Ekologické aspekty recyklace světelných zdrojů Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Ekologické aspekty recyklace světelných zdrojů Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Vítěz, Ph.D. Vypracoval: Martin Šotnar Brno 2011

2

3

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma Ekologické aspekty recyklace světelných zdrojů vypracoval samostatně a pouţil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloţeném seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a můţe být pouţita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. V Brně dne Podpis studenta

5 PODĚKOVÁNÍ Těmito řádky bych chtěl poděkovat vedoucímu bakalářské práce Ing. Tomáši Vítězovi, Ph.D. za odborné konzultace a podporu při realizování práce. Dále bych chtěl poděkovat Bc. Ing. Pavlu Machovi, DiS. za pomoc a vynaloţený čas při praktické části v laboratořích. Poděkování také patří všem osobám, které mi poskytly odborné konzultace. Děkuji své rodině a svým blízkým za podporu při studiu a psaní této bakalářské práce.

6 ABSTRAKT Cílem bakalářské práce je objasnit problematiku světelných zdrojů, provést rozbor z hlediska odpadového hospodářství při nakládání s vyřazenými světelnými zdroji a z hlediska vyuţitelnosti rozdílných typů světelných zdrojů. V úvodu práce jsou objasněny techniky získávání umělého světla, vlastnosti světla a základní typy světelných zdrojů. Dále je rozebrána evropská i česká legislativa, která se týká tématu světelných zdrojů, a normy související s poţadavky na technologické provedení různých typů světelných zdrojů. Další část pojednává o recyklaci a vlivech těţkých kovů na ţivotní prostředí. Následuje téma zpracování vyřazených světelných zdrojů a svoz vyřazených světelných zdrojů. V praktické části jsou srovnány běţně dostupné světelné zdroje z hlediska vyluhovatelnosti odpadu a zanalyzovány koncentrace těţkých kovů z těchto výluhů. Srovnání světelných zdrojů bylo provedeno na základě teoretického hlediska úspory energie a vhodnosti vyuţití daných světelných zdrojů. Klíčová slova: světelné zdroje, světlo, legislativa, recyklace, těţké kovy, zpracování a svoz, vyluhovatelnost, odpadové hospodářství ABSTRACT The purpose of this bachelor thesis is to explain the field of light sources and to make the analysis in a ligh of the discarded light sources waste manegement and in the light of the use of different light source types. As next is described the european and czech legislation on light sources a the requrements on technological design of the various types of light sources. The next part of the thesis describes the recycling and the envronmental impact of the heavy metals. This part is followed by the description of the collection and processing of discarded light sources. In the apllied part of the thesis the commonly obtainable light sources are described in a light of the waste eluatability, and also analysed in a light of the use of those eluates. The comparison of light sources was performed on the theoretic save of energy and feasibility of the light sources. Key words: light sources, light, legislation, recycling, heavy metals, processing and collection, eluatability, waste management.

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY Světlo jako fyzikální jev Fyzikální veličiny Způsoby získávání světla Vlastnosti světla SVĚTELNÉ ZDROJE Wolframové vlákno Halogenové ţárovky Světelné zdroje výbojové Zářivky Kompaktní zářivky LEGISLATIVNÍ ÚPRAVA A POŢADAVKY NOREM Evropská legislativní úprava Česká legislativní úprava Příloha č. 7 zákona 185/2001 Sb Příloha č. 1 vyhlášky 352/2005 Sb Příloha č. 5 vyhlášky 352/2005 Sb Příloha č. 7 vyhlášky 352/2005 Sb Normy Normy stanovující testování světelných zdrojů... 28

8 6 VYŘAZENÉ SVĚTELNÉ ZDROJE A ŢIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Recyklace Těţké kovy Olovo Nikl Hliník Rtuť ZPŮSOBY NAKLÁDÁNÍ SE SVĚTELNÝMI ZDROJI Zpracování světelných zdrojů Svoz vyřazených světelných zdrojů ANALÝZA ODPADU ZE SVĚTELNÝCH ZDROJŮ Analýza těţkých kovů Příprava analýzy Analýzy výluhu SROVNÁNÍ SVĚTELNÝCH ZDROJŮ ZÁVĚR ZDROJE... 52

9 1 ÚVOD Jedním z prvních nutkání elektrifikace byla moţnost umělého osvětlení prostřednictvím přeměny elektrické energie na světlo. Jiţ více neţ sto let lidstvo zdokonaluje světelné zdroje. S nárůstem jejich vyuţívání a s novými technologiemi nastává problém řešící vyřazené světelné zdroje jako odpad. Řešení problematiky odpadů ze světelných zdrojů s sebou přináší ekologické aspekty recyklace vyřazených světelných zdrojů. Ekologické aspekty recyklace vyřazených světelných zdrojů jsou úzce spjaty s druhem světelného zdroje. Tyto druhy vycházejí z technologie získání umělého světla. Práce popisuje způsoby získávání umělého světla, vlastnosti světla a běţně dostupných světelných zdrojů. Vzhledem k legislativě Evropské unie dochází k postupnému stahování klasických a halogenových ţárovek z trhu. Proto práce popisuje srovnání světelných zdrojů a ekologických aspektů recyklace světelných zdrojů s ohledem na nutnost recyklace zářivek obsahujících rtuť. V práci jsou také popsány vlivy některých těţkých kovů na ţivotní prostředí včetně rtuti. Dále práce rozebírá různé pohledy na vhodnost uţívání světelných zdrojů. Pozornost je věnována evropské i české legislativě spjaté s tématem světelných zdrojů. Tato legislativa řeší nakládání s vyřazenými světelnými zdroji z pohledu odpadového hospodářství. Práce uvádí normy uţívané při konstrukci světelných zdrojů. Praktická část se věnuje srovnáním klasické ţárovky a kompaktní zářivky z hlediska vyluhovatelnosti odpadu. Analýzy výluhů z tohoto druhu odpadu srovnávají koncentrace těţkých kovů. Naměřené hodnoty jsou srovnávány s poţadavky výluhu při ukládání odpadu na skládky. 7

10 2 CÍL PRÁCE Cílem práce je seznámení s problematikou ekologických aspektů recyklace světelných zdrojů, srovnání světelných zdrojů a technika získávání umělého světla. Dále pak popis legislativních poţadavků Evropské unie i České republiky. Tato bakalářská práce se téţ zaměřuje na měření vyluhovatelnosti těţkých kovů z odpadu tvořeného klasickými ţárovkami a kompaktními zářivkami. 8

