К сожалению, довольно длительное время не уделялось должного внимания окружающей природной среде при его функционировании. Реальность такова, что за экономическое развитие приходится расплачиваться уничтожением флоры, фауны и огромных территорий.
Сегодня чрезвычайно актуальным становится обеспечение максимально возможной защиты окружающей среды от промышленных объектов, которые, потребляя огромное количество природных ресурсов, являются мощными источниками загрязнения.
Влияние на природу
Говорить об эффективной защите природной среды в процессе промышленного производства можно при условии определения взаимосвязи между ними. Деятельность человека в XXI веке явилась определяющим фактором воздействия на природу не только в позитивном, но и в негативном плане. Поэтому защита природы стала носить сегодня глобальный, а не формальный, как в недавнем прошлом, характер. В условиях рыночной экономики предприниматели не заинтересованы в увеличении затрат на защиту окружающей среды, которые, естественно, ведут к повышению стоимости продукции, а значит – к снижению прибыли. Влияние на природу с каждым годом становится более масштабным и к настоящему времени в отдельных районах мира привело к экологическому кризису. Впервые серьезный экологический кризис наблюдался в 1960‑70‑е годы. Уже тогда члены Римского клуба предупреждали человечество о грозящей экологической катастрофе, однако их слова услышаны не были. А экологический кризис тем временем уже начинал углубляться, о чем свидетельствовало заметное снижение самоочищения биосферы, которая уже не могла справляться с отходами, выбрасываемыми в нее предприятиями и людьми.
Главным направлением защиты природной среды сегодня является максимально возможное поддержание экологического равновесия и обеспечение естественных взаимосвязей экосистемы. Наиболее актуальными проблемами экологии в настоящее время являются следующие:
Глобальное загрязнение окружающей природной среды;
Интенсивное сокращение природных ресурсов;
Рациональное использование всех видов ресурсов;
Разумная достаточность производства и потребления;
Экологическое воспитание людей;
Утилизация отходов промышленности и людей;
Обеспечение нормальной жизнедеятельности и здоровья человека.
Взаимосвязь с производством
Взаимодействие промышленного производства и природы должно рассматриваться в единстве, как процесс природопользования государственными институтами. Он носит социальный характер, так как совершается людьми в рамках трудовых отношений. Поскольку производство является составной частью, общественным институтом любого государства, то для него характерны практически все проблемы общества. Взаимное воздействие промышленности и окружающей среды выступает как бы составным элементом экологической системы «человек – природа».
Экологические проблемы чрезвычайно актуальны как для отдельного предприятия и всего промышленного комплекса страны, так и для Земли в целом. Развитие промышленности, с одной стороны, – результат научно-технического прогресса и производственной деятельности людей. А с другой, промышленность – основной потребитель природных ресурсов и мощный источник загрязнения. Несмотря на то что экологическая безопасность отдельно взятых промышленных объектов непрерывно повышается, в целом по стране вопросы защиты окружающей среды встают все острее, что вызвано рядом многих объективных и субъективных причин. Количественное и качественное совершенствование промышленных предприятий как одного из элементов экосистемы «предприятие – природная среда» неизменно приводит к количественно-качественному изменению другого элемента данной экосистемы – природы, а развитие предприятий переводит эти изменения на качественно новый уровень. Так, увеличение производственных мощностей на предприятии и рост выпуска продукции приводят к повышению количества потребляемых ресурсов – а значит, к увеличению вредных выбросов в природную среду. Отношения между двумя параллельными процессами – процессом развития предприятий и промышленности в целом и процессом ухудшения экологической обстановки отражают диалектическое отрицание, которое показывает три основных направления решения вопроса защиты окружающей природной среды.
Первое направление. Полное прекращение промышленного производства.
За это выступает партия Зеленых и организация «Greenpeace», которые, пропагандируя девственность окружающей природы, забывают, что защита природы и прогресс человечества – совершенно противоположные или обратно пропорциональные процессы. Развитие человеческой цивилизации неизбежно ведет к нарушению природной среды, и, наоборот, борьба за чистоту природы требует возвращения к допроизводственному обществу.
Второе направление. Развитие и функционирование промышленных предприятий при игнорировании состояния природной среды, то есть отрицание экологических проблем. Однако это неизбежно приводит к экологическому кризису.
Эти направления – решение проблемы путем уничтожения одного из элементов экосистемы «предприятие – природная среда», а именно – предприятия и промышленности (в первом случае) и природной среды (во втором случае).
Третье направление – оптимальное сочетание функционирования промышленных предприятий с поддержанием максимально возможной их экологической безопасности. Сокращение производства до разумной достаточности и его оптимизация с одновременной защитой окружающей природной среды.
Решение экологических проблем требует научного подхода, как бы ни отличалась современная экологическая обстановка в мире от ситуации с природой сто – сто пятьдесят лет назад.
Экологические противоречия
В процессе взаимодействия промышленных предприятий и природы сегодня существуют следующие экологические противоречия:
Между количеством предприятий и объемами загрязнений (жидких, твердых, газообразных и др. отходов и уровнем различных излучений) природной среды;
Между производственной мощностью предприятия и потребляемыми ресурсами;
Между количеством работающего на предприятиях персонала и количеством отходов;
Между уровнем экологического сознания работников предприятий и состоянием природной среды;
Между используемыми на предприятии технологическими процессами и уровнем различных физических излучений (электрического, магнитного, электромагнитного, теплового, виброшумового, радиационного и др.) в окружающую природную среду.
По своей сути эти противоречия являются внутренними (для экосистемы «предприятие – природная среда»), основными, общими и не антагонистическими. Внутренними, поскольку изменения происходят внутри данной экосистемы. Основными, так как выражают суть взаимодействия от начала до конца, вызывая наибольшее влияние на данном этапе. Общими, потому что характерны для всех экосистем «предприятие – природная среда». Не антагонистическими, поскольку могут быть устранены человеком.
Плата за развитие
Особенностью сегодняшнего дня является формирование во многих странах мира общества потребления. Однако, в соответствии с законами сохранения вещества и их круговорота в природе, ничто ниоткуда не берется и ничто никуда не исчезает. Это значит, что если где‑то построено и функционирует общество потребления, то где‑то должно быть и общество производства. И это общество производства реально существует, например, в Китайской Народной Республике. Сегодня по темпам роста промышленного производства Китай опережает все страны мира, что, естественно, породило множество пока не решаемых экологических проблем. Поэтому рассмотрим влияние бурного развития промышленности и экологическое состояние окружающей природной среды на примере этой страны.
Процесс индустриализации в Китае развивается интенсивнее, чем в Японии и в Южной Корее, но развитие промышленности в КНР происходит при большой нехватке водных ресурсов. Экономические затраты, связанные с нехваткой воды, дополняются потерями, вызванными повышением уровня их загрязнения. На сегодняшний день в КНР загрязнено не менее 70 процентов водных ресурсов, при этом вода из пятидесяти двух рек, протекающих через городские поселения, не может быть использована даже для питья и орошения земель. Из-за низкого качества питьевой воды в результате загрязнения водных источников в Китае наблюдаются случаи заболевания тифом и распространение гепатита А.
Больших масштабов достигло в Китае и загрязнение атмосферы пылевидными частицами и газами. В отличие от экономически развитых стран Европы, в которых главным загрязнителем воздушного бассейна является автомобильный транспорт, в Китае основным источником вредных выбросов в атмосферу выступают тепловые электростанции, разнообразные промышленные и бытовые котельные, паровозы и т. п., сжигающие уголь.
Основной загрязнитель атмосферы при сжигании угля – диоксид углерода, по количеству которого Китай прочно занимает второе место в мире после США, кроме того, в воздушный бассейн выбрасываются недогоревшие углероды (угольная сажа), летучая зола и диоксид серы. Около 70 процентов вредных газовых выбросов в атмосферу приходится на долю промышленности. Среди 600 с лишним китайских городов менее 1 процента соответствуют государственному стандарту Китая по предельно-допустимому уровню загрязнения воздушного бассейна, что наносит значительный ущерб здоровью населения страны.
Из-за интенсивного сельскохозяйственного производства почвенная эрозия в КНР в настоящее время приобрела государственный характер. Особенно она велика в самых больших и густонаселенных районах. Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность. В результате почвенной эрозии гораздо быстрее, чем обычно предусматривается в проектах, заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуары, что сокращает возможность получения электроэнергии от гидроэлектростанций.
Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. В результате «глубокой» вспашки и нарушения растительного покрова, а также широкого использования химических удобрений проблема эрозии черноземов в северо-восточной части Китая становится все более актуальной и вызывает озабоченность у китайских специалистов.
Еще одной из самых серьезных и давних экологических проблем современного Китая, связанной с отсутствием воды, является опустынивание территории. Несмотря на то что проблема опустынивания начала решаться правительством с 1950‑х годов, с каждым годом площади потерянных для сельскохозяйственного производства земель постоянно увеличивались. Наибольшие усилия по борьбе с песками были предприняты на протяжении последних двух десятилетий. В стране насчитывается 2,62 миллиона квадратных километров площади пустыни, что составляет 27 процентов от территории всей страны. В настоящее время в некоторых районах эта тенденция находится под контролем, однако процесс дальнейшего опустынивания идет достаточно быстрыми темпами.
В последние двадцать лет Китай продолжает стремительно наращивать темпы экономического роста со скоростью в среднем 8‑9 процентов в год. Успехи экономического развития Китая называют в мире «экономическим чудом», но это «чудо» совершается за счет уничтожения окружающей природной среды, что приводит к экологической деградации и, по мнению многих экспертов, влияет не только на здоровье населения самого Китая, но и на дальнейшие перспективы экономического роста страны. При этом наблюдается явная нехватка людских и финансовых ресурсов, неадекватность штрафов и других мер наказания за экологические нарушения, что препятствует успешной реализации принятых соответствующими институтами законов и программ экологического оздоровления.
За последние тридцать лет Китай активно вовлекался в международный процесс защиты окружающей среды. За это время лидеры КНР демонстрировали свою озабоченность негативным влиянием экономики Китая на мировые экологические процессы и ролью Китая в мировом сообществе. Руководители страны сегодня открыто признают, что принятые ранее меры остановить процесс деградации окружающей среды не дали ожидаемых результатов. Законы о чистоте окружающей среды практически не действуют, однако китайское руководство и ученые все же предпринимают действия по существенному сокращению экологически опасных выбросов.
Таким образом, промышленное и сельскохозяйственное производство в КНР развивается в ущерб окружающей природной среде, что уже дало свои негативные результаты. В Китае существуют огромные загрязненные, покинутые людьми, «мертвые», безжизненные территории и города-призраки, что является ярким примером развития экологического кризиса.
Что делать
Правильное направление развития промышленности сегодня – это оптимальное сочетание промышленного производства и чистоты окружающей природной среды.
В целом, реальные пути решения экологических проблем связаны с исследованиями комплекса фундаментальных сдвигов, включающих и научно-технический прогресс, но не сводящихся к нему.
Развитие науки и техники дает лишь возможность решения экологических проблем, которая только при определенных условиях превращается в реальность.
Современный человек должен и обязан развивать гармоничные отношения с природной средой своего обитания, понимать все процессы развития естественной природы и разумно ими распоряжаться, способствуя обогащению, очеловечиванию, гармонизации природы.
Любому здравомыслящему человеку понятно, что дальнейший научно-технический прогресс необходим для улучшения жизни людей, но не каждый понимает, что вместе с прогрессом необходимо помнить об охране и защите природной среды, именно поэтому в основу всякого развития и функционирования, в том числе и промышленного, должны быть поставлены интересы природы, а не людей. Решение экологических проблем возможно только знающими, компетентными, предвидящими результат своих действий специалистами. Действительно, в любой экосистеме, созданной людьми, человек является ее активным элементом, а природа – пассивным элементом, именно поэтому вся ответственность в защите и охране окружающей природной среды лежит на человеке.
Любая деятельность человека должна осуществляться только при ее экологическом обеспечении на основе современных природоохранных и ресурсосберегающих технологий. Экологическое обеспечение предприятий заключается в одновременной реализации конструктивных, организационно-технических и эрготических мероприятий.
Конструктивные мероприятия закладываются в процессе проектирования и реализуются в процессе строительства. Поскольку данная группа мероприятий соответствует этапу проектирования и строительства объекта, то, учитывая их длительность, они часто устаревают к моменту начала эксплуатации объекта. Конструктивные мероприятия могут быть дополнены и откорректированы в процессе постройки, ремонта, модернизации и переоборудования объекта.
При проектировании объекта необходимо оснастить его системой очистки сточных вод; оборудовать емкостями для сбора опасных загрязнителей, системами контроля сбрасываемых в окружающую природную среду вод; предусмотреть охладители и очистители уходящих дымовых газов, а также устройства очистки и нейтрализации сбрасываемых в атмосферу промышленных газов; исключить расход ресурсов не по прямому назначению (утечки, проливы и т. п.); предотвратить утечки смазок, топлива из систем и оборудования.
Мероприятия по безопасности
Организационно-технические мероприятия по обеспечению экологической безопасности промышленных предприятий разрабатываются на этапе проектирования и корректируются при постройке. С учетом накопленного опыта эксплуатации предприятий организационно-технические мероприятия могут быть изменены и дополнены.
Данные мероприятия включают в себя:
Организацию деятельности предприятия для исключения попадания вредных выбросов в окружающую природную среду;
Организацию контроля над состоянием систем очистки вредных выбросов и окружающей среды;
Обеспечение предприятий переносными средствами контроля над состоянием природной среды и сбора протечек загрязненных вод;
Обеспечение всех предприятий наглядной агитацией по охране окружающей природной среды.
Эрготические мероприятия по обеспечению экологической безопасности промышленных предприятий изложены в правилах, инструкциях, руководствах, наставлениях, директивах и т. п. и определяют действия каждого работника предприятия по снижению вредного воздействия участка, цеха и предприятия в целом на природную среду, а также первичные действия по локализации вредных аварийных выбросов в биосферу. Указанные мероприятия реализуются в процессе повседневной деятельности предприятий.
Эрготическими являются следующие мероприятия:
Правильное и четкое выполнение всех должностных обязанностей, в том числе и по охране окружающей природной среды;
Специальная подготовка всего персонала промышленных комплексов в соответствии со своей должностью;
Экологическое воспитание руководителей и работников;
Подготовка обслуживающего персонала по борьбе с загрязнением окружающей природной среды.
К сожалению, используемые в настоящее время мероприятия по экологическому обеспечению являются пассивными, а для максимальной экологической безопасности предприятий необходимо использовать активные природоохранные мероприятия, например широкое внедрение и использование ресурсосберегающих и безотходных технологий.
Практическая реализация представленных мероприятий дело нелегкое и требует определенного времени с привлечением научного потенциала, но откладывать их практическую реализацию на будущее уже нельзя.
Промышленное производство и окружающая природная среда – две противоположные неразрывные составляющие развития современной человеческой цивилизации. Сегодня на нашей планете проживает более 7 миллиардов человек, и каждый, естественно, хочет жить лучше и безопаснее. Очевидно, что единственным путем дальнейшего существования человека в настоящем и будущем является жизнедеятельность в полной гармонии с окружающим миром, что предполагает развитие и функционирование промышленного производства с учетом интересов природы.
Дальнейшее развитие современной цивилизации на основе использования достижений научно-технического прогресса немыслимо без экологического обеспечения, то есть без бережного и рационального отношения к окружающей природной среде.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Загрязнение окружающей среды производством строительных материалов
1. Основные источники загрязнения в производстве строительных материалов
Производство строительных материалов - одна из старейших, но довольно динамично развивающаяся отраслей. На территории России действует много промышленных предприятий, работающих по старым технологиям, используется устаревшее оборудование. Воздействие на окружающую среду происходит за счет выбросов в атмосферу отходящих газов, сбросов сточных вод, содержащих большое количество опасных экотоксикантов. Стоимость основных фондов промышленности строительных материалов составляет 2,8% от стоимости всех производственных фондов страны.
В последнее время ежегодный рост производства основных видов строительных материалов в натуральном выражении составлял от 7 до 30% с одновременным увеличением доли отечественной продукции, удовлетворяющей современным требованиям и соответствующей по качеству мировым аналогам. Промышленность строительных материалов является одной из наиболее топливо- и энергоемких (более 16% в структуре затрат), а также грузоемких отраслей хозяйства: в общем объеме грузоперевозок железнодорожным, автомобильным и водным транспортом перевозки строительных грузов составляют около 25%. Отрасль потребляет 20 видов минерального сырья, охватывающего свыше 100 наименований горных пород, и относится к крупнейшим горнодобывающим отраслям в экономике России.
Строительная индустрия является одной из самых материалоемких и энергоемких отраслей народного хозяйства. На ее долю приходится около 50 % потребления вырабатываемой человечеством энергии и 60 % материальных ресурсов. Производство строительных материалов в наибольшей степени, чем другие отрасли потребляет отходы промышленных производств. Однако человечество, осознав важность экологических проблем, приходит к пониманию того, что масштабы и интенсивность материальной деятельности людей стали такими, что естественная среда и техногенная деятельность перестали быть всеобщим поглотителем отходов производства, транспорта, быта и практически неисчерпаемым источником сырья и энергии. Возникли признаки необратимых деградационных процессов в биосфере. Экосистемы, формировавшиеся миллионы лет, претерпевают существенные изменения, становятся неустойчивыми по отношению к внешним антропогенным воздействиям на глобальном уровне.
Ежегодно в биосферу поступает до 30 млрд. т всех видов твердых и жидких отходов. Их большое количество связано с несовершенством современных технологий. По некоторым данным, на производство конечной продукции используется не более 7 % добываемого сырья. На каждого жителя Земли в настоящее время извлекается до 100 т сырья в год. Анализ тенденций современного хозяйства показывает, что число отходов удваивается каждые 10-12 лет. Проблема утилизации и ликвидации отходов для современной цивилизации является одной из самых важнейших проблем выживания. Проблема отходов - едва ли не сложнейшая в России, где на свалках, хранилищах, полигонах скопилось около 100 млрд. т твердых отходов, что составляет около 700 т на каждого жителя. Из всей этой массы отходов только 5 % идет на мусоросжигательные заводы, остальное складируется. Уровень накопления отходов в России составляет 10-15 т на одного человека в год, в том числе токсичных - 1 т. Степень утилизации невелика и не превышает 10-25 % всей массы отходов.
В Европе сегодня огромное внимание уделяется вопросам создания здоровой, экологически чистой среды обитания. Именно поэтому в поддержании высоких экологических стандартов в строительстве заинтересованы и производители строительных материалов, и застройщики, и владельцы жилья.
Данная проблема имеет множество составляющих. И хотя одной из главных из них является возведение строений, которые способны существовать, не нанося вреда окружающей среде, не менее важно и то, какие строительные материалы используются при постройке новых зданий. Ведь они оказывают влияние на экологическую обстановку как внутри, так и за пределами здания. Исходя из того, что современный человек около 80% своего времени проводит либо в зданиях, либо на пути между ними, можно понять, насколько качество стройматериалов влияет на его здоровье, и как следствие, на качество его жизни.
Не меньшее влияние стройматерилы оказывают на окружающую среду: по оценкам экспертов, около 50% всего объема отходов приходится на строительную индустрию. В Европе при возведении одного дома в среднем образуется 7 тонн отходов. В ЕС каждый год на одного человека приходится 0,5 тонны строительных отходов.
Поскольку строительные материалы производятся из множества различных веществ как органической (пластмасса, древесина), так и неорганической природы (металлы, минералы), а также существуют те, где сочетается и то, и другое, необходимо давать экологическую оценку не только их компонентам, но и всему продукту в целом, то есть оценивать влияние данного строительного материла на окружающую среду на каждом этапе его существования - начиная от производства и до момента его утилизации.
В настоящее время Европа стремится выработать единые стандарты для сертификации производимых и импортируемых строительных материалов. Пока данная система полностью не вступила в действие, в каждой стране применяются национальные системы сертификации.
Общие требования к стройматерилам таковы: он должны быть здоровыми, гигиеничными и не наносить вреда окружающей среде, то есть:
Не испускать токсичных газов;
Не испускать радиоактивного излучения;
Не загрязнять ни воды, ни почвы;
Отходы строительства не должны стать дополнительным источником загрязнения окружающей среды;
Строительные материалы не должны способствовать накоплению влаги на конструкционных частях и внутри построенных помещений.
До недавнего времени основной задачей строительства было создание искусственной среды, обеспечивающей условия жизнедеятельности человека. Окружающая среда рассматривалась лишь с точки зрения необходимости защиты от ее негативных воздействий на вновь создаваемую искусственную среду. Обратный процесс влияния строительной деятельности человека на окружающую природную среду и искусственной среды на природную в полной мере стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. Лишь отдельные аспекты этой проблемы, в меру практической необходимости, изучались и решались (например, удаление и утилизация отбросов, забота о чистоте воздуха в населенных пунктах...). Между тем строительство является одним из мощных антропогенных факторов воздействия на окружающую среду. Антропогенное воздействие строительства разнообразно по своему характеру и происходит на всех этапах строительной деятельности - начиная от добычи стройматериалов и кончая эксплуатацией готовых объектов.
Говоря о воздействии на окружающую природную среду строительства, следует различать, с одной стороны, строительство как важнейшую отрасль н/х, а с другой - строительство как продукцию этой отрасли: урбанизированные территории, магистрали и т.д. Как отрасль строительство нуждается в большом кол-ве различного сырья, стройматериалов, энергетических, водных и других ресурсов, получение которых оказывает сильное воздействие на окружающую среду. С серьезными нарушениями ландшафтов и загрязнением окружающей среды связано ведение работ непосредственно на стройплощадке. Нарушения эти начинаются с расчистки территории строительства, снятия растительного слоя и выполнения земляных работ. при расчистке территории строительства, ранее уже занимавшейся под застройку, образуется значительное количество отходов, загрязняющих окружающую среду при сжигании, или загромождающих свалочные территории, что меняет морфологию участков, ухудшает гидрологические условия, способствует эрозии. Степень воздействия на природу зависит от материалов, применяемых для строительства, технологии возведения зданий и сооружений, технологической оснащенности строительного производства, типа и качества строительных машин, механизмов и транспортных средств и других факторов.
Территория строек становится источником загрязнения соседних участков: выхлопы и шум двигателей машин, сжигание отходов. Вода широко используется в строительных процессах - в качестве компонентов растворов, как теплоноситель в тепловых сетях; после использования она сбрасывается, загрязняя грунтовые воды и почвы.
Однако само строительство - процесс относительно скоротечный. Значительно сложнее дело обстоит с воздействием на природу объектов, являющихся продукцией строительства - зданий, сооружений и их комплексов - урбанизированных территорий. Их влияние на окружающую природную среду еще недостаточно изучено, поэтому практически все экологические мероприятия носят рекомендательны характер. Что же касается нынешних результатов, то: уменьшается количество деревьев, загрязняются воды и почвы вследствие промышленных выбросов и накопления коммунально-бытовых отходов, происходит запыление, газовое и тепловое загрязнение воздуха, что приводит к изменению уровня радиации, выпадению осадков, изменению температур воздуха, ветрового режима, т.е. к созданию искусственных условий на урбанизированной территории.
Отрицательное влияние на здоровье человека помимо перечисленных факторов оказывают шумовое загрязнение, особенно инфразвуковое, геопатогенные зоны и ряд других.
Уменьшить отрицательное воздействие среды обитания на человека возможно за счет создания экологически эффективных новых композиционных материалов полифункционального назначения и умелого применения их в промышленном и гражданском строительстве.
Традиционно на стадии проектирования строительных объектов специалистов прежде всего интересуют физико-механические характеристики и эстетические свойства строительных материалов. Например, выбор отделочных материалов чаще всего определен их фактурой, цветом, цвето-стойкостью, долговечностью покрытий.
Однако экологическая ситуация заставляет помимо декоративных качеств учитывать защитные свойства материалов, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности человека в конкретном регионе его проживания. За последние десятилетия создана широкая номенклатура новых композиционных материалов, обладающих защитными свойствами от воздействия вредных экологических факторов.
Среди них эффективные стеновые материалы, теплоизоляционные, звукоизоляционные, радиационно-защитные, гидроизоляционные, герметики и ряд других.
Матричным материалом этих композитов чаще всего являются традиционные и альтернативные минеральные и органические вяжущие вещества, а в качестве наполнителя используются высоко- дисперсные промышленные отходы ряда производств, обладающих значительным запасом свободной внутренней энергии, участвующей в процессах структурообразования этих материалов с целью получения заданных физико-механических и защитных характеристик.
Введение в состав отделочных материалов ионов тяжелых металлов позволяет сочетать их высокие декоративно-художественные качества и надежную защиту от жестких ионизирующих излучений. Такими свойствами обладает стекло, керамика, которая сама по себе является экологически чистым материалом, так как ионы тяжелых металлов находятся в стекловидной фазе и не являются водорастворимыми. Это, пожалуй, единственный надежный способ утилизации гальванических шламов, накопившихся практически во всех экономических регионах РФ. Технологические приемы позволяют регулировать характер поверхностной пористости отделочной стеклокерамической плитки, модифицированной гальваношламами, придавая тем самым и звукоизоляционные свойства. Известно, что применение обычной глазурованной керамической плитки для отделки фасадов зданий только усиливает шумовое загрязнение окружающей среды за счет высокой отражательной способности покрытия.
Во многих регионах России в последние годы постоянно возрастает объем промышленных отходов, используемых строительной индустрией взамен природного сырья.
Это одно из главных направлений выхода из глобального и регионального экологического кризиса. Противоречия человека и экосистемы заключаются именно в том, что для искусственных производственных процессов человечеством избираются ресурсы, максимально готовые к употреблению, так как они требуют минимальных затрат труда. Но эти природные соединения уже участвуют в обеспечении равновесия и устойчивости окружающей среды. После их изъятия из природного оборота во многих локальных средах возникает хаос, снижая эффективность обменных процессов. Извлекая их из взаимосвязанных естественных структур, человек вызывает дисбаланс в круговоротах вещества и энергии. С одной стороны, потребности человечества удовлетворяются, а с другой - разрушаются созданные природой системы, участвующие в самоорганизационных процессах Геосистемы. Необходимо всегда следовать главному принципу сотрудничества человека и природы: скорость самоструктуризации в геосистеме за счет естественных и искусственных процессов всегда должна превышать скорость их деградации.
В настоящее время по линии Министерства природных ресурсов в России создается кадастр техногенных отходов.
Чисто информативная функция кадастра промышленных и твердых бытовых отходов только в том случае станет действенной, если будут созданы специальные организации по проблемам вторичных ресурсов, в состав которых должны войти крупные специалисты и ученые в области экологии, технологии, экономики природопользования и др.
