Технико-экологическая классификация вредных веществ, материалов
Разнообразие природных сырьевых ресурсов, а также вторичных сырьевых ресурсов – многотонажных отходов промышленности по химическому и минералогическому составу, подчас не уступающих добываемым из недр земли сырью, а иногда по технологическим кондициям и превосходящим его, требует высококвалифицированного подхода к применяемым инструментам, средств анализа, обеспечивающих должное количество аналитической оценки, и эффективное использование этих ресурсов в строительстве.
Под вторичными сырьевыми ресурсами будем понимать техногенные и антропогенные продукты, образующиеся в результате промышленного производства и бытовой деятельности человека. Техногенные продукты являются следствием несовершенности технологических процессов переработки сырья. По данным из всего добываемого в мире минерального сырья в общественный продукт использует 2%, остальные 98% в измененном состоянии выбрасывается в виде отходов или незначительно применяется в деле. Например, отходы производства минеральных удобрений, в общей сложности, составляют величину примерно равную 0,5 млрд. тонн, в т.ч. более 150 млн. тонн фосфогипса.
Фосфогипс представляет собой переработанное по существующей технологии вяжущее, недостаточно пригодное для жилищного строительства. В нем, как показывают аналитические исследования, имеются редкоземельные элементы, фтористые соединения вредные для здоровья человека.
|
|
|
Отходы углеобогащенные, направляемые в производство кирпича уже в процессе хранения и обработки канцерогенных выделений.
Значит источником вторичных ресурсов золы и шлака энергетического комплекса, в отвалах которых находится более 1,2 млрд. тонн этого техногенного сырья является по своим свойствам незаменимым компонентом формовочных смесей для получения строительных материалов.
Общеизвестно, что затраты на переработку этого вторичного сырья в 2-3 раза ниже, чем на строительство предприятий, включающих добоечные переделы. Использование золы сухого отбора, сокращающее на 6-10% расход цемента.
Проблема использования попутных продуктов промышленности в чистом виде или в смеси с добываемым минеральным сырьем связана с обязательным полным физическим анализом этих отходов. Т.к. в строительные материалы и изделия попадают вредные отравляющие, радиоактивные и канцерогенные вещества, а сами технологические процессы начинают носить неустойчивый характер.
Экологические требования к строительным материалам
Экологический контроль с позиции усиления экологических требований к строительным материалам – это изучены строительных материалов и их проверка на радиоактивность, сопоставлены с ПДД и ПДК на канцерогенные соединения, особенно органического происхождения, а также на возможность их возникновения в ходе технологического процесса.
|
|
|
Экологический контроль должен производиться по следующим направлениям:
1) определение уровня радиоактивности и на наличие радиоактивных веществ;
2) установление, определение содержание канцерогенных и вредных органических примесей, определение опасных для здоровья химических элементов.
Подход к анализу вторичного сырья целесообразен к следующим видам:
– техногенное силикатное сырье,
– высококремнистое сырье,
– шлаки металлургии,
– сульфато-содержащее техногенное сырье,
– угли и сланцеотходы,
– карбонато-содержащие отходы,
– пиритные огарки и отходы сернистого сырья,
– жидкие поликомпонентные отходы промышленности,
– отходы фосфат-содержащего сырья.
Тенденции развития анализа: повышение точности, чувствительности, экспрессности (быстроты проведения анализа и получения результатов), применение полной автоматизации анализа без перевода проб в раствор (например, при рентгеноструктурном анализе). Наибольшая экспрессность анализа может быть достигнута на основе физико-химических методов анализа состава по возможности без предварительной подготовки проб.
|
|
|
Физико-химические методы анализа:
– атомно-абсорбционные – определение наличия меди, висмута, свинца, сурьмы, кобальта, марганца, никеля, стронция, кадмия, цинка.
– атомно-эмиссионный метод – определение наличия мышьяка, селена, натрия, калия, цезия, рубидия.
– потенциометрический метод – определение наличия фтора, хлора
– спектрофотометрические,
– радиометрические методы.
Многоцелевая направленность анализа сырья должна обеспечить максимальную безопасность строительных материалов и конструкций для человека, их надежность, качество, эстетику и удобство.
Экологические требования к строительным материалам должны быть обеспечены граничными значениями безопасности исходного сырья. Эти граничные значения пригодности сырья определяют, в свою очередь, специфичность условий экологической надежности вторичных сырьевых ресурсов, для которых должны быть соблюдены:
– отсутствие радиоактивности и радиоактивных изотопов (стронция, урана, цезия, скандия, радия, тория, и т.д.) или обеспечение фонового уровня излучения, полное отсутствие органических канцерогенных веществ (оксинов, бензопиренов, диоксинов), а также невозможность их образование в процессе технологической обработки и изготовления изделий.
|
|
|
– обеспечение уровня ПДК канцерогенных элементов (ванадия, бериллия, хрома, селена, цинка и др.)
– обеспечение уровня ПДК отравленных веществ и их соединений (фтора, хлора, азота, брома, фосфора, свинца, кадмия и т.д.)
– отсутствие органических аллергенов.