11 3 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY Pro správné vnímání a pochopení problematiky ekologických aspektů recyklace světelných zdrojů je nutné znát, mimo jiné, technické parametry světelných zdrojů a světla obecně. 3.1 Světlo jako fyzikální jev Světlo, fyzikální jev, můţeme popsat jako elektromagnetické záření. Vlnová délka tohoto elektromagnetického záření je 380 nm aţ 760 nm. Do souboru optických záření zařazujeme téţ infračervené záření o vlnových délkách 760 nm aţ 1 mm a ultrafialové záření v rozmezí vlnových délek 1 nm aţ 380 nm. Světlo vymezuje spektrum elektromagnetického záření viditelné lidským okem. Jedná se však o velmi individuální záleţitost, často ovlivňovanou nemocemi, vlohami či prostředím. Infračervené záření zahrnuje spektrum od 760 nm (červená), odkud vychází název, podobně je to u fialové barvy a ultrafialového záření při 380 nm. [1], [2] Fyzikální veličiny Fyzikální pojmy a vzorce popisující světlo a vlastnosti světelných zdrojů vyuţíváme ke srovnání jednotlivých zdrojů světla. Jednou ze základních veličin je svítivost. Svítivost světelného zdroje je podílem světelného toku vycházejícího v daném směru ze zdroje světla a prostorového úhlu, v kterém tok vychází. Svítivost značíme (I) a jednotkou je kandela (cd). Vzorec pro výpočet svítivosti je I d d. Jednotka svítivosti (cd) vychází ze záření 1 cm 2 černého tělesa při teplotě tuhnutí platiny. Tato svítivost byla stanovena na 60 cd. Starší jednotky pouţívané pro svítivost jsou Hefnerova svíčka (HK) či mezinárodní svíčka (SI) s rozdílným převodním poměrem mezi americkou a evropskou svíčkou. Další fyzikální veličinou je jiţ zmíněný světelný tok. Světelný tok má jednotku lumen (lm), přičemţ 1 lumen je vyzařován všesměrovým zdrojem právě tehdy, kdyţ jeho svítivost je 1 kandela do prostorového úhlu 1 steradián. Tedy 1 lm = 1 cdst. Jednou z nejuţívanějších veličin v technické praxi je intenzita osvětlení. Intenzita osvětlení značená (E) je podílem světelného toku a plochy, na kterou světlo dopadá. Vztah pro výpočet intenzity osvětlení je tedy d E. ds 9

12 1lm Intenzita osvětlení má jednotku lux (lx). Tedy 1lx 2 1 cm. V zahraniční literatuře se také můţeme setkat s jednotkou footcandle, tedy 1 lm na čtverečnou stopu. Následující veličinou je jas. Jas plochy (B) je dán podílem svítivosti části této plochy v daném směru a plochy této části promítnuté do roviny kolmé ke směru pozorování. Jas je dán vzorcem B di ds cos. Jednotkou je nit (nt), tedy 1 cd z 1 m 2. Světlení popisuje světelný tok vycházející z dané plochy. Značí se (H) a je vyjádřeno vztahem d H. ds Prostorový úhel (Ω) je dán plochou S ze vzdálenosti l. Toto platí pro hodnoty asi S do Ω = 0,1. Vypočte se podle vztahu 2. Jiným způsobem se určí prostorový úhel l kruhové a obdélníkové plochy. [2], [3], [4], [7] Dalšími veličinami jsou optické veličiny vyuţívané při určování chování světla při styku či průchodu s různými materiály. Při průchodu světla materiálem (zákon lomu Snellův zákon) se vyuţívá indexu lomu. Ten je pro vakuum roven 1 a všechny ostatní hodnoty od něj odvozené jsou v intervalu od 0 do 1. Při popisu dvou prostředí uţíváme pojmu opticky hustší a opticky řidší prostředí dané dle indexu lomu. Krom průchodu materiálem se také světlo můţe odrazit. Ze zákonu odrazu světla je zřejmé, ţe při styku s plochou je úhel dopadu vztaţený ke kolmici roviny dopadu roven úhlu odrazu taktéţ vztaţenému ke kolmici roviny dopadu. Oba úhly leţí v téţe rovině dopadu. [4], [7] Světlo můţeme dále pozorovat jako elektromagnetické záření o dané frekvenci. Tato frekvence se pohybuje mezi 3, Hz aţ 7, Hz. Při přestupu elektromagnetické vlny (proudu fotonů) z jednoho optického prostředí do druhého se tato frekvence nemění. Vlnová délka se však změní ve vztahu k indexu lomu. Změní se tím pádem také rychlost šíření elektromagnetického záření. [3], [4] 3.2 Způsoby získávání světla Světlo, jakoţto elektromagnetické záření, či proud fotonů (elektronů) lze získat různými způsoby. V praxi se uţívá tepelné uvolňování elektronů z kovů nebo pomocí výbojů a luminiscence. Základním principem uvolňování elektronů z kovu je tepelná emise. Tepelnou emisi poprvé zkoumal roku 1883 T. A. Edison. Elektron musí dosáhnout 10

13 kinetické energie větší neţ je výstupní práce, pak dojde k jeho uvolnění. Elektrony z kovů neuvolňují téţ fotoelektrickou emisí, elektronovou autoemisí a dalšími. Ty však nejsou v praxi vyuţívané. [1] Následujícím způsobem tvorby umělého světla jsou výboje. Výboje probíhají v ionizovaném plynu. K ionizaci plynu při nesamostatném výboji dochází vnějšími vlivy (rentgenové či gama záření). Výboje se dosahuje méně náročným způsobem ve zředěných plynech. Ionty zde totiţ mají delší volnou dráhu pro získání větší kinetické energie potřebné k ionizaci nárazem a tím můţe dojít k výboji bez vnějších ionizačních zařízení. Výbojů známe mnoho druhů, jedním z nich a ve světelné technice nejvyuţívanějším, je doutnavý výboj. Doutnavý výboj je samostatný výboj v plynu při malých proudech (řádově miliampéry). Teplota výbojky i elektrod je nízká. Dochází k výboji s viditelným spektrem záření a toho se vyuţívá ve výbojových trubicích. Tyto výboje v xenonových, sodíkových či rtuťových výbojkách jsou zdrojem světla. Dalším výbojem je jiskrový výboj. Jiskrový výboj je krátkodobý výboj za atmosférického tlaku. Dochází k němu mezi vodiči o velmi vysokém napětí. Dochází zde k ionizaci plynu při teplotách aţ K. Přírodním jiskrovým výbojem je blesk. Příkladem výboje je téţ obloukový výboj. Ten se vyznačuje vysokými proudy i teplotami mezi rozţhavenými elektrodami. Probíhá opět za atmosférického tlaku a vyuţívá se při obloukovém sváření kovů. Vyuţívané umělé světlo pochází také z katodového záření. Jedná se o tok elektronů emitovaný z katody výbojky probíhající za nízkého tlaku (méně neţ 2 Pa). Na katodě je velmi vysoké napětí (kolem V), takovýto způsob získání světla se vyuţívá u televizorů. [1], [3], [6], [17] Dalším způsobem vytvoření umělého světla je luminiscence. Principem luminiscence je excitace elektronů z luminoforu. Dopadající záření (UV) má kratší vlnovou délku neţ uvolněné. Při tomto způsobu nedochází k tepelné excitaci. Opět jsou známy krom uvedené luminiscence další moţnosti. Jejich příkladem je radioluminiscence vyvolaná katodovým zářením či bioluminiscence světlušek. [1], [3] 3.3 Vlastnosti světla Mezi vlastnosti světla patří spektrální vlastnosti zdrojů světla. Spektrum světla je soubor vlnových délek, kterými se světlo šíří. Spektrum teplotních zářičů je spojité, spektrální čára vyznačující soubor vlnových délek je spojitá a plynulá. Naopak je to u výbojových 11

