|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2002
Wrzesień
Odpady z działu fotoreprodukcji i ich minimalizacja
|
W przemyśle poligraficznym na każdym z etapów obróbki obrazu powstają produkty traktowane jako odpady. Są to zarówno materiały stałe, jak i ciekłe, które trafiają do środowiska lub na składowiska. Poza odpadami powstającymi w trakcie obróbki fotograficznej, np.: ściekami procesowymi, stają się nimi również materiały fotograficzne po ich wykorzystaniu zgodnie z przeznaczeniem: wywołane i wykorzystane do naświetlania form drukowych negatywy i pozytywy.
Minimalizacja odpadów polega na ograniczaniu ilości materiałów odpadowych powstających w procesach fotoreprodukcji, jak też na stosowaniu technologii ich powtórnego wykorzystania oraz obniżania toksyczności przed składowaniem lub odprowadzeniem do środowiska w inny sposób.
|
Źródła odpadów w procesach fotoreprodukcji
Analizując problem srebra w poligrafii [1, 2] zwrócono uwagę na powstawanie w dziale fotoreprodukcji różnorodnych rodzajów odpadów.
Podstawowym źródłem odpadów w procesach fotoreprodukcji są ścieki w postaci zużytych bądź przeterminowanych odczynników chemicznych używanych do wywoływania i utrwalania obrazów na błonie. Są to wywoływacze fotograficzne, utrwalacze, osłabiacze oraz wody płuczące używane do separacji poszczególnych faz obróbki. Ponadto w procesach tych występują odpady w postaci stałej, w formie ścinków błon fotograficznych. Jako produkt odpadowy można również traktować materiały po ich docelowym wykorzystaniu, tj.: naświetlone, wywołane i utrwalone błony, które wykorzystano do przygotowania materiałów drukujących i które nie są już dłużej użyteczne. Dodatkowe, sporadycznie występujące źródło stanowią klisze przeterminowane, których nie wykorzystano w procesach fotoreprodukcji.
Wywoływacze fotograficzne są złożonymi mieszaninami chemicznymi o odczynie alkalicznym, zawierającymi zarówno związki organiczne, jak i nieorganiczne. Receptura tych odczynników jest zwykle chroniona przez ich producentów, jednak zazwyczaj w ich składzie są zawarte takie substancje, jak: pirogalol, pirokatechina, hydrochinon (chinon w zużytym wywoływaczu), metol, amidol, chlorowodorek p-aminofenolu, p-diaminobenzen, fenidon, węglany: sodowy i potasowy, wodorotlenki: sodowy i potasowy, pirosiarczyn potasowy, bezwodny siarczan (IV) sodowy oraz bromek potasowy [3-5]. Większość składników organicznych jest pochodzenia benzenowego i jako takie są one substancjami silnie toksycznymi, szczególnie dla organizmów niższych. Podobne zagrożenie dla środowiska stanowią nieorganiczne komponenty wywoływacza. Ponadto duża część związków wchodzących w skład wywoływaczy nie pozostaje bez wpływu na organizm człowieka oddziałując nawet na układ nerwowy, powodując zaburzenia równowagi, podrażnienia oczu i skóry. [4]
Podstawowym związkiem chemicznym w utrwalaczach jest tiosiarczan sodowy (ewentualnie amonowy). Wskutek reakcji zachodzących podczas utrwalania obrazu, w kąpieli pozostają głównie kompleksy srebrowe tiosiarczanu oraz bromek sodowy. [3,4] Dodatkowo w utrwalaczach stosuje się substancje zakwaszające, którymi są zwykle wyższe kwasy organiczne. Ponadto do odczynnika dodaje się substancje ochronne zapobiegające wydzielaniu się siarki. Są to zwykle sole siarczanowe (IV). Jako czynników garbujących używa się natomiast soli metali (zwykle glinu, ale także żelaza, chromu, cyrkonu) bądź ałunu chromowo-potasowego. Toksyczność tiosiarczanu nie jest najwyższa, ale jest to związek absorbujący podczas rozkładu znaczne ilości tlenu, co prowadzi do powstawania warunków anaerobowych w zbiornikach wodnych, do których trafiają ścieki utrwalaczowe. Wyższe kwasy organiczne są trujące dla wodnych organizmów żywych, podobnie jak garbniki. Siarczany (IV) są natomiast trucizną przede wszystkim dla organizmów beztlenowych. [4]
Osłabiacze fotograficzne są stosowane sporadycznie. Ich skład może się znacznie różnić w zależności od przeznaczenia, jednak najpopularniejszym jest osłabiacz Farmera oparty na żelazicyjanku potasu i tiosiarczanie sodowym. Po jego zużyciu do ścieków przedostaje się żelazocyjanek potasowy, który nie jest związkiem toksycznym. Podczas jego rozkładu następuje jednak absorpcja tlenu oraz wydziela się silnie trujący kwas cyjanowodorowy. [3, 4]
Utylizacja odpadów z działu fotoreprodukcji
Utylizacja odpadów powstających w procesach obróbki obrazu ma na celu zmniejszenie ich toksyczności przed odprowadzeniem do środowiska. Zarówno ścieki wywoływaczowe, jak i utrwalaczowe powodują zwiększone zapotrzebowanie na tlen. Aby nie dopuścić do degradacji zbiorników wodnych, prowadzi się biologiczne bądź chemiczne utlenianie tych odpadów. Są to technologie stosowane przez oczyszczalnie ścieków i wyspecjalizowane zakłady utylizacji.
