Mūsdienās dzīve nav iedomājama bez plastmasām. Pateicoties ļoti dažādajām fizikālajām īpašībām, plastmasas aizstāj tādus dabīgus materiālus kā akmens, koks, āda, tekstilšķiedra,  kauls, (arī ziloņkauls). Bieži plastmasas aizvieto stiklu, papīru, keramiku, metālus. Kāda tad ir viena diena mūsu dzīvē?

Mēs pamostamies mūsu gultās, kuru matrači ražoti no ķīmiski iegūtiem materiāliem. Izkāpjot no tās, kājas sajūt paklāju, kas ražots no plastmasas otrreizējās pārstrādes produkta vai lamināta (plastmasas).Ieslēdzam radio vai datoru (desmitiem dažādu plastmasu), mūsu galdi, mēbeles, arī galda piederumi bieži ir no šī materiāla. No ledusskapja izņemtie pārtikas produkti ir iesaiņoti plastmasās: sieri, gaļa, sviests vai margarīns, piens, jogurts, biezpiens. Ejot uz darbu, pusdienu maizītes tiek iesaiņotas vai nu pārtikas plēvē vai kārbiņā..Mūsu mazulis pamodies savā gultiņā, kurā gulējis zem pūkainas sedziņas, izgatavotas no sintētiska (protams, kvalitatīva) materiāla. Padzēris pienu no plastmasas pudelītes, bērniņš tiek nolaists uz grīdas, kur viņš ņipri rāpo. Mūsu automobiļiem (ja vien tie nav ļoti dārgi), no metāla ir tikai motors un virsbūve, bet visa apdare ir no sintētiskiem materiāliem. Jaunajā automobilī smarža saglabājas gadu vai pat vēl ilgāk. Šo uzskaiti varētu turpināt bezgalīgi.

Vēsture

Pirmo plastmasu 1855. gadā ieguva anglis Alexander Parkess no celulozes, to nitrējot (piesaistot slāpekli) ar slāpekļskābi Šo vielu nosauca par parkesīnu, vēlāk par celulozi vai nitrocelulozi. Pulverveida sintēzes produktu sapresēja un 1862. gada Pasaules izstādē Londonā šādi iegūtais mākslīgais ziloņkauls ieguva bronzas medaļu.

Mūsdienās plastmasu ražošanas procesā pamatizejviela ir ogļūdeņraži. Tā ir fosilā degviela: gāzveida-gāze, šķidrā- nafta, cietā- ogles .Šī nenovērtējamā izejviela, kura veidojusies dzīviem organismiem sadaloties anaerobā (bez gaisa piekļūšanas) vidē pirms vairākiem simtiem miljonu gadu, ar katru gadu tiek patērēta arvien lielākos daudzumos. 90% naftas mūsdienās tiek lietotas pārvietošanās līdzekļu dzinējos, bet no pārējā izgatavo neskaitāmas derīgas lietas.

Jebkurā gadījumā fosilo produktu izlietošana rada oglekļa izmešus. Ja 19. gs. vidū to daudzums atmosfērā ir neliels, tad 21. gadsimta pirmajā desmitgadē oglekļa emisijas daudzums jau sasniedz 8 miljonus tonnu/gadā.

Plastmasas veidi

Nozīmīga naftas pārstrādes nozare ir produkcija plastmasu iegūšanai. Plastmasas ir tipiski polimēri ar augstu molekulsvaru. Polimērs ir molekula, kas veido garu ķēdi. Poli –grieķu valodā nozīmē „daudz”, mer- „daļas”. Tātad polimēri sastāv no daudzām daļām. Lai no monomēra veidotos polimērs, jāsarauj dubultā saite starp oglekļa atomiem. Saites saraušanai nepieciešamā enerģija ir 611 kJ / mol. Šis enerģijas daudzums nepieciešams jebkuras plastmasas ražošanai vajadzīgā polimēra iegūšanai.