Только в этом случае могут быть даны конкретные рекомендации по стратегическому использованию крупнотоннажных отходов и предложены рациональные отрасли их переработки. Для особо опасных и токсичных отходов необходимо создавать способы надежного захоронения и перспективные разработки технологий их уничтожения или утилизации.
загрязнение строительный отход стандартизация
2. Особенности технологии производства строительных материалов, этапы производства
Программы работ в области строительства требуют для своего осуществления, наряду с дальнейшим развитием промышленности строительных материалов, изыскание новых резервов повышения эффективности их производства. В современном строительстве резко возрастает потребность в высокопрочных строительных материалах, которые обладают развитой сырьевой базой и изготавливаются прогрессивными технологическими методами.
В технологии строительных материалов известны работы, в которых показана техническая возможность и экономическая целесообразность производства безцементных вяжущих. Минеральным сырьем для производства являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.
На основании этих вяжущих можно изготавливать различные строительные материалы, такие, как: сухие строительные смеси, бетонные блоки и плиты, бетоны для монолитного строительства, кирпич, тротуарную плитку и т.д.
Экспериментальное внедрение безцементных вяжущих в строительстве начато в 1958 году, а производство - в 1964 году. За это время доказаны высокие технологические и эксплуатационные свойства таких строительных материалов, прошедших проверку временем в конструкциях различных областей строительства. Например, в 1989 году в городе Липецке был построен 22-этажный дом.
Разработка строительных материалов на основе комплексного использования крупнотоннажных отходов промышленности обусловлено, прежде всего, эколого-экономическими факторами. Во-первых, значительным ростом цен на цементы, природные заполнители, энергоносители и, во-вторых, обострением экологической обстановки в стране в результате продолжающего наращивания, образования и накопления промышленных отходов.
Минимизации экологических последствий от промышленных отходов можно достичь только полной их утилизацией. Поэтому многие развитые страны пошли по пути использования в качестве минерального сырья не природных, а техногенных материалов и изготовления из них принципиально новых видов высококачественной продукции. Россия, в этом плане, значительно уступает. Так, например, золошлаковые отходы ТЭС используются только на 8 %, сталелитейные и ферросплавные шлаки на 50 %, ультрадисперсный кремнезем, представляющий отход при производстве кремнесодержащих сплавов, на 10%, отходы горнодобывающей промышленности на 27 %. Исследования показывают, что широкое применение промышленных отходов позволило бы на 15-20 % расширить минерально-сырьевую базу строительной промышленности.
Химический и минералогический состав перечисленных отходов, в большинстве своем, прекрасно подходит для производства безцементных вяжущих. К тому же, отличительной их особенностью является способность к химической активации веществами, которые в свою очередь также могут быть отходами других производств.
Промышленные отходы необходимо рассматривать не как традиционные индустриальные свалки, а как стабильную и возобновляемую сырьевую базу для производства высококачественных дешевых строительных материалов.
Особенности технологии строительных материалов заключаются в следующем:
Применение промышленных отходов;
Использование химических активаторов твердения из местных отходов;
Простая гидротермальная обработка при атмосферном давлении;
Технология позволяет производить объемноокрашенные стройматериалы.
Основные этапы и направления развития промышленности строительных материалов. В Российской Федерации за последние несколько лет удалось добиться постоянного роста объема промышленной продукции, но, хотя ежегодный прирост выпуска продукции строительных материалов составлял в среднем около 10%, достигнутые объемы не полностью удовлетворяют потребности современного строительства, что вызвано, в основном, низким техническим уровнем предприятий и износом технологического оборудования.
Производство отдельных видов строительных материалов характеризуется высокой капиталоемкостью производственных мощностей и требует значительного времени на строительство, что снижает их инвестиционную привлекательность.
В базовой для строительства отрасли - цементной промышленности объем инвестиций на 1 тонну цемента возрастет от 5-6 долларов на тонну мощности в год при поддержании и ремонте существующих мощностей до 250-300 долларов на тонну при строительстве новых заводов.
Степень износа технологического оборудования цементной промышленности составляет 70%. Вследствие этого, мощность 45-ти действующих цементных заводов официально оценивается в 71,2 млн. тонн, но фактически - по независимым оценкам - заводы в их нынешнем состоянии могут произвести максимум 65 млн. тонн цемента в год.
Чтобы обеспечить строительный комплекс цементом, достаточным для ввода 80 млн.кв.м. жилья в год, промышленность должна выйти в 2010 г. на уровень 90 млн. тонн цемента в год, что потребует ввода дополнительных производственных мощностей. Крупные единовременные капиталовложения суммарно по отрасли оцениваются в 5.1 - 6.3 млрд. долларов.
Производство теплоизоляционных материалов. В настоящее время отечественной промышленностью производится около 9,0 млн. куб. м теплоизоляционных изделий всех видов.
Основным видом производимых в России утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенопласты, 3% - на ячеистые бетоны.
Потребность в утеплителях резко возросла после введения новых требований к теплопотерям ограждающих конструкций зданий. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны по расчетам составит к 2010 году до 50-55 млн. м3 , в том числе для жилищного строительства - 18-20 млн. м3 .
3. Производство кровельных и гидроизоляционных материалов
Общероссийский рынок рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов оценивается в настоящее время в 450-460 млн.кв.м, «мягкой черепицы» - 3,3-3,5 млн.кв.м. По данным Росстата РФ, в 2005 г. производство мягких кровельных и гидроизоляционных материалов составило 477 млн.кв.м.
Совершенствование ассортимента выпускаемой продукции является приоритетной задачей промышленности кровельных и изоляционных материалов.
В этой связи необходимо существенное изменение в структуре производства, имеющее целью существенное повышение доли современных высокоэффективных материалов (битумно-полимерные, полимерные, в т.ч. на основах из полимерных волокон), обладающих более высокой (в 5-7 раз) долговечностью и надежностью.
Также, изменение структуры производства кровельных материалов, а также повышение их качества невозможно без модернизации или замены морально устаревшего и физически изношенного технологического оборудования.
Производство стекла. Объем производства листового стекла в России в настоящее время составляет 120 млн. кв. метров, в том числе 74% стекла производится по современной флоат-технологии (термополированное). Дефицит высококачественного листового стекла на сегодняшний день составляет примерно 35 млн. кв. метров.
Одной из основных задач является организация широкомасштабного производства в России современных энергосберегающих стекол с твердым и мягким покрытиями.
Производство стеновых материалов. Объем выпуска стеновых материалов в России в 2005 г. доведен до 15 млрд.шт. условного кирпича.
По оценке Росстроя РФ, спрос на стеновые материалы в 2006 г. увеличится до 16-17, а к 2010 г. достигнет 27-28 млрд.шт.усл.кирпича.
Приоритетные направления в производстве стеновых материалов состоят из строительства технологических линий по производству ячеистого бетона автоклавного и безавтоклавного твердения прежде всего на действующих заводах силикатного кирпича, а строительство линий по производству пенобетона и пенополистиролбетона необходимо производить на действующих заводах ЖБИ и КПД.
Производство керамических плиток и санитарных керамических изделий. Технический уровень большинства российских предприятий строительной керамики отстает от уровня большинства зарубежных фирм вследствие оснащенности производства морально и физически ус-таревшим оборудованием. Степень износа оборудования некоторых предприятий составляет свыше 60%, особенно в массоприготовительных отделениях
Основным направлениям развития керамической промышленности является техническое переоснащение и реконструкция предприятий по производству керамических плиток и санитарных керами-ческих изделий с установкой прогрессивного импортного оборудова-ния, имеющее значи-тельное преимущество перед отечественным.
Производство бетона и железобетона. В настоящее время, мировая практика доказывает, что сборный железобетон применяется в строительстве все шире и, вследствие этого, основными направлениями развития в области бетона и железобетона являются:
Разработка, исследование и совершенствование бетонов в части повышения строительно-технических свойств, обеспечивающих гарантированные сроки эксплуатации зданий и сооружений не менее 50 лет, в том числе особо плотных, морозостойких, коррозионностойких, кислотостойких, полимерных, фиброармированных, мелкозернистых и др.;
Разработка и организация производства новых видов цементов, прежде всего быстротвердеющих и высокопрочных, позволяющих в перспективе отказаться от тепловой обработки бетона, безусадочных и бесхроматных цементов, цементов низкой водопотребности.
В области строительного производства, машин и оборудования основными направлениями развития являются:
Разработка конкурентоспособного отечественного оборудования для заводского производства и монтажа сборных железобетонных конструкций;
Расширение номенклатуры и разработка новых видов модульных опалубок;
Создание автоматизированного и механизированного оборудования по приготовлению бетонных и растворных смесей, в том числе сухих смесей широкой номенклатуры, и фибробетонов.
Развитие крупнопанельного домостроения. Изменение структуры жилищного строительства с увеличением доли индивидуального жилья за последние годы, а также введения повышенных требований по теплозащите ограждающих конструкций повлекло в конце прошлого столетия резкое снижение использования мощностей индустриального домостроения.
Минерально-сырьевая база для нерудной промышленности. Объем производства нерудных строительных материалов применяемых в капитальном, жилищном и дорожном строительстве России в 2005 году составил около 257 млн.м3, что на 0,7 % меньше, чем в 2004 году.
Технический уровень оборудования отрасли отстает от мирового, низка степень автоматизации производственных процессов. В отрасли ощущается постоянная нехватка оборудования, ряд прогрессивных машин и оборудования в нашей стране не выпускается.
Одновременно со снижением производства снизилась производительность труда, возросли удельные энерго- материальные затраты и землеёмкость производства.
Такое положение дел в промышленности строительных материалов, дает все основания для сомнений о возможности реализации Национального проекта без государственной поддержки в установленные сроки и в требуемых объемах.
При инвестициях в строительную индустрию конечным эффектом будет являться мультипликативный экономический рост в строительной отрасли и смежных отраслях, при этом денежные средства будут «связаны» в долгосрочных проектах, что не вызовет всплеска инфляции, характерного при прямых бюджетных тратах.
В связи со значительной капиталоемкостью промышленности стройматериалов, начальным толчком к ее динамичному и устойчивому развитию должна послужить программа, создающая на первом этапе начальные условия, которые должны обеспечить гарантированное привлечение инвесторов на рынок.
4. Характеристики загрязнителей и их влияние на окружающую среду
Производство строительных материалов является источником загрязнения воздуха пылью. Оберточно - бумажная отрасль выделяла при производстве такие токсичные соединения: сернистый ангидрит, сероводород, сероуглерод. Кафельные, стекольные, фаянсовые производства выделяли фтористый водород.
Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 3 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.
В промышленности строительных материалов наибольший “ вклад ” загрязнение среды вносят цементная, производства стекла и асфальтобетона.
В процессе производства стекла в числе загрязнителей, кроме пыли, соединения свинца, сернистый ангидрид, фтористый водород, окись азота, мышьяк - всё это токсичные отходы, почти половина которых попадает в окружающую среду.
Промышленность строительных материалов. Производство цемента и других вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли и взвешенных веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси углерода (21,4%), сернистого ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%). Кроме того, в выбросах присутствует сероводород (0,03%).
Наиболее важен показатель утилизации загрязняющих веществ, который означает количество загрязняющих веществ, возвращенных в производство, используемых для получения товарного продукта или реализованных на сторону.
Одной из причин высокой "усвояемости" загрязняющих веществ, по-видимому, является то, что в общем количестве загрязняющих веществ большую долю занимают твердые вещества, которые лучше поддаются сбору и утилизации, нежели жидкие и газообразные. Твердые вещества занимают 93% в общем объеме загрязняющих веществ (158,2 и 147,2 тыс. тонн) и незначительную - 7% (11,0 тыс. тонн) - газообразные и жидкие. Из твердых веществ выброшено без очистки 1%, а из газообразных и жидких - 93%. В целом по области по всем отраслям твердые загрязняющие вещества составляют 33% в общем объеме загрязняющих веществ, тогда как газообразные и жидкие - 67%, и выбрасывается без очистки соответственно 2% и 70%.
Из газообразных и жидких веществ половину составляла окись углерода (51%), а вторая половина представлена сернистым ангидридом (27%) и окислами азота (20%).
5. Мероприятия по защите среды обитания от воздействия производства строительных материалов
Меры по борьбе с загрязнением воздуха могут позитивно воздействовать на структуру промышленности и деятельность отдельных строительных предприятий.
Разработка технологий с низким уровнем загрязнения и капиталовложения в них обычно уменьшают себестоимость продукции на длительный период наряду с падением выбросов. Обязательные нормы выбросов поощряют замену старых предприятий новыми. Чистые технологии могут также снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы по сравнению с ранее используемыми процессами главным образом за счет экономии энергии и сырья.
Сложность и острота экологических проблем заставляют изыскивать новые резервы защиты от антропогенного воздействия как в повседневной хозяйственной практике, так и на перспективу. Сегодня уже очевидна недостаточная зффективность традиционных методов охраны природы посредством очистки и обезвреживания выбросов от загрязнителей, требуется применение новых, более рациональных, малоотходных и безотходных технологий, внедрения в хозяйственно-производственную деятельность результатов научных исследований, направленных на оптимизацию взаимодействия человека и природы, обоснование экологических нормативов, обеспечивающих сохранение окружающей среды и здоровья человека, а также рациональное использование природных ресурсов.
В качестве инструмента обоснования правильных решений может быть использована экологическая экспертиза. Основными ее задачами должны быть оценка санитарно-гигиенических, физико-технических, социально-экономических воздействий объектов хозяйственной деятельности на окружающую среду и анализ возможных вариантов этой деятельности.