На технологическом этапе переработки сырья природные соединения в нем претерпевают существенные изменения не только на агрегатном уровне, но и химическом, что может вызвать образование вредных канцерогенных веществ в процессе технологической переработки и изготовлении изделий.
Контроль в производстве строительных материалов и изделий
Исследование процессов получения новых строительных материалов и изделий до настоящего времени ведется без оценки и учета влияния микропримесей химических элементов, влияющих на физико-механические свойства изделий.
Многие сырьевые минеральные ресурсы используются с недостаточно надежными аналитическими данными о содержании микропримесей химических элементов. В основном, определялось содержание основных компонентов с применением устаревшей измерительной техники.
Например, при освоении отходов горнодобывающей промышленности не учитывают количество и состав сопутствующих примесей заложенных природой, влиянием которых пренебрегать нельзя.
Анализ сырьевых ресурсов выполняется в лабораториях по упрощенной схеме, начиная с определения породообразующих элементов, п.п.п., гигроскопической влаги и т.д.
С позиции промышленного освоения техногенных продуктов, экологии среды обитания человека, экономических требований, экологический контроль этих материалов должен предусматривать определение вредных и опасных для здоровья примесей.
Анализ сырьевых ресурсов лежит в основе оценочных категорий пригодных для создания эффективных строительных материалов, и являющихся неотъемлемой частью всего комплекса технологических исследований.
Без развития и широкого применения экологического контроля невозможно полноценное решение проблемы сырьевых ресурсов для производства из них эффективных строительных материалов, изделий и конструкций.
Технико-экологическая классификация вредных веществ, материалов
Установление и определение канцерогенных веществ в строительной продукции
Современный человек проводит в зданиях от 52 до 85% суточного времени, поэтому внутренняя среда помещения даже при невысоких концентрациях токсичных веществ оказывает влияние на самочувствие, работоспособность, аллергопаталогию и др. В воздухе жилых и общественных зданий могут одновременно присутствовать более 100 летучих веществ, относящихся к различным классам химических соединений. Большинство этих веществ относятся к I и II классу опасности.
Одним из мощных источников загрязнения жилых и общественных зданий являются строительные материалы, применяемые в современном строительстве.
В целях эколого-гигиенической экспертизы исследовано более 25 видов строительных материалов (таблица). Установлено, например, что цемент с добавкой гранулированного шлака выделяет в воздушную среду ацетон, этил, ацетат, дихлорэтан, бензол, этилбензол.
Источники поступления вредных веществ
| Вещество | Источники поступления |
| Формальдегид | ДСП, ДВП, мастики, герлен, пластификаторы, шпаклевка, смазки для форм и др. |
| Фенол | ДСП, герлен, линолеумы, мастики, шпаклевка |
| Стирол | Теплоизоляционные материалы, отделочные материалы на основе полистирола |
| Бензол | Мастики, клеи, герлен, линолеумы, цемент и бетон с добавками отходов, смазка для форм и др. |
| Ацетон | Лаки, краски, клеи, шпаклевки, мастики, смазки для форм, пластификаторы |
| Этилацетат | Лаки, краски, мастики, клеи |
| Бутилацетат | Лаки, краски, мастики, шпаклевки, смазки для форм |
| Этилбензол | Шпаклевки, мастики, линолеумы, краски, клеи, смазки для форм, пластификаторы, цемент и бетон с отходами |
| Ксилолы | Линолеумы, клеи, герлены, шпаклевки, мастики, лаки, краски, смазки |
| Бутанол | Мастики, клеи, смазки, линолеумы, лаки, краски |
| Гексональ | Костный клей, цемент с добавками, смазка для форм |
| Пропилбензол | Клей АДМК, линолеум, мастика ВСК |
| Пентиталь | Клей, цемент, герлен |
| Хром | Цемент, бетон, шпаклевки, материалы с добавлением отходов промышленности |
| Никель | Цемент, бетон, шпаклевка, материалы с добавлением отходов промышленности |
| Кобальт | Красители и материалы с добавлением промышленных отходов |
Основные параметры, характеризующие любой промышленный отход: химико-минералогический состав, агрегатное состояние и объем образований. Для выбора направления использования каждый вид промышленного отхода должен пройти следующие уровни оценки:
1. первый уровень – оценка по токсичности (содержание вредных веществ). Токсичность отхода оценивается сравнением состава с ПДК канцерогенных (токсичных) веществ и элементов, при этом возможны три варианта:
1.1 отход содержит значительное количество токсичных веществ, концентрация которых превышает ПДК – отход без специальных мер очистки не может использоваться при производстве строительных материалов и должен быть направлен на захоронение.;
1.2 отход содержит небольшое количество тяжелых металлов – можно использовать материал в обжиговых технологиях, при условии образования в массе достаточной для консервации (капсулирования) тяжелого металла в расплав;
1.3 отход не содержит вредных веществ – отход рекомендуется для следующих оценок:
2. второй уровень – оценка по химико-минералогическому составу;
3. третий уровень – оценка выбора из числа отходов готовых строительных материалов или их компонентов;
4. четвертