Экология строительных материалов

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 -- MediumDensityFiberboard (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.



6.1 Основные критерии безопасности и характеристики для оценки влияния строительных материалов на здоровье человека

Гигиеническая безопасность строительных материалов для человека определяется комплексом санитарно-гигиенических характеристик (СГХ), определяющих потенциальную опасность материала для здоровья человека, соответствие гигиеническим требованиям, которые предъявляются к материалам или изделиям конкретного назначения. Опасность материала может проявляться за счет загрязнения окружающей среды, например, воздуха в помещении, или за счет

непосредственного с ним контакта человека. Неблагоприятное воздействие на организм обусловлено совокупностью взаимодействий между материалом, средой и человеком. Комплексом санитарно-химических характеристик (СХХ) определяется опасность выделяющихся из материала веществ, загрязняющих среду обитания человека.

Загрязнение среды, контактирующей с поверхностью, в первую очередь отделочных строительных материалов, происходит газообразными веществами и твердыми частичками пыли, которые образуются за счет трения. В этом случае говорят о процессе эмиссии, миграции из материала содержащихся в нем летучих соединений. Этот процесс может быть усилен условиями эксплуатации, действиями высокой температуры, радиации, механических нагрузок и др. Таким образом сама контактирующая с материалом среда может вызывать реакции, приводящие к образованию мигрирующих соединений. При этом могут образовываться так называемые вторичные загрязнители, которые также могут быть вредны для человека.

Миграция веществ в материале -- сложный многостадийный процесс, продолжительность которого может составлять от нескольких часов до многих месяцев, а иногда и лет. Скорость движения мигрирующих веществ из материала к границе его раздела со средой определяется скоростью диффузии этих веществ в материале, степенью его кристалличности и другими структурными и эксплуатационно-техническими свойствами. Поэтому химический состав материала является одним из важнейших показателей целесообразности его применения при строительстве жилых и общественных зданий, т.к. концентрация токсичных веществ в воздухе помещения определяет саму возможность пребывания в нем человека. При оценке воздуха в закрытых помещениях практикуется использование ПДК, установленной для веществ, которые могут выделяться в атмосферу. Однако такую оценку нельзя считать оптимальной, поскольку воздух в закрытых помещениях существенно отличается от атмосферного (ограниченный объем, отсутствие фактора «разбавления», поглощение химических веществ строительными материалами и последующее их выделение и др.). Последние исследования показали, что для жилищного строительства при выборе материалов следует учитывать, что значения предельно допустимых концентраций (ПДК) токсичных веществ должны быть уменьшены в сотни раз* в соответствии с их кумулятивными свойствами.

В отечественной и зарубежной практике параметры проведения санитарно-химических экспериментов регламентируются весьма условно, без учета многообразия факторов, влияющих на миграцию токсичных соединений. Это приводит к плохойвоспроизводимости результатов, а в ряде случаев и к неправильным выводам о гигиенических свойствах материалов. Поэтому наиболее целесообразный путь гигиенического нормирования ингредиентов строительных материалов -- установление допустимых уровней миграции вредных веществ на стадии выхода материалов с предприятия-изготовителя, т.к. это позволяет контролировать их свойства в рамках предупредительного надзора. Учитывая, что в начальный период после изготовления материала вредные вещества выделяются наиболее интенсивно, и зная концентрации этих веществ на выходе материала с производства, можно определить их содержание в воздухе к моменту заселения квартир. экология норматив строительный материал

Неблагоприятное воздействие строительных полимерных материалов на организм человека, обусловленное, в основном, выделением вредных веществ во внешнюю среду при эксплуатации изделий, практически можно устранить только удалением такого материала из помещения. Чтобы избежать таких действий необходимо уже на стадии проектирования предопределить правильный выбор и закладывать в проект только безопасные для человека материалы или, другими словами, отказаться от применения строительных материалов, содержащих в своем составе даже микродозы опасных веществ. Это будет ориентировать и стимулировать производителей СМ на выпуск только экологичныхматериалов. Реализация на строительном рынке в этом случае будет также предопределена выбором потребителя -- его отказом от покупки опасных материалов и отказом от применения материалов, содержащих вредные для человека вещества.

Поэтому основная задача архитектора, строителя и др. состоит в рациональном выборе материалов уже на стадии проектирования. При этом для всех материалов, независимо от области их применения, должно быть общее требование -- они не должны выделять в окружающую среду вредных веществ. Всегда следует избегать применения материалов, содержащих в своем составе вредные для человека вещества.