Возросший круг задач, связанных с решением экологической проблемы, требует анализа антропогенной нагрузки, в частности предприятий отрасли промышленности строительных материалов на биосферу и связанное с ней загрязнение окружающей среды.
В мероприятиях по защите среды обитания от воздействия производства строительных материалов рассматривается совокупность вопросов различной деятельности человека, направленной на устранение воздействия антропогенных факторов, совершенствование и рациональное использование природных ресурсов. В строительной деятельности человека к таким мероприятиям относятся:
Градостроительные меры, направленные на экологически рациональное размещение предприятий, населенных мест и транспортной сети;
Архитектурно-строительные меры, определяющие выбор экологических объемно-планировочных решений;
Выбор экологически чистых материалов при проектировании и строительстве;
Строительство и эксплуатация очистных и обезвреживающих сооружений и устройств;
Рекультивация земель;
Меры по борьбе с загрязнением почв;
Использование безотходных технологий и др.
Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры - не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.
Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.
Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды.
Список использованной литературы
1. Авраменко С.В. Современные проблемы экологии. М., 2004г.
2.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.,1994г.
3.Малахов А.Г., Маханько Э.П. Выброс токсичных металлов в атмосферу и их накопление в поверхностном слое земли. М.,1998г.
4.Порядина А.Ф. Экологическое аудирование промышленных предприятий. М., 1997г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Производство строительных материалов и вредные вещества, попадающие в атмосферу при их производстве. Негативные последствия для окружающей среды и человека при превышении норм выбросов в атмосферу. Прогноз риска возникновения рефлекторных эффектов.
контрольная работа , добавлен 12.11.2009
Понятие о строительной экологии, ее структура, основные цели и задачи. Основные стадии жизненного цикла строительного процесса, виды загрязнений и меры защиты окружающей среды. Классификация антропогенных воздействий. Решение экологических проблем.
презентация , добавлен 22.10.2013
Радиационная безопасность как важнейший гигиенический критерий экологической безопасности материала. Понятие радионуклидов, их содержание в строительных материалах. Характеристика строительных материалов по содержанию радионуклидов и экологичности.
реферат , добавлен 03.02.2011
Общая характеристика утилизации и вариантов использования отходов металлургического комплекса и химического производства в промышленности. Основные направления утилизации графитовой пыли. Оценка золошлаковых отходов как сырья для строительных материалов.
реферат , добавлен 27.05.2010
Задачи строительной экологии, исследование негативного воздействия строительных технологий на человека и природные экосистемы. Риски антропогенных опасностей, связанные со строительной деятельностью. Классификация загрязнений, экологические нормативы.
презентация , добавлен 08.08.2013
Анализ воздействия отрасли строительства на окружающую среду Краснодарского края, источники ее загрязнения. Оценка возможности и целесообразности создания и внедрения системы управления качества окружающей среды (СУКОС) в строительных организациях.
курсовая работа , добавлен 07.07.2009
Особенности утилизации отходов от машиностроительного комплекса, переработки древесины и производства строительных материалов. Анализ тенденций к обработке промышленных отходов на полигонах предприятий с заводской технологией обезвреживания и утилизации.
реферат , добавлен 27.05.2010
Определение и область применения теплоизоляционных строительных материалов (стекловаты, пеностекла, стеклопоры, вспученного перлита). Получение теплоизоляционных материалов. Виды воздействия на окружающую среду при их производстве и методы его снижения.
курсовая работа , добавлен 11.06.2014
История возникновения исследуемого предприятия. Оценка его воздействия на атмосферный воздух. Обзор выбросов по предприятию. Экономическая оценка ущерба от загрязнения атмосферы. Применяемые аппараты и сооружения очистки. Накопление и утилизация отходов.
курсовая работа , добавлен 16.02.2016
Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет - Институт природных ресурсов
Направление (специальность) - Химическая технология и биотехнология
Кафедра - ТОВ и ПМ
Экологические проблемы производств полимеров
по дисциплине «Инновационное развитие химической технологии органических веществ»
Исполнитель
Е.В. Зенкова студент гр.5а83
Руководитель
Л.И. Бондалетова старший преподаватель, к.х.н.
ТОМСК 2012 г.
Введение
.Экологические проблемы в химии и технологии полимерных материалов
.Классификация полимерных отходов
3.Методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов
.Очистка сточных вод и газовых выбросов
4.1Методы очистки сточных вод
4.2Методы очистки газовых выбросов полимерных производств
5.Основные принципы разработки безотходных технологий
Заключение Введение
Производство полимеров представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся отраслей промышленности. Мировое производство полимеров в 2010 г. составило 250 млн. т. и возрастает в среднем на 5-6 % ежегодно. Их удельное потребление в развитых странах достигло 85-90 кг/чел. в год и продолжает увеличиваться. Такой интерес производителей полимеров, прежде всего, связан с возможностью получения разнообразных технически ценных материалов на их основе. Благодаря уникальным физико-химическим, конструкционным и технологическим свойствам полимерные материалы (ПМ) на основе различных пластмасс и эластомеров находят широкое применение в различных областях народного хозяйства и медицине. Жизнедеятельность общества неизбежно связана с образованием отходов на всех стадиях производства и переработки полимерных материалов. Поэтому актуальность проблемы их утилизации, а так же вреда приносимого здоровью людей и окружающей среде, по-прежнему остается острой.
1. Экологические проблемы в химии и технологии полимерных материалов
Полимерные материалы, как правило, являются многокомпонентными системами, так как для их создания используют кроме полимера различные компоненты (ингредиенты). Получение полимерных материалов, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям применительно к различным отраслям промышленности, сельскому хозяйству, быту - является задачей технологии производства полимерных материалов. Многокомпонентность полимеров часто приводит к тому, что их производство, а также практическое использование в ряде случаев осложняется нежелательным процессом выделения из материала вредных низкомолекулярных веществ. В зависимости от условий эксплуатации их количество может составлять до нескольких массовых процентов. В контактирующих с полимерными материалами средах можно обнаружить десятки соединений различной химической природы. Создание и применение полимеров непосредственно или опосредованно связано с воздействием на организм человека, на окружающую производственную среду и среду обитания человека, а также на окружающую среду в целом. Последнее особенно важно после использования полимеров и изделий из них, когда отработанные материалы подвергаются захоронению в почве, а вредные вещества, высвобождающиеся при разложении полимерного материала, загрязняют почву, сточные воды, ухудшая тем самым состояние окружающей среды. Проблемы экологии производства и применения полимерных материалов. К каким же последствиям приводит загрязнение, например, земли? В первую очередь к прямому сокращению естественной среды обитания живых существ. Во-вторых, загрязнение какого-то района создает опасность для соседних с ним территорий из-за миграции загрязнений, например, через подпочвенные водоносные горизонты. В-третьих, загрязнение воздуха вредными газами, включая метан и двуокись углерода, создающую парниковый эффект, может привести к глобальным изменениям окружающей среды. Производство полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида приносит немалые экологические проблемы для окружающей природной среды. Это использование различных токсичных мономеров и катализаторов, образование сточных вод и газовых выбросов, обезвреживание которых сопряжено с большими энергетическими, сырьевыми и трудовыми затратами и не всегда добросовестно выполняется производителями. Рассмотрим некоторые примеры, связанные с экологией производства основных полимеров. Производство полиэтилена и других полиолефинов относиться к категории пожароопасных и взрывоопасных (категория А): этилен и пропилен образуют с воздухом взрывчатые смеси. Оба мономера обладают наркотическим действием. ПДК в воздухе этилена составляет 0,05* 10-3 кг/м3, пропилена - 0,05* 10-3 кг/м3. Особенно опасно производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД), поскольку оно связано с применением высокого давления и температуры. В связи с возможностью взрывного разложения этилена во время полимеризации реакторы оборудуют специальными предохранительными устройствами (мембраны) и устанавливают в боксах. Управление процессом полностью автоматизировано. При производстве полиэтилена низкого давления и полипропилена особую опасность представляет применяемый в качестве катализатора диэтилалюминийхлорид. Он отличается высокой реакционной способностью. При контакте с водой и кислородом взрывается. Все операции с металлоорганическими соединениями должны проводиться в атмосфере чистого инертного газа (очищенный азот, аргон). Небольшие количества триэтилалюминия можно хранить в запаянных ампулах из прочного стекла. Большие количества следует хранить в герметически закрытых сосудах, в среде сухого азота, либо в виде разбавленного раствора в каком-либо углеводородном растворителе (пентан, гексан, бензин - чтобы не содержали влаги). Триэтилалюминий является токсичным веществом: при вдыхании его пары действуют на легкие, при попадании на кожу возникают болезненные ожоги. В этих производствах используется также бензин. Бензин - легковоспламеняющаяся жидкость, температура вспышки для разных сортов бензина колеблется от - 50 до 28 оС. Концентрационные пределы воспламенения смеси паров бензина с воздухом составляют 2-12 % (объемных). На организм человека это оказывает наркотическое действие. ПДК бензина в воздухе = 10,3*10-3 кг/м3. Порошкообразные полиолефины образуют взрывоопасные смеси. ПДК полипропилена составляет: 0,0126 кг/м3. При транспортировании порошкообразных полиолефинов происходит образование аэрозолей и неизбежно накапливание зарядов статического электричества, что может привести к искрообразованию. Транспортирование полиолефинов по трубопроводу производят в атмосфере инертного газа. Сходным полимером является поливинилхлорид. Производство и использование винилхлорида относят также к категории взрывоопасных и пожароопасных (категория А). Винилхлорид в газообразном состоянии оказывает наркотическое действие, продолжительное пребывание в помещение, в атмосфере которого содержится большое количество винилхлорида, вызывает головокружение и потерю сознания. ПДК в рабочих помещениях составляет 3*10-5 кг/м3. При концентрации 1*10-4 кг/м3 вызывает раздражение слизистых оболочек, а запах начинает ощущаться даже при 2*10-4 кг/м3. Вдыхание паров при открытом испарении мономера вызывает острое отравление. Другие мономеры, используемые при производстве политетрафторэтилена, политрифторхлорэтилена, поливинилфторидов также не менее токсичны. В этой связи необходимо обеспечивать контроль экологической безопасности процесса создания полимеров и полимерных материалов, их эксплуатации и уничтожения отходов ПМ после их использования человеком. 2. Классификация полимерных отходов
По источникам образования все полимерные отходы делят на три группы: технологические отходы производства; отходы производственного потребления; отходы общественного потребления. Технологические отходы полимерных материалов возникают при их синтезе и переработке. Они делятся на неустранимые и устранимые технологические отходы. К неустранимым относят кромки, обрезки, литники, обломки, грат и т. д. Таких отходов образуется от 5 до 35 %. Неустранимые отходы представляют собой высококачественное сырье, по свойствам не отличающееся от исходного первичного полимера. Переработка его в изделия не требует специального оборудования и производится на том же предприятии. Устранимые технологические отходы производства образуются при несоблюдении технологических режимов в процессах синтеза и переработки, т. е. это - технологический брак, который может быть сведен к минимуму или совсем устранен. Технологические отходы производства перерабатываются в различные изделия, используются в качестве добавки к исходному сырью и т. д. Отходы производственного потребления накапливаются в результате выхода из строя изделий из полимерных материалов, не используемых в различных отраслях промышленности (шины, тара и упаковка, отходы сельскохозяйственных пленок, мешки из под удобрений и т. д.). Эти отходы являются наиболее однородными, малозагрязненными и поэтому представляют наибольший интерес с точки зрения их повторной переработки. Отходы общественного потребления накапливаются у нас дома, на предприятиях питания и т. д., а затем попадают на городские свалки. В конечном итоге они переходят в новую категорию отходов - смешанные отходы. Отходы эти составляют более 50 % от отходов общественного потребления. Количество таких отходов непрерывно растет и составляет в России около 80 кг на душу населения. Наибольшие трудности связаны с переработкой и использованием смешанных отходов. Причина этого заключается в несовместимости термопластов, входящих в состав бытового мусора, что требует постадийного выделения материалов. Объемы промышленных и бытовых отходов в виде вышедших из употребления изделий из полимеров значительны и постепенно увеличиваются, с учетом прогрессивных материалов упаковки предметов технического и бытового назначения: пищевых продуктов, освежительных напитков, лекарственных средств; выхода из эксплуатации полиэтиленовой пленки, парниковых хозяйств, кормопроизводства; мешков из-под минеральных удобрений, бытовой химии, капроновых сетей, предметов домашнего обихода, соцкультбыта, детских игрушек, спортинвентаря, ковровых напольных покрытий, линолеума, транспортной тары, емкостей; отходов производства и эксплуатации кабеля, полимерных труб и др.; ПЭТ-тары и упаковки и других изделий на основе ПЭТФ. Кроме этого, массовый импорт промышленных, продовольственных товаров, медицинских средств, косметики и др. в полимерной упаковке увеличивают объемы образования этих отходов. Указанные отходы специфичны, так как не поддаются гниению, саморазрушению, аккумулируются, занимая земельные площади, загрязняя населенные пункты, водоемы, лесонасаждения. При сжигании выделяют ядовитые газы, на свалках являются благоприятной средой для жизнедеятельности грызунов, насекомых. Таким образом, промышленные и бытовые отходы полимерных изделий представляют экологическую опасность. сточный вода утилизация полимерный
3. Методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов
Какие же подходы используют для борьбы с загрязнением природы, связанным с производством полимеров? .Термические методы утилизации и обезвреживания отходов полимерных материалов. Казалось бы, что самым естественным могло бы быть окисление этих органических веществ при высоких температурах или попросту их сжигание. Однако при этом уничтожаются в принципе ценные вещества и материалы. Продуктами сжигания в лучшем случае являются вода и углекислый газ, а это значит, что не удается вернуть даже исходных мономеров, полимеризацией которых получали уничтожаемые полимеры. Кроме того, как уже говорилось выше, выделение в атмосферу больших количеств углекислого газа CO2 приводит к глобальным нежелательным эффектам, в частности к парниковому эффекту. Но еще хуже, что при сжигании образуются вредные летучие вещества, которые загрязняют воздух и, соответственно, воду и землю. Не говоря уже о многочисленных добавках, в том числе красителей и пигментов, в окружающую среду выделяются разнообразные соединения, включающие тяжелые металлы, используемые в качестве катализаторов при синтезе полиэтилена, крайне вредные для здоровья людей.
