Alle Gummiprodukte beginnen als „Gummimischung“. Kautschukmischungen beginnen mit einem Kautschukpolymer, entweder natürlichem oder einem der vielen synthetischen Polymere, Füllstoffen, Weichmachern, Antioxidantien, Prozesshilfsmitteln, Aktivatoren, Beschleunigern und Härtern. Viele der chemischen Inhaltsstoffe sind als gefährliche oder giftige Chemikalien eingestuft, und einige können als Karzinogene aufgeführt sein. Die Handhabung und Verarbeitung dieser Chemikalien wirft sowohl Umwelt- als auch Sicherheitsbedenken auf.
Gefährlicher Abfall
Belüftungssysteme und Staubsammler sind für Arbeiter erforderlich, die die Kautschukchemikalien handhaben und wiegen, und für Arbeiter, die die unvulkanisierte Kautschukmischung mischen und verarbeiten. Auch für diese Arbeitnehmer kann eine persönliche Schutzausrüstung erforderlich sein. Das in den Entstaubern gesammelte Material muss daraufhin untersucht werden, ob es sich um gefährlichen Abfall handelt. Es wäre ein gefährlicher Abfall, wenn er reaktiv, ätzend oder brennbar ist oder Chemikalien enthält, die als gefährlicher Abfall aufgeführt sind.
Gefährliche Abfälle müssen auf einem Manifest aufgeführt und zur Entsorgung an eine Sonderabfalldeponie geschickt werden. Ungefährliche Abfälle können je nach geltenden Umweltvorschriften auf örtlichen geordneten Deponien verbracht werden oder müssen möglicherweise auf einer industriellen Deponie verbracht werden.
Air Pollution
Einige Gummiprodukte erfordern im Herstellungsprozess eine Anwendung von Gummizement. Kautschukzemente werden durch Mischen der unvulkanisierten Kautschukmischung mit einem Lösungsmittel hergestellt. Die in diesem Prozess verwendeten Lösungsmittel werden üblicherweise als flüchtige organische Verbindungen (VOCs) klassifiziert. Prozesse, die VOCs verwenden, müssen über eine Art von Emissionskontrollausrüstung verfügen. Diese Ausrüstung kann ein Lösungsmittelrückgewinnungssystem oder eine thermische Oxidationsvorrichtung sein. Eine thermische Oxidationsanlage ist ein Verbrennungssystem, das die VOCs durch Verbrennung zerstört und normalerweise einen Brennstoffzusatz wie Erdgas erfordert. Ohne Emissionskontrollausrüstung können die VOCs Gesundheitsprobleme in der Fabrik und in der Gemeinde verursachen. Wenn die VOCs photochemisch reaktiv sind, wirken sie sich auf die Ozonschicht aus.
Wenn Gummiteile ausgehärtet werden und das Aushärtegefäß geöffnet wird, strömen Aushärtedämpfe aus dem Gefäß und aus dem Gummiteil. Diese Dämpfe treten in Form von Rauch, Dampf oder beidem auf. Aushärtungsdämpfe können nicht umgesetzte Chemikalien, Weichmacher, Formschmierstoffe und andere Materialien in die Atmosphäre tragen. Emissionskontrollen sind erforderlich.
Boden- und Wasserverschmutzung
Die Lagerung und Handhabung von VOCs muss mit äußerster Vorsicht erfolgen. In den vergangenen Jahren wurden VOCs in unterirdischen Lagertanks gelagert, was in einigen Fällen zu Lecks oder Verschüttungen führte. Lecks und/oder Verschüttungen rund um unterirdische Lagertanks führen im Allgemeinen zu Boden- und Grundwasserverunreinigungen, die eine teure Boden- und Grundwassersanierung auslösen. Die beste Wahl für die Lagerung sind oberirdische Tanks mit guter sekundärer Eindämmung zur Vermeidung von Verschüttungen.
Gummiabfälle
Jeder Fertigungsprozess hat Prozess- und Fertigwarenausschuss. Ein Teil des Prozessabfalls kann im vorgesehenen Produkt oder anderen Produktprozessen wiederverarbeitet werden. Ist der Kautschuk jedoch einmal ausgehärtet oder vulkanisiert, kann er nicht mehr weiterverarbeitet werden. Alle ausgehärteten Prozess- und Fertigwarenabfälle werden zu Abfallmaterial. Die Entsorgung von Alt- oder Abfallgummiprodukten ist zu einem weltweiten Problem geworden.
Jeder Haushalt und jedes Unternehmen auf der Welt verwendet irgendeine Art von Gummiprodukt. Die meisten Gummiprodukte werden als ungefährliche Materialien eingestuft und wären daher ungefährlicher Abfall. Gummiprodukte wie Reifen, Schläuche und andere schlauchförmige Produkte verursachen jedoch ein Umweltproblem in Bezug auf die Entsorgung nach ihrer Nutzungsdauer.
Reifen und Schlauchprodukte können nicht auf einer Deponie vergraben werden, da die Hohlräume Luft einschließen, wodurch die Produkte mit der Zeit an die Oberfläche steigen. Das Schreddern der Gummiprodukte beseitigt dieses Problem; das Schreddern erfordert jedoch eine spezielle Ausrüstung und ist sehr teuer.
Schwelende Reifenbrände können große Mengen an irritierendem Rauch erzeugen, der eine Vielzahl giftiger Chemikalien und Partikel enthalten kann.
Verbrennung von Altgummi
Eine der Möglichkeiten, Altgummiprodukte zu entsorgen und Altgummi aus den Herstellungsprozessen zu verarbeiten, ist die Verbrennung. Die Verbrennung scheint auf den ersten Blick die beste Lösung zur Entsorgung der zahlreichen „ausgedienten“ Gummiprodukte zu sein, die es heute auf der Welt gibt. Einige gummierzeugende Unternehmen haben die Verbrennung als Mittel zur Entsorgung von Altgummiteilen sowie von vulkanisiertem und unvulkanisiertem Kautschukverarbeitungsabfall in Betracht gezogen. Theoretisch könnte der Gummi verbrannt werden, um Dampf zu erzeugen, der in der Fabrik verwendet werden könnte.
Leider ist es nicht so einfach. Die Verbrennungsanlage muss so ausgelegt sein, dass sie Luftemissionen bewältigen kann, und würde höchstwahrscheinlich Wäscher erfordern, um solche Verunreinigungen wie Chlor zu entfernen. Chloremissionen würden im Allgemeinen aus der Verbrennung von Produkten und Schrott stammen, die Chloroprenpolymere enthalten. Die Wäscher erzeugen einen sauren Austrag, der möglicherweise vor dem Austrag neutralisiert werden muss.
Nahezu alle Gummimischungen enthalten irgendeine Art von Füllstoffen, entweder Ruße, Tone, Calciumcarbonate oder hydratisierte Silica-Verbindungen. Wenn diese Gummimischungen verbrannt werden, erzeugen sie Asche, die der Füllstoffbeladung in der Gummimischung entspricht. Die Asche wird entweder durch Nasswäscher oder Trockenwäscher gesammelt. Beide Methoden müssen vor der Entsorgung auf Schwermetalle analysiert werden. Nasswäscher produzieren höchstwahrscheinlich ein Abwasser, das 10 bis 50 ppm Zink enthält. So viel Zink, das in ein Abwassersystem eingeleitet wird, verursacht Probleme in der Kläranlage. In diesem Fall muss eine Aufbereitungsanlage zur Entfernung von Zink installiert werden. Dieses Behandlungssystem erzeugt dann einen zinkhaltigen Schlamm, der zur Entsorgung versandt werden muss.
Trockenwäscher erzeugen eine Asche, die zur Entsorgung gesammelt werden muss. Sowohl nasse als auch trockene Asche sind schwierig zu handhaben, und die Entsorgung kann ein Problem darstellen, da die meisten Deponien diese Art von Abfall nicht annehmen. Sowohl nasse als auch trockene Asche können sehr alkalisch sein, wenn die zu verbrennenden Gummimischungen stark mit Calciumcarbonat belastet sind.
Schließlich reicht die erzeugte Dampfmenge nicht aus, um die volle Menge zu liefern, die zum Betreiben einer Gummiherstellungsanlage erforderlich ist. Die Versorgung mit Altgummi ist uneinheitlich, und es werden derzeit Anstrengungen unternommen, um den Altgummi zu reduzieren, was die Kraftstoffversorgung verringern würde. Die Wartungskosten einer Verbrennungsanlage, die zum Verbrennen von Gummiabfällen und Gummiprodukten ausgelegt ist, sind ebenfalls sehr hoch.
Wenn alle diese Kosten berücksichtigt werden, kann die Verbrennung von Altgummi die am wenigsten kosteneffektive Entsorgungsmethode sein.
Fazit
Die vielleicht beste Lösung für Umwelt- und Gesundheitsbedenken im Zusammenhang mit der Herstellung von Gummiprodukten wäre eine gute technische Kontrolle für die Herstellung und Mischung von pulverförmigen Chemikalien, die in Gummimischungen verwendet werden, und Recyclingprogramme für alle unvulkanisierten und vulkanisierten Gummiabfälle und -produkte. Die in Staubabscheidersystemen gesammelten pulverförmigen Chemikalien könnten mit den geeigneten technischen Kontrollen wieder Gummimischungen zugesetzt werden, was die Deponierung dieser Chemikalien überflüssig machen würde.
Die Kontrolle der Umwelt- und Gesundheitsprobleme in der Gummiindustrie ist möglich, aber es wird nicht einfach oder kostenlos sein. Die mit der Kontrolle von Umwelt- und Gesundheitsproblemen verbundenen Kosten müssen zu den Kosten von Gummiprodukten hinzugerechnet werden.