В специальных ситуациях, например в промышленных зданиях и т.п., в случае, если нет альтернативных вариантов применения материалов, обеспечивающих заданные эксплуатационно-технические свойства, для данного функционального назначения временно допустимо использование таких специальных материалов, но в этом случае следует контролировать концентрации вредных веществ, выделяемых ими в помещении, и не допускать превышения ПДК, как это требуется в «Гигиеническом сертификате» на материал. При появлении новых, более экологичных материалов в области промышленной архитектуры следует отказываться от старых опасных СМ. Таковы современные экологически целесообразные научные подходы к выбору строительных материалов для «устойчивого строительства» во всем мире.

Сравнение материалов по показателю ПДК следует использовать лишь при предварительной оценке применимости материала для тех или иных целей. Окончательное решение о возможности использования строительного материала, содержащего даже незначительное количество вредных веществ, в конкретных условиях эксплуатации принимается только после получения дополнительных характеристик токсикологических исследований. При выборе материалов для проекта, когда невозможно по техническим или экономическим причинам избежать применения материала, содержащего в своем составе опасные для человека вещества, необходим обязательный тщательный анализ данных о токсичности каждого выделяющегося из материала вещества. При токсикологических исследованиях строительных материалов особенно должны быть проверены и выявлены хронические воздействия на организм человека веществ малой интенсивности, вызывающих фактор привыкания, который считают отрицательным, а

также кумулятивный эффект -- комбинированное действие различных химических веществ. Кумуляция (накопление) особенно опасна при действии веществ в переменных концентрациях, обусловленных колебаниями в закрытых помещениях микроклимата, степени освещенности УФ лучами и др. Существенное различие в действии токсичных веществ из-за их способности накапливаться в живом организме наблюдается у людей различного возраста. Опасны алергенные свойств материала, а в ряде случаев и др. отдаленные последствия их влияния на организм. Всегда присутствует риск синергического эффекта. В случае обнаружения таких действий следует искать другой материал для замены или предусмотреть дополнительные конструкционно-технологические меры безопасности, что может оказаться гораздо дороже, чем отказ от дешевого, но вредного материала, и его замена на более дорогой, экологичный или, как его принято называть в практике мирового экологического проектирования, «дружественный» человеку материал.

Наибольшую опасность по СХХ представляют полимерные (синтетические) строительные материалы и материалы на минеральных вяжущих, полученные с применением отходов промышленности, так как для них наиболее вероятен риск содержания опасных для здоровья веществ. Применение полимерных материалов в условиях, связанных с их воздействием на человеческий организм, в большинстве случаев жестко регламентируется соответствующими гигиеническими требованиями к самим полимерам, к исходным веществам для их синтеза (мономерам, катализаторам и др.), а также к ингредиентам композиций..

В зависимости от сферы применения и предполагаемых условий эксплуатации материалов и изделий существенное значение в СГХ могут иметь и др. показатели, прежде всего:

органолептические (например, запах и привкус материала или контактирующих с ним сред);

физиолого-гигиенические (например, температура поверхности кожи приконтакте с материалом);

физико-гигиенические (коэффициент теплопроводности, который в гигиенической практике принято называть коэффициентом теплоусвоения, водо- и паропроницаемость материала, его электризуемость);

микробиологические (влияние материала на развитие микроорганизмов).

Важное значение при оценке по этим показателям приобретают эксплуатационно-технические свойства материалов -- такие как пористость, водопоглощение, плотность, воздухопроницаемость и др.

При органолептических исследованиях строительных материалов наибольшее внимание уделяется оценке их запаха, т.к. посторонний запах в помещении отрицательно влияет на состояние организма, вызывая ощущение дискомфорта, нередко -- сильные головные боли, тошноту, приступы бронхиальной астмы и др. нарушения дыхания, а у нервных и больных людей -- утяжеление основного заболевания. Запах материалов оценивают в лабораторных и эксплуатационных условиях; в первом случае используют специальные камеры-генераторы. Одорометрические исследования образца строительного материала проводятся с целью определение наличия, интенсивности и характера запаха, создаваемого химическими веществами, выделяющимися из исследуемого материала. Для оценки служит 6-балльная шкала:

0 -- (отсутствие запаха) -- запах не отмечается ни одним из наблюдающих;

1 -- (очень слабый запах) -- запах обнаруживается только наиболее чувствительными наблюдателями;

2 -- (слабый запах) -- запах не привлекает внимания наблюдающих, но отмечается, если экспериментатор укажет на его наличие;

3 -- (заметный запах) -- легко ощутимый запах, дающий основание утверждать, что он обусловлен примененными полимерными материалами;

4 -- (отчетливый запах) -- запах, обращающий на себя внимание;

5 -- (сильный запах) -- запах, исключающий возможность длительного пребывания человека в помещении.

