Polyvinylchlorid, neboli také PVC, je v současné době třetím nejvíce používaným plastem. Podle údajů z roku 2002 bylo celosvětově vyprodukováno přibližně 27 milionů tun tohoto polymeru. PVC nachází své uplatnění při výrobě celé řady spotřebních produktů - hračkami počínaje a stavebním materiálem konče - můžeme se s ním setkat prakticky na každém kroku. Úspěch PVC na světovém trhu je vedle některých vhodných technologických vlastností zajištěn zejména jeho relativně nízkou cenou a šikovnou marketingovou strategií jeho výrobců.
PVC má bohužel ale také svou stinnou stránku, o které se ví již méně. Výroba, používání i konečná likvidace tohoto polymeru je totiž spojena s celou řadou rizik, která mají značné dopady na životní prostředí a, ačkoliv to nemusí být vždy na první pohled zřejmé, tak i na lidské zdraví.
Ekologické a zdravotní aspekty PVC
Životním cyklem míníme jednotlivé fáze, kterými materiál prochází, a to od své výroby až po konečné odstranění. V případě PVC se po celou dobu jeho životního cyklu setkáváme s mnoha ekologickými a zdravotními problémy. Hlavní příčinou je zde především velké množství chlóru, které je v něm obsaženo. Chlór dokáže velmi dobře reagovat s atomy uhlíku, které jsou hlavním stavebním kamenem všech živých organismů a podílí se např. na tvorbě molekul DNA, cukrů, proteinů nebo hormonů. Prostřednictvím těchto reakcí může chlór pozměňovat původní molekuly a ovlivňovat jejich funkci.
Výroba chlóru a jeho dopady
Další problém, který se týká chlóru, spočívá v tom, že velká část jeho evropské produkce je založena na amalgánové elektrolýze. Tato metoda je přitom považována za nejhorší technologický postup při výrobě chlóru a alkalických hydroxidů, protože v důsledku provozování amalgámové technologie dochází k emisím velmi toxických látek jako rtuti a dioxinů do životního prostředí. Rtuť je například známá tím, že poškozuje nervovou soustavu a trávicí trakt. Dioxiny patří mezi jedny z nejnebezpečnějších látek vůbec, například způsobují poruchy imunitního, hormonálního a reprodukčního systému a některé jsou karcinogenní.
Rovněž meziprodukty samotné výroby PVC - ethylendichlorid (EDC) a vinylchlorid monomer (VCM) - jsou velice nebezpečné a toxické chemikálie. Chlór a výše zmíněné suroviny (EDC a VCM) způsobují, že při výrobě PVC vzniká velké množství chlororganických sloučenin jakožto vedlejších produktů. Ke vzniku těchto látek dochází také při spalování odpadu s obsahem PVC. Mezi chlororganické sloučeniny patří mimo jiné nechvalně známé dioxiny a furany, polychlorované bifenyly (PCB), hexachlorbenzen, hexachloretan a hexachlorbutadien. Přítomnost chlóru v těchto látkách způsobuje, že jsou velmi toxické, téměř se neodbourávají z prostředí a snadno se akumulují v potravním řetězci.
Čtěte také: Parametry betonových plotů
Přísady v PVC: změkčovadla a stabilizátory
Polyvinylchlorid je ve svém surovém stavu velmi křehká a nepružná hmota a aby bylo dosaženo požadovaných mechanických vlastností, musí se do něj přidávat mnoho přísad, které rovněž často bývají problematické z ekologického i zdravotního hlediska. Tyto přísady přitom mnohdy tvoří 40-70% finálního produktu a protože nejsou v PVC pevně chemicky vázány, mohou se z PVC uvolňovat po celou dobu jeho existence.
Změkčovadla (plastifikátory)
Pro zvýšení pružnosti PVC se přidávají složky s nízkou molekulární vahou, které se smíchají se základní polymerovou hmotou. Přidání tak zvaných plastifikátorů (změkčovadel) v různých množstvích vytváří materiály s důležitými mnohostrannými vlastnostmi, které umožňují použití PVC v širokém rozsahu. Hlavní typy používaných změkčovadel jsou estery organických kyselin, hlavně ftaláty a adipáty. Ftaláty představují skupinu asi 40 látek, přičemž nejčastěji se používá DEHP (di-2-ethyl-hexylftalát). Některé ftaláty působí nepříznivě na vývoj mužských reprodukčních orgánů a jsou toxické pro testikulární buňky, které zajišťují normální produkci hormonů a spermií. Nezanedbatelné jsou také jejich účinky na játra, ledviny, plíce a na srážlivost krve.