W metodzie biologicznej po nasyceniu ścieków tlenem rolę katalizatora reakcji rozkładu przejmują specjalnie dobrane mikroorganizmy, które część szkodliwych związków zatrzymują na powierzchni, a część przekształcają - w procesach metabolizmu - w biomasę. W wyniku obumierania tych organizmów zaabsorbowane przez nie związki ulegają mineralizacji. W praktyce jest to ten sam proces, który występuje jako samooczyszczanie zbiorników wodnych, tutaj jednak jest zintensyfikowany poprzez wytworzenie nienaturalnych, lecz optymalnych warunków wzrostu mikroorganizmów.
Neutralizacja chemiczna polega na kontrolowanym przeprowadzaniu reakcji utleniania składników ścieków poprzez odpowiednie dozowanie podchlorynu sodowego lub nadtlenku wodoru. Odpowiednie dozowanie i mieszanie ma zapobiec zbyt gwałtownemu przebiegowi reakcji.
Rzadziej stosowanymi technologiami oczyszczania, mającymi na celu przede wszystkim usunięcie z roztworów związków organicznych, jest ich wysokotemperaturowe spalanie.
Jeżeli chodzi o ścieki zawierające zużyty wywoływacz, w których dużą część stanowią substancje fenolowe, również prowadzi się odparowywanie. Pozostałości z tego procesu można również poddać spalaniu bądź magazynować.
Dość popularną metodą neutralizacji odpadów zawierających substancje wywołujące i utrwalające, stosowaną także przez zakłady foto-graficzne na miejscu, jest ich mieszanie. Ponieważ są to ciecze o przeciwnych odczynach (wywoływacze alkaliczne, a utrwalacze kwasowe) dochodzi do neutralizacji tych substancji. Należy przy tym pamiętać, że przed zmieszaniem należy poddać utrwalacz odsrebrzeniu.
Składniki zawarte w ściekach po procesach fotograficznych są substancjami niebezpiecznymi dla środowiska, w większości toksycznymi dla organizmów żywych. Należy je bezwzględnie poddawać oczyszczaniu przed odprowadzaniem do zbiorników wodnych. Z tego powodu ścieki fotograficzne powinny być magazynowane i wywożone do zakładów utylizacyjnych. Niedopuszczalne jest zlewanie ścieków do kanalizacji nie odbieranej przez oczyszczalnie, czy odprowadzanie ich bezpośrednio do zbiorników wodnych.
Odpady stałe zawierają srebro w postaci soli lub w postaci metalicznej, umieszczone na materiałach podkładowych. Tego typu odpady poddaje się utylizacji przez spalenie i późniejszy odzysk srebra z uzyskanych popiołów. Odmianą tej technologii jest piroliza, która redukuje ilość toksycznych związków emitowanych podczas spalania, a jednocześnie prowadzi do uzyskania gazów palnych.
Wad obu powyższych metod nie ma stosowane od niedawna zmywanie, polegające na usunięciu emulsji fotograficznej z podłoża na skutek rozbicia wiązań żelatyny. Taka technika zapobiega zniszczeniu materiału podkładowego pozwalając na jego powtórne wykorzystanie.
Minimalizacja odpadów fotoreprodukcyjnych
Odrębnym zagadnieniem jest minimalizacja ilości odpadów, zarówno ściekowych jak i stałych, powstających w dziale fotoreprodukcji. Zakres metod wspomagających jest rozumiany szeroko, od stosowania nowych technologii i udoskonalania tradycyjnych procesów, po racjonalizację gospodarowania materiałami i odczynnikami fotograficznymi.
Do grupy nowych technologii, eliminujących procesy fotograficzne z przygotowania druku, zalicza się techniki Computer-to-Plate czy Computer-to-Press. W pierwszej z nich obraz do druku przygotowywany jest komputerowo, a następnie laserowo przenoszony na elementy drukujące maszyny. Eliminuje to cały proces obróbki fotograficznej oraz związane z nim odpady ściekowe i stałe. Jeszcze bardziej ogranicza powstawanie odpadów druga z wymienionych technologii. Wydruk jest uzyskiwany przez bezpośrednie, komputerowe sterowanie elementami drukującymi maszyny na podstawie elektronicznie przygotowanego obrazu. Oprócz pominięcia fazy fotoreprodukcji eliminuje się także procesy przygotowania form kopiowych.