1. Pirmais polietilēnu ieguva ķīmiķis Hanss von Pechmann, karsējot diāzometānu. Reakcijas rezultātā viņš bija ieguvis baltu vaskveida vielu, kas sastāvēja no no garām –C-H- rindām. Šo vielu nosauca par polietilēnu.1933. gadā Eric Fawcett un Reginald Gibson Anglijā, Nortvikā ieguva līdzīgu vielu, lietojot gan citus reakcijas apstākļus: pie vairākiem simtiem atmosfēras spiediena reaģējot etilēnam ar benzaldehīdu. Procesam bija zema atkārtojamība un augsta sprādzienbīstamība, līdz katalizatoru (vielas, kas veicina kādu procesu, bet pašas tajā neiesistās)  lietošana sintēzi atviegloja. Katalizatoru pamatā bija ceturtās grupas metālu halogēni, pamatā hlorīdi: titāna  tetrahlorīds, cirkocēna dihlorīds. Šie ķīmiskie savienojumi gan ļauj iegūt plastmasas ar ļoti specifiskām īpašībām, taču ir kaitīgi apkārtējai videi. Nākošās paaudzes tā saucamie postmetaloceni ir Zieglera – Natta katalizators, kas satur alumīnijorganiskos savienojumus, un citi. Polietilēna iegūšanas pamatā ir divas metodes: augstspiediena, kur kā polimerizācijas iniciatoru lieto skābekli un tādēļ reaktors var uzsprāgt, un iegūst zema blīvuma polietilēnu, un zemspiediena jeb katalizatora metode, kad parasti iegūst augsta blīvuma produktu. Šiem pamatprocesiem ir vairākas, vismaz desmit variācijas. Uz katra plastmasas izstrādājuma ir trīsstūrītī marķējums, kas norāda uz priekšmeta materiāla iegūšanas veidu. Šīs norādes ir svarīgas plastmasu pārstrādei, jo katrai modifikācijai ir atšķirīgas fizikālās un dažreiz arī ķīmiskās īpašības.

2. Polistirolu 1839. gadā ieguva  Eduard Simon, bet 1866. gadā  Marcelit Berthellot atklāja polimerizācijas procesu. Taču tikai pēc 80 gadiem , kad paaugstinātā temperatūrā no stirola ieguva makromolekulas, Koppers kompānija Pitsburgā, Pensilvānijā, sāka pielietot polistirola putas.Tās ir lielisks siltumizolators, viegls, viegli veidojams formās. Putas pielieto arī kā saiņojamo materiālu. Polistirolu presējot, iegūst cietu, vieglu, diezgan trauslu materiālu, no kā gatavo CD vāciņus, plastikāta nažus, dakšiņas utt Polistirola izstrādājumiem ir augsta ugunsbīstamība. Tie deg ar dzelteni oranžu liesmu, pie tam melni dūmojot. Šis plastmasas veids, ja to nevīžīgi izmet, ir ļoti nedraudzīgs dabai. Putuplasts sava viegluma dēļ tiek vējā pūsts pār ūdeņiem un zemi. To nesadala saule, fotosintēzes rezultātā izdalās kancerogēnas vielas, kas nonāk zemē un gaisā. Tā kā ražošanas procesā tik lietoti arī freoni, tie nonāk apkārtējā vidē, veicinot siltumnīcas efektu. 2007. gadā Monreālā apmērām 200 valstis piekrita nelietot freonus pēc 2020. gada, bet jaunattīstības valstis pēc 2030. gada. Polistirola izstrādājumu marķējums pēc plastmasas tipa ir cipars 6 trīsstūrītī un PS apakšā. Reciklē šo plastmasu daudz, bieži kopā ar dažādiem citiem materiāliem. Sadedzināt polistirolu drīkst tikai speciālās krāsnīs 800-900°C. Reakcijas rezultātā izdalās CO₂ un ūdens tvaika veidā, ko izmanto enerģijas iegūšanai.Ja polistirolu dedzina ugunskurā vai parastajā krāsnī, reakcijas rezultātā rodas aromātiskie ogļūdeņraži, ogle (melnie dūmi) un oglekļa monoksīds CO, kas pazīstams kā tvana gāze. Tā ir bīstama jebkuram dzīvam organismam, jo ieelpojot bloķē skābekļa piesaisti hemoglobīnam.

