Nếu có một loại vật liệu đã trở thành một phần không thể tách rời của các hoạt động của con người, thì đó chính là giấy. Tấm giấy mỏng này được làm từ cellulose, một loại polysaccharide đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của thực vật, và đã gắn bó mật thiết với loài người gần như từ thuở ban đầu.
Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất giấy tiêu tốn một lượng lớn năng lượng và nước, đồng thời đóng góp đáng kể vào lượng khí thải nhà kính toàn cầu.
Thực tế, ngành này có tác động lớn đến môi trường, và quy trình công nghiệp sản xuất giấy từ sợi nguyên sinh—chủ yếu lấy từ cây gỗ—là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và nước lớn nhất.
Trong những thập kỷ gần đây, việc sử dụng giấy tái chế đã gia tăng đáng kể, giúp giảm nhu cầu nguyên liệu thô và tiêu thụ ít hơn 70% năng lượng so với giấy sản xuất từ sợi nguyên sinh. Tuy nhiên, nhu cầu giấy trên toàn cầu vẫn tiếp tục tăng, và mức tiêu thụ giấy vẫn được coi là một chỉ số đo lường sự phát triển, chiếm khoảng 4% GDP công nghiệp của nền kinh tế thế giới.
Do đó, kiểm soát ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy là điều thiết yếu, cả trong quá trình sản xuất bột giấy và xử lý thành phẩm, vì ngành này chịu trách nhiệm cho 2% tổng lượng khí thải công nghiệp toàn cầu.
Khí thải chính trong quá trình sản xuất giấy và bìa cứng là carbon dioxide (CO2), một trong những tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính và đẩy nhanh biến đổi khí hậu. Cứ mỗi kilogram giấy được sản xuất, khoảng 3,3 kg CO2 được thải ra môi trường.
Việc giảm lượng CO2 phát thải vào không khí có thể đạt được thông qua đổi mới công nghệ và nâng cao hiệu suất của một số quy trình, chẳng hạn như sấy giấy. Tương tự, bằng cách thiết lập các mạng lưới cảm biến ô nhiễm, có thể phát hiện sớm các khí thải gây ô nhiễm và ngăn chặn sự suy giảm chất lượng không khí. Đây là giải pháp hiệu quả nhất để cải thiện điều kiện môi trường và đảm bảo một tương lai bền vững hơn cho sự sống trên hành tinh.
Quy trình sản xuất giấy
Các quy trình sản xuất giấy công nghiệp đòi hỏi sợi gỗ nguyên sinh, và những sợi này phải được khai thác từ các khu rừng được quản lý bền vững.
Đầu tiên, vỏ cây được loại bỏ để có thể băm nhỏ gỗ thành các mảnh vụn. Những mảnh vụn này được sử dụng để tạo ra hỗn hợp bột chứa một loại polyme hữu cơ gọi là lignin, thành phần cấu tạo nên thành tế bào của cây và vỏ cây.
Bột giấy có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học, trong đó các mảnh gỗ được nấu để tách lignin. Tuy nhiên, nếu sử dụng phương pháp cơ học, các sợi gỗ sẽ được tách ra để tạo ra các sản phẩm giấy cơ bản, chẳng hạn như giấy báo và giấy tạp chí.
Bất kể phương pháp nào được áp dụng, bột giấy cần được trộn với nước theo tỷ lệ khối lượng nước và bột là 100:1. Sau khi trộn, hỗn hợp này được trải đều để phân bố đồng đều các sợi tạo thành tấm giấy. Tấm giấy sau đó được ép để giảm 50% hàm lượng nước.
Tiếp theo là giai đoạn sấy khô, trong đó tấm giấy được đưa qua các trục lăn kim loại ở nhiệt độ 100ºC. Một hệ thống trục lăn thứ hai kết hợp giữa nén và gia nhiệt để tạo ra bề mặt bóng mịn đặc trưng của giấy.
Các loại ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy
Mặc dù ngành công nghiệp giấy là một trong những động lực chính thúc đẩy phát triển kinh tế và tiến bộ, và cuộc sống hằng ngày của chúng ta sẽ rất khác nếu không có giấy, nhưng ngành này cũng có tác động đáng kể đến môi trường.
Trước tiên, các quy trình sản xuất giấy tiêu tốn một lượng lớn năng lượng và tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là nước. Thứ hai, chính những quy trình này cũng là nguyên nhân gây ra chất thải rắn và phát thải khí nhà kính.
Mặc dù giấy tái chế tiêu tốn ít năng lượng hơn để sản xuất và bền vững hơn, nhưng nó vẫn tạo ra chất thải rắn và tiêu thụ một lượng nước đáng kể.
Những tác động môi trường do nhu cầu giấy gây ra có thể được chia thành các loại ô nhiễm khác nhau:
Ô nhiễm nước
Ngành công nghiệp giấy là một trong những ngành tiêu thụ nước nhiều nhất, sử dụng nước trong hầu hết các quy trình, từ chuyển hóa gỗ thành bột giấy cho đến tẩy trắng giấy. Để sản xuất một tờ giấy, cần đến 10 lít nước, gây áp lực lớn lên nguồn tài nguyên nước – một yếu tố thiết yếu cho sự sống trên Trái Đất.
Hơn nữa, các hóa chất được sử dụng trong quá trình sản xuất bột giấy và tẩy trắng thành phẩm, chủ yếu là dioxide clo, cũng gây hại cho cả môi trường và sức khỏe con người.
Nước còn được dùng để loại bỏ sợi giấy và các hợp chất vô cơ trong quá trình sản xuất, cũng như các hóa chất sinh ra từ các phản ứng trong các công đoạn công nghiệp khác nhau.
Nước thải từ quá trình sản xuất cuối cùng sẽ chảy vào các nguồn nước tự nhiên, làm ô nhiễm hệ sinh thái và gây nguy hại cho sinh vật thủy sinh. Điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nguồn nước mà con người sử dụng hằng ngày.
Ô nhiễm chất thải
Trong quá trình sản xuất bột giấy và giấy, nhiều loại chất thải rắn hữu cơ được tạo ra, bao gồm phế liệu gỗ, bùn thải, hemicellulose, lignin, nhựa cây, vỏ cây, xút ăn da, hợp chất halogen hữu cơ có thể loại bỏ, phenol và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Ngoài ra, còn có các chất thải vô cơ như tro, xỉ và muối vô cơ.
Bên cạnh các chất thải hóa học từ quá trình sản xuất giấy, ngành công nghiệp này còn tạo ra nhiều loại chất ô nhiễm khác, trong đó có chính giấy. Nếu giấy không được tái chế hoặc xử lý đúng cách sau khi sử dụng, nó có thể tạo ra một lượng lớn rác thải.
Giấy trắng có thể mất tới năm năm để phân hủy trong môi trường tự nhiên. Khi lượng giấy thải tích tụ, nó có thể gây suy thoái đất và phá hủy môi trường sống tự nhiên.
Giấy và bìa cứng đã qua sử dụng là một trong những loại rác thải sinh hoạt lớn nhất. Riêng năm 2021, Liên minh châu Âu (EU) đã tạo ra 84 triệu tấn rác thải bao bì, trong đó 40,3% là giấy và bìa cứng.
Nạn phá rừng
Vì gỗ là nguồn sợi chính để sản xuất bột giấy, nên việc sản xuất giấy đòi hỏi phải khai thác một lượng lớn rừng. Ước tính, cần khoảng 17 cây để sản xuất một tấn giấy trắng.
Việc khai thác rừng bừa bãi mà không có kế hoạch quản lý bền vững dẫn đến nạn phá rừng. Điều này gây ra những tác động nghiêm trọng đến biến đổi khí hậu, vì cây xanh đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ CO2 – một trong những loại khí nhà kính chính.
Sự biến mất của rừng cũng gây hậu quả nghiêm trọng đối với đa dạng sinh học, vì hệ sinh thái rừng là nơi sinh sống của nhiều loài động thực vật khác nhau.
Mực in
Một cách khác mà rác thải giấy gây hại cho môi trường là qua các mực in và các hóa chất khác được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy. Những chất độc hại này được thải ra môi trường và cuối cùng, thông qua đất, nước và không khí, sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Mực in truyền thống chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) có hại cho cả sức khỏe và môi trường.
Việc sản xuất mực in này đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và tài nguyên thiên nhiên. Hơn nữa, khi giấy in sử dụng mực này, chẳng hạn như báo chí hay các tài liệu chính thức, sau khi sử dụng, sẽ khó tái chế vì quá trình tách mực ra khỏi giấy vừa tốn kém vừa phức tạp.
Ô nhiễm không khí trong ngành công nghiệp giấy
Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong các quy trình sản xuất giấy công nghiệp dẫn đến việc phát thải các kim loại nặng, hạt mịn và dioxin từ các hợp chất organochlorine.
Nhưng trên hết, nó còn dẫn đến việc phát thải các khí nhà kính như carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrogen oxide (NO2) và sulfur dioxide (SO2), trực tiếp làm tăng hiệu ứng nhà kính, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu – một trong những mối đe dọa môi trường lớn nhất thời đại của chúng ta.
Những chất ô nhiễm không khí này gây hại cho hệ sinh thái và có liên quan trực tiếp đến các vấn đề sức khỏe, bao gồm nhiều loại ung thư và các bệnh về hô hấp và tim mạch.
Một thách thức môi trường lớn khác là mùi khó chịu do ngành công nghiệp giấy tạo ra. Điều này được gây ra bởi các hóa chất dễ bay hơi thải ra không khí. Nó cũng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây chóng mặt, đau đầu và mất ngủ.
Nguy cơ nghề nghiệp
Các thành phần độc hại được thải ra trong quá trình sản xuất giấy có thể làm ô nhiễm môi trường làm việc nếu không được xử lý đúng cách. Công nhân trong ngành công nghiệp giấy luôn tiếp xúc với các chất thải độc hại này, điều này có thể làm tăng đáng kể nguy cơ mắc phải một số bệnh qua việc hít phải hoặc vô tình nuốt phải các chất độc.
Hơn nữa, những công nhân này là người đầu tiên tiếp xúc với mùi khó chịu của quá trình sản xuất giấy. Mặc dù hiện nay Tây Ban Nha không có luật lệ về mùi hôi công nghiệp, việc đảm bảo điều kiện làm việc tốt nhất cho nhân viên trong ngành công nghiệp giấy sẽ giúp quy trình hiệu quả hơn và tạo ra một môi trường làm việc lành mạnh và an toàn hơn.
Các lựa chọn thay thế giấy
Thách thức lớn nhất mà ngành công nghiệp giấy phải đối mặt ngày nay là làm thế nào để trở nên bền vững hơn và tôn trọng môi trường. Do lượng giấy sử dụng cả trong công việc và đời sống xã hội, ngành công nghiệp này là một phần thiết yếu trong cuộc sống. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải thực hiện các biện pháp sinh thái hơn trong tất cả các quy trình sản xuất của ngành.
Bên cạnh việc làm cho quy trình sản xuất hiệu quả hơn, một cách để làm cho ngành công nghiệp giấy bền vững hơn là ngừng sử dụng các sản phẩm chứa clo trong quá trình tẩy trắng, đặc biệt vì sau khi được sử dụng, khi kết hợp với các chất thải hữu cơ, chúng tạo ra các hợp chất organochlorine có hại cho cả hệ sinh thái và sức khỏe con người. Điều này có thể đạt được thông qua việc sử dụng công nghệ sạch hơn, giảm thiểu việc sử dụng các hóa chất nguy hại, chẳng hạn như enzyme tiền tẩy trắng như xylanase, và khuyến khích sản xuất và sử dụng giấy tái chế.
Như đã đề cập, giấy tái chế là một lựa chọn hứa hẹn thay thế cho giấy trắng truyền thống vì nó yêu cầu ít tài nguyên thiên nhiên và năng lượng hơn để sản xuất. Thực tế, 52% lượng giấy và bìa cứng sản xuất trên toàn cầu được làm từ sợi tái chế. Tuy nhiên, giấy tái chế vẫn có tất cả các nhược điểm liên quan đến mực in ô nhiễm, cũng như thách thức trong việc thu gom và phân loại giấy như một vật liệu tái chế.
Một lựa chọn thay thế khác cho giấy truyền thống đang ngày càng được ưa chuộng là sử dụng sợi từ các loại cây khác, như tre, rơm và phế liệu nông nghiệp. Điều này bền vững hơn việc chặt cây, và bằng cách giảm nạn phá rừng, nó bảo tồn nguồn tài nguyên quan trọng để hấp thụ CO2 từ khí quyển.
Tương tự, giấy sản xuất từ các nguồn tái tạo khác ngoài gỗ đã được chứng minh là có chất lượng tương đương hoặc thậm chí cao hơn giấy trắng truyền thống. Tuy nhiên, việc sử dụng các sợi thực vật này còn gặp phải những rào cản vì chúng đòi hỏi đầu tư đáng kể vào các máy móc mới.
HÃY SỬ DỤNG GIẤY TÁI CHẾ!
Để giảm thiểu tác động môi trường của ngành giấy và bột giấy, có thể thực hiện một số chiến lược. Bao gồm việc thu mua nguyên liệu từ rừng quản lý bền vững và sử dụng các sợi thay thế như tre và chất thải nông nghiệp. Tăng cường sử dụng giấy tái chế, áp dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng và sử dụng hóa chất sạch có thể giúp giảm tiêu thụ năng lượng, sử dụng nước và phát thải khí độc hại. Xử lý nước thải và tái chế chất thải rắn như vỏ gỗ và bùn có thể giảm thiểu ô nhiễm. Bên cạnh đó, việc áp dụng công nghệ thu giữ carbon, chuyển sang năng lượng tái tạo và khuyến khích sản phẩm giấy thân thiện với môi trường có thể giảm dấu ấn carbon của ngành. Hợp tác trong ngành, các quy định chặt chẽ và các ưu đãi công cộng có thể thúc đẩy tính bền vững, giúp ngành giấy đóng góp vào một tương lai thân thiện với môi trường hơn. Hãy sử dụng giấy tái chế để góp phần bảo vệ môi trường và giảm thiểu nhu cầu sử dụng nguyên liệu thô.