Термические методы обработки полимерных отходов условно можно разделить: на термодеструкцию полимерных материалов с получением твердых, жидких и газообразных продуктов; на сжигание или инспирацию, приводящую к образованию газообразных продуктов и золы. В свою очередь, термодеструкцию условно разделяют: на неглубокое терморазложение полимеров при сравнительно невысоких температурах с образованием в основном низкомолекулярных веществ; на пиролиз при повышенных температурах, приводящих к получению жидких и газообразных продуктов и незначительному количеству твердого остатка. С помощью пиролиза можно получить целый ряд полезных продуктов, однако данный метод считается весьма энергозатратным и требует применения дорогостоящего оборудования. Существует такой метод, как депонирование на полигонах полимерных отходов, которое явно нецелесообразно, так как большинство пластиков не разлагаются десятки лет, нанося огромный вред почве. Таким образом, традиционные способы утилизации отходов - депонирование и сжигание для полимеров неприемлемы. В первом случае в результате воздействия воды образуются вредные аминосодержащие продукты, во втором - выделяются токсичные газы, такие как цианистый водород, оксиды азота и т.п. .Создание полимерных материалов с регулируемым сроком эксплуатации. В последние годы возникли и начали практически реализовываться новые идеи синтеза "экологически чистых" полимеров и изделий из них. Речь идет о полимерах и материалах из них, способных более или менее быстро разлагаться в природных условиях. Заметим при этом, что все биологические полимеры, то есть полимеры, синтезируемые растениями и живыми организмами, к числу которых относятся в первую очередь белки и полисахариды, в той или иной степени подвержены разрушению, катализаторами которого являются ферменты. Здесь соблюдается принцип: что создает природа, то она способна разрушить. Если бы этот принцип не срабатывал, то те же полимеры, в огромных количествах производимые микроорганизмами, растениями и животными, после их гибели оставались бы на земле. Такое трудно даже себе представить, ибо это была бы фантастическая мировая свалка трупов всех существовавших на земле организмов. К счастью, этого не происходит, и высокоэффективные биологические катализаторы - ферменты - делают свое дело и успешно справляются с этой задачей. Известны три типа разлагаемых полимерных материалов, именно:
фоторазлагаемые; биоразлагаемые; водорастворимые. Все они обладают достаточной стабильностью в обычных условиях эксплуатации и легко подвергаются разложению. Для придания полимерным материалам способности разрушаться под действием света используют специальные добавки или вводят в состав композиции светочувствительной группы. Для того чтобы такие полимерные материалы нашли практическое применение, они должны удовлетворять следующим требованиям: в результате модификации не должны существенно изменяться эксплуатационные характеристики полимера; добавки, вводимые в полимер, не должны быть токсичными; полимеры должны перерабатываться обычными методами, не подвергаясь при этом разложению; необходимо, чтобы изделия, полученные из таких полимеров могли храниться и эксплуатироваться длительное время в условиях отсутствия прямого проникновения УФ-лучей; время до разрушения полимера должно быть известно и варьироваться в широких пределах; Известны полимеры, разлагающиеся под влиянием микроорганизмов. В этом случае в полимер вводили вещества, которые сами легко разрушаются и усваиваются микроорганизмами. Практическое значение нашли привитые сополимеры крахмала и метилакрилата, пленки из которых используются в сельском хозяйстве для мульчирования почвы. Очень хорошо усваиваются микроорганизмами неразветвленные парафиновые углеводороды. К биоразлагаемым добавкам относятся карбоксилцеллюлоза, лактоза, казеин, дрожжи, мочевина и другие. .Композиции, содержащие отходы полимерных материалов.
Отходы полимерных материалов широко используются в строительстве. В большинстве асфальтовых дорожных покрытий основным связующим компонентом являются битумы различной природы. Они отличаются недостаточной водостойкостью. Все это в значительной степени ухудшает свойства асфальтовых покрытий и сокращает сроки их эксплуатации. Использование полиолефинов в композиции с битумом является одним из традиционных направлений, позволяющих модифицировать свойства покрытий. Экспериментально установлено, что вводить в полиолефины более 30 % отходов нецелесообразно, так как это может вызвать расслоение системы. Композиции получают, смешивая битум с отходами полиолефинов при 40…100 °С, и выгружают смесь в специальные формы, в которых происходит охлаждение при комнатной температуре. Можно выделить следующие направления использования отходов в строительстве: применение в композициях с традиционными стройматериалами с целью модификации их свойств; получение звукоизоляционных плит и панелей; создание герметиков, применяемых в строительстве зданий и гидротехнических сооружений. .Использование отходов полимерных материалов путем повторной переработки. Значительно более перспективным и разумным способом снижения загрязнения окружающей среды полимерами является вторичная переработка отслуживших свой срок полимеров и изделий из них. Проблема эта, однако, не столь проста, как может показаться на первый взгляд, хотя бы уже потому, что мы имеем дело, как правило, с грязными отходами, которые включают, например, частицы песка. Это исключает возможность применения высокопроизводительного и высокотехнологичного оборудования, используемого при первичной переработке исходных полимеров. Это оборудование просто быстро вышло бы из строя из-за абразивного воздействия твердых частиц минерального происхождения. Но даже при переработке, если она возможна в принципе, получаются "грязные" изделия, товарный вид и потребительские свойства которых не могут конкурировать с первичными изделиями. Здесь, правда, есть возможность использовать продукты вторичной переработки по другому назначению, предполагающему существенно пониженные требования. В частности, загрязненные изделия из полиэтилена могут быть переработаны в пластины толщиной в несколько миллиметров для применения в качестве кровельного материала, имеющего ряд неоспоримых преимуществ перед традиционными, таких, как низкая плотность, а значит, малый вес, гибкость и коррозионная стойкость, а также низкая теплопроводность, а значит, хорошие теплоизолирующие свойства.
Общая схема повторной переработки полимерных материалов включает в себя следующие стадии: предварительная сортировка и очистка; измельчение; отмывка и сепарация; классификация по видам; сушка, гранулирование и переработка в изделие. Наибольшие успехи в этом достигнуты при вторичной переработке крупнотоннажных изделий из каучуков, например шин, в том числе автомобильных. Их приготавливают из вулканизированных каучуков, наполненных сажей, содержание которой в шинах, имеющих из-за этого черный цвет, достигает 40% по весу. По истечении срока эксплуатации такие шины не выбрасывают, а дробят, получая крошку. Дробление при помощи недорогого оборудования позволяет получить крупные частицы, размеры которых достигают одного миллиметра и более. Эти крупные частицы добавляют в материалы для покрытия дорог, что значительно улучшает их механические характеристики и долговечность. Специальные машины позволяют получать тонкие дисперсии, частицы которых имеют размер около 0,01 миллиметра. Эту крошку добавляют в каучуки при производстве новых шин, значительно экономя сырье. При этом качество полученных таким образом шин практически не уступает исходным. Такой подход позволяет одновременно заметно снизить вред для окружающей среды из-за ее замусоривания бесполезными изделиями и в то же время значительно экономить расход каучуков, получаемых либо полимеризацией продуктов переработки нефти, либо из латексного сока деревьев гевеи.
4. Очистка сточных вод и газовых выбросов
1 Методы очистки сточных вод
Большинство предприятий по производству синтетических полимеров и пластических масс образуют большое количество сточных вод, содержащие загрязнители различного происхождения. Они без глубокой очистки сбрасываются в реки, водоемы и тем самым загрязняют их, что приводит к ухудшению состояния окружающей среды. В настоящее время эта проблема стала настолько актуальной, что в перспективе необходимо полностью исключить образование сточных вод вплоть до полной их ликвидации на основе циклических процессов. Максимально экономное расходование воды позволит сократить объем сточных вод; полная их ликвидация и минимальное потребление свежей воды возможно лишь посредством создания бессточных процессов, работающих по замкнутому циклу. Опыт проектирования таких производств показал, что помимо всех остальных преимуществ, это еще и экономичнее открытой схемы со сбросом и очисткой сточных вод. В качестве наиболее употребительных методов следует указать следующие: ·для удаления грубодисперсных частиц - отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование;
·для удаления мелкодисперсных и коллоидных частиц - коагуляция, флокуляция, электрические методы осаждения;
·для очистки от неорганических соединений - дистилляция, ионный обмен, методы охлаждения, электрические методы;
·для очистки от органических соединений - экстракция, абсорбция, флотация, биологическое окисление, озонирование, хлорирование.
·для очистки от газов и паров - отдувка, нагрев, реагентные методы;
·для уничтожения вредных веществ - термическое разложение.
Применяемые методы очистки определяются объемами стоков, количеством, дисперсностью и составом примесей. Ввиду многочисленности примесей и их слоистого состава, как правило, методы очистки применяются комплексно. Создание на предприятиях эффективно действующих очистных установок предназначено для: ·предупреждения загрязнения природных вод промышленными стоками;
·сокращение потребляемой воды, т.к. возврат очищенной воды в производственный цикл позволяет организовать круговорот воды на предприятии.
2 Методы очистки газовых выбросов полимерных производств
Получение полимерных материалов сопровождается выделением токсичных веществ, содержащихся в газовых выбросах. В зависимости от объемов и состава газовых выбросов разработаны различные методы их очистки от токсичных веществ: огневой, термокаталитический, сорбционно-каталитический. Огневой метод. Прямое сжигание газовых выбросов может осуществляться как в сушильных установках, так и в топках котлов, в последних степень обезвреживания составляет 99 % при температурах 1000…2000 °С. Термокаталитический метод обезвреживания происходит при температуре до 400 °С. Очистка выбросов заключается в окислении органических веществ при 360…400 °С в присутствии катализаторов платиновой группы. Окисление органических соединений идет до образования диоксида углерода и воды. Степень очистки составляет 95…97%. Сорбционно-каталитический метод используют для очистки газовых выбросов с низким содержанием органических соединений. 5. Основные принципы разработки безотходных технологий
Безотходный процесс - это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле: сырьевые ресурсы - производство - потребление и вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. К важнейшим принципам, лежащим в основе БОП, относят следующие: системность; комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; цикличность материальных потоков; экологическая безопасность; рациональная организация; комбинирование и межотраслевое кооперирование. Главное в малоотходном и тем более в безотходном производстве - не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались в самом производстве. Ведь отходы производства - это часть по тем или иным причинам неиспользованного сырья: полуфабрикаты, бракованная продукция и т. п., не утилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду. Однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей промышленности. Основы технологии переработки пластмасс. Основные требования при разработке БОП можно сформулировать следующим образом: безусловное соблюдение норм содержания веществ в воздухе и водных бассейнах; эффективное осуществление технологического процесса; использование возможно более экономичных (с учетом соблюдения двух первых требований) технологических схем очистки газов и жидкостей. Сочетание трех перечисленных требований по-новому ставит задачу выбора оптимальных решений. Так, с чисто технологических позиций, вывод из эксплуатации предприятия, работающего по старой технологии, которая неизбежно связана со значительными выбросами, может оказаться преждевременным. Однако при комплексном подходе к решению этой задачи может быть оправданным скорейшее строительство нового цеха и ликвидация действующего. Отсутствие строгой экономической оценки ущерба, наносимого окружающей среде вредными выбросами, пока осложняет поиск оптимального пути. Наиболее рациональным подходом к решению проблемы является, прежде всего, совершенствование основного технологического процесса, предполагающего сокращение объемов циркулирующих материалов и ликвидация возможных газовых и жидкостных выбросов.
Заключение
Нынешнее поколение людей убедилось наконец в том, что окружающая нас среда - земля, вода и воздух не обладают бесконечным иммунитетом против химической эксплуатации. И хотя сегодня еще проявляется беспечное и неосторожное обращение с природой, люди уже начали понимать и по-новому оценивать катастрофические последствия этого. Важность решения экологических проблем обусловила жесткие требования к полимерам и технологиям их получения: производство полимеров должно быть экологически чистым или, по крайней мере, иметь минимальное влияние на окружающую среду; полимеры должны быть технологически перерабатываемыми после окончания их эксплуатации или биодеградируемыми. Широкое внедрение полимерных материалов в различные области человеческой деятельности поставило перед специалистами-полимерщиками ряд важных проблем, включая и проблему охраны окружающей среды. Чтобы грамотно решать эти задачи, необходимо знать методы утилизации и обезвреживания полимерных материалов. При внедрении изделий из пластических масс в народное хозяйство, для пищевых и медицинских целей необходима обязательная квалифицированная экспертиза состава выделяющихся токсичных веществ и их количественная оценка с использованием высокочувствительных и избирательных методов. Особенно большое значение в плане снижения количества отходов, их рационального использования, создания безотходных технологий, имеют процессы переработки вторичных полимерных материалов в связи с дефицитом первичных полимеров. Вторичные полимерные материалы занимают в процессах переработки такое же место, как сейчас занимает вторичное сырье в металлургии.
