Độc chất môi trường Polyethylene

MỤC LỤCCÁC CỤM TỪ VIÊT TẮT4DANH MỤC HÌNH ẢNH4PHẦN I: MỞ ĐẦU5PHẦN II: NỘI DUNG61.Nguồn gốc61.1 Khái quát61.2 Nguồn gốc82.Dạng tồn tại82.1 VLDPE (Verylowdensity polyethylene)82.2 LDPE (Lowdensity polyethylene)92.3 LLDPE (Linear lowdensity polyethylene)102.4 MDPE (Mediumdensity polyethylene)102.5 HDPE (Highdensity polyethylene)102.6 UHMWPE (Ultrahighmolecularweight polyethylene)112.7 PEX hay XLPE (Crosslinked polyethylene)113.Hấp thụ, chuyển hóa và tích tụ123.1 Hấp thụ123.1.1 Hô hấp123.1.2 Qua da (tiếp xúc trực tiếp khi sử dụng các vật liệu bằng PE)123.1.3 Tiêu hóa (ăn uống những đồ vật được làm từ PE)123.2 Tích tụ134.Tác động135.Biểu hiện156.Cách phòng tránh ngộ độc15PHẦN III: KẾT LUẬN17TÀI LIỆU THAM KHẢO18

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG – LÂM – NGƯ

Tiểu luận: POLYETHYLENE Môn: ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG

GVHD : ThS Vũ Hoàng Anh Sinh viên : Vũ Thúy Hằng

Ngành : Quản lý Tài nguyên &

Môi trường

Tiểu luận: POLYETHYLENE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG – LÂM – NGƯ



GVHD : ThS Vũ Hoàng Anh Sinh viên : Vũ Thúy Hằng

Ngành : Quản lý Tài nguyên

& Môi trường

MSSV : DQB05139945

MỤC LỤC

CÁC CỤM TỪ VIÊT TẮT

IUPAC – Internation Union of Pure and Applied Chemistry tạm dịch Liến minh Quốc tế về Hóa học thuần túy và Hóa học ứng dụng là tổ chức phi chính phủ được thành lập vào năm 1919 bởi các nhà hóa học nhằm mục đích thúc đẩy sự phát triển của khoa học hóa học

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Mô hình 3D của Polyetylene

Hình 2: Mô hình 3D của mono Polyethylene

Hình 4: Một số sản phâm nhựa LDPE thường gặp

Hình 5: Thép không gỉ và siêu phân tử có giá cao trên thị trường

Hình 6: Bản đồ lượng chất thải nhựa chung ra biển và đại dương của thế giới

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Con người không thể tồn tại và phát triển nếu thiếu đi nguồn thức ăn, nước uống hàng ngày Trải qua các thời kỳ, con người sáng tạo ra nhiều cách để chứa đựng và bảo quản nguồn thực phẩm

Hầu hết các loại thực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, bụi, oxy, vi sinh vật… Vì vậy chúng cần được bảo quản trong bao bì cẩn thận nhằm giữ được nguyên chất lượng gốc trong thời gian lâu nhất có thể Bên cạnh đó, cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu tiêu dùng của con người ngày càng được nâng cao thì nhựa không chỉ dùng để chứa đựng thực phẩm mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác

Polyethylene là phổ biến nhất nhựa trên thế giới, ta có thể bắt gặp nó bất kì ở đâu trong cuộc sống hàng ngày Các loại Polyethylene khác nhau có một vài tính chất quan trọng đã làm chúng trở thành vật liệu bao bì thích hợp nhất Polyethylene có tính ngăn cản nước và độ ẩm rất tốt, tính này càng tốt khi mật độ của Polyethylene càng cao PE cũng có tính hàn nhiệt rất tốt và vẫn giữ được tính mềm dỏe ở mật độ rất thấp nó có thể được sử dụng ở điều kiện đông lạnh thấp Song song với những tiện ích mà nó mang lại thì nó cũng gây ô nhiễm không hề ít