Интенсивность запаха материала, предназначенного для применения в жилых помещениях, детских и лечебных учреждениях, не должна превышать 2-х баллов по приведенной выше шкале.

СГХ строительных материалов и, в первую очередь, с применением полимерных материалов, обязательно включает оценку их физико- и физиолого-гигиенических показателей. Например, для покрытий полов главным интегральным показателем свойств материала является коэффициент теплоусвоения. Этот показатель определяет тепловой комфорт помещений. Полимерные покрытия полов отличаются от деревянных худшими теплозащитными свойствами, что иногда приводит к учащению простудных заболеваний. Поэтому для зданий различного назначения установлены оптимальные коэффициенты теплоусвоения полимерных покрытий полов: для жилых и общественных помещений (зданий) он не должен превышать 10 ккал/(м*0,5 ч°*С), для промышленных предприятий и общественных зданий, в которых человек пребывает кратковременно, 12 ккал/м*0,5 ч°*С.

При оценке теплозащитных свойств используют, кроме того, такие физиолого-гигиенические характеристики как субъективные показатели теплоощущения испытуемых (по 5-балльной шкале -- жарко, тепло, нормально, прохладно, холодно) и температура их кожи после физиологического эксперимента.

При оценке пригодности строительных материалов, в частности покрытий для пола, нормируют также показатель, характеризующий накапливание на их поверхности статического электричества. Критерием для гигиенической оценки статического электричества является: наличие жалоб населения на разряды статического электричества при нормальной относительной влажности воздуха в помещении (напряженность поля статического электричества недопустима более 20 кВ/м у поверхности эксплуатируемого пола, что соответствует пороговой величине восприятия человеком разрядов статического электричества). Уже при напряженности поля более 15 кВ/м отмечены сдвиги в активности ферментов, а также некоторые изменения белков плазмы крови.

На состояние организма влияет также знак заряда: положительный действует неблагоприятно, отрицательный.-- благоприятно (кожа человека приобретает заряд, противоположный знаку заряда материала).

Электризуемость образцов материалов для покрытий полов оценивают в специальной камере при комнатной температуре и относительной влажности воздуха 30--35%. Время стекания заряда до остаточного потенциала 0,2 кВ, соответствующего пороговой величине восприятия зарядов статического электричества человеческим организмом, должно быть не более 60 сек.

Гигиенические испытания строительных полимерных материалов должны предусматривать микробиологические исследования -- оценку воздействия материалов на микрофлору помещений. Определяется сапрофитная микрофлора, наличие которой важно с санитарной точки зрения. При исследовании материалов, используемых в строительстве лечебных учреждений, кроме того, определяется выживаемость патогенной микрофлоры (главным образом гноеродных кокков). В некоторых полимерных материалах микроорганизмы находят питательные субстраты, стимулирующие их размножение и развитие. Микробиологические исследования проводят путем бактериологического анализа воздуха помещений и смывов или отпечатков с поверхности изделий. Следует обращать внимание, что некоторые материалы обладают выраженными противомикробными свойствами, например, материалы на основе поливинилхлорида, а также полимербетон на основе мономера ФА (фенола-альдегида), что расценивается как отрицательное явление, так как эти вещества относятся к опасным загрязнителям воздуха.

6.2 Экологические пути улучшения санитарно-гигиенических свойств отделочных строительных материалов

Одним из эффективных способов улучшения санитарно-гигиенических свойств полимерных материалов для архитекторов и реставраторов является отказ от использования того из них, который содержит вредные, токсичные вещества и оказывает другие неблагоприятные воздействия на человека. В этом случае производитель будет искать пути повышения безопасности продукции и, прежде всего, при этом следует ожидать повышение его экологического качества, В случае, если анализ безопасности материалов проводится для строительных проектов, необходимо предусматривать использование защитных средств для исключения прямого контакта человека с опасными материалами. Этот же прием может быть использован и в новом строительстве, если выбранный материал по санитарно-гигиеническим параметрам содержит вредные вещества, но для выбора по эксплуатационно-техническим параметрам нет альтернативных вариантов.