Kolejną metodą ograniczania ilości odpadów w dziale fotoreprodukcji jest stosowanie procesów i materiałów fotograficznych nowych generacji. Dotyczy to stosowania tzw. suchych filmów, których obróbka jest oparta na wykorzystywaniu procesów termicznych zamiast tradycyjnych odczynników fotograficznych. Materiały do termicznego wywoływania i utrwalania mogą być oparte na związkach selenu, jak w przypadku filmów Verde firmy Xerox Graphic Systems, lub emulsji zawierającej halogenki srebra podobnie jak błony tradycyjne, ale przygotowanej do obróbki termicznej, jak w filmach firmy 3M. Ponieważ przy obróbce takich materiałów nie stosuje się odczynników fotograficznych, eliminuje to problem utylizacji ścieków z tych procesów. [3]
Mniej radykalnymi technikami są udoskonalanie i usprawnianie tradycyjnych procesów poprzez zmniejszanie zużycia odczynników i przedłużanie ich żywotności. W grupie takich rozwiązań wymienia się np.: przeciwdziałanie utlenianiu odczynników przez ograniczanie ich kontaktu z tlenem atmosferycznym. W tym celu poszczególne procesy prowadzi się w zamkniętych zbiornikach procesowych, a poziom zużywanego odczynnika wyrównuje się przez dodawanie do zbiornika szklanych kulek. Zapobieganie mieszaniu się odczynników oraz zmniejszanie zużycia wód płuczących uzyskuje się poprzez stosowanie wycieraczek oraz techniki tzw. mycia przeciwprądowego, w której wstępnie myje się błony wodą z poprzednich płukań, a czystej wody używa się tylko w końcowym zbiorniku. Także wprowadzenie urządzeń do automatycznego odcinania dopływu wody przyczynia się do zmniejszania jej zużycia, a więc i ilości zrzucanych ścieków.
Również stosowanie mniej toksycznych substytutów dotychczas używanych substancji prowadzi do zmniejszenia szkodliwości odpadów i zmniejszenia kosztów ich utylizacji. Takim działaniem jest na przykład stosowanie jako osłabiacza żelazo-wersenianu w miejsce żelazocyjanków. Jest to związane z wydłużeniem procesu wybielania, ale skutkuje znacznym obniżeniem toksyczności odprowadzanych ścieków.
Powstawaniu odpadów incydentalnych, np.: przeterminowanych filmów oraz odczynników powinno zapobiegać monitorowanie zużywanych i zamawianych odczynników i materiałów, ścisłe przestrzeganie dawkowania odczynników (dość częste jest stosowanie roztworów o zbyt dużych stężeniach), czy zapewnienie odpowiednich warunków magazynowania, zapobiegających utlenianiu chemikaliów i prześwietlaniu błon. Są to działania nie wymagające nakładów finansowych, a jedynie zmian organizacyjnych w firmach, których to zagadnienie dotyczy.
Podsumowanie
Dział fotoreprodukcji poza srebrem obecnym w zużytym utrwalaczu dostarcza głównie zanieczyszczeń organicznych pochodzących z wywoływaczy. Wymaga to stałej kontroli w poszczególnych zakładach poligraficznych. Należy również zwracać uwagę na odpady stałe i dążyć do ich - jeśli nie całkowitej eliminacji, to chociaż zminimalizowania. Z kolei w wypadku przejścia na nowe, bezsrebrowe techniki otrzymywania obrazu, konieczne jest uwzględnienie ich oddziaływania na środowisko.
Prof. dr hab. Halina Podsiadło
mgr inż. Agata Sibirska
Instytut Poligrafii
Politechnika Warszawska
Literatura
[1] H. Podsiadło, A. Sibirska, Metody oznaczania srebra w ściekach z działu fotoreprodukcji zakładów poligraficznych stosujących tradycyjne metody otrzymywania pozytywów i negatywów, "Świat Druku" (nr nr 1, 4, 5, 6/2002), w opracowaniu redakcyjnym, tam wcześniejsza literatura.
[2] H. Podsiadło, A. Sibirska "Metody odzyskiwania srebra", jw.
[3] J. Kozieł, J. Zasucha, Materiały Instytutu Gospodarki Odpadami w Katowicach
[4] H. Czichon, D. Chodkowska, Działanie toksyczne i ekotoksyczne substancji stosowanych w fotografii reprodukcyjnej i metody neutralizacji ścieków fotograficznych, Politechnika Warszawska, Wydział Geodezji i Kartografii, Instytut Poligrafii, Warszawa, 1986
[5] J. R. Paśko, Z chemią przez fotografię barwną, WNT, Warszawa 1991.
|
|
|
|