Перечень использованных источников
1.Российский рынок переработки полимерных отходов. Аналитический обзор. Москва, 2010.
.Технология пластических масс. Под ред. В.В. Коршака. М.: Химия, 1985, 560с.
3.Проблемы экологии производства и применения полимерных материалов. Лирова Б. И. , Суворова А. И., Уральский государственный университет, 2007, 24 c.
.А. Б. Зезин, Полимеры и окружающая среда. Соровский образовательный журнал, 1996, №2
5.Быстров Г.А. Оборудование и утилизация отходов в производстве пластмасс. М.:, Химия, 1982 г.
.Шефтель В.О. Полимерные материалы. Токсические свойства. Л., Химия 1982, 240с.
.#"justify">.Основы технологии переработки пластмасс. Под ред. В.Н.
Кулезнева, М.: Высшая школа, 1995, 527с., 2004, 600 с. .Общая химическая технология полимеров: учебное пособие / В. М. Сутягин, А. А. Ляпков - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 195 с.
10.Ляпков А.А., Ионова Е.И. Техника защиты окружающей среды. Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2008. - 317 с.
Похожие работы на - Экологические проблемы производств полимеров
Часто заказывая ремонт у себя дома или в офисе, мы думаем о том, как долго он нам будет служить, не сделают ли брака строители, будет ли гармоничен дизайн. И очень редко мы задаемся вопросом, а как скажется на здоровье использование тех или иных строительно-отделочных материалов в производстве ремонта или отделки? Они модно выглядят и легко чистятся, но при этом подрывают наше здоровье. Причем иногда они делают это незаметно. Некоторые синтетические материалы выделяют в окружающее пространство пары, состоящие из различных химических веществ: фенола, формальдегида, толуола, бензола и тому подобных, способствующих возникновению целого букета хронических заболеваний.
Сложилось так, что в нашей стране строители редко задумываются о том, откуда тот или иной материал и о том, как он сказывается на здоровье человека. Большинство строительных организаций не ведут экологический менеджмент применительно к строительно-монтажным работам ГОСТ Р ИСО 14001-98 (ISO 14001), некоторые о таковых стандартах даже и не знают.
Экологически безопасные материалы, конечно, стоят дороже! Поэтому возникает ситуация, что строители гонятся за дешевым и зачастую некачественным с точки зрения экологии материалам. Такие материалы строители вынуждены применять на муниципальных стройках, так как чиновники обычно следуют распространенным принципом «чем дешевле, тем лучше для государства» проводя конкурсы, торги и аукционы на выполнение строительно-ремонтных работ не учитывают то, какими материалами будут выполняться работы. А это значит, что в школах, детских садах, больницах используются материалы, о которых пойдет речь ниже.
С экологической точки зрения стройматериалы можно разделить на гармоничные и негармоничные. Негармоничными называют те материалы, присутствие которых оказывает негативное влияние на человека, а иногда наносит прямой вред здоровью. Гармоничными материалами можно считать те, которые широко распространены в природе. Прослеживается стойкая закономерность между распространенностью материала и его вредностью и токсичностью. Например: вода, земля (грунт) не токсичны, а такие сравнительно редкие элементы, как свинец, ртуть, кадмий, очень опасны для живых организмов. Согласно этой закономерности, для строительства жилища лучше применять сырье и материалы, имеющие широкое распространение. В мягком влажном климате в лесистых районах наилучшим материалом является, конечно, древесина. В жарких сухих районах — грунт и глина, в холодных горных областях наиболее распространенный стройматериал — камень. До сверхразвития промышленности строители, естественно, выбирали широко распространенные, гармоничные материалы. Технология развития сильно расширила номенклатуру материалов и конструкций. Индустриальный подход к строительству привел к широкому распространению дорогих и искусственных строительных материалов. Теперь редко кто обращается к традиционным материалам, если есть возможность использовать современные. Однако все-таки стоит учитывать не только эстетическую и практическую сторону, надо обратить внимание на экологическую безопасность материала. Портландцемент на первый взгляд кажется идеальным стройматериалом. Застывший бетон получается чрезвычайно крепким, прочным, плотным, тяжелым материалом, который лучше не применять для стен и перекрытий индивидуального дома. Схватившийся цементный раствор не дышит, не пропускает электроволны атмосферы, отклоняет или усиливает электромагнитные волны.
Железобетон (армированный металлом бетон) обладает еще более нежелательными для жилища характеристиками. Стрежни и сетки арматуры ж/б постройки экранируют электромагнитное излучение. Ж/б «давит» на человека, в таких сооружениях люди быстрее устают. Отчасти это может быть связано и с тем, что в процессе обжига цемент усваивает ядовитые вещества, а заполнителем тяжелых бетонов служат горные породы с повышенным уровнем радиации, конструкции перестают пропускать воздух и в помещении устанавливается дискомфортный микроклимат.
Заполнитель бетонной смеси существенно влияет на ее экологические характеристики. Тяжелый гранитный щебень, лавовые породы, обладающие высокой плотностью, помимо высокой естественной радиации, не имеют пор, не дышат, что (как было сказано выше) нежелательно для стеновых конструкций).
Синтетические материалы и пластики находят все большее применение в жилищном строительстве, однако в своем большинстве не являются экологически чистыми материалами. Применение металла в индивидуальном строительстве следует свести к минимуму, поскольку конструкции из металла искривляют естественный магнитный фон и космическое излучение.
Металлосодержащие краски — классический пример опасного строительного материала. По мере высыхания растворителя частицы красочного слоя попадают в воздух помещения, оседая на предметы, продукты питания и др. В 60-х годах были зафиксированы случаи отравления детей, игрушки которых были покрыты красками, содержащими ртуть и свинец. Переход к краскам на алкидной основе снимает проблемы тяжелых металлов, но возникает вопрос об экологичности других химических добавок.
Синтетические краски при высыхании издают резкий запах. Высыхание происходит не только в первые часы и дни, но и в течение ряда лет. Например, одно из составляющих современных красок — поливинилхлорид — разлагается при нормальной комнатной температуре при соприкосновении с воздухом и, особенно при солнечном свете. В воздух испаряется гидрохлорид, который, попадая в дыхательные пути, создает кислотную среду. Поливинилхлорид легко проникает через кожные покровы и оказывает вредное воздействие на кровь и печень. Виниловые плитки и линолеумы испускают в воздух токсичные газы, поскольку в процессе испарения на поверхности оказываются, все время новые слои материала. Пенополиуретан — прекрасный теплоизоляционный материал, но оказывается, что его воздействие на кожу и глаза (при прикосновении или попадании пыли) вызывает не просто раздражение. При вдыхании частички этого материала вступают в соединение с протеином в легких и со временем изменяют его структуру, в результате развивается эмфизема легких. Поливинильные покрытия пола и стен, синтетические краски являются материалами, опасными для здоровья и окружающей среды, их применение в жилище должно быть ограничено.
Сухая штукатурка и клееная древесина интенсивно насыщены синтетическими клеевыми соединениями. Полимеры используются для усиления их водостойкости и в качестве клея. При производстве пластмассы в материале остаются и постепенно улетучиваются формальдегидные, фенольные и др. химические соединения, которые оказывают неблагоприятное воздействие на дыхательную, кровяную и иммунную систему человека, находящегося в помещении, отделанном синтетическими материалами. Статическое электричество, накапливаемое на пластиковых поверхностях, не только влияет на сердечную и нервную деятельность, но и усиливает проникновение токсичных синтетических соединений и их накопление в виде пыли. Пыль становится убежищем для микробов. Синтетические пластмассовые покрытия способствуют возникновению легочных заболеваний (в частности, электрич. пневмонии). Весной, при высокой влажности, человек, идущий по синтетическому полу, может генерировать электрический заряд в тысячи вольт на 1 м3.
Следует очень осторожно относиться к выбору синтетических материалов для жилища. Пластик на кухне облегчает уборку, но портится от жара, кислот и механических повреждений. Стеновые материалы не поддаются гниению и насекомым, но испускают неприятные газы при нагреве. В целом, следует стремиться к использованию органичных, экологически безвредных материалов природного происхождения.
К сожалению, информации об экологии строительных и отделочных материалов очень мало. Кроме того, мы ведь хотим сделать ремонт быстро и дешево, а производители и продавцы - продать много и дорого, забывая рассказать о возможных негативных проявлениях, показывают товар только с хорошей стороны. Конечно, все отделочные материалы имеют экологический сертификат. Но дело в том, что нормы указываются для одного вида мебели или отделочного материала. В комнате же их набирается добрый десяток. И аккумулирующее воздействие мельчайших частичек токсичных веществ от мебели и разнообразных отделочных материалов подсчитать практически невозможно и никакими гигиеническими нормами регламентировать нельзя. Вот и получается, что каждый в отдельности рулон обоев или линолеума имеет законный сертификат, а вместе они создадут такую атмосферу, которая отрицательным образом влияет на здоровье. Разумеется, не все современные строительные и отделочные материалы опасны. Просто необходимо знать, где и какие из них можно использовать, чтобы свести к минимуму возможные проблемы.
Опасность №1. Формальдегид
Газ формальдегид - самое токсичное соединение, которое выделяется из отделочных материалов.
Причина: Формальдегид содержится в смоле, используемой при изготовлении древесно-стружечных плит (ДСП), древесно-волокнистых плит (ДВП), фанеры (ФРП), мастик, пластификаторов, шпатлевок и смазок для стальных форм.
Возможные последствия: Формальдегид раздражает слизистые оболочки и кожу, обладает канцерогенной активностью. Длительное вдыхание паров формальдегида, особенно в теплое время года, может провоцировать развитие различных кожных заболеваний, ухудшение зрения и болезни органов дыхания.
Альтернатива: При использовании в детской комнате панелей из ДСП, ДВП, ФРП необходимо обратить внимание на наличие ламинирующего покрытия, которое препятствует выделению формальдегида в окружающую среду. При покупке панелей желательно отдавать предпочтение продукции отечественного производства. Дело в том, что российские предельно допустимые нормы по формальдегиду в 10 раз жестче европейских. Хорошей альтернативой плитам из ДСП, ДВП и ФРП является МДФ. Аббревиатура МДФ представляет собой кальку с английского - MDF - Medium Density Fiberboard (древесно-волокнистая плита средней плотности). При нагревании древесины выделяется лигнин, который и выступает в качестве связующего элемента. Стоит отметить, что при производстве МДФ-панелей не используются вредные для человека смолы, поэтому их можно использовать при отделке любых помещений, в том числе детских комнат. Кроме того, от других отделочных материалов их отличает высокий уровень шумопоглощения, звуко- и теплоизоляции.
Опасность №2. Фенол
Причина: Использование лаков, красок и линолеума приводит к 10-кратному превышению уровня предельно допустимой концентрации фенола. Особенно опасно использование в помещении лаков и красок, предназначенных только для наружных работ, разрешенных к использованию на открытом воздухе.
Возможные последствия: Поражение почек, печени, изменение состава крови.
Альтернатива: Для малярных работ выбирайте лаки и краски на натуральной основе. Из современных материалов хорошую репутацию у гигиенистов, экологов и строителей завоевали алкидные или полиэфирные краски. Они обладают высокой степенью адгезии к металлическим и любым видам поверхностей на минеральной и органической основе (дерево, кирпич, бетон, ДВП, штукатурка). В процессе нанесения и последующей полимеризации такие краски не выделяют ядовитого запаха или высокотоксичных веществ и имеют небольшое по сравнению с масляными красками время высыхания. Также не столь агрессивны к здоровью человека, как органические - водоэмульсионные или, что одно и то же, водно-дисперсные краски. Срок службы таких покрытий определяется в первую очередь качеством связующего вещества. В настоящее время на смену «болтушкам» из ПВА и побелки пришли современные краски, где основными составляющими являются латексные и акриловые сополимеры. Полиакрилатные дисперсии придают необходимую износостойкость и твердость поверхностной пленке, образующейся при высыхании, а наличие латекса сообщает необходимую эластичность системе. А вот класть в детской линолеум нежелательно. Конечно, покрытый линолеумом пол удобен в эксплуатации. Но гораздо безопаснее заменить его ламинатом, паркетной доской или деревянным полом.
Опасность №3. Радиоактивное излучение
Довольно часто в жилых помещениях обнаруживается превышение радиационных норм по РАДОНУ-222 - наиболее опасному для здоровья человека радиоактивному инертному газу.
Причина: Некоторые строительные конструкции могут включать в себя природные материалы с содержанием радионуклидов, намного превышающим действующие нормы радиационной безопасности. Довольно часто при ремонте домов используется смесь бетона и гранитного щебня, которая обладает высоким радиационным фоном. Кроме того, причиной избыточного радиоактивного излучения могут быть некоторые виды распространенных в настоящее время фосфоресцирующих обоев (со светящимися в темноте элементами).
Возможные последствия: Онкологические заболевания, особенно велик риск развития рака легких.
