Бумага — лучшая альтернатива пластику? Насколько устойчива бумага на самом деле

Что получится, если смешать лоскуты ткани, коноплю и старые рыболовные сети с корой тутового дерева? К счастью, это не рецепт особо отвратительного народного средства. На самом деле, это ингредиенты для бумаги, которую и придумали в Древнем Китае.

Фото / Hello I’m Nik / unsplash.com

Секрет был прост: необходимо было смешать измельченную ткань, кору и рыбацкие сети с водой, чтобы сформировать пасту, а затем раскатать ее и дать высохнуть на солнце. Довольно скоро бумага начала менять мир. Появились первые книги, игральные карты и туалетная бумага. На Ближнем Востоке появление бумаги совпало с золотым веком Ислама, что позволило ученым запечатлеть многие открытия в астрономии, медицине, инженерии, литературе и математике.

 

Далее ей потребовалось больше тысячи лет, чтобы добраться до Европы, где люди должны были делать надписи на шкурах телят, коз и овец. Было подсчитано, что европейцы забили по меньшей мере 4,2 миллиона овец только между 1150 и 1850 годами, чтобы создать пергамент; в результате получился очень дорогой продукт, в основном для богатых. Для Европы это дало возможность распространению массовой грамотности.

Сегодня, в информационный век компьютеров, смартфонов и электронных книг можно было предсказать гибель этого материала. Несмотря на то, что многие медиа отказываются от бумаги в пользу цифровых копий, книги переводятся в электронный формат, однако бумажная промышленность находится на подъеме. В настоящее время в мире используется около 400 миллионов тонн бумаги в год, начиная от бумажных денег, картонных коробок, квитанций, кофейных стаканчиков, стикеров, бумаги для выпечки, коробок для яиц, открыток на день рождения, соломинок, оберточной бумаги и заканчивая туалетной бумагой. Без всего этого сложно было бы представить современную жизнь и комфорт.

Спрос на бумагу растет во всем мире, поскольку этому и способствует тенденция устойчивого развития и отказ от одноразового пластика. Скорее всего бумага является одним из главных претендентов на это место. За последние несколько лет многие розничные компании объявили, что они переходят на бумажные пакеты, а другие энтузиасты изобретают бумажные шоколадные обертки, бутылки из бумаги для воды и так далее.

 

В Канаде правительство недавно одобрило запрет на некоторые пластиковые изделия, в то время как в ЕС пообещали искоренить весь пластик к 2021 году. Несколько индийских штатов полностью отказались от одноразового пластика. Многие компании уже объявили, что они будут заменять одноразовые пластиковые изделия на бумажные версии.

Фото / Phu Dinh / unsplash.com

Процесс изготовления бумаги начинается с сырой древесины, которая, как правило, добывается из хвойных деревьев, таких как ель, сосна и пихта, а также в дело идут некоторые быстрорастущие лиственные породы, такие, например, как эвкалипт. Древесина состоит из целлюлозных волокон, связанных вместе природным клеем, называемым лигнином. Таким образом, первый шаг заключается в удалении большей части лигнина из древесины, чтобы позволить целлюлозным волокнам отделиться. Но оказывается, что разрушение лигнина – один из самых сложных процессов, причем, химических. Только так можно достичь максимальной вытравки лигнина из древесины.

Для это древесину расщепляют на мелкие фрагменты и опускают в огромные емкости с гидроксидом натрия и сульфидом натрия. Это мощные щелочи, способные вызывать серьезные ожоги, они способны даже растворять алюминий и горную породу, ну и, естественно, они могут вытравливать лигнин из древесины. Другой вариант -оставить лигнин внутри древесины, но размять ее, тогда на выходе можно получить бумагу очень низкого качества, которая подходит только для газет или телефонных книг.

На следующем этапе необходимо осветлить полученную субстанцию, которая выглядит не очень привлекательно имея коричневый цвет, цвет лигнина. В дело вступает еще один химический помощник – хлор, а точнее двуокись хлора. Она отбелит субстанцию и придаст ей белый цвет. Наконец, эту субстанцию распыляют тонким слоем на движущиеся сетчатые экраны, чтобы удалить воду, а после высыхания спрессовывают бумагу. Действительно, почти каждый этап производства бумаги включает в себя воду. В масштабах мира это колоссальные объемы воды. Чтобы сделать только один лист формата А4, нужно от двух до 13 литров воды. В Китае, который остается одним из ведущих гигантов в бумажной отрасли, на нужды промышленности в 2014 году ушло 3,35 млрд тонн воды.

А вот после окончаний всех процессов, включая отбеливания, бумажные фабрики получают воду, содержащую коктейль органических соединений, щелочей и отбеливателя, который необходимо обработать таким образом, чтобы он мог быть безопасно утилизирован. Но это огромная техническая проблема, и некоторые бумажные фабрики просто сбрасывают свои сточные воды прямо в местные водоемы. Эти сточные воды токсичны для рыбы и других диких животных – даже при концентрации всего в 2%.