Направленное изменение санитарно-гигиенических свойств полимерных материалов имеет очень важное значение, т.к. при неудовлетворительной СГХ их применение может быть запрещено даже в случаях, если они обладают всем комплексом необходимых эксплуатационных свойств.

Для улучшения СГХ могут быть использованы нижеследующие приемы.

* На стадии производства:

1) подбор соответствующих условий синтеза, при которых полимер образуется с минимальным содержанием остаточного мономера;

2) применение полимеров, при синтезе которых были использованы физические методы инициирования, например, повышенные температуры, УФ- или гамма-облучение (такие полимеры не содержат примесей токсичных инициаторов и катализаторов);

3) использование для создания композиции полимеров и ингредиентов, тщательно очищенных от токсичных примесей;

4) подбор параметров технологической переработки полимерного материала, при которых может быть получено изделие с минимальным содержанием токсичных и летучих соединений;

5) введение в полимеризационную систему (или в композицию при ее переработке) веществ, реакция которых с токсичными соединениями приводит к образованию нетоксичных продуктов;

6) вакуумирование и (или) прогрев материала (или изделия) перед эксплуатацией с целью уменьшения содержания в материале летучих веществ. При такой обработке не должны изменяться основные эксплуатационные свойства полимерного материала, поэтому для предупреждения деструкции полимера термообработку часто проводят в среде инертного газа;

* на стадии строительства и эксплуатации:

1) длительное хранение готового материала или изделия перед его использованием. Этот самый простой, но не всегда достаточно эффективный прием снижения количества мигрирующих соединений, широко применяют, в частности, для улучшения гигиенических свойств полимерных строительных материалов;

2) нанесение на поверхность материала (или изделия) защитного слоя, например кремнийорганического покрытия или др. материалов.

Перечисленные мероприятия способствуют появлению на строительном рынке новой продукции, в которой использованы безопасные для человека вещества и материалы.



7. Экологические проблемы, связанные с производством строительных материалов и пути их решения

Одна из основных экологических проблем производства строительных материалов связана с громадными объёмами производства, добычей и переработкой свыше 2 млрд. т природных материалов. С этим связано широкомасштабное отчуждение, нарушение и загрязнение сельскохозяйственных угодий, поскольку сырье для строительных материалов для уменьшения транспортных расходов, как правило, добывается как можно ближе к району строительства. А районы интенсивного строительства - это густонаселенные районы, удобные для выращивания сельскохозяйственных культур. Один из путей решения проблемы заключается в рекультивации нарушенных земель, устройстве прудов на месте карьеров и их использование для культурных целей, рыборазведения и т.д.

Генеральным же направлением является использование в качестве сырья для промышленности строительных материалов отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей. По ориентировочным подсчётам в стране ежегодно образуется свыше 3 млрд. т горных отвалов, включающих все основные компоненты сырья, используемого в производстве стройматериалов. Находят же применение лишь 6-7%, причём большая часть - для планировки территорий, подсыпки дорог и в значительно меньшем объёме - для производства строительной керамики и других стройматериалов.

Только доменные шлаки широко использовались в производстве строительных материалов. Из 37 млн. т реализованных доменных шлаков (14 млн. т поступали в отвалы) 26 млн. т гранулировались и основная масса использовалась для производства шлакопортландцемента, 6 млн. т перерабатывалось в шлаковую пемзу, шлакоблоки, минеральную вату, щебень и другие материалы и около 5 млн. т передавалось строительным и другим организациям для непосредственного (без предварительной обработки) использования в качестве добавки к бетону, для теплоизоляционных засыпок, для устройства основания дорог, производства местного вяжущего и т.д.

По оценке научно-исследовательских институтов около 67% вскрышных пород пригодны для производства строительных материалов. Из этого количества отходов для производства щебня пригодно 30%, цемента - 24%, керамических материалов - 16% и силикатных - 10%.

В целом же промышленность строительных материалов, как никакая другая отрасль, может и должна организовать свою сырьевую базу за счёт отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей народного хозяйства. А пока использование вскрышных пород КМА не превышает 8% (хотя и в этом случае экономический эффект от их реализации ежегодно увеличивается).

Другой серьёзнейшей экологической проблемой предприятий строительной индустрии является значительное пылевыделение, особенно на заводах по производству цементов. Около 20% производимого цемента выбрасывается в трубу, если не работает пылеочистка. Больше всего пыли выделяется с отходящими газами из вращающихся печей. Наряду с этим в больших количествах пыль выделяется при дроблении, сушке и помоле сырья (не только при производстве цемента, но также в производстве керамики, стекла и других строительных материалов), а также при охлаждении клинкера, при упаковке, в процессе погрузочно-разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и различных добавок.

Для снижения образования и выделения пыли, в первую очередь за счёт уменьшения неорганизованных выбросов, необходимо обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных средств и создать внутри аппаратов разрежение. Для уменьшения пылеобразования, кроме герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также воздух, отбираемый вентиляционными установками, направляются в пылеуловительные устройства. Здесь из них выделяется пыль, которая возвращается в производство, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу и должны соответствовать санитарным нормам. На заводах предусматривается отсос воздуха из всех пылеобразующих агрегатов, в том числе бункеров, течек, дробилок, транспортёров и т.д. В помещениях организуется естественная и принудительная вентиляция.

В качестве пылеулавливающих аппаратов на предприятиях по производству строительных материалов применяются все основные «сухие» методы очистки запылённых газов. От их технического состояния и уровня обслуживания в основном и зависит содержание пыли в воздухе производственных помещений и в атмосфере населённых мест.

Определенную сложность представляет очистка отходящих газов различных сушильных, обжиговых и стекловарочных печей от оксидов серы, азота, соединений фтора и других вредных компонентов.

Широко разрабатываются и находят применение технологические процессы с рециркуляцией газов, например в производстве асбеста. В корпусах обогащения асбестовых комбинатов: Киембаевском, Тувинском, Джетыгаринском, Ураласбесте нашла широкое промышленное применение замкнутая безотходная система высокоэффективной очистки и рециркуляции аспирационного воздуха. Система работает следующим образом: аспирационный воздух, собранный от многих точек, проходит глубокую очистку от асбестовой пыли на рукавных тканевых фильтрах специальной конструкции, разбавляется в случае необходимости атмосферным воздухом, а затем с помощью нагнетательных вентиляторов вновь распределяется по цеховым помещениям. В процессе многократной циркуляции воздух постепенно нагревается за счёт тепла от работающего оборудования, благодаря чему в зимнее время в рабочих помещениях поддерживается комнатная температура без дополнительных затрат тепла.

По санитарным нормам концентрация асбестовой пыли в рабочей зоне производственных помещений допускается не более 0,6 мг/м³ воздуха. Это примерно в 30-40 раз ниже, чем достигается при очистке на обычных промышленных тканевых фильтрах, и в 100-200 раз ниже,чем наэлектрофильтрах. Для снижения содержания асбестовой пыли в очищенном воздухе в данном случае применяется принцип так называемой «автофильтрации», т.е. использование слоя самого асбестового волокна в качестве дополнительного фильтрующего агента. При этом остаточная запылённость не превышает 0,3-0,4 мг/м³. Всё это позволило резко уменьшить заболеваемость обслуживающего персонала, получить дополнительную продукцию (уловленный асбест) и экономить тепло на обогрев производственных помещений.

На предприятиях строительной индустрии используется значительноеколичество воды. Она расходуется непосредственно в технологических процессах, на обогащение сырья, гидромеханическую добычу и шлифовку, полировку, промывку изделий, а также на нужды котельных, пылеподавление, уборку помещений и территории и т.д. Из всего объёма воды, потребляемой промышленностью строительных материалов, 28% расходуется на технологические процессы транспортировку сырьевых материалов, охлаждение оборудования,связанные непосредственно с изготовлением продукции, 14% - на охлаждение оборудования, 42% - на промывку оборудования и обогащение сырья и 16% - на прочие нужды. Основными потребителями воды являются цементная промышленность и промышленность нерудных строительных материалов. На их долю приходится соответственно 34 и 29% воды, используемой предприятиями промышленности строительных материалов. Значительное количество воды потребляют стекольная промышленность (8%), предприятия по производству санитарно-технического оборудования и изделий (3%), асбестовых изделий (1,8%) и силикатного кирпича (1,6%).

Объём сточных вод, поступающих от предприятий промышленности строительных материалов в городскую канализацию и водоёмы, составляет около 650 млн. м³/год. В результате в водоёмы ежегодно поступает до 280 тыс. т солей, 28 тыс. т минеральных и 4 тыс. т органических веществ, высокотоксичные соединения шестивалентного хрома, фенолов, щелочей и нефтепродуктов. Такое большое количество загрязнений, сбрасываемых со сточными водами предприятий строительной индустрии, объясняется недостаточно высокой эффективностью применяемых очистных сооружений и нерациональными схемами водного хозяйства. Коэффициент водооборота в целом по отрасли составил 49%; наиболее высокий водооборот - 58% был достигнут в цементной и стекольной промышленности.

Эколого-экономические факторы привели к необходимости разработки рациональных систем водопользования на предприятиях промышленности строительных материалов, в том числе к созданию замкнутых систем водного хозяйства. Примером решения проблемы рационального использования ресурсов является разработанная НИПИОТСтромом замкнутая система промышленного водоснабжения асбестоцементного производства. Исследование образования сточных вод показало, что источником загрязнения вод этого производства является водорастворимая составляющая цемента, используемого в качестве сырья для изготовления асбестоцемента. В зависимости от состава цемента количество сульфатов и гидрооксидов калия, натрия и кальция в сточных водах колеблется от 5 до 30 кг/м³. Такая загрязнённость сточных вод в случае их повторного применения отрицательно сказывается накачестве выпускаемой продукции. Применение методов обессоливания приводит к нерентабельности повторного использования сточных вод. Замкнутая система промышленного водопользования может быть более простой и дешевой, если применять цемент с содержанием натрия и калия не более 0,1 и 0,2% (такой цемент имеется). Тогда вносимые цементом в сточные воды водорастворимые примеси полностью удаляются с товарной продукцией, не ухудшая её технологических свойств.

Препятствием для повторного использования сточных вод является также загрязнение их в значительном количестве грубодиспергированными примесями. Для достижения требуемого содержания взвешенных веществ (100мг/л) разработан метод очистки в напорных гидроциклонах. Применение этих циклонов позволяет кроме воды возвращать в технологический цикл и цемент, что сокращает потери сырья.

Большие количества сточных вод образуются в промышленности нерудных строительных материалов (например, песка, щебня). Сточные воды после промывки материалов содержат 50-160 г/л механических примесей, в том числе 48-84% песка и 16-52% пылевидных и глинистых частиц. По технологическим нормам содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на промывку, не должно превышать 2 г/л.

Загрязнённый поток сточных вод после промывки щебня на вибрационных грохотах направляется в гидроциклоны для выделения песка, который затем обезвоживается в классификаторе и передаётся на склад готовой продукции. Верхний слив из гидроциклонов и классификатора обрабатывается коагулянтом и направляется в гидроциклоны. Осадок от гидроциклонов в количестве 10-20% от расхода очищаемых сточных вод перекачивается в шламонакопители, а осветлённая вода направляется на повторное использование.

На Овручском щебёночном заводе внедрен эффективный технологический процесс очистки, позволивший уменьшить площади хвостохранилищ в 3 раза, снизить расход свежей воды в 10 раз и сократить расход электроэнергии в 3 раза.

Замкнутые водооборотные системы разрабатываются и для других предприятий производства строительных материалов.

В целом же промышленность строительных материалов не имеет принципиальных технических и технологических препятствий для организации своей деятельности по безотходной технологии.

7.1 Производства, влияющие на окружающую среду

Весьма активным источником загрязнения атмосферы является процесс приготовления асфальтобетона. При его изготовлении в атмосферу выделяется не только пыль, но и сажа, смолистые вещества, оксиды углерода, серы, а также радионуклиды и тяжелые металлы.

Не менее опасна экологическая обстановка, которая складывается в цехах производства нестандартны металлических конструкций - пыль металлов, их окалина, сварочные аэрозоли и т.д.

Такие токсичные вещества, как фенол, аммиак, формальдегид и др., выделяются в атмосферу при производстве древесноволокнистых плит и некоторых полимерных строительных материалов. При изготовлении полимерных материалов обычно отмечается повышение концентраций стирола, оксида углерода, толуола и др.

Разработка месторождений нерудных строительных материалов сопровождается загрязнением атмосферного воздуха газопылевыми выбросами от работы карьерного оборудования и машин.

Особенно большие выбросы органической и неорганической пыли происходят при проведении открытых горных работ и добычи минерального сырья взрывным способом.

Не меньшее загрязнение атмосферы создается при транспортировке добытого сыпучего минерального сырья, перевозимого в открытых вагонах и в кузовах автомашин.

Пути загрязнения атмосферы при строительстве

Состояние воздушного бассейна ухудшается в процессе:

• выброса токсичных выхлопных газов машинами, механизмами и другой строительной техникой;

• распыления цемента, извести и других сыпучих загрязняющих веществ;

• сжигания отходов и остатков строительных материалов;

• сброса с этажей отходов и мусора без применения закрытых лотков и бункеров-накопителей.

Газовые и аэрозольные вещества выделяются в воздух при оттаивании на строительных площадках замерзшего грунта, при нагреве воды, приготовлении изоляционных материалов и т.д.

Меры защиты атмосферы

• использование эффективных пылеулавливающих устройств и систем;

• применение многоступенчатой очистки воздуха путем рационального подбора пылеуловителей; внедрение мокрого способа производства;

• широкий перевод на электропривод компрессоров, сваебойных агрегатов, насосов, экскаваторов и других машин; архитектурно-планировочные мероприятия, в частности, экологически целесообразное взаимное размещение источников выброса и населенных мест с учетом направления ветров;

• устройство санитарно-защитных зон, т.е. полос, отделяющих источники промышленного загрязнения от жилых и общественных зданий. Ширину санитарно-защитных зон устанавливают в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу веществ и принимают равной от 50 до 1000 м;

• организация экологического мониторинга за состоянием природных экосистем и природных комплексов в зоне действия строительных объектов и предприятий стройиндустрии;

• экологизация технологических процессов и в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, малоотходных и безотходных технологий.

Источники загрязнения гидросферы

• К одним из наиболее водоемких производств в промышленности относятся заводы железобетонных изделий и конструкций, цементные заводы, предприятия, производящие гипсолитовые и керамические изделия, цемент мокрым способом.

• Для широкого применения прогрессивного гидромеханизированного способа производства строительных работ требуется до 10м³ воды на 1м³ грунта.

• Много воды идет для закрепления и уплотнения грунтов в строительных целях.

• На состояние водных экосистем негативно влияет и загрязненный поверхностный сток с территории стройки.

• Нарушают экологическое состояние поверхностной гидросферы и изменения гидрологического режима рек, вызванные строительством подводных и других гидротехнических сооружений, разработкой прибрежных карьеров стройматериалов.

• Основными источниками загрязнения подземных вод, связанными со строительством, являются сточные воды предприятий стройиндустрии, загрязненный сток со стройплощадок и временных складов стройматериалов, а также фильтрат от свалок строительного и бытового мусора.

• Еще один источник загрязнения подземных вод - выбросы выхлопных газов строительных машин, механизмов и транспортных средств, работающих на двигателях внутреннего сгорания и содержащих опасные токсичные вещества.

• Сильноминерализованные, агрессивные к бетону воды могут сформироваться при использовании большого количества минеральной соли для оттаивания грунтов при отрытии котлованов в зимний период.

• Помимо загрязнения, строительная деятельность может вызвать и истощение подземных вод, т.е. уменьшение их запасов. Это может произойти в ходе строительных работ при осушении карьеров, тоннелей, глубоких строительных выемок и котлованов.

Мероприятия по защите гидросферы

• снижение объема сточных вод, сбрасываемых предприятиями стройиндустрии за счет развития малоотходных и безотходных технологий, внедрение систем замкнутого оборотного водоснабжения;

• принудительную очистку сточных производственных вод;

• выделение на любом водном объекте водоохраной зоны шириной от 0,1 до 1,5 км. В пределах водоохранных зон запрещается любое строительство, распашка земель, свалка мусора и отходов производства.

• своевременные противоэрозионные мероприятия.

• для предотвращения выноса загрязняющих веществ с территории строек, предусматривают ее ограждении с отводом поверхностных вод по системе лотков в отстойники с последующей их очисткой.

• организация регулярной уборки территории, установка специальных мест стоянок и мест заправки строительных машин и механизмов, упорядочивание складирования стройматериалов и т.д.

• строгий контроль за расходование вод для различных нужд промышленно-строительного процесса.

• мониторинг.