Vì vậy bài tiểu luận “Polyethylene” sẽ giới thiệu tổng quát về mức độ ô nhiễm và gây độc của nó

PHẦN II: NỘI DUNG

1 Nguồn gốc

1.1 Khái quát

Hình 1: Mô hình 3D của Polyetylene

Polyetylene có tên IUPAC là polyethylene hay polyethene; viết tắt: PE

PE là một loại nhựa nhiệt dẻo (thermoplastic polymer) được sử dụng rất phổ biến trên thế giới, với trữ lượng sản xuất hàng năm khoảng 80 triệu tấn, chủ yếu được sử dụng để làm bao bì, túi hàng tạp phẩm, chai dầu gội đầu, đồ chơi trẻ em, và thậm chí áo chống đạn… Đối với một vật liệu đa năng như vậy, nó có cấu trúc rất đơn giản, đơn giản nhất trong tất cả các polymer

Polyetylene là một hợp chất hữu cơ (poly) gồm nhiều nhóm etylen CH2-CH2 liên kết với nhau bằng các liên kết hydro no

Phân tử Polyetylene có cấu tạo mạch thảng dài gồm các mắc xích cơ sở ethylene, ngoài ra còn có những mạch nhánh PE là polymer không phân cực, moment lưỡng cực PE được điều chế bằng phản ứng trùng hợp các monome etylen (C2H4)

Hình 2: Mô hình 3D của mono Polyethylene.

Hình 3: Phương trình trùng hợp Polyethylene

Polyethylene có đặc tính:

– Trong suốt, hơi có ánh mớ, có bề mặt bóng láng mềm dẻo

– Chống thấm nước và hơi nước tốt

– Chống thấm khí O2, N2, CO2 và dầu mỡ đều kém

– Chịu được nhiệt độ cao dưới 230oC trong thời gian ngắn

– Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tính dầu thơm hoặc các chất tẩy rửa như Ancol, Acetol, H2N2…

– Có thể cho khí, hương thẩm thaaus xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đụng bên trong, gây mất giá trị cảm quan củ sản phẩm

Công dụng:

– Làm túi xách các loại, thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với độ dày khác nhau

– Sản xuất nắp chai Do nắp chai bị hấp thu mùi nên chai dựng thực phẩm đậy bằng PE phải được bảo quản trong một môi trường không có chất gây mùi

1.2 Nguồn gốc

Polyetylen lần đầu tiên được tổng hợp bởi các nhà hóa học người Đức Hansvon Pechmann, người ta phát hiện ra một cách tình cờ vào năm 1898 trong khi điều tra diazomethane(CH2N2)[1] Khi các đồng nghiệp của ông Eugen Bamberger và Friedrich Tschirner đặc trưng, chất sáp màu trắng mà ông đã tạo ra, họ nhận ra rằng nó chứa đựng -CH dài 2 - chuỗi và gọi nó polymethylene

2 Dạng tồn tại

Dựa vào tỷ trọng có các loại PE sắp xếp theo tỉ trọng tăng dần như sau: VLDPE (tỉ trọng rất thấp) LDPE (tỉ trọng thấp), LLDPE (PE tỷ trọng thấp mạch thẳng), MDPE (tỉ trọng trung bình), HDPE (tỉ trọng cao), UHMWPE (PE có khối lượng phân tử cực cao), PEX hay XLPE (PE khâu mạch), HDXLPE (PE khâu mạch tỷ trọng cao), HMWPE ) polyethylene cao trọng lượng phân tử), ULMWPE hoặc PE-WAX, Polyethylene clo (CPE)

2.1 VLDPE (Very-low-density polyethylene)

Là một polyme chủ yếu là mạch thẳng, còn các mạch nhánh rất ngắn

Tỷ trọng: 0,880 - 0,915 g/cm³

Được chế tạo nhờ quá trình trùng hợp triệt để dưới áp suất cao

Là chất vô định hình có độ mềm dẻo tuyệt đối, độ dai rất tốt, căng và tăng khả năng bảo vệ môi trường, mở rộng khả năng hỗn hợp với nguyên liệu chất dẻo mềm khác như PVC, EVA để thay đổi tính năng của nó

Dùng để sản xuất màng co, màng căng, găng tay bảo hộ, tham gia quá trình biến đổi các loại chất dẻo khác, màng công nghiệp, màng nhiều lớp

2.2 LDPE (Low-density polyethylene)

Hình 4: Một số sản phâm nhựa LDPE thường gặp

Tỷ trọng: 0,910 - 0,940 g/cm³

Tính chịu nhiệt Tnc = 93°C

Tmin = -57oC

Thàn = 100oC

LDPE trong, hơi mờ, độ bóng bề mặt cao Bị kéo dãn, dễ nứt dưới tác dụng lực Khả năng chống tác nhân:

– Chống thấm nước tốt;

– Chống thấm khí, hơi nước kém:

– Chống thấm dầu mỡ kém:

– Bền với acid muối vô cơ:

– Khả năng in ấn kém

LDPE ứng dụng làm bao bì thủy sản đông lạnh vì chịu được nhiệt độ -18oC Nhiệt độ ghép mí thấp nên dùng làm lớp trong cùng của mảnh ghép

2.3 LLDPE (Linear low-density polyethylene)

Tỷ trọng: 0,915 - 0,925 g/cm³

Tính chịu nhiệt Tnc ≈ 95°C

Tmin = -57oC

Thàn = 120oC

Khả năng chống tác nhân:

– Chống thấm khí, hơi nước, chống thấm dầu mỡ cải thiện hơn so với LDPE

– Bền với acid muối vô cơ

– Khả năng in ấn cao hơn LDPE

LLDPE được úng dụng đê phủ cáp, đồ chơi, nắp, xô, thùng chứa và đường ống

2.4 MDPE (Medium-density polyethylene)

Tỷ trọng: 0,926 - 0,940 g/cm³

MDPE có thể được sản xuất bởi các chất xúc tác crom / silic, chất xúc tác Ziegler-Natta, hoặc chất xúc tác metallocene MDPE có độ bền cơ học khá tốt Nó cũng ít nóng nhạy cảm hơn HDPE MDPE thường được sử dụng trong các ống dẫn khí và phụ kiện, bao tải, thu nhỏ phim ảnh, phim bao bì, túi mang, và đóng cửa vít

2.5 HDPE (High-density polyethylene)

Tỷ trọng: 0.941 - 0,965 g/cm³

Tính chịu nhiệt Tnc ≈ 121°C

Tmin = -46oC

Thàn = 140oC

Ngược với LDPE, HDPE được sản xuất đưới áp suất thấp với các hệ xúc tác như crom/silic catalysts, Ziegler-Natta hay metanloxen (metallocene) Các chất xúc tác kích thich sự hình thành các gốc tự do ở hai đầu của các phân tử Polyethylene phát triển tạo các

Khả năng chống tác nhân:

– Chống thấm khí, hơi nước, chống thấm dầu mỡ cải thiện hơn so với LLDPE:

– Bền với acid muối vô cơ:

– Khả năng in ấn cao hơn LLDPE

HDPE có độ bền cao Được ứng dụng trong tạo hình các ly, khay nhựa, các bao bì như bình sữa, chai chất tẩy rửa, thùng chứa rác, ống dẫn nước… Đa số các đồ chơi trẻ em đều được sản xuất từ HDPE Thống kê 2007, lượng tiêu thụ HDPE toàn cầu đạt 30 triệu tấn

2.6 UHMWPE (Ultra-high-molecular-weight polyethylene)

Là loại PE có khối lượng phân tử trung bình số cỡ hàng triệu (từ 3,1 đến 5,67 triệu) UHMWPE rất cứng nên được ứng dụng làm sợi và lớp lót thùng đạn