14 zdrojů světla, které mají spektrum čárové. Vizuální dojem je stejný u obou případů, rozlišné vlastnosti je člověk svým vjemem schopen rozlišit aţ po průchodu filtrem. Vlastností lidského vjemu je rozlišování vlnových délek podle barev. Opět se jedná o individuální záleţitost, ale přibliţné hodnoty jsou tyto: 400 nm představuje barvu fialovou, 450 nm 500 nm modrou, 500 nm 550 nm zelenou barvu, 550 nm 600 nm ţlutou, 600 nm 680 nm oranţovou a dále pak barvu červenou. [2], [3], [8], [9] Barva světla se dá téţ specifikovat pomocí kolorimetrie. Do kolorimetrického trojúhelníku se vynesou tři hodnoty, které jasně specifikují danou barvu světla. U vrcholu A, B, C jsou 3 základní barvy, z nichţ kaţdá další je odvozená a těmi jsou zelená, modrá a červená. Barvu světla lze téţ hodnotit dle teploty barvy. Teplota barvy je stanovená dle záření absolutně černého tělesa viz kapitola 4.1. [2] Důleţitou a často uváděnou vlastností světelných zářičů je index barevného podání R a. Je to soubor vlnových délek umoţňujících rozlišení barev. Se sniţující se hodnotou indexu barevného podání dochází k nerozlišení odstínů barev a později barev samotných. U tepelných zářičů (slunce, ţárovka), kde je spektrum vlnových délek spojité, je index podání barev R a = 100, v případech dnešních výbojových zdrojů se jedná o R a = [2], [16] 12

15 4 SVĚTELNÉ ZDROJE Základními světelnými zdroji jsou zdroje tepelné. Jsou nejstaršími zdroji umělého světla vyuţívaného člověkem. Mezi tyto zdroje patří oheň, louč, svíčka, petrolejová lampa a také ţárovka. Společným znakem těchto světelných zdrojů je rozţhavené tuhé těleso na poţadovanou teplotu. V případech ohně, svíčky, louče a petrolejové lampy je zdrojem světla plamen, tedy rozţhavené částice uhlíku vznikající a rozţhavující se díky chemickým reakcím. U jednoho z často vyuţívaných zdrojů světla, kterým je dodnes ţárovka, je zdrojem světla rozţhavené wolframové vlákno. Vlákno je rozţhaveno na poţadovanou teplotu elektrickým proudem. Vývoj vyuţití wolframu v ţárovkách má mnoho předchůdců. V období vývoje, tedy v 19. stol. je světlo získáváno nejprve z platinového drátku ve vakuu, později uhlíkové vlákno s příměsí vzácných plynů. Aţ na počátku 20. století (mezi lety ) jsou tyto techniky nahrazovány tantalovým a wolframovým vláknem. V tomto období jiţ ţárovky dosahovaly měrného výkonu 10 lm W -1 a ţivotnosti 800 hodin. Další vývoj stanovil automatizaci výroby po roce 1934, dvakrát stočené vlákno wolframu, kryptonovou náplň a další. Další soustředění bylo cíleno na ustanovení tvaru baňky ţárovky a velikosti patice. Vznikají tvarové ţárovky a od 60. let 20. století téţ ţárovky s jodovým cyklem. Jodové páry přispívají k regeneraci vlákna tím i prodluţují ţivotnost ţárovky. Takové ţárovky při měrném výkonu 20 lm W -1 vydrţí svítit aţ hodin, či při 31 lm W hodin. Dnes tyto ţárovky známe pod názvem halogenové ţárovky. Dnešní model ţárovky má baňku zhotovenou z tenkostěnného, měkkého sodnovápenatého skla. Pouţívá se sklo čiré, chemicky matované nebo matované nanesením rozptylné vrstvy v elektrostatickém poli, sklo zrcadlové nebo sklo barevné. Ostatní skleněné součásti slouţí k fixaci vlákna. K uzavření vakuového prostředí uvnitř ţárovky se vyuţívá měkké, především olovnaté sklo. Wolframovému vláknu je elektrický proud přiveden třemi soustavami vodivých materiálů. První z nich je vnější, spodní část slouţící jako pojistka v případě přerušení wolframového vlákna a vzniku výboje. Další střední část tvoří plášťový drátek zajišťující elektrický průchod sklem. Tento drátek má stejnou teplotní roztaţnost jako sklo, ve kterém je veden, aby nedošlo k jeho poškození vlivem změny teplot okolí i v tělese ţárovky. Poslední díl je část uchycující wolframové vlákno v ideální poloze. Toto upevňující vlákno je zhotoveno z niklu nebo z poniklovaného ţeleza. Jak jiţ bylo řečeno, objem baňky ţárovky je odsán za vzniku 13

16 vakua. Zbytky plynu uvnitř baňky jsou odstraněny getrem naneseným na koncích přívodových vláken nebo přímo na ţhavené wolframové vlákno. Getr je tvořen především nitridem fosforu. V případě ţárovek plněných plynem je vyuţíván argon či krypton. V obou případech však nesmí chybět příměsi dusíku z důvodu zamezení moţného mezizávitového výboje. Ke styku s elektrickou rozvodnou sítí slouţí patice. Patice o daných rozměrech podléhá přísným normám. Materiál pouţitý k její výrobě je hliník nebo mosaz. K baňce ţárovky je patice připevněna tmelem vytvrzeným za vysokých teplot. Patice je vodivě spojena se soustavou vodivých materiálů pájením Sn-Pb pájkami, tím dochází k propojení celého elektricky vodivého systému. [1], [5], [10] 4.1 Wolframové vlákno Wolframové vlákno je v tělese ţárovky podpíráno dvěma aţ čtyřmi molybdenovými háčky. Elektrická energie je přivedena, jak jiţ bylo zmíněno, niklovým či ţelezo poniklovaným drátkem. Wolfram, který v dlouholetém výzkumu předčil řadu jiných materiálů, má následující vlastnosti a to takové, ţe má poměrně vysoký bod tání (3 655 K), nízkou rychlost vypařování a je velmi dobře opracovatelný za studena (tedy dobře taţný pro vytvoření tenkého vlákna). Vlákno wolframu zachovává svůj tvar i při vysokých teplotách. [1], [2] Preferovaným znakem je vlastnost vyzařování. Vlastnost záření se obecně vztahuje k záření absolutně černého tělesa (příloha č. 3). Jednou z takových vlastností je selektivnost. Neselektivní zářič je takové těleso, jehoţ spektrální intenzita vyzařování J je ve všech úrovních vlnové délky ve stejném poměru ke spektrální intenzitě J vyzařování absolutně černého tělesa při shodné teplotě. Pak platí J = εj. Takový zářič se téţ označuje jako šedý zářič. Součinitel ε je jeho emisivitou. Záření se tedy liší jen kvantitou. Příkladem šedého zářiče je uhlové vlákno. Selektivní zářič je odlišný i barvou. Světlo kovových zářičů převáţně vyzařuje krátkovlnné záření. Při stejné teplotě, tedy světlo vyzářené kovem, je modřejší neţ světlo absolutně černého tělesa. Emisivita kovů tedy klesá se zvětšující se vlnovou délkou. Konkrétně tedy wolfram má spektrální emisivitu ε při teplotě K asi ε = 0,46 a vlnové délce 400 nm, při 750 nm a stejné teplotě je spektrální emisivita wolframu ε = 0,40. Dle křivky závislosti spektrální intenzity na vlnové délce se téţ určuje výše zmíněná teplota barvy. Jsou stanoveny křivky záření absolutně černého tělesa při daných teplotách. Absolutně černé 14