 

Еще одна проблема устойчивости, стоящая перед бумажной промышленностью – это огромное количество требуемой энергии. Одно исследование показало, что мировая бумажная промышленность съедает около 6,4 эксаджоулей (EJ) энергии каждый год и этого достаточно, чтобы сделать около 87 триллионов чашек горячего чая. Это означает, что бумажная промышленность составляет 2% от всех мировых выбросов углекислого газа.

И, наконец, деревья, которые служат источником получения бумаги. Ежегодно мировая бумажная промышленность использует более чем 100 миллионов гектаров леса, что составляет площадь примерно такого же размера, как Египет. В некоторых регионах это приводит к обезлесиванию, и, хотя большая часть бумаги поступает из устойчиво управляемых лесов, некоторые из них производятся из деревьев в экологически важных лесах, способствуя потере биоразнообразия.

Фото / Hamed Daram / unsplash.com

Из-за экологических проблем, связанных с бумагой, промышленность предпринимает шаги по улучшению. Возьмем, к примеру, воду: если в 40-е и 50-е годы в США для производства, скажем, одной тонны бумаги требовалось огромное количество воды, то теперь ответственные компании в США и Европе следуют принципу устойчивости. К примеру, компания McKinley в Нью-Мексико очищает и перерабатывает все сточные воды, заявляя, что не имеют отходов.

Большая часть бумаги отбеливается для достижения высокого уровня яркости. Она становится ультра белой, отражая от поверхности спектр синего цвета. Например, в ЕС промышленность перешла от использования токсичного диоксида хлора к озону, который оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду. А еще один шаг подразумевает использование уже потребителем менее белой бумаги.

Бумажная промышленность также добивается прогресса в области энергетики. Хотя в 2017 году в мире было произведено на 25% больше бумаги и картона, чем в 2000 году, количество потребляемой энергии возросло всего на 5%. Отчасти это связано с новыми технологиями, но также и с увеличением объемов переработки отходов. В Европе бумажные фабрики сейчас производят почти половину потребляемой ими энергии, сжигая свои собственные твердые отходы – это обычно смесь остатков целлюлозы и лигнина.

Еще один момент – экономия бумаги позволяет спасти деревья. К сожалению, деревья не во всех регионах используются устойчиво. Поэтому они уничтожаются без восстановления. Но в ответственно управляемых районах иногда использование большего количества бумаги может, как ни странно, привести к большему количеству деревьев. В США, по данным лесной службы министерства сельского хозяйства США, каждый день лесопромышленники высаживают 1,7 миллиона деревьев.

Фото / Alex / unsplash.com

Самым большим изменением должна стать переработка отходов. Переработанная бумага не только экономит деревья, но и значительно сокращает количество всех остальных ресурсов, которые идут на производство. На 907 килограмм бумаги, которая перерабатывается, приходится 17 сохраненных живых деревьев и это наряду с 1727 литрами нефти, 2,29 кубическими метрами складского пространства, 4000 киловатт энергии и 31 822 литрами воды, которые возможно сохранить.

Популярность переработанных продуктов неуклонно растет на протяжении последних нескольких десятилетий. Этот рынок оценивается в настоящее время в $139 миллиардов долларов только в США и составляет почти 40% от общего объема предложения бумаги в стране. Фактически, в прошлом году спрос на переработанную бумажную массу должен был превысить имеющиеся предложения на 1,5 млн тонн.

 

Страны ЕС имеют самые высокие темпы переработки в мире. Невероятно, но 72% бумаги было переработано в 2017 году, а европейские страны перерабатывают около двух тонн бумаги в секунду. Одним из основных участников этой тенденции является Италия. В Италии 57% сырья, используемого бумажными фабриками, состоит из использованной бумаги, и каждую минуту они перерабатывают 10 тонн этого материала, что составляет около пяти миллионов тонн каждый год.

Еще одна большая проблема в мире переработки отходов заключается в том, как бороться с загрязненной бумагой. Например, даже самое маленькое количество жира на одной коробке из-под пиццы, может привести к тому, что весь мусорный бак будет забракован. И это происходит во всем мире: в Великобритании в 2014-15 годах было забраковано около 338 000 тонн перерабатываемых отходов. Кто-то предлагает компостировать как такие отходы, так и создавать на их основе другое сырье.

Кажется, что бумага вовсе не исчезает, а вступает в новый золотой век, поскольку мир ищет альтернативы пластику. И хотя до этого еще далеко, процесс ее создания становится все более устойчивым с каждым днем. С появлением новых генетических технологий, возможно, вскоре можно выращивать деревья, которые легче обработать, что приведет к дальнейшему сокращению ресурсов, потребляемых отраслью.