Tỷ trọng: 0,930 - 0,935 g/cm³

Nhiệt độ nóng chảy Tm ≈ 130 °C

Hình 5: Thép không gỉ và siêu phân tử có giá cao trên thị trường

2.7 PEX hay XLPE (Cross-linked polyethylene)

Được chế tạo bằng cách cho thêm các peocid hữu cơ (ví dụ: dicumyl peocid, ) vào

PE trong quá trình gia công Các phương pháp khâu mạch PE tốt nhất là phương pháp đúc quay và bức xạ hồng ngoại

PEX được ứng dụng làm màng nhựa, ống, dây và cáp điện

3 Hấp thụ, chuyển hóa và tích tụ

Độc tính của Polyethylene phát tính chủ yếu do tiếp xúc qua da, hit thở (khi đốt), tiêu hóa

Trong sinh hoạt hàng ngày, nững chai đựng sữa, nước ngọt và một số thực phẩm lỏng khác thường làm bằng nhựa PE tỷ trọng cao, được gọi tắt là HDPE Có thể nói ở tất cả các chợ lớn, nhỏ, siêu thị hay chợ ven đường… hàng hoá giao cho khách hàng đều đựng túi PE Tuy nhiên, việc sản xuất ra HDPE cũng sử dụng tới các hoá chất độc hại như hexane và benzen LDPE được cho là ít độc hại nhưng nó vẫn chứa các chất độc như butane, benzene

và vinyl acetate Các loại túi shopping làm bằng LDPE và HDPE hiện nay bị lên án bởi các nhóm bảo vệ môi trường và bị cấm ở một số nơi thánh phố của Mỹ

3.1 Hấp thụ

3.1.1 Hô hấp

Việc đốt cháy Polyethylen bằng các hình thức dùng lửa hay nung nóng đều tạo ra mùi khó chịu, việc đốt cháy bằng lửa có thể gây ra khói đen rất nguy hiểm cho những ai hít phải

Con người hít phải khói do đốt cháy PE chủ yếu do các hoạt động đốt tiêu hủy rác, các công nhân làm việc trong nhà máy sản xuất các loại bao bì, đồ vật, dụng cụ làm từ nhựa

3.1.2 Qua da (tiếp xúc trực tiếp khi sử dụng các vật liệu bằng PE)

Việc tiếp xúc độc chất từ PE qua da là không đáng kể do đặc tính chông dính, trơ với nhiệt độ thường

3.1.3 Tiêu hóa (ăn uống những đồ vật được làm từ PE)

Chủ yếu do con người sử dụng đồ vật làm từ PE để chứa đựng thức ăn, nước uống, nguồn yếu phẩm phục vụ cho nhu cầu hằng ngày hay là cất trữ

Ví dụ: Vấn đề đáng lo ngại nhất là sử dụng tùy tiện những bao bì cũ Thật không an toàn khi dùng những thùng nhựa PE đã đựng sơn nước để muối dưa, cà.Một số hoá chất độc hại có trong sơn đã thấm vào nhựa sẽ khuếch tán ra môi trường nước – acid của dưa, cà và

có tác hại đến sức khoẻ của người tiêu dùng

3.2 Tích tụ

Sử dụng PE quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ do không có độ kháng nhiệt cao,

bị ăn mòn bởi dung môi hay dầu mỡ, trầy xước, có thể không để lại mùi vị thực phẩm

Việc dùng các loại hộp, tô bằng nhựa PE để chứa thực phẩm nóng hoặc nhiều dầu

mỡ vì các chất độc trong loại nhựa này sẽ được phóng thích với tỷ lệ cao, gây tổn hại cho gan, đặc biệt là ung thư và nhiều bệnh khác