17 těleso při kaţdé teplotě je specifikováno téţ barvou. Barva jakéhokoliv jiného záření je tedy specifikovatelná teplotou, kterou má absolutně černé těleso při této barvě. [1], [2] Jedním z dalších rozhodujících faktorů při výrobě materiálu pouţitého v ţárovkách je výstupní práce elektronů potřebná k jejich uvolnění z materiálu případně materiálová konstanta. Z tohoto hlediska by lépe neţ wolfram mohla působit platina, nikl či paládium. Tyto materiály se však z ekonomických nebo jiných důvodů nepouţívají. [3] Obecně při svícení wolframu dochází k jeho rekrystalizaci. V rekrystalizovaném místě je wolfram více náchylný na poškození. Při častém zhasínání a rozsvěcování dochází k dilatačním šokům způsobující nejčastější poškození wolframového vlákna a tím i ţivota světelného zdroje. Idealizovaným řešením jsou svítidla s obvodem umoţňujícím postupné stmívání. [5] 4.2 Halogenové ţárovky U klasických ţárovek dochází k usazování wolframu na skle baňky. Tento jev má za příčinu jednak tmavnutí ţárovky a také určitou rychlost destrukce wolframového vlákna. Od roku 1959 přichází úspěšné pokusy ţárovky s jodovým cyklem, jak je uvedeno výše (viz kapitola 2). Jód obsaţený v plynu zpomaluje proces usazování wolframu na skle baňky. Proběhne zde termochemická reakce a část wolframu difunduje v důsledku gradientu koncentrace plynem do těsné blízkosti vlákna. Tímto dochází k prodlouţení ţivotnosti wolframového vlákna a potaţmo halogenové ţárovky. Jód nebo tedy různý halogen, odtud název halogenové ţárovky, je v plynu obsaţen ve sloučenině plynu jako methyljodid nebo methylbromid. Tento plyn je v baňce ţárovky společně s kryptonem nebo xenonem. Ţárovka musí projít i materiálovými a technickými úpravami. Pouţité materiály nesmí reagovat s halogeny, musí vydrţet vyšší tlak, provozní teplota nesmí klesnout pod 250 C. Baňka je vytvořena z křemenného skla, anebo z tvrdého skla. Vlákno je tvořeno jednoduše nebo dvojitě svinutou spirálou wolframu ve speciální úpravě pro halogenové ţárovky. Vlákno vedené v ose ţárovky je fixováno wolframovými podpěrkami. Vakuový stav je fixován fólií z důvodu rozdílné teplotní roztaţnosti molybdenu a křemíku. Správný provoz halogenové ţárovky je podmíněn ustálením teplot kolem vlákna i u skla baňky. Vnější přívod ve styku s fólií nesmí přesáhnout 350 C, jinak dochází k oxidaci molybdenu. 15

18 Tlak v baňce je odlišný od klasické ţárovky, dosahuje se zde přetlaku kpa. Přetlak způsobuje opět sníţení vypařování wolframu. Mnoţství plynů v baňce však sniţuje světelný tok vycházející z tělesa halogenové ţárovky, jedná se však maximálně o 5% úbytek. Halogenové ţárovky mají mnohé vyuţití ve fotografické technice či automobilovém průmyslu, jelikoţ je technicky poměrně snadné, je vytvářet v malých rozměrech. [1], [5] 4.3 Světelné zdroje výbojové Vznik světla výbojem je popsán v kapitole 1.2. Výbojové světelné zdroje můţeme rozdělit podle následujících hledisek: 1. podle typu výboje, typy výboje jsou popsány výše, proto se jim v této kapitole věnovat nebudeme. Jedná se o obloukový, doutnavý, impulsní, vysokofrekvenční a jiné. 2. skupinou jsou výboje rozdělené dle místa vzniku záření. Jednak jsou to plynové výbojky nebo výbojky s parami kovů. Zdrojem světla jsou zde atomy nebo molekuly a nekombinující ionty. Další jsou luminiscenční výbojové zdroje. Zde jsou zdrojem záření luminofory buzené zářením výboje. Posledním místem výbojů mohou být zdroje záření naţhavené elektrody v plynovém výboji na vysokou teplotu. 3. skupinou jsou výbojové zdroje rozdělené dle tlaku uvnitř světelného zdroje. Dle tohoto hlediska rozdělujeme nízkotlaké výbojky, vysokotlaké výbojky a výbojové zdroje s velmi vysokým tlakem. Toto rozdělení je v technické praxi těchto světelných zdrojů jedno z nejpouţívanějších, jelikoţ ovlivňuje mechanické řešení konstrukce, technické a provozní parametry jednotlivých zdrojů. [4], [5], [8] Běţně pouţívané jsou nízkotlaké a vysokotlaké výbojky. Mezi nízkotlaké patří: indukční výbojky, nízkotlaké sodíkové výbojky, zářivky lineární a kompaktní. Vysokotlakými výbojkami jsou halogenidové výbojky, směsové výbojky, vysokotlaké sodíkové výbojky a vysokotlaké rtuťové výbojky. [3] 4.4 Zářivky Zářivky pracují na principu nízkotlakých rtuťových výbojek. Dochází zde však k vyuţití ultrafialového záření výboje rtuti. Toto záření dopadá na luminiscenční vrstvu (luminofor) na vnitřní straně skleněné trubice, v níţ k výboji dochází. Zde je spektrum 16

19 záření transformováno do viditelného spektra. Vlastnosti tohoto viditelného spektra jsou tedy ovlivněny pouţitým luminoforem. Luminofor ovlivňuje i účinnost světelného zdroje. Dnes se pouţívá tzv. třípásmový luminofor umoţňující i různé technické řešení tvaru zářivek. Záření výboje rtuti vyzáří pouze kolem 4 % světla ve viditelném spektru. Zbylé, jiţ zmíněné, ultrafialové záření má především vlnovou délku 253,7 nm. Vlastností výboje je klesající odpor při rostoucím proudu. Bez opatření by tedy proud stoupal, aţ by došlo ke zkratu a destrukci zdroje výboje. Takovým opatřením zařazeným do série se zdrojem je předřadník. Pro menší ztráty v předřadníku se nepouţívá klasického ohmického odporu ale induktivního předřadníku nahrazující tlumivku, startér a kompenzační kondenzátor. Po rozsvěcení je tedy zářivka z předřadníku napájena střídavým proudem s frekvencí khz oproti konvenčním 50 Hz v elektrické síti. Zamezuje se tímto nadměrnému rušivému blikání zářivek. [1], [5] V posledních letech se sortiment zářivek díky novým materiálům a technologickým postupům značně rozšířil. Vedle lineárních (trubicových) zářivek vznikl také nový samostatný oddíl a to kompaktní zářivky. Lineární zářivky mají skleněnou trubici ze sodno-vápenatého skla. Jak bylo řečeno, na vnitřní straně trubice je jedna nebo dvě vrstvy luminoforu. Další skleněné součásti (čerpací trubička, talířek) vyuţívají téţ měkkých skel, např. olovnatého skla. Po obou koncích trubice je v zářivce spirála wolframového vlákna. Tyto vlákna jsou opatřena emisní vrstvou barya, stroncia, vápníku obsahující příměsi oxidu zirkoničitého. Elektrody jsou odstíněny clonkou umístěnou na neutrálním přívodu. Clonka vyrobená ze ţeleza se pouţívá k zabránění usazování rozprášených vypařených emisních částic na luminoforu. Nedochází tak k velmi značnému tmavnutí konců skleněné trubice a také stabilizuje hodnotu světelného toku během svícení. Kromě par rtuti v tělese zářivky je téţ přítomen inertní plyn argon či argon s kryptonem. Pomocí těchto obsaţených plynů se sniţuje napětí potřebné k zapálení výboje a sniţuje rozprašování emisních látek z katody. Lineární zářivky jsou opatřeny dvěma kolíky na obou stranách pro zapojení do elektrické rozvodné sítě. S přívodem jsou spojené elektrickým svařením. Při výrobě zářivky je velmi důleţitý proces dávkování rtuti. Zářivka pracuje v prostředí nasycených par rtuti. Během doby uţívání ţárovky však dochází k úbytkům rtuti například pohlcováním alkáliemi ve skle trubice. Proto je nutné rtuť dávkovat v přebytku, avšak v co nejmenších mnoţstvích (řádově mg), jelikoţ se jedná o toxickou látku 17