Negativní účinky adipátů na lidské zdraví a životní prostředí se v současné době důsledně zkoumají. Např. americká „Agency for Toxic Substancec and Disease Registry“ zařadila di(2-ethylhexyl)adipát, neboli DEHA na „Priority List of Hazardous Substances“. DEHA se používá jako změkčovadlo pro PVC, ze kterého se vyrábí některé obalové materiály používané i na potraviny.
Stabilizátory
Ačkoliv čisté PVC je mechanicky pevný materiál, dobře odolný počasí, vodě a chemikáliím, je relativně nestálý vůči teplu a světlu. Teplo a ultrafialové záření vede ke ztrátě chlóru ve formě chlorovodíku. Tomuto je možné zabránit pomocí přídavku stabilizátoru, které se liší dle účelu použití PVC. Stabilizátory se často skládají ze solí a kovů jako je olovo, barium, vápník, kadmium nebo organické látky. Například o olovu je dobře známo, že nepříznivě ovlivňuje vývoj nervové soustavy a kadmium mimo jiné zvyšuje riziko výskytu rakoviny a způsobuje poškození ledvin. Organické stabilizátory (např. tributyltin, tetrabutyltin, monooctyltin, dioctyltin) začaly být používány, aby nahradily stabilizátory na bázi těžkých kovů. Nicméně i v tomto případě přetrvávají obavy týkající se jejich nepříznivého vlivu na lidské zdraví.
Likvidace PVC odpadu
Na konci životního cyklu PVC, když se tento plast stane odpadem, nastává další problém, a to jak jej bezpečně zlikvidovat. Vzhledem k obsahu některých látek (těžkých kovů, ftalátů atd.) by mělo být řazeno mezi nebezpečný odpad. Tak tomu ale v praxi není a PVC končí jako odpad komunální nebo v nádobách na plasty. Komunální odpad je v České republice nejčastěji skládkován a spalován. Ani jedno z těchto řešení není bezpečné.
Čtěte také: Jehličnaté hranoly
- Při skládkování se z PVC uvolňují nebezpečné ftaláty a těžké kovy.
- Spalování je vůbec nejhorším způsobem likvidace PVC, protože se uvolňují nebezpečné látky jako chlorovodík a dioxiny. Během hoření se rovněž uvolňují těžké kovy. Bylo zjištěno, že spálením 1 kg PVC v EU vzniká průměrně 0,8 - 1,4 kg nebezpečných odpadů jako důsledek neutralizace kyseliny chlorovodíkové, která vzniká z chlorovodíku, zásaditými činidly.
PVC se pro svoje vlastnosti nehodí ani do směsného plastu určeného k recyklaci, protože negativně ovlivňuje jeho vlastnosti. ECHA zjistila, že některé látky přidávané do PVC plastů mohou představovat riziko pro lidi a životní prostředí. K omezení používání aditiv a k minimalizaci uvolňování mikročástic PVC by bylo nutné přijmout regulační opatření. Rizika z PVC pryskyřic jsou pro pracovníky i životní prostředí při současných provozních podmínkách a bezpečnostních opatřeních v podnicích považována za dostatečně kontrolovaná.
PVC v potravinových obalech
Ačkoliv je množství PVC určeného pro balení potravin v porovnání s celkovou produkcí tohoto polymeru relativně malé, z hlediska možných vlivů na lidské zdraví se jedná o velmi citlivou oblast. Je to dáno tím, že PVC obsahuje mnoho přísad, které v něm nejsou pevně chemicky vázány, a proto se mohou z obalového materiálu uvolňovat, což může při styku s potravinami představovat vážný problém. Z tohoto hlediska jsou nejdiskutovanější zejména pružné PVC obaly, které obsahují velké množství změkčovadel.
Asi nejvíce používaným změkčovadlem pro výrobu potravinových PVC obalů je v současné době adipát DEHA. Zvýšená obezřetnost by měla být přijata zejména v případě balení potravin s vyšším obsahem tuku, do kterých DEHA velmi dobře přechází, přičemž množství uvolněného změkčovadla do velké míry závisí na době, po kterou byly potraviny s obalem ve styku a také na teplotě. Vliv DEHA na lidské zdraví není jednoduché posoudit, existují však některé studie, které testovaly vliv DEHA na laboratorních zvířatech. Například výzkum provedený ICI Chemical Corporation v roce 1998 odhalil spojitost tohoto změkčovadla s výskytem vývojových abnormalit u hlodavců.