Альтернатива: Смесь бетона и гранитного щебня строители часто используют при восстановлении стен и полов. Это один из наиболее дешевых материалов. Но чтобы потом не расплачиваться за дешевый ремонт здоровьем, для восстановления стен и полов желательно использовать разнообразные шпатлевки, штукатурки и навесные панели. А перед поклейкой обоев и настиланием полов все цементируемые поверхности желательно покрыть тонким слоем шпатлевки, которая снизит возможное радиационное излучение. Также по возможности избавьтесь от плотного арматурного каркаса, который изменяет в помещении уровень естественного радиационного излучения. Что касается обоев, то качественные фосфоресцирующие обои в обязательном порядке проходят проверку на наличие радиационного излучения. Поэтому в крупных специализированных магазинах риск купить обои- «вредители» сведен к минимуму. А вот на различных рынках часто попадаются довольно «опасные» рулоны. Без специальных приборов определить качество и наличие радиационного фона на обоях невозможно. Поэтому для собственной безопасности приобретайте отделочные материалы только в крупных специализированных магазинах.
Опасность №4. Молекулы стирола
Причина: Основным источником выделения стирола являются теплоизоляционные пенопласты, облицовочный пластик, линолеум, а также лаки, краски и клеи. Кроме того, значительно повышает концентрацию стирола в воздухе отделка стен и потолков сухой вагонкой.
Возможные последствия: Раздражение слизистых оболочек, глаз, головная боль, тошнота, спазмы сосудов.
Альтернатива: Для снижения концентрации в воздухе молекул стирола необходима абсолютная пароизоляция стен со стороны помещений. Хорошим способом пароизоляции является использование виниловых обоев. Для обеспечения теплоизоляции используйте только материалы на натуральной основе. Пенопласты использовать в детской не рекомендуется. Также нежелательно устанавливать в комнате, где живет малыш, навесные потолки из пенопластовых и пластиковых панелей. Гораздо безопаснее покрасить потолок краской на водной основе (водоэмульсионной) или оклеить бумажными обоями. Кроме того, старайтесь максимально снизить количество используемого строительного материала. От того, что вы покрасите батарею тремя слоями краски, красоты не прибавится, а концентрация в воздухе молекул стирола значительно увеличится.
Опасность №5. Аэрозоли тяжелых металлов
Суточные концентрации многих металлов внутри помещений значительно превышают содержание их в атмосферном воздухе. Для свинца эта разница составляет 2,3 раза, кадмия - 3,2 раза, хрома - 10%, меди - 29%.
Причина: Некоторые виды обоев и ковровые покрытия аккумулируют в себе огромное количество аэрозолей тяжелых металлов. Кроме того, высоким содержанием тяжелых металлов отличаются бетон, цемент, шпатлевки и другие материалы с добавлением промотходов.
Возможные последствия: Заболевания сердечно-сосудистой системы, печени, почек и аллергические реакции.
Альтернатива: Старайтесь хотя бы раз в пять лет производить в комнате косметический ремонт с заменой обоев и плинтусов. Аэрозоли тяжелых металлов обладают неприятным свойством накапливаться с течением времени. Поэтому чем чаще вы будете менять обои и плинтуса, тем чище будет воздух в помещении. Только прежде чем приступить к ремонту, тщательно удалите старые материалы (обои, штукатурку). Некоторые строители предпочитают клеить новые обои поверх старых, объясняя это тем, что так они будут лучше держаться. На самом деле ими движет обыкновенная лень, а не желание сделать качественный ремонт. Качественно подготовленные стены обеспечат не только более чистый воздух в комнате, но и обои на них будут хорошо держаться.
В детской нежелательно класть ковролин под плинтус. У вас всегда должна быть возможность протереть под ним пол.
Опасность №6. ПВХ
ПВХ-продукты изготовлены из поливинилхлорида – опасного яда, способного разрушать нервную систему и вызывать раковые заболевания. Выделение винилхлорида в окружающую среду усиливается даже при небольшом нагреве.
К сожалению, ПВХ – весьма распространенный пластик. Найти его можно везде. В квартире он чаще всего встречается в виде линолеума (исключая некоторые дорогие марки), виниловых обоев, пластиковых оконных рам, пластмассовых игрушек (от кукол до детских зубных колец). Из ПВХ также делают различные виды упаковок, в том числе и для пищевых продуктов: бутылки, пакеты и др.
Покупая что-нибудь из ПВХ, помните:
— Для придания ПВХ эластичности в него зачастую добавляют так называемые пластификаторы – фталаты или эфиры фталатов, попадание которых в организм может вызывать поражения печени и почек, снижение защитных свойств организма, бесплодие, рак. ПВХ может содержать и другие опасные вещества: кадмий, хром, свинец, формальдегид.
— Особенно опасен ПВХ при сжигании. Известно, что при сжигании 1 килограмма ПВХ образуется до 50 миллиграмм диоксинов. Этого вполне достаточно для развития раковых опухолей у 50 000 лабораторных животных.
— Не существует безопасных технологий переработки ПВХ. Он практически не поддается повторному использованию и идет в печи мусоросжигательных заводов (МСЗ) или на свалки. Диоксины, неустанно производящиеся МСЗ, распространяются на сотни и тысячи километров.
— Производство одного окна из ПВХ приводит к образованию около 20 граммов токсичных отходов. А ремонт всей квартиры с использованием материалов, сделанных из ПВХ, влечет за собой образование 1 кг (!) токсичных отходов.
— За один год заводы, производящие ПВХ, выбрасывают в атмосферу несколько тысяч тонн винилхлорида, подвергая опасности здоровье рабочих и жителей близлежащих населенных пунктов.
— При производстве ПВХ также используется хлор, поэтому при его изготовлении и утилизации в окружающую среду выделяется большое количество диоксинов – высокотоксичных веществ, вызывающих раковые заболевания и подрывающих иммунитет.
Как определить товар из ПВХ?
В цивилизованных странах на товар из ПВХ обычно ставят специальную маркировку – цифру ”3” в окружении стрелок. Некоторые производители просто пишут PVC или Vinyl. В России, к сожалению, товары из пластика практически не маркируются. Тем не менее, ПВХ можно отличить по ряду признаков:
при сгибании упаковки на линии изгиба появляется белая полоса;
бутылки из ПВХ имеют синеватый или голубой цвет;
еще одна отличительная особенность тары из ПВХ – шов на донышке бутылки с двумя симметричными наплывами.
Контроль и сертификация.
От экологически опасной и некачественной строительной продукции рядового потребителя может защитить только система гигиенической и экологической сертификации, которая в нашей стране в полной мере начала действовать лишь в последние годы. Сейчас на территории России законодательно запрещено использовать в строительстве материалы, не имеющие специального гигиенического сертификата. В число таких материалов входят облицовочные плиты из природного камня, керамический гранит, шлакобетон, щебень, песок, цемент, кирпич и многие другие.
Гигиеническая оценка продукции включает:
определение возможного неблагоприятного воздействия продукции на здоровье человека;
установление допустимых областей и условий применения продукции;
формирование требований к процессам производства, хранения, транспортировки, применения утилизации продукции, обеспечивающих безопасность для человека.
Гигиенический сертификат выдается службой Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.
Приобретая любой строительный или отделочный материал, покупателю стоит поинтересоваться наличием у продавца гигиенического сертификата на товар. Два, на первый взгляд, совершенно одинаковых рулона линолеума или обоев, изготовленных разными производителями с небольшими изменениями в технологии, могут различаться по уровню выделения токсичных веществ в несколько десятков раз. И только компетентные организации в состоянии решить вопрос об их экологической безопасности.
Биопозитивность материалов
Строительные материалы оказывают большое влияние на формирование качества ближней среды жизни. Понятие экологичности строительных материалов шире, чем их экологическая чистота.
К полностью экологичным (биопозитивным) можно отнести строительные материалы из возобновимых природных ресурсов, не оказывающие негативного действия на человека (и даже оказывающих позитивное влияние на здоровье человека), не загрязняющие природную среду при их изготовлении, требующие минимальных затрат энергии в процессе изготовления, полностью рециклируемые или разлагающиеся после выполнения функций подобно материалам живой природы. Всем этим требованиям отвечают очень немногие естественные материалы: дерево (и другие растительные материалы - бамбук, тростник, солома и др.), шерсть, войлок, кожа, пробка, коралловый песок и камни, натуральный шелк и хлопок, натуральная олифа, натуральный каучук, натуральные клеи и др.
Условно экологичными строительными материалами можно считать материалы, полученные из широко представленных в земной коре полезных ископаемых, или почти полностью рециклируемые материалы (следовательно, испытывающие незначительную убыль и к тому же позволяющие экономить до 80…90 % энергии на их производство). К ним относятся изделия из глины, стекла, алюминия. Остальные материалы не являются экологичными, хотя их и используют в строительстве (сюда относятся искусственные материалы на основе пластмасс, изделия, требующие значительных энергозатрат при их изготовлении и пр.).
Под экологичными материалами подразумевают такие материалы, которые удовлетворяют принципам экологичности: при их изготовлении используют возобновимые ресурсы, они поддаются саморазложению после выполнения функций без загрязнения среды; как частично биопозитивные можно рассматривать полностью рециклируемые материалы, изготовленные из широко представленного в земной коре полезного ископаемого (алюминий, кремний). Совершенствование материалов в направлении их биопозитивности будет, видимо, осуществляться как в соответствии с современными направлениями (применение рециклируемых материалов, сокращение материалоемкости, повышение их долговечности и др.), так и в направлении более полного использования природных воспроизводимых материалов, создания новых материалов с заданными свойствами и биоподобных материалов, которые могли бы подпитываться энергией.
К факторам, влияющим на экологическую безопасность жилища человека, относится качество строительных материалов – то, из чего сделан дом. Функциональное назначение жилого здания – удовлетворять потребности человека в жилье. В зависимости от вида материала, из которого изготовлены основные несущие элементы жилых зданий и конструктивного их решения здания объединяют в следующие группы:
Каменные, особо капитальные, стены кирпичные толщиной в 2,5-3,5 кирпича или кирпичные с железобетонным или металлическим каркасом, перекрытия железобетонные и бетонные;
Стены крупноблочные, перекрытия железобетонные;
Стены кирпичные толщиной в 1,5-2,5 кирпича. Перекрытия железобетонные, бетонные или деревянные;
Стены – крупнопанельные, перекрытия железобетонные;
Стены облегчённой кладки из кирпича, монолитного бетона, шлакобетона, перекрытия железобетонные или бетонные;
Стены крупноблочные или облегчённой кладки из кирпича, монолитного бетона, шлакобетона, мелких шлакоблоков, ракушечника, перекрытия деревянные;
Стены и перекрытия смешанные, деревянные рублёные или брусчатые;
Сырцовые, сборно-щитовые, каркасно-засыпные и т.п.
Установлено, что наименее желательны в качестве конструкционного материала металлы, в следующую группу входят бетон, камни с кристаллическими компонентами, стекло, различные пластики, более предпочтительны глиняный кирпич, мягкие камни осадочного происхождения. Наилучшими же считаются материалы биогенного происхождения – дерево, солома и другие растительные материалы, необожженные грунтоблоки и др.
Сейчас в городском строительстве наиболее широко применяются дома из комплекта железобетонных изделий с кирпично-монолитными ограждающими конструкциями, с «широким шагом», с квартирами свободной планировки и повышенной комфортности, улучшенными тепло- и звукоизоляцией, пожаростойкостью и архитектурно-строительными решениями, отвечающими современным требованиям.
Бетон – один из древнейших строительных материалов – является наиболее применяемым строительным материалом современности. Исследования и разработки учёных дают основания полагать, что бетон и железобетон не уступят своих лидирующих позиций и в ближайшем будущем.
Рынок строительных материалов огромен. Постоянно появляются новые материалы и технологии, но часто человек, прежде чем купить тот или иной, не имеет представления о качестве, составе и безопасности для своего здоровья.
К опасным строительным материалам относятся:
фанера, древесностружечные (ДСП), древесноволокнистые плиты (ДВП), производимые с применением фенола, формальдегида и карбамида, декоративные листы и плиты из полимерных композиций;
виниловые и другие типы самоклеющихся обоев (плёнки на синтетической основе – изоплен, девилон, сейнекс, безосновные поливинилхлоридные декоративные плёнки);
сплошные ковровые покрытия из синтетических волокон на клеевой композиции, линолеумы на основе поливинилхлорида, синтетическая плитка;
хлорвиниловые, эпоксидные другие синтетические лаки и краски;
пластиковые окна.
Древесина и ее производные - это наиболее массовый биопозитивный строительный материал, позволяющий получать легкие, прочные, несгораемые, не гниющие конструкции (с помощью специальной обработки). Дерево в период роста является также естественным фильтром для загрязнений, выделяет полезные для человека вещества в воздух, обогащает атмосферу кислородом, а почву гумусом, создает ниши для существования различных животных. Лес, использованный для изготовления строительных материалов, полностью восстанавливается, и природная среда «не замечает» изъятие небольшой части леса. Модифицированная древесина - отличный и достаточно высокопрочный материал, который можно армировать. Стены, выполненные из дерева, «дышат» и обеспечивают внутри помещений благоприятный микроклимат. Поэтому можно считать дерево одним из наиболее перспективных биопозитивных строительных материалов.
Следующие по экологичности - строительные материалы и изделия из глины: обожженные керамические изделия (кирпичи, большеразмерные пустотелые камни для стен и перекрытий, плитка, черепица, необожженные кирпичи из глины в смеси с соломой и леском и др.)- Наименее энергоемкие кирпичи из высушенной глины в смеси с армирующей ее соломой много веков используются при строительстве зданий разной этажности в условиях сухого климата или при надежной защите от увлажнения. Четверть всех жителей Земли живет в домах, построенных из высушенных на солнце глиняных кирпичей, причем эти здания в странах с сухим климатом стоят сотни лет.