20 problematizující výrobu i likvidaci zářivek. V tomto ohledu mnoho firem aplikuje sloţité technologické postupy. Provoz zářivky je ovlivněn UV zářením vycházejícím z výboje. UV záření má rozlišné hodnoty dle pouţitého tlaku par rtuti v tělese zářivky, tlak a druh pouţitého inertního plynu, proudová hustota. Tyto parametry ovlivňují i technické řešení geometrických a elektrických rozměrů a hodnot. [5], [10] 4.5 Kompaktní zářivky Myšlenka uţití účinnějšího světelného zdroje rozměrů klasické ţárovky a přijatelného indexu podání barev dala impuls vzniku kompaktní zářivky. Dnes jiţ běţně uţívaný světelný zdroj prošel řadou úprav. Základní snahou bylo dosaţení závitové patice a integrovaného předřadníku v kompaktní zářivce při zachování přibliţných rozměrů klasické ţárovky. Technika svícení je obdobná jako u lineární zářivky. Rovněţ pak pouţité materiály na výrobu. Výbojové dráhy zde prochází soustavou dvou, čtyř, šesti nebo osmi spojených trubic. Tyto trubice jsou zhotoveny převáţně z měkkého olovnatého skla, některé firmy pouţívají i sloţení s přísadami ceru. Luminofor umístěný na vnitřní straně výbojových trubic je směsí dvou nebo třípáskových luminoforů. Pouţité luminofory jsou na bázi vzácných zemin podávající maxima záření v oblastech viditelného spektra barvy zelené, červené či modré. Wolframové elektrody umístěné na koncích trubice jsou pokryty emisní hmotou se stejnou funkcí jako u lineárních zářivek. Tmel spojuje skleněnou trubici a plastovou patici. Problémy se sniţující se účinností v závislosti na teplotě byly řešeny náhradou rtuti amalgánem india, avšak dodnes v běţně dostupném světelném zdroji tohoto typu nacházíme mnoţství rtuti. [5] 18

21 5 LEGISLATIVNÍ ÚPRAVA A POŢADAVKY NOREM 5.1 Evropská legislativní úprava Jiţ zmíněným legislativním nástrojem ovlivňujícím výrobu světelných zdrojů je ekodesign. Ekodesign znamená začlenění environmentálních aspektů do procesu vývoje výrobku za účelem sníţení negativních vlivů na ţivotní prostředí během celého ţivotního cyklu. Základní myšlenkou je zachovat funkční vlastnosti výrobku a tím neomezovat spotřebitele. V obecném hledisku je ekodesign snaha optimalizovat vliv výrobku na ţivotní prostředí při současném zachování jeho funkčních vlastností. Z hlediska Evropské unie se jedná o odstranění překáţek na vnitřním trhu a tedy sjednocení všech členských států v poţadavcích na energetické výrobky. Tato myšlenka ústí k volnému pohybu výrobků na evropském trhu. Dále chce zabránit nekalé hospodářské soutěţi. Sniţování emisí skleníkových plynů vzhledem ke zvýšené energetické účinnosti nejen výrobků, ale i výrobních procesů je stanoveným opatřením proti klimatickým změnám a přispívá k ochraně ţivotního prostředí. [12] Právní předpis upravující ekodesign energetických spotřebičů je směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/32/ES ze dne 6. července Tato směrnice stanovuje rámec určení poţadavků na ekodesign energetických spotřebičů a dále stanovuje změny směrnice Rady 92/42/EHS a směrnic Evropského parlamentu a Rady 96/57/ES, 2000/55/ES. Poţadavky udrţitelného rozvoje definovali na zasedáních v letech 1998, 1999 hlavní představitelé států Evropské unie. Z těchto poţadavků vyplývá v roce 2003 text směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/32/ES navrţený Evropskou komisí. Hlasování Rady Evropské unie proběhlo 29. listopadu 2004, za Českou republiku zde byl Milan Urban. Tato směrnice byla v roce 2009 přepracována. Evropský parlament ji schválil 24. dubna 2009 a 31. října 2009 vstoupila v platnost pod číslem 2009/125/ES vyhlášením v úředním věstníku. Tato směrnice hovoří o stanovení poţadavků na ekodesign. Uvádí kritéria aplikovatelnosti stanovení poţadavků. Tyto kritéria zahrnují počty výrobků prodávaných v Evropské unii, dopady na ţivotní prostředí a moţnosti jejich sníţení při přiměřených nákladech. Aţ při splnění těchto kritérií se stanovují poţadavky na ekodesign. I v tomto procesu se do rozhodování zapojují veškeré členské státy. Tímto postupem se předpokládá definování Evropskou komisí energetických účinností u 30 skupin výrobků. [12], [21] 19

22 Nařízení Komise (ES) č. 244/2009 uvedeno v platnost dne 18. března 2009 je prováděcím právním předpisem směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/32/ES. Zaměřuje se na poţadavky ekodesignu na nesměrové světelné zdroje pro domácnosti. Impulsem vzniku byl jednak závazek směrnice 2005/32/ES a dále opakované vyzvání Evropským parlamentem i představitelů a ministrů států Evropské unie. Na zasedání v roce 2007 Českou republiku zastupoval předseda vlády Mirek Topolánek, jednalo se zde o energetické účinnosti kancelářského, pouličního osvětlení i o osvětlení domácností. V roce 2008 vyšlo najevo také vyzvání vůči Evropské komisi ministry energetiky, dopravy a telekomunikace členských států zasedajících v Evropské radě. [16], [22] Na základě těchto kroků byla provedena studie v rámci Evropské unie, která stanovila níţe uvedená fakta. Nařízení Komise (ES) č. 244/2009 bylo přijato na základě shromáţdění ve Výboru pro ekodesign včetně uvádění spotřeby energie na štítcích spotřebičů. Na jednání 8. prosince 2008 bylo nařízení Komise přijato a během dalšího roku vyšlo v platnost. [16], [22] Nařízení se vztahuje na výrobky světelných zdrojů, které částečně doplňují přirozené světlo nebo jej plně nahrazují a tím zlepšují viditelnost místností. Jedná se výhradně o světelné zdroje pouţívané v domácnostech, vyjma osvětlení spotřebičů, terárií a dalších výrobků, u kterých je tato skutečnost uvedena v přiloţených informacích. Stanovuje poţadavky na technické parametry uvedené v příloze č. 1 odstavce 1 písmene a) n), odstavec 2 stanovuje definice pod písmenem a) i). Dále nařízení stanovuje v příloze č. 2 odstavce 1 poţadavky na účinnost světelného zdroje. Maximální příkon světelného zdroje na daný jmenovitý světelný tok je uveden v tabulce č. 1, tabulka č. 2 stanovuje výjimky z uvedených hledisek a tabulka č. 3 uvádí korekční činitele vztahující se k maximálnímu jmenovitému příkonu. Odstavec 2 přílohy č. 2 stanovuje poţadavky na funkčnost světelných zdrojů. Zde jsou v tabulce č. 4 uvedeny poţadavky na funkčnost kompaktních zářivek a v tabulce č. 5 jsou uvedeny poţadavky na funkčnost světelných zdrojů, avšak světelných zdrojů mimo kompaktní zářivky a LED světelné zdroje. Odstavec č. 3 uvádí poţadavky na informace o výrobku světelných zdrojů a to v odstavci č. 3.1 informace viditelně uváděné před prodejem konečným uţivatelům na obalech a na volně přístupných internetových stránkách. Pro uvedení střední hodnoty světelného toku a příkonu ţárovky se vyuţívá lineární 20