V minulých letech byla na různých místech světa prováděna měření, která se zabývala migrací změkčovadel z obalů do potravin a v některých případech byl zaznamenán značně vysoký obsah těchto látek. Například v Británii byl v roce 1987 zjištěn maximální denní příjem DEHA přibližně 16 mg, což je pro porovnání hodnota vyšší, než je denní příjem vitaminu C u některých lidí. Když bylo používání tohoto změkčovadla ve Velké Británii omezeno, jeho maximální denní příjem se znatelně snížil. Nicméně byl pro změnu pozorován zvýšený příjem změkčovadla ATBC, jež bylo použito pro náhradu DEHA. Je tedy zřejmé, že přidávání jiného změkčovadla, často s nedostatečně prozkoumanými účinky na lidské zdraví, problém neřeší.
Sdružení Arnika provádělo v průběhu několika posledních let monitoring zastoupení PVC obalů v některých českých supermarketech. Z šetření vyplynulo, že obaly z PVC v současnosti používá jen omezená skupina dodavatelů, přičemž majoritu obalových materiálů tvoří plasty typu PE, PP, PET nebo PS. Nejčastěji používaným PVC obalem je smršťovací folie, která bývá používána zejména při balení masných výrobků. Tato fólie je nicméně dobře nahraditelná například fólií z PE, která je v současné době používána již mnoha výrobci. Méně měkčené PVC se také poměrně často používá při výrobě mističek a vaniček, v kterých bývají skladovány saláty, pomazánky apod. To, že většina dodavatelů nicméně již pro tyto účely běžně používá např. PS nebo PP, ukazuje na to, že i zde je výměna možná.
Čtěte také: Použití betonové dlažby 2. jakosti v praxi
PVC jako hydroizolační materiál
V minulých letech jsem se setkal s různými variacemi poruch hydroizolačních materiálů a to jak asfaltů, tak i fólií a všech ostatních hydroizolací, které si lze jen představit. Obecná pravda starého izolatéra říká: „Asfalty a fólie se změkčovadly se nesnášejí.“
Důsledkem přímého kontaktu syntetické fólie PVC s asfalty je degradace změkčovadel, které tato fólie obsahuje. Tedy dochází ke změně mechanických vlastností, jejich zhoršování, zejména se jedná o flexibilitu a odolnost fólie do záporných teplot. Protože se vždy jedná o lokální poškození, je jejich identifikace velmi komplikovaná. Stačí i velmi malé množství těkavých látek z asfaltu, aby způsobilo degradaci syntetické fólie. Důsledkem tohoto procesu je pak ztráta izolační funkce. V této oblasti (cca 1600 - 1700 cm-1) dochází k změnám v oblasti ftalátových složek, tj. změkčovadel.
PVC podlahové krytiny
PVC podlahy (často označované také jako lino) patří dlouhodobě mezi nejrozšířenější podlahové krytiny v bytech, rodinných domech i komerčních objektech. Důvod je jednoduchý: nabízejí vysokou odolnost, snadnou údržbu, voděodolnost a velmi příznivý poměr ceny a výkonu. Díky své konstrukci jsou PVC podlahy vhodné do místností s vyšší zátěží i vlhkostí - typicky do kuchyní, chodeb, kanceláří, škol, zdravotnických zařízení nebo obchodních prostor.
Typy PVC podlah
- Bytové PVC je určeno především do domácností. Vyznačuje se příjemným povrchem, dobrými izolačními vlastnostmi a širokou nabídkou dekorů.
- Zátěžové PVC je navrženo pro vyšší provozní zatížení. Hodí se do kanceláří, škol, chodeb, ordinací nebo obchodů.
- PVC s integrovanou filcovou podložkou nabízí lepší tepelný komfort, vyrovnání drobných nerovností podkladu a tišší chůzi.
PVC podlahy vs. Vinylové podlahy
Častou otázkou je rozdíl mezi PVC podlahou a vinylovou podlahou. Zatímco PVC podlahy se nejčastěji dodávají v rolích a mají homogenní nebo heterogenní strukturu, vinylové podlahy jsou zpravidla ve formě dílců nebo lamel. Volba mezi PVC a vinylem záleží na konkrétním projektu, typu podkladu a požadované zátěži. Důležitá je správná příprava podkladu, aklimatizace materiálu a použití vhodného lepidla.