3. Trešā plastmasu pamatgrupa ir polivinilhlorīds vai PVC. Tas ir vinilhlorīda polimērs, kurā ūdeņraža atoms vai atomi tiek aizvietoti ar hlorīda grupu. Neplastificēts  polivinīlhlorīds ir trausls, to var izmantot modernajos logos, kuriem nav nepieciešama materiāla plasticitāte, bet ir vajadzīga augsta termomizolācija. Pārējos gadījumos šai plastmasai nepieciešam plastificēšana. Kā plastifikatoru (vielas, kas polimēru padara plastisku, veidojamu) lieto ftalātus. Pašlaik tiek lietoti seši ftalāti un joprojām tiek meklēti mazāk toksiski .Šādu polivinilplastmasu lieto kā ādas aizstājēju, polsterējamo materiālu automašīnu salonos, bērnu precēs, mājokļu grīdām. Pateicoties elektroizolācijas īpašībām, ar PVC pārklāj elektriskos vadus. Daudzi šķidro kristālu displeju ekrāni izgatavoti no polivinilhlorīda. Nelaime ir tā, ka polimerizācijas procesā ne viss monomērs polimerizējas. Jau 1930. gadā tika pētīta saslimstība ar aknu vēzi to rūpnīcu strādniekiem, kurās ražoja vinīhlorīdu.1949. gadā Krievijā, 1954. gadā Rumānijā 1963. gadā kompānijā Goodrich Chemical tika konstatēta saistība ar aknu saslimšanām un vinila ražošanu. Saslima gan izmēģinājuma dzīvnieki, gan cilvēki. Kaitīgā viela izrādījās dioksīns, kurš ir blakusprodukts monomēra vinilhlorīda iegūšanā. Vēlākos gados tika pierādīts, ka pat ļoti niecīgas dioksīna devas atstāj ietekmi ne tikai uz aknām, bet arī sagrauj cilvēka imūnsistēmu un negatīvi ietekmē arī cilvēka pēcnācējus. Eiropas ķīmiskajās rūpnīcās dioksīna izmešu daudzums ir samazināts līdz minimumam, pateicoties modernajām tehnoloģijām.

Ietekme uz cilvēka veselību un vidi

Iepriekšējā sadaļā jau tika pieminēta plastmasu kaitīgā ietekme, taču tikpat bīstams cilvēka veselībai ir bisfenols – A, kuru izmanto 3. tipa un dažu 7.tipa plastmasu (polikarbonātu) ražošanā kā antioksidantu un plastificētāju. Tas sastāv no divām fenola grupām. Bisfenols – A , nonākot dzīvas radības organismā, darbojas kā endokrīnās sistēmas, kas atbild par visa organisma hormonu saskaņotu darbību, sagrāvējs, vēža izraisītājs, aptaukošanās veicinātājs. ASV nacionālais veselības institūts 2007.gadā izstrādāja speciālu toksikoloģijas programmu, kura 2008.gadā publicēja pētījumu rezultātus. Izmēģinājuma žurkas, kuras bija dabūjušas bisfenolu-A , kas pievienots dzeramajam ūdenim, auga ātrāk un arī to pēcnācēji bija lielāki un resnāki. Šo vielu pievienoja tā saucamo obesogenu- vielu, kas veicina aptaukošanos – grupai. Neiroloģijas pētījumos konstatē, ka žurku mazuļi, kuru mātes dabūjušas šo ķimikāliju, daudz sliktāk apgūst dažādas iemaņas nekā citi vienaudži. Šie mazuļi ir arī hiperaktīvi, arī novēro saslimšanu ar diabētu. Cilvēku bērniem novēro arī uzmanības deficīta sindromu. Daži pētījumi liek domāt, ka šiem bērniem ir arī paaugstināta tieksme pēc narkotikām. Tātad bisfenols-A ietekmē jauno paaudzi , kamēr tā vēl nav pat dzimusi.

Polivinīlhlorīda un polikarbonāta plastmasa ir ļoti bīstama, ja to dedzina, teiksim, ugunskurā. Arī tad gaisā izdalās dioksīns un bisfenols – A. Šeit ir dioksīna pamatformula. Dioksīna pamatā ir divi benzola gredzeni, kuri savienoti ar diviem skābekļa „tiltiņiem”.