23 interpolace dvou přilehlých hodnot. Tyto hodnoty uvádí tabulka č. 6. Jejich pouţití nalezneme také ve srovnání světelných zdrojů uvedených dle písmene i) odstavce č. 3.1 přílohy č. 2 na obalu výrobku světelného zdroje. Informace uvedené na volně přístupných internetových stránkách stanoví odstavec č. 3.2 této přílohy pod písmenem a) - j) včetně odstranění odpadu světelného zdroje s obsahem rtuti. [16], [22] Toto nařízení stanovuje článkem č. 3 časově omezené fáze aplikované pro rámec postupného stahování světelných zdrojů z trhu. Fází je stanoveno šest. První fáze nabývá platnosti k 1. září 2009, druhá 1. září 2010, třetí 1. září 2011, čtvrtá fáze 1. září 2012, pátá 1. září 2013 a šestá fáze 1. září K 1. září 2009 došlo ke staţení všech klasických ţárovek a halogenových ţárovek s matným sklem baňky. Dále 1. září 2009 došlo ke staţení klasických 100W ţárovek z trhu. V roce 2010 k 1. září pak došlo ke staţení klasických 75W ţárovek z trhu. 60W ţárovky budou staţeny k 1. září 2011 a ostatní ţárovky vyjma výjimek uvedených v nařízení budou staţeny během roku Klasická ţárovka bude tedy k dostání do 1. září Halogenové ţárovky s označenou energetickou třídou C budou na trhu dostupné do roku Od 1. září 2016 pouze halogenové ţárovky s energetickou třídou B, opět vyjma uvedených výjimek. Na doprodej v obchodní síti a pouţití v domácnostech se nařízení nevztahuje. Dále jsou v přílohách definovány k datu první a páté fáze poţadavky na funkčnost a kvalitu. Tyto kritéria jsou uvedeny, jak jiţ bylo řečeno, v tabulce č. 4 a 5 v příloze č. 2 odstavci 2. Klíčovými aspekty jsou zde: ţivotnost světelného zdroje doba provozu za stanovených podmínek a četnosti vypínání, po které bude část původního celku jednotlivých zdrojů stále v provozu, neboli tato ţivotnost odpovídá činiteli funkční spolehlivosti světelného zdroje. Činitel stárnutí světelného zdroje myšlen jako poměr světelného toku světelného zdroje po určité uplynulé době ţivotnosti (100 hodin) ku počátečnímu světelnému toku. Počet cyklů rozsvícení a zhasnutí před poruchou světelného zdroje cyklus spínání a vypínání světelného zdroje v definovaných intervalech. Index barevného podání a barva světla jsou zmíněny v kapitole 1.3. A v neposlední řadě zahřívací doba světelného zdroje rozumíme jí čas od momentu nastartování světelného zdroje do momentu světelného zdroje, kdy vyzařuje podíl stanoveného stabilizovaného světelného toku. Tyto nejčastěji vyhledávané kvalitativní aspekty klesají mimo jiné i s prodejní cenou výrobku. [16], [22] 21

24 O omezování pouţití některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních hovoří směrnice Evropského parlamentu a Rady 2002/95/ES ze dne 27. ledna S ohledem na technickou a ekonomickou proveditelnost je nejlepším moţným způsobem dosahováno významného sniţování rizik poškození zdraví a ţivotního prostředí. Sniţováním rizik spjatých s danými látkami se dosahuje zvolené úrovně ochrany Společenství, dosahované náhradou těchto látek v elektrických a elektronických zařízeních bezpečnými či bezpečnějšími látkami. Předpokládá se téţ zvýšení moţností a ekonomická prospěšnost recyklací odpadu z elektrických a elektronických zařízení a sníţení rizika negativních vlivů na pracovníky recyklačních linek. Článek 2 této směrnice popisuje oblast její působnosti zahrnující i ţárovky a svítidla v domácnostech. Článek 3 definuje elektrická a elektronická zařízení (EEZ) jako zařízení, které pro správnou funkci potřebují elektrický proud nebo elektromagnetické pole, dále zařízení slouţící k měření, přenosu a výrobě tohoto proudu a pole spadajících do kategorií uvedených v příloze IA směrnice 2002/96/ES (OEEZ) a také pouţívá napětí nepřesahující V střídavého proudu a V stejnosměrného proudu. Ve článku 4 této směrnice je uvedena prevence pro členské státy. Hlavním bodem je zákaz uvádění nových elektrických a energetických zařízení na trh, obsahujících olovo, rtuť, kadmium, šestimocný chróm, polybromované bifenyly (PBB) a polybromovaný difenylether (PBDE). Uvádění těchto EEZ obsahujících zmíněné látky nesmí být uvedeny na trh po 1. červenci [16], [23] Se směrnicí 2002/95/ES je úzce spjata i směrnice Evropského parlamentu a Rady 2002/96/ES ze dne 27. ledna Tato směrnice se týká tématu odpadních elektrických a elektronických zařízení. Cílem této směrnice je především prevence proti vzniku odpadních elektrických a elektronických zařízení (OEEZ). Dále pak recyklace, opětovné pouţití a další moţnosti vyuţití těchto odpadů s cílem sníţení mnoţství odpadu nutného k odstranění. Dalším cílem této směrnice je zlepšení ochrany ţivotního prostředí ze strany všech dotyčných subjektů, kteří vstupují do ţivotního cyklu elektrických a elektronických zařízení. Tedy distributoři, spotřebitelé, výrobci a dílčí subjekty zaměřené na zpracování OEEZ. Oblast působnosti uvedena v článku 2 zahrnuje výrobky uvedené v příloze IA a IB, kde příloha IB udává seznam výrobků, které spadají do přílohy IA a je nutnost uvaţovat s nimi pro účely této směrnice. V příloze IB odstavci 5 jsou uvedena osvětlovací zařízení: Svítidla se zářivkami s výjimkou svítidel v domácnostech; přímé (trubicové) zářivky; kompaktní zářivky; 22

