset 79 kpl vastausprosentti 28% 12

13 Kyselytutkimuksen tuloksia Nanomateriaalien valmistajat ja käyttäjät Tietoisia lainsäädännöstä ja riskeistä 35 % vastaajista käsittelee nanojätettä ongelmajätteenä Yli puolet seuraa nanomateriaaleihin liittyvän lainsäädännön kehittymistä Minkälaista jätettä syntyy? 13

14 Kyselytutkimuksen tuloksia Jätteenkäsittely-yritykset 23% tiesi ottavansa vastaan nanomateriaaleja sisältävää jätettä Kiinnostuneita tietämään enemmän, olivat tietoisia mahdollisista ongelmista, nano terminä tuntematon, ottavat vastaan ainoastaan yhteiskuntajätettä Kysely uusitaan syksyllä

15 Tutkittavat materiaalit Nanosilikapäällysteinen paperi Hiilinanoputkikomposiitit SER-jäte

16 Jätteenkäsittelymenetelmät Poltto Murskaus Liuotus

17 Polttokokeet laboratoriossa

18 Näytteiden murskaus ja ilmanäytteiden otto 18

19 SER-jätteen murskaus

20 Päätelmiä Murskaus, repiminen sekä lämpökäsittely/poltto saattavat johtaa nanopartikkeleille altistumiselle, mikäli niitä ei tehdä suljetussa prosessiympäristössä Nanomateriaaleja sisältävää jätettä kierrätettäessa suunnitellut nanomateriaalit, kuten muutkin partikkelit kierrätysprosesseissa, voivat pysyä joko erillisinä partikkeleina tai agglomeroitua Jos suotimia ei ole valittu ja suunniteltu suodattamaan nanopartikkeleja voi päästöjä tulla myös ympäristöön Nanomateriaaleja sisältävää jätettä kierrätettäessä mahdolliset altistumisreitit tulee ottaa huomioon, erityisesti, jos kyseessä ovat vapaat NP tai prosessissa mahdollisesti vapautuvat nanopartikkelit 20

21 Päätelmiä Nanomateriaalien määrä jätevirroissa kasvaa koko ajan Lainsäädäntö puutteellista, REACH ei riitä Tiedon siirto puutteellista jätteen tuottajalta käsittelijälle Tämän hetkisten tulosten perusteella voidaan todeta, että on olemassa riski, että nanomateriaaleja vapautuu nanomuodossa murskauksessa Mutta: Miten suuri riski tästä on oikeasti ihmisille ja ympäristölle? Kuluttajatuotteiden laaja valikoima vaikeuttaa yleisesti sopivan altistumis- ja riskinarviointimenetelmän kehittämistä Nanojätteen tutkimus vasta alussa, monta muuttujaa

22 Kiitos!