Источники загрязнения почвы

• строительные материалы в момент их транспортировки и хранения, без соблюдения технических требований, смыв загрязненных вод с территории стройки и др.

• отходы, остающиеся после строительства и реконструкции объектов. В красках окрашенных кирпичей, осыпавшейся штукатурки и в других покрытиях обнаруживается большое количество токсичных тяжелых металлов.

• захламление территории строек. В этом случае резко снижается биопродуктивность земель, почва и подземные воды загрязняются на многие десятки лет.

• почвы могут интенсивно загрязняться сверху в результате газопылевых выбросов.накапливающиеся в почве токсиканты длительное время будут представлять опасность для популяций любых организмов, включая человека.

• Запечатывание почв, т.е. покрытие их асфальтом и цементными плитами.запечатанные почвы практически не участвуют как в малом биогеохимическом, так и в большом (геологическом) круговороте веществ, деградируют и переходят в разряд биосферно-инертных почв. К тому же запечатанные почвы, нарушая влажностной режим застроенных территорий, способствуют развитию подтопления.

• Эрозия почв. Разрушение и снос верхнего плодородного слоя ветром или водным потоком называют эрозией. Если этот процесс развивается в период строительства, его называют строительной эрозией.

• Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки дорог, трубопроводов, линий связи, при открытой разработке месторождений естественных строительных материалов и т.д.

Способы отчистки почвы

• Физические способы включают:

1) механическое удаление загрязнителей вместе с породой и вывоз их в места складирования;

2) удаление загрязнителей фильтрующим потоком жидкости (промывка, дренаж, откачка и др.);

3) создание экрана из обожженных грунтов;

4) аэродинамическое воздействие для удаления газообразныхэкотоксикантов.

• Для очистки загрязненных грунтов от тяжелых металлов, нитратов, фенолов, радионуклидов и т.п. успешно применяются электрохимические способы, в основе которых лежит воздействие на них постоянным электрическим током, при этом различные экотоксиканты мигрируют к катоду или аноду и затем извлекаются из грунта.

• Для химических способов очистки используют химические реакции между загрязнителями и вводимыми в грунт смолами, жидким стеклом, битумами и др. В результате создаются защитные экраны-барьеры для тех или иных загрязнителей.

• Очень эффективны биологические способы очистки, основанные на поглощении загрязнителей микроорганизмами, растениями, грибками и т.п., и их последующем удалении. Эти способы отличаются экологической чистотой и высокой эффективностью даже при низких концентрациях экотоксикантов.

• Фитомелиорация. Суть метода заключается в подборе наиболее терпимых данному загрязнителю видов растений. Кроме устойчивости к экотоксикантам, они должны выполнять и другую важную экологическую функцию - по возможности очищать почвы и грунты от загрязняющих веществ, т.е. фитомелиорировать их.

7.2 Рациональное использование строительных материалов

Рациональное использование леса в строительстве

Древесина на сегодняшний день представляет собой достаточно ценный строительный материал. Причем его стоимость постоянно увеличивается. Это объясняется тем, что деревьев становится все меньше и меньше. Вырубка древесины в больших масштабах является настоящим бичом экологии не только нашего государства, но и всего мира. Молодые деревья попросту не успевают вырастать. Так что такое положение вещей - это настоящая проблема, требующая немедленного решения. Залогом успеха в этом случае является более рациональное использование древесины в промышленности в целом и в строительстве в частности. И каждый человек осознает, что он в силах помочь обществу в решении этой проблемы, то в ближайшем будущем ситуация исправится.

С другой стороны древесина - это настолько дорогой строительный материал, что его перерасход невыгоден и самим людям. Ведь зачем, как говорится, платить больше. Для уменьшения количества отходов во время строительства нужно прибегнуть к помощи рационального использования леса в строительстве. Именно здесь кроется успех в решении этой проблемы. Итак, как же это работает. Прежде всего, нужно точно оценить необходимое количество строительных материалов и их вид. Так, например, если вы строите дом из оцилиндрованного бревна, то нужно точно определить количество бревен, их диаметр и длины. Естественно, что, например, при необходимой длине бревна четыре метра, лучше покупать пятиметровой, а не шестиметровое изделие. То же качается и других строительных материалов из дерева. В целях экономии сырье для его обработки нужно использовать исключительно современные инструменты, которые обеспечивают наименьшее количество таких отходов, как стружка и опилки. Использование устаревшего оборудования не даст желаемого результата.

...