25 vysoce intenzivní výbojky, včetně vysokotlakých sodíkových výbojek a halogenidových výbojek; nízkotlaké sodíkové výbojky; jiná osvětlovací zařízení nebo zařízení pro šíření nebo řízení osvětlení, s výjimkou přímo ţhavených ţárovek. Článek 3 stanovuje definice pro účely této směrnice. Usnadnění demontáţe a vyuţití výrobku pro členské státy se stanovuje v článku 4 jakoţto návrh výrobku. Další části směrnice pak v článku 5-19 další náleţitosti, jakými jsou oddělený sběr; zpracování; vyuţití; financování OEEZ z domácností i jiné neţ z domácností; informace pro zpracování, uţivatele, předkládání zpráv; sankce; inspekci a kontrolu; vstup v platnost. [16], [24] O poţadavcích na účinnosti předřadníků zářivek hovoří směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/55/ES ze dne 18. září Jedná se o předřadníky zapojené do elektrické sítě definované v bodu 3.4 evropské normy EN z prosince Členské státy dle článku 2 přijímají nutná opatření, která umoţňují uvádění předřadníků na trh jen v případě, ţe spotřeba energie předřadníku nepřevyšuje maximální příkon obvodu světelný zdroj předřadník. Tyto maximální příkony v daném obvodu, jak uţ pro samostatné předřadníky či vestavěné předřadníky do svítidla, jsou uvedeny v přílohách I, II a III uváděné směrnice. Uvedené hodnoty jsou rozděleny do dvou etap. První etapa se uvádí do 18 měsíců po uvedení v platnost této směrnice a druhá etapa do 5 let od uvedení v platnost této směrnice. [16], [25] Další směrnicí Komise je směrnice 98/11/ES ze dne 27. ledna Touto směrnicí se provádí směrnici evropské Rady 92/75/EHS. Směrnice se zaměřuje na technickou dokumentaci, energetické štítky dle přílohy č. 1, informační list uvedený v příloze č. 2, dle přílohy č. 3 této směrnice údaje v tiskopisech a určení třídy energetické účinnosti dle přílohy č. 4. Tato směrnice pojednává o elektrických zdrojích světla pro domácnost napájené z elektrické sítě. Česká legislativa danou problematiku řeší vyhláškou č. 442/2004 Sb. ze dne 8. července. Tato vyhláška hovoří o označování energetických spotřebičů energetickými štítky a zpracování technické dokumentace včetně stanovení minimální energetické účinnosti elektrických spotřebičů uváděných na trh. Ve vyhlášce přílohou č. 8 je v části 1 uveden vzor energetického štítku včetně grafického provedení. V části 2 jsou veškeré náleţitosti související s informačním listem. Část 3 pojednává o zásilkovém prodeji a jiných druzích zprostředkovaného prodeje. Třída energetické účinnosti je rozebrána v části 4 této přílohy. [16], [26] 23

26 O revidovaných ekologických kritériích uţívaných pro udělení ekoznačky Společenství ţárovkám a o změně rozhodnutí 1999/568/ES pojednává rozhodnutí Komise 2002/747/ES. Toto rozhodnutí ze dne 9. září 2002 v příloze stanovuje kritéria pro udělení ekoznačky dle nařízení evropského parlamentu a rady 1980/2000/ ES. Tyto kritéria zahrnují energetickou účinnost, ţivotnost, svítivost a obsah rtuti světelného zdroje. Aktuální platnost těchto kritérií byla prodlouţena rozhodnutím komise 2011/81/EU. Rozhodnutí 2011/81/EU ze dne 4. února 2011 v článku 2 nahrazuje znění článku 5 rozhodnutí 2002/747/ES a to tak, ţe uvedená kritéria pro skupinu výrobků ţárovky spolu se souvisejícími poţadavky na posuzování a na ověřování platí aţ do dne 31. srpna [27] Tématu světelných zdrojů se mimo jiné také dotýká směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/108/ES pojednávající o právních předpisech členských států v pohledu na elektromagnetickou kompatibilitu a o zrušení směrnice 89/336/EHS. Jedná se o směrnici usměrňující pouţití zařízení nenarušujících radiový a telekomunikační provoz a další. Zároveň pak stanovuje odolnost těchto zařízení proti rušivým zásahům a schopnost nebýt rušeno běţně přítomným radiovým vysíláním. [28] 5.2 Česká legislativní úprava V souladu se směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2002/95/ES o omezení pouţívání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních, zmíněné výše a v souladu se směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2002/96/ES o odpadních elektrických a elektronických zařízeních, zmíněné výše, ve znění směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/108/ES vzniká zákon č. 7/2005 Sb. Zákon č. 185/2001 Sb. ve znění zákona č. 7/2005 Sb. dílem 8 v 37f 37o stanovuje povinnosti výrobcům, distributorům a posledním prodejcům elektrických a elektronických zařízení. Dále pak povinnosti zpracovatelům elektrických a elektronických zařízení, stávající se odpadem. Veškerá tato elektrická a elektronická zařízení patří do skupin uvedených v příloze č. 7 tohoto zákona, vyjma takových součástí, která nejsou součástí jiného typu zařízení. Skupina osvětlovacích zařízení je uvedena pod č. 5 z celkového počtu 10 skupin (viz tabulka č. 1). [29] Dále tento díl zákona č. 185/2001 Sb. stanovuje základní pojmy, Seznam výrobců elektrozařízení, podmínky uvádění elektrozařízení na trh. Zpětný odběr 24

27 elektrozařízení z domácností a oddělený sběr elektroodpadu je uveden v 37 k. 37 m stanovuje podmínky vyuţívání elektroodpadu. Dle písmene c) tohoto paragrafu je povinnost u elektrozařízení uvedených ve skupinách přílohy č. 7 pod čísly 2, 5, 6, 7 a 9 dosahovat 70 % průměrné hmotnosti a opětovného pouţití. Materiálové vyuţití komponentů, materiálů a látek pak v rozsahu 50 % průměrné hmotnosti. 37 n stanovuje financování nakládání s elektrozařízením pocházejícím z domácností a 37 o financování nakládání s elektroodpadem. [29] Příloha č. 7 zákona 185/2001 Sb. Skupiny elektrozařízení 1. Velké domácí spotřebiče 2. Malé domácí spotřebiče 3. Zařízení informačních technologií a telekomunikační zařízení 4. Spotřebitelská zařízení 5. Osvětlovací zařízení 6. Elektrické a elektronické nástroje (s výjimkou velkých stacionárních průmyslových nástrojů) 7. Hračky, vybavení pro volný čas a sporty 8. Lékařské přístroje (s výjimkou všech implantovaných a infikovaných výrobků) 9. Přístroje pro monitorování a kontrolu 10. Výdejní automaty Zákon č. 185/2001 Sb. v příloze 5 uvádí seznam sloţek, které dle tohoto zákona činí z odpadu odpad nebezpečný. Kód C16 zahrnuje rtuť a sloučeniny rtuti. Jelikoţ zářivky a kompaktní zářivky obsahují rtuť, stávají se dle tohoto zákona nebezpečným odpadem. [29] Dle katalogu odpadů určenému vyhláškou 381/2001 Sb. přílohou č. 2 jsou pod číslem * uvedeny zářivky a jiný odpad obsahující rtuť. Dále pod číslem * jsou uvedena vyřazená zařízení obsahující nebezpečné sloţky neuvedená pod čísly aţ Kompaktní a lineární zářivky jsou tedy zařazovány dle katalogu odpadů pod číslem *. 25

28 O podrobnostech nakládání s elektrozařízeními a elektroodpady a o bliţších podmínkách financování nakládání s nimi hovoří vyhláška č. 352/2005 Sb. V 4 uvádí bliţší podmínky způsobů plnění povinnosti výrobců. Dle 6 je v příloze č. 4 uveden vzor a obsah roční zprávy zahrnující plnění povinností odděleného sběru, zpětného odběru, zpracování, vyuţití a odstranění elektrozařízení a elektroodpadů za uplynulý kalendářní rok. Příloha č. 5 stanovuje dle 7 seznam pouţití olova, rtuti, kadmia, šestimocného chrómu, polybromovaných bifenylů (PBB) či polybromovaných difenyletherů (PBDE), jeţ se nevztahují k 37 j odstavce 3 zákona č. 185/2001 Sb. V 9 jsou uvedeny technické poţadavky na skladování elektroodpadů. Sklady elektroodpadu musí splňovat technické poţadavky dle přílohy č. 7. V příloze č. 7 jsou také uvedeny dle 10 poţadavky na přednostní odstranění látek a součástí z elektroodpadu a na zpracování elektroodpadu. Následující 2 části vyhlášky pojednávají o podmínkách financování nakládání s elektrozařízeními z domácností uvedených na trh a přechodná ustanovení. 3 se stanovuje seznam elektrozařízení a tím doplňuje přílohou č. 1 přílohu č. 7 zákona č. 185/2001 Sb. [31] Příloha č. 1 vyhlášky 352/2005 Sb. Část 5: 5.1 Svítidla pro zářivky s výjimkou svítidel z domácností 5.2 Lineární (trubicové) zářivky 5.3 Kompaktní zářivky 5.4 Vysokotlaké výbojové světelné zdroje, včetně vysokotlakých sodíkových, halogenidových a směsných výbojek 5.5 Nízkotlaké sodíkové výbojky 5.6 Ostatní osvětlovací zařízení nebo zařízení pro šíření nebo řízení osvětlení, s výjimkou přímo ţhavených ţárovek v jiné podskupině neuvedené [31] 26

