Nanomateriaalit jätteissä. Hanna-Kaisa Koponen Teknologiakeskus KETEK Oy

Transkriptio

1 Nanomateriaalit jätteissä Hanna-Kaisa Koponen Teknologiakeskus KETEK Oy Lujitemuovipäivät

2 Teknologiakeskus KETEK Oy Tutkimus ja tuotekehitys Analyysi- ja testauspalvelut Aluekehityspalvelut Laite-, henkilöstö- ja toimitilavuokraus Esimerkkejä hankkeista LUMI Lujitemuovijätteen kierrätys sementtiuunissa HYÖTY Teollisuuden komposiittijätteen kierrätys- ja hyötykäyttömahdollisuudet Ecogel Cronos High productivity manufacturing process of composite parts based on zero emissions fast curing coatings and heated moulds i-nanotool - Development of an interactive tool for the implementation of environmental legislation in nanoparticle manufacturers 2

3 Teknologiakeskus KETEK Oy Tutkimus ja tuotekehitys Muovien sulasekoitus Hartsin/matriisin ominaisuudet Adheesion parantaminen Gel-coat hartsi Lujite matriisi Materiaalien kierrätys Analyysi- ja testauspalvelut Materiaalien ja prosessien optimointi, laadun valvonta Mekaaniset ominaisuudet Korroosio, ympäristöaltistus Pintaominaisuuksien testaus Termomekaaniset ominaisuudet Kemiallinen kestävyys Koostumus 3

4 Nanojäte-hanke

5 Kuinka pieni nano on? Nanoteknologia = nm + uutta + hallittua + kaupallista Kulta 3 nm hiukkasina vs kulta bulkkina sulaa 200 C:ssa sulaa 1200 C:ssa katalyytti inertti punainen keltainen

6 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

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

8 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, , ,

9 Nanoteknologiayritysten määrä on kolminkertaistunut kolmen vuoden aikana Vuonna 2012 Suomessa oli yli 200 yritystä, joilla kaupallinen nanoteknologiaa hyödyntävä tuote Lähde: Nanoklusteri 9

10 Nanomateriaalit jätteessä

11 Nanomateriaalit SER-romussa 11

12 Elektroniikkatuotteet v Million items Million items 0

13 Nanomateriaalit pinnoitteissa TiO2 ~ Np/cm3 SiO2 ~ Np/cm3 Au, Ag, Fe, Pb, La ~ Np/cm3 Dendrimers, carbon black, nanoclay ~ Np/cm3 CNT ~0.01 fibres/cm3

14 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 14

15 Kyselytutkimus, syksy 2011 Suomalaiset nanomateriaalivalmistajat ja käyttäjät 96 kpl vastausprosentti 23% Suomalaiset jättenkäsittely-yritykset 79 kpl vastausprosentti 28% 15

16 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? 16

17 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 17

18 Tutkittavat materiaalit Nanosilikapäällysteinen paperi Hiilinanoputkikomposiitit Nanotitaanidioksidilla päällystetyt metallilevyt

19 Jätteenkäsittelymenetelmät Poltto Murskaus Liuotus Korroosiotestit metallille

20 Hiilinanoputkien polttokokeet

21 Hartsi + CNT 600 o C 600 o C Tuhkaa alle 1% alkuperäisestä massasta

22 Hartsi + hiilikuitu + CNT 500 o C 600 o C

23 Hartsi + nanosilika + hiilikuitu Tuhkaa noin 7% alkuperäisestä massasta 500 o C 500 o C 600 o C 850 o C 850 o C 850 o C

24 24

25

26 26

27

28 28

29 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? Nanojätteen tutkimus vasta alussa, monta muuttujaa

30 Kiitos! p