Несомненное достоинство этого строительного материала - его полная рециклируемость, причем можно использовать разбираемый материал и в качестве добавки в почву для выращивания растений. Интересно, что двух-трехэтажные жилые дома из высушенной глины успешно эксплуатируются уже много столетий в высокоразвитых странах, например во Франции. Главная проблема обеспечения долговечности таких зданий - защита от увлажнения с помощью надежной кровли и гидроизоляции от грунтовых вод.
Среди невозобновимых материалов можно выделить алюминий и стекло как почти полностью (на 90 %) рециклируемые материалы, к тому же при их повторном изготовлении требуется значительно меньше энергии. Сокращение расхода энергии при производстве биопозитивных строительных материалов - очень важная задача, так как позволяет не только сокращать их стоимость и снижать расход энергоресурсов, но и меньше загрязнять среду. Так, при первичном изготовлении 1 м3 алюминия требуется очень большой расход энергии - 7250 кВт. ч (для сравнения - на получение 1 м3 цемента требуется 1700 кВт. ч, древесноволокнистых плит - 800, кирпича - 500, газобетона - 450, дерева - 180 кВт.ч).
Такой большой расход энергии, казалось бы, делает алюминий неэкологичным материалом, однако, при повторном изготовлении из лома затраты энергии составят около 600 кВт. ч, что позволяет считать алюминий экологичным материалом. Необходимо постепенно ограничивать применение строительных материалов из невозобновимых ресурсов (цемент, сталь, бетон, железобетон, пластмассы и др.), которые к тому же требуют значительных затрат энергии, являются плохо рециклируемыми, не позволяют создавать благоприятный микроклимат в помещениях, существенно загрязняют окружающую среду при изготовлении. Каждый раз при выборе строительного материала нужно сравнивать варианты с учетом экологичности материалов и местного опыта.
В понятие экологичности (биопозитивности) строительных материалов входит и невозможность выделения вредных веществ в период эксплуатации: например, некоторые натуральные каменные материалы (гранит, сиенит, порфир) имеют повышенный радиоактивный фон; пластмассы или строительные материалы с их применением (древесноволокнистые плиты, линолеум, синтетические краски, синтетические плитки для пола и для облицовки, различные синтетические добавки в бетон, раствор, синтетические клеи, утеплители на синтетической основе и др.) долго выделяют опасные газы в воздух помещений; изделия с асбестом, особенно подверженные выветриванию с поступлением волокон асбеста в воздух, признаны недопустимыми в ряде стран. Все это может быть очень вредно для находящихся в помещениях людей, особенно детей.
Невозможно выбрать полностью экологичные материалы для всех конструкций здания и его отделки, за исключением небольших домов. Поэтому при выборе материалов и сопоставлении вариантов отдают предпочтение более экологичным материалам (например, глиняному кирпичу и керамическим изделиям, материалам на основе гипса, линолеуму на органической основе, утеплителю на основе бумаги или пенобетона, деревянным окнам и дверям, органическим краскам и т. д.).
Воздействие электрических и магнитных полей на здоровье:
Экспозиция (то есть, попадание под воздействие чего-либо) влиянию полей происходит повсюду: дома, на работе, в школе и в транспортных средствах, приводимых в движение электричеством. Везде, где есть электрические провода, электродвигатели и электронное оборудование, создаются электрические и магнитные поля.
Многие люди подвергаются аналогичному воздействию полей более высоких уровней, хотя и на более короткие периоды времени, у себя дома (через радиаторы электроотопления, бритвы, фены и прочую бытовую технику, или блуждающие токи, возникающие из-за отсутствия равновесия в системе электрозаземления здания), на работе (в определенных отраслях и офисах, обусловливающих близость к электрическому и электронному оборудованию) или даже, путешествуя в поездах и других видах транспорта, приводимых в движение электричеством.
Поля вызывают такие физиологические изменения, как замедление сердечного ритма и показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ), а также большое разнообразие симптомов и недомоганий, в основном, связанных с кожей и нервной системой. Возможны рассеянные повреждения кожи лица, такие как покраснение, порозовение, огрубление, повышенная температура, теплота, ощущения покалывания, тупая боль и «натянутость». Могут проявляться симптомы, связанные с нервной системой, такие как головная боль, головокружение, усталость и дурнота, ощущения пощипывания и покалывания в конечностях, одышка, учащенное сердцебиение, обильное потоотделение, депрессии и проблемы с памятью.
Существует два возможных механизма, которые могут каким-то образом быть сопричастны к активированию рака и, поэтому, заслуживают особого внимания. Один из них связан с индуцированным магнитным полем сокращением ночных уровней мелатонина, а другой — с обнаружением кристаллов магнетита в человеческих тканях.
Из исследований, проведенных на животных, известно, что мелатонин, через воздействие на уровень циркуляции половых гормонов, оказывает косвенный онкостатический эффект. Исследования на животных также выявили, что магнитные поля подавляют выработку мелатонина шишковидного тела. Это открытие предполагает теоретический механизм отмеченного увеличения случаев (например) рака груди, которое может быть обусловлено воздействием таких полей. Недавно было предложено альтернативное объяснение возрастания риска ракового заболевания. Мелатонин, как выяснилось, является одним из наиболее сильных «уборщиков» гидроксиольных радикалов и, следовательно, масштаб ущерб, который может быть причинен РНК свободными радикалами, заметно понижается мелатонином. Если уровень мелатонина подавляется, например, магнитным полем, то РНК остается более уязвимой для оксидативных атак. Эта теория объясняет, как угнетение мелатонина магнитными полями может привести к более частоте возникновения рака в любой ткани.
Но уменьшается ли уровень мелатонина в человеческой крови, когда человек подвергается воздействию слабых магнитных полей? Существуют некоторые признаки того, что так и может быть, но этот вопрос все же требует дальнейших исследований. В течение определенного времени было известно, что способность птиц ориентироваться во время сезонных миграций опосредована наличием в клетках кристаллов магнетита, реагирующих на магнитное поле Земли. Сейчас, как говорилось выше, кристаллы магнетита также обнаружились в человеческих клетках в концентрации, теоретически достаточно высокой для того, чтобы реагировать на слабые магнитные поля. Таким образом, роль кристаллов магнитного железняка должна приниматься во внимание во всех дискуссиях о возможных механизмах, которые могут быть предложены для объяснения потенциально опасных (вредных) эффектов воздействия электрических и магнитных полей на человеческий организм.
Общие советы:
На первом месте стоит уделить внимание тому, как избежать влияния электромагнитных полей. Основное правило здесь: защищать, выключать и соблюдать дистанцию!
Опытный специалист, например, электрик или строительный биолог, может провести измерения. Такие специалисты могут дать указания по поводу того, необходимо ли что-то изменить либо сделают это сами.
Соблюдайте дистанцию!
Электрические и магнитные поля очень быстро освобождаются от источника тока. Расстояние от кровати до электроприборов и проводов должно составлять примерно 1-1,5м. От стены, возле которой находится кабель (даже скрытый) или же розетки тоже исходят электрополя, даже, если не работают никакие приборы.
По возможности не кладите голову вблизи теплопроводных и водопроводных труб.
Телевизор/компьютер
Телевизоры, ресиверы, видеоаппаратура и компьютер не должны находиться в спальне.
Не находитесь вблизи электроприборов.
Вынимайте штекер из розетки, если прибор не используется.
Лампы
При очень высоком текущем переменном токе возникают огромные магнитные поля, которые могут оказывать своё воздействие на людей, находящихся на другом этаже.
Трансформаторы и светорегуляторы нужно отсоединять от сети полностью в период, когда они не используются. Так называемые электронные трансформаторы вырабатывают частоту в 40 КГц и их желательно не использовать совсем.
Домашние электроприборы
Используйте как можно меньше электроприборов и кабелей.
Не располагайте спальную комнату рядом со стояками проводки и защитными щитами.
Возле стены, у которой расположена кровать, не должны проходить провода, а также их не должно быть на другой стороне в соседней комнате.
Откажитесь от удлинителя или, в случае необходимости, используйте с как можно более коротким шнуром.
Не ставьте электроприборы возле стены, если с другой стороны этой же стены находится кровать.
Для всех электроприборов существует правило: после их использования штекер нужно извлекать из розетки, т.к. только таким образом прекращается проход тока.
Используйте только обычные телефоны с присоединенным кабелем. Радиотелефоны могут вызывать сильные высокочастотные поля.
Сотовые телефоны не должны находиться в спальне.
Планирование помещения.
Спальни и жилые комнаты должны находиться как можно дальше от кухни, прачечной и котельной.
Стояки проводки и распределительные устройства не должны находиться на стенах жилых комнат или спальни.
При проведении электроинсталляции позаботьтесь о заземлении.
При проведении кабеля оставьте свободными места там, где вы спите или сидите.
Не размещайте бойлер, стиральную машину, электроплиту и другие подобные электроприборы в непосредственной близости с жилыми помещениями.
Кроме того:
Перед сном убирайте с кровати электрогрелки.
Откажитесь, по возможности, от электрического подогрева пола.
Экология изучает закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы охраны биосферы.
На современном этапе развития общества значительно увеличились производство материалов и объем промышленных отходов, истощаются естественные источники сырья, расширяется применение искусственных материалов при традиционных технологиях их обработки. В биосфере возникают изменения, угрожающие существованию жизни на Земле. Они обусловили появление экологической проблемы с ее техническими, экономическими и социальными аспектами.
Назрела необходимость выработать оптимальное согласование производственных и природных процессов в биосфере как в единой замкнутой системе.
| Стендовые испытания |
Рис.3 Схема выбора материалов на начальном этапе подготовки производства
Производственная деятельность человека должна гармонично вписываться в структуру природных процессов превращения вещества и преобразования энергии. В настоящее время масштабы промышленного производства выросли настолько, что соблюдение принципов экологической безопасности стало объективной необходимостью.
Разработка месторождений полезных ископаемых, деятельность горно-обогатительных комбинатов и угледобывающей промышленности приводят к нарушению почвенного покрова Земли и уничтожению его плодородного слоя. Однако основным источником загрязнения почв являются отходы промышленного производства. На сегодняшний день выход продукта в технологической цепи «сырье - изделие» редко превышает 10 %, а чаще составляет всего 1-3 %. Это свидетельствует о том, что причина экологического кризиса в несовершенстве технологии получения и переработки материалов, а не в бурном развитии науки и техники. Почва загрязняется отходами химических заводов, нефтеперерабатывающих предприятий, заводов по производству и переработке пластмасс и резины, газовых и коксохимических заводов, предприятий по переработке древесины, текстильных и бумажных фабрик, предприятий по производству смазочных материалов, моющих средств и др.
Эксперты Всемирной организации здравоохранения считают, что загрязнение воздуха стимулирует распространение заболеваний верхних дыхательных путей и является одной из причин рака легких.
В начале XXI века невосполнимые потери пресной воды вплотную приблизились к ее естественному воспроизводству. Основная причина состоит в том, что современные предприятия промышленности тратят только на технологические нужды не менее 10-12 % объема пресной воды от ее мирового кругооборота. Еще около 30 % воды уходит на разбавление промышленных стоков при их обезвреживании (не всегда и не полностью эффективном). К серьезному загрязнению Мирового океана приводят различные техногенные катастрофы (аварии нефтетанкеров, неконтролируемый вынос в моря огромной массы промышленных стоков, захоронение на дне океана контейнеров с опасными веществами, и др.).
Рост городов обусловил так называемое «бытовое загрязнение» биосферы. Только на одного городского жителя приходится до 1 кг твердых отходов (металл, бумага, пластмасса, стекло) и до 10 л сточных вод в сутки.
Значительную проблему представляет интенсивное загрязнение окружающей среды, связанное с развитием автомобильного транспорта.
Выход из создавшейся ситуации возможен при переходе на безотходные технологии, которые обеспечивают получение готового продукта производства без отходов либо с последующей их утилизацией в том же или в других видах производств. Однако в действительности можно реализовать лишь малоотходные технологии, позволяющие получить его с неполностью утилизируемыми отходами.
Внедрение в производство малоотходных технологий связано с расширением областей применения вторичного сырья - таких материалов и изделий, которые после использования (изнашивания) могут применяться повторно в производстве как исходное сырье. В настоящее время созданы основы малоотходных технологий почти для всех отраслей промышленности. Современным экологическим требованиям отвечает такой подход к созданию материалов и изделий, когда одновременно с разработкой изделия предлагается и технология повторного использования продукта после истечения срока его службы. Но в этом случае вредное воздействие на биосферу перемещается в отрасли, где происходит реализация технологий утилизации. Таким образом, малоотходные технологии нельзя считать универсальным средством защиты от техногенных загрязнений.
Более полному достижению экологической чистоты производства способствуют такие меры, как снижение энерго- и материалоемкости продукции, разумное регулирование ее потребления и соответствующее ограничение производства, безвредная утилизация неиспользованных отходов.
Природопользование - теория и практика воздействия человечества на природную среду в процессе его хозяйственной деятельности. Природные ресурсы не беспредельны, поэтому развитие производства необходимо регулировать с учетом запасов сырья и наличия экологически обоснованных технологий его переработки. Объемы потребления материалов должны соответствовать критериям экономической целесообразности производства, что не всегда связано с увеличением его количественных показателей. В России разработаны и реализуются федеральные и региональные программы комплексного использования минерально-сырьевых, земельных, лесных и водных ресурсов. Основные нормативы природопользования закреплены специальными законодательными актами.
Контрольные вопросы
1. Чем необходимо руководствоваться при выборе материалов?
2. Что является основными свойствами изделия
3. Из чего складывается показатель-материалоемкость продукции?