Otra ļoti kaitīgās ķīmiskās vielas – bisfenola –A- pamatformula. Viela sastāv no divām savstarpēji saistītām fenola grupām.

Tātad plastmasu bīstamība pamatā ir divējādi: ķīmiskā un mehāniskā. Nokļūstot augsnē, viss, kas šajā rakstā minēts, notiek arī mežos.

Plastmasa – netīkamākais atkritums

Ņemot vērā zinātnes un rūpniecības straujo attīstību, ap 1960.g. aizsākās dabas aizsardzības kustība. Mūsdienās tā jau ir kļuvusi par starpnozaru zinātni, kas nodarbina ķīmiķus, fiziķus, biologus, mediķus, ģeogrāfus, resursu tehnologus, pielietojamo zinātņu u.c. nozaru speciālistus.

Tā kā plastmasu ražošanas apjomi nemitīgi aug, rodas arvien vairāk atkritumu. Tie pārklāj jūras un upju virsmas, reizēm zem tiem slāpst jūras iemītnieki. Nevīžīgi nomestus dažādus trauciņus un maisiņus ar pārtikas atliekām ieēd dzīvnieki .To organismi, protams, nav piemēroti plastikātu pārstrādei, un dzīvnieki iet bojā bezjēdzīgā nāvē. Nav oficiāli apstiprinātu datu par plastmasu pilnīgu sadalīšanos apkārtējā vidē, taču tie varētu būt vairāki simti gadu.

Visu atkritumu savākšanas pamatā ir 3R koncepcija: reduce; reuse, recycling, kas tulkojumā nozīmē : lietot mazāk, lietot vēlreiz, pārstrādāt. Lai atkritumus pārstrādātu, tie jāsavāc .Var savākt šķirotus un nešķirotus. Atkritumu šķirošanai nepieciešama iedzīvotāju izglītošana. Jau no bērnudārza vecuma mazuļiem, tāpat kā mazgāšanos un lasītprasmi, vajadzētu mācīt izlietoto plastmasu pareizu sašķirošanu. Sašķirotās plastmasas sasmalcina, izkausē, granulē un no jauna tiek veidoti izstrādājumi.

Ko nozīmē plastmasu marķējumi?

Visus plastmasas izstrādājumus klasificē pēc 7 identifikācijas kodiem, atkarībā no iegūšanas veida. Ja plastmasas kodam priekšā ir lielais „R”, tas nozīmē, ka izstrādājums ir no otrreizējām izejvielām.

1.- PET vai PETE, kas nozīmē, ka tas ir polietilēna tetraftalāta izstrādājums. Apzīmē ar ciparu 1 trīsstūrī, apakšā PETE. Marķē 2 litru dzērienu, ūdens, cepameļļas pudelēm.

2. – HDPE- augsta blīvuma polietilēns. Apzīmē ar ciparu 2, trīsstūrim apakšā HDPE (high density polyethylene) . Marķē šķīdinātāju pudeles.

3. – PVC –polivinilhlorīds. Apzīmē ar ciparu 3, trijstūrim apakšā V. Iezīmētas plastmasas caurules, grīdas flīzes, dušas aizkari, piknika piederumi, ārējie apšuvuma dēļi.

4.- LDPE – zema blīvuma polietilēns. Marķēti iepakojumi veļas pulverim, iepirkumu maisiņi, maisiņi atkritumu tvertnēm.

5. – PP – polipropilēns. Marķēti pudeļu korķi, jogurta trauciņi.

6. – PS – polistirols. Marķējums plastmasas galda piederumi, trauki ēdienu līdznešanai.

7. – Pārējie. Apzīmē dažas plastmasas #1 – #6. Pazīstamākās Tupperware un Nalgene.

Lai arī pēc šiem kodiem plastmasas šķirot nav sarežģīti, procesu mehanizēt ir gandrīz neiespējami. Latvijā it kā ir centieni savākt jau šķirotus plastmasu atkritumus, bet , cik zinu, šiem centieniem iet diezgan smagi. Pārsvarā tas ir roku darbs.

Ierunā