4 Tác động

Ô nhiễm môi trường do rác thải làm từ Polyethylene trong hoạt động thường ngày của con người cũng là một vấn đề cần được đặc biệt quan tâm Trên 50% tổng lượng rác thải nhựa ra đại dương là từ các nước nằm trong khu vực Biển Đông như Trung Quốc, Việt Nam, Indonesia và Philippine Trong bối cảnh chung đó, Việt Nam là nước có lượng rác thải nhựa xả ra biển nhiều thứ 4 trên thế giới Khối lượng rác thải nhựa từ Việt Nam ra Biển Đông dao động trong khoảng 0,28-0,73 triệu tấn/năm, tương đương 6% tổng lượng rác thải nhựa ra biển của thế giới Tuy nhiên, phần lớn người dân dường như vẫn chưa có ý thức về những nguy hại từ ô nhiễm rác thải nhựa cũng như chưa có những hành động cần thiết để bảo vệ môi trường biển

Hình 6: Bản đồ lượng chất thải nhựa chung ra biển và đại dương của thế giới

Do đặc điểm cấu trúc là các polyme tổng hợp nhân tạo Polyethylene là một dạng chất thải có tốc độ phân hủy trong môi trường biển rất chậm Thông thường những mảnh rác thải

nhựa lớn sẽ bị phân nhỏ ra dưới các tác động cơ học thành các hạt nhựa nhỏ có kích thước dưới 5mm (gọi là microplastic) Thông thường phải mất đến hàng trăm năm thậm chí cả hàng nghìn năm để một mảnh rác thải nhựa bị phân hủy hoàn toàn trong điều kiện tự nhiên Với đặc tính bền vững trong tự nhiên như vậy, rác thải nhựa đang gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái biển, ảnh hưởng trực tiếp tới sự sống của các loài sinh vật phù

du, cá biển, các loài rùa biển cũng như các loài chim biển

Cơ chế gây hại:

– Các mảnh nhựa được tích lũy trong ruột gây cản trở hoặc tắc hệ tiêu hóa của sinh vật

– Do đặc tính kỵ nước của nhựa Polyethylene, chúng có khả năng hấp phụ trên bề mặt một lượng lớn các chất ô nhiễm khác như PCBs, PAHs, thuốc trừ sâu Những chất này khi được tích lũy trong cơ thể sinh vật sẽ gây ra những tác hại đối với sinh vật

Một nghiên cứu mới công bố gần đây cho thấy 28% tổng số cá thể sinh vật và 55%

số loài cá và thân mềm thu được từ Biển Đông khu vực Indonesia có chất thải nhựa trong dạ dày và đường ruột Chúng đều là những loại hải sản được sử dụng phổ biến làm thực phẩm hàng ngày của người dân Indonesia Trong khi đó, chưa có những nghiên cứu tương tự từ vùng biển Việt Nam Mặc dù vậy, hải sản nhiễm rác thải nhựa chiếm tỉ lệ cao ở Indonesia cho thấy những nguy cơ tương tự có thể xảy ra với hải sản được dùng làm thực phẩm ở Việt Nam vì 2 lý do: thứ nhất, Indonesia có lượng rác thải nhựa ra biển nằm trong khoảng dao động tương đương với Việt Nam và những loài hải sản được đề cập đến trong nghiên cứu ở Indonesia như cá nục, cá thu, cá trích, cá dìa cũng đều là những loài được sử dụng phổ biến làm thực phẩm ở Việt Nam Do đó ảnh hưởng đến nghiêm trọng đến sức khỏe con người do tiêu thụ Như đã đề cập ở trên, rác thải nhựa Polyethylene không những gây cản trở quá trình tiêu hóa của sinh vật mà còn mang theo những chất độc hại như PCBs, PAHs, vào trong cơ thể chúng Việc sử dụng các loại hải sản có chứa rác thải nhựa làm thực phẩm có thể dẫn đến những quan ngại về những hợp chất độc hại hấp phụ trên bề mặt nhựa có thể tích lũy trong cơ thể người và qua thời gian dài có khả năng gây ra những ảnh hưởng về sức khỏe

Tóm lại sử dụng nhựa Polyethylene tác động đến vấn đề môi trường rất đáng kể – Phát sinh rác ảnh hưởng đến môi trường làm xấu cảnh quan, tắc nghen cống rãnh, nguy hại cho sinh vật cũng như con người…

– Việc thải các sản phẩm từ Polyethylene sẽ được phân hủy trong bãi chôn lấp nhưng phải mất một thời gian dài

5 Biểu hiện

hủy hoại tế bào của cơ thể và gây nên nhiều vấn đề sức khỏe Những chứng bệnh và rối loạn như ung thư, mất trí do tế bào não suy thoái (Alzheimer), thấp khớp, bệnh tim, suy yếu mắt và nhiều vấn đề sức khỏe khác đang gia tăng có liên hệ với lượng đồ dùng làm từ Polyehtylene đang gia tăng trong đời sống Ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng những thành phần độc hại trong đồ nhựa gây nên nhiều rối loạn, từ ung thư đến chứng vô sinh

Nước thường được bán trong bình nhựa làm từ Polyethylene có thể rò rỉ chất DEHA, một chất gây ung thư, vào nước uống, nó bị nghi là gây nên các rối loạn hành vi và thần kinh trong bào thai và trẻ em Chất độc giải phóng BPA từ các Polyethylene phỏng kích thích tố estrogen ở phụ nữ, có thể gây tác hại, bao gồm ung thư não bộ, ngực và prostate, cơ quan sinh sản ở phụ nữ và hệ miễn nhiễm

6 Cách phòng tránh ngộ độc

Vì đa số các sản phẩm của nhựa Polyethylene là các túi bao bì, hộp nhựa được sử dụng hằng ngày, thường xuyên nên việc phòng tránh ngộ độc do chúng chủ yếu là giảm thiểu việc sử dụng

– Thay đổi thói quen sử dụng túi từ nhựa Polyethylene khi đi chợ, siêu thị cũng như khi gói hàng Thay vào đó là sử dụng các túi xách, làn, giỏ làm từ vật liệu thân thiện hơn với môi trường Đây cũng có thể là một hướng nghiên cứu cho các nhà nghiên cứu vật liệu phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường nhưng vẫn đảm bảo sự tiện lợi cho người tiêu dùng

Có như vậy, yêu cầu thay thế dần việc sử dụng các sản phẩm từ nhựa mới có tính khả thi

Và hiện nay cũng đã có các sản phẩm túi bao bì thay thế được làm từ giấy, bèo…

– Tuyệt đối không xả các chất bừa bãi (và xa hơn là không xả tất cả các loại rác thải một cách bừa bãi ra môi trường) Đặc biệt đối với các địa điểm du lịch Để thực hiện điều này thì sự giáo dục trong gia đình và nhà trường đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành thói quen bảo vệ môi trường và xả rác đúng nơi qui định

– Rác thải nhựa có khả năng tái chế, do đó cần được phân loại riêng từ trong gia đình và ở các thùng rác công cộng để dễ thu gom và tái chế Ngoài ra, Nhà nước cũng nên khuyến khích việc thành lập các công ty tư nhân có vai trò thu gom, xử lý và tái chế rác thải thông qua các chính sách ưu đãi về vay vốn, thuế, v.v

– Các nhà khoa học cần tiến hành các nghiên cứu đánh giá hiện trạng và tác động của ô nhiễm rác thải nhựa nói chung và Polythylene nói riêng đến hệ sinh thái biển Việt Nam và nguy cơ ảnh hưởng từ ô nhiễm rác thải nhựa sức khỏe người dân thông qua sử dụng hải sản

Bên cạnh đó, cũng cần phải lưu ý một số vấn đề khi sử dụng:

– Không sử dụng đồ nhựa Polyethylene để chứa thực phẩm nóng, ngay cả những loại chịu được nhiệt độ cao vì chúng vẫn có khả năng thôi nhiễm chất độc hại vào thực phẩm Nên để