29 5.2.3 Příloha č. 5 vyhlášky 352/2005 Sb. Části 1-5 : 1. Rtuť v kompaktních zářivkách, jejíţ obsah nepřevyšuje 5 mg na zářivku. 2. Rtuť v trubicových zářivkách pro obecné účely, jejíţ obsah nepřevyšuje a) u halofosfátových zářivek 10 mg, b) u trifosfátových zářivek s normální dobou ţivotnosti 5 mg, c) u trifosfátových zářivek s prodlouţenou dobou ţivotnosti 8 mg. 3. Rtuť v trubicových zářivkách pro zvláštní účely. 4. Rtuť v jiných světelných zdrojích konkrétně neuvedených v této příloze. 5. Olovo ve skle obrazovek, elektronických součástech a zářivkách. [31] Příloha č. 7 vyhlášky 352/2005 Sb. Části této přílohy: 2.4 Z elektroodpadů přednostně demontovat: b) součásti obsahující rtuť, jako jsou např. přepínače nebo fluorescenční lampy na podsvěcování displejů, l) výbojky, zářivky 2.6 Stanovené způsoby zpracování vybraných elektroodpadů: c) u konstrukčních součástí obsahujících rtuť provést vhodná opatření k zabránění emisí rtuti. [31] 27

30 5.3 Normy Normy stanovující testování světelných zdrojů Norma EN stanovuje poţadavky na provedení ţárovek pro domácnosti a obdobné účely. Hovoří pouze o klasických ţárovkách s wolframovým vláknem. Stanovuje plnění bezpečnostních poţadavků dle normy EN [16] Norma EN stanovuje poţadavky na provedení halogenových ţárovek s wolframovým vláknem. Jedná se pouze o poţadavky na halogenové ţárovky s jedním či dvěma kryty a jmenovitým napětím do 250 V vyuţívané pro účely projekce, fotografování, zvláštní, obecné a pro účely světlometů a osvětlení jevišť. Vyjmuty jsou halogenové ţárovky určené pro silniční vozidla. [16] Norma EN specifikuje výkonnostní poţadavky na světelné zdroje s integrovanými předřadníky určenými pro všeobecné osvětlování. Výkonnostní poţadavky uvádí společně s metodami a podmínkami testování nezbytné k sjednocení lineárních zářivek i dalších výbojových zdrojů konstruovaných s integrálními prostředky umoţňujícími regulaci spouštění a stabilní provoz. Tedy zdroje světla s vlastním předřadníkem s všeobecnými účely jako jsou domácnosti a další. [16] Norma stanovuje výkonnostní poţadavky pro zářivky určené k všeobecnému osvětlování. Jedná se pouze o zářivky se dvěma paticemi. Norma specifikuje pouze testování typu zářivek pro všeobecné osvětlování. [16] Norma určuje poţadavky na provedení jednopaticových zářivek. Zaměřena je pouze na výkonové poţadavky zářivek s jednou paticí určených pro všeobecné osvětlení. Poţadavky testování se soustřeďují výhradně na testování typu těchto zářivek. [16] Norma stanovuje testování energetické účinnosti elektrických světelných zdrojů a to zdrojů světla pro domácnosti. Konkrétně se jedná o metody měření světelného toku světelných zdrojů, jejich příkonu a ţivotnosti dle uváděných skutečností na obalu světelného zdroje. Tato norma se specifikuje na parametry specificky uváděné dle Směrnice 92/75/EHS. [16] 28

31 Norma stanovuje výkonnostní poţadavky na zářivkové předřadníky pouţívané se střídavým proudem do V při 50 Hz nebo 60 Hz. Jedná se o předřadníky spojené s lineárními zářivkami předehřátou elektrodou provozovanou s i bez startéru nebo se spouštěcím zařízením o daném jmenovitém výkonu. Jedná se pouze o magnetické předřadníky, poţadavky na elektronické upravuje norma EN Rozměry a vlastnosti jsou uvedeny v IEC a [16] 29

32 6 VYŘAZENÉ SVĚTELNÉ ZDROJE A ŢIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 6.1 Recyklace Hovoříme-li o recyklaci odpadů, máme na mysli znovuvyuţití či znovuuvedení do cyklu. Recyklace odpadu měla původní význam, jako tzv. interní recyklace. Tento způsob recyklace probíhal jako opětovné vyuţití během jednoho výrobního systému. Dnes je jednou z vyuţívaných metod. Nevýhodou je materiálové a ekonomické omezení způsobené izolací vnějších zdrojů. Externí recyklace pak umoţňuje uplatnění i v jiném výrobním procesu za rozdílným účelem. Celý řetězec procesů aplikující odpady do zpracování na jiné výrobky a materiály se povaţuje za další vyuţití opadů. Současnost opětovného i dalšího vyuţití odpadu řadí vedle sebe systémy s dvojnásobným účinkem postupu podniku a to pozitivní vliv na ţivotní prostředí. Jednak dochází k úsporám přírodních zdrojů u vstupu a sniţování zátěţe ţivotního prostředí na straně výstupu. Systémový nadhled na recyklaci ji zařazuje jako energetické i materiálové úspory spotřebních, výrobních i zpracovatelských procesů. Energie i materiály jsou druhotnými surovinami spořeny v přímé či pozměněné formě bez ohledu na čas a místo vyuţití. Druhotnou surovinou se rozumí surovina získaná z odpadu jeho zpracováním a je vyuţitelná k následnému hospodářskému či jinému vyuţití. Recyklace však nebude fungovat bez ekonomické či enviromentální motivace a legislativní povinnosti. Spotřeba energií při vyuţití druhotných surovin klesá o 5 70 % oproti výrobě z prvotních surovin. Například při recyklaci kovů ze šrotu významně klesá i investiční náročnost do zpracovatelského zařízení. Získání kovů z rud vyţaduje i nákladnější dopravu a spotřebu lidské práce. Významné jsou i enviromentální aspekty. Sniţují se exhalace, znečištění vod i vznik tuhých odpadů. Příkladem emisí do ovzduší je výroba skla, která se sniţuje o 6 20 %, při výrobě papíru o % a při výrobě oceli dokonce aţ o %. Legislativní úprava a povinnosti budou zmíněny níţe. [11], [13], [14] Historie recyklace je velmi dlouhá. Stavební materiály jsou recyklovány od nepaměti. V 19. stol. probíhá recyklace papíru a textilu za účelem výroby recyklovaného papíru. Moderní pojetí recyklace se rozvíjí od 70. let 20. století. Recyklace světelných zdrojů je záleţitostí posledních let. Motivací v tomto případě jsou legislativně environmentální motivace. Světelné zdroje mohou obsahovat ve vztahu 30