Jednou z hlavních výhod PVC podlah je snadná údržba. Běžné čištění probíhá vysáváním a vytíráním mopem z mikrovlákna s vhodným čisticím prostředkem.
Alternativy k PVC
Náhrada PVC bezpečnějšími alternativami, s výrazně menšími dopady na životní prostředí, je v současné době zcela reálná a to i bez nebezpečí zásadního vzrůstu nákladů. Hlavní výhodou alternativních materiálů ve srovnání s PVC je mnohem nižší riziko výskytu nebezpečných látek v průběhu jejich výroby i finální likvidace. Ve většině případů u nich nehrozí vznik chlorovaných meziproduktů.
Také mezi plasty, které se dnes používají, existují značné rozdíly v míře, jakou zatěžují životní prostředí. Jiná analýza provedená Národní agenturou ochrany životního prostředí v Dánsku, v níž byly porovnávány nejčastěji používané plasty, tj. HDPE, LDPE, PP, PS, PET, PVC a PU.
Univerzita v Tuftu publikovala zprávu, která vypočítává náklady, jenž by musely být vynaloženy k úplné náhradě PVC. Ve studii se konstatuje, že náhrada PVC je dosažitelná a ekonomicky únosná, a dále poukazuje na to, že výhody PVC se v mnoha případech přeceňují a že PVC není ani výrazně levnější než mnohé alternativy, které navíc vykazují podobné, nebo i lepší užitné vlastnosti a současně jsou k dispozici prakticky ve všech případech, kde se dnes používá PVC. Přestože se stále setkáváme s tím, že cena alternativních materiálů je o něco málo vyšší, dá se očekávat, že jejich finanční náročnost bude klesat s tím, jak se jejich prodej bude rozšiřovat. V jiných případech jsou ceny alternativ již srovnatelné s PVC, a to pokud uvážíme dobu použitelnosti alternativního materiálu. Ekologická rizika PVC, které nejsou do jeho ceny v současné době bohužel započteny, pak tento plast staví do výrazně nevýhodného postavení ve srovnání s ostatními materiály.
Zajímavé srovnání ekologických bilancí různých obalových materiálů nabízí také holandská studie z roku 1991. Používané materiály byly hodnoceny na základě několika kritérií, jako je spotřeba energie, obnovitelnost surovinových zdrojů, znečištění ovzduší, vody a půdy, recyklovatelnost, produkce pevných odpadů, nepříznivé vlivy na ekosystémy a charakter krajiny a bezpečnost a toxicita. Na základě výsledků analýzy ekologické bilance byly jednotlivé běžně používané obalové materiály rozděleny do tří skupin a to na ekologicky šetrné (papír, lepenka, sklo a z plastů PE, PP a PET), následovala střední skupina (z plastů PS a PC), a jako materiály se závažným ekologickým dopadem byly hodnoceny hliník a z plastů PVC. V případě PVC bylo zejména přihlíženo k problémům s toxicitou, bezpečností práce a problémy s uvolňováním chlorovodíku při spalování.
Srovnání obalových materiálů
Následující tabulka shrnuje vyhodnocení obalových materiálů podle jejich vlivu na životní prostředí:
| Materiál | Kategorie dopadu na životní prostředí | Klíčové problémy |
|---|---|---|
| Papír | Ekologicky šetrné | Obnovitelný zdroj, dobrá recyklovatelnost |
| Lepenka | Ekologicky šetrné | Obnovitelný zdroj, dobrá recyklovatelnost |
| Sklo | Ekologicky šetrné | Dobrý recyklace, inertní |
| PE (Polyethylen) | Ekologicky šetrné | Nízká hustota, vysoká houževnatost, fyziologická nezávadnost |
| PP (Polypropylen) | Ekologicky šetrné | Nízká hustota, vysoká teplotní stálost, fyziologická nezávadnost |
| PET (Polyethylentereftalát) | Ekologicky šetrné | Dobrá recyklovatelnost |
| PS (Polystyren) | Střední dopad | - |
| PC (Polykarbonát) | Střední dopad | - |
| Hliník | Závažný dopad | Vysoká spotřeba energie při výrobě |
| PVC (Polyvinylchlorid) | Závažný dopad | Toxicita, uvolňování chlorovodíku při spalování, problémy se změkčovadly |
Účelem této zprávy je upozornit na četná negativa, která musejí být při používání PVC uvážena, a současně také zmínit možné alternativy, jak tento plast nahradit ekologicky šetrnějšími variantami, aniž by došlo k závažnému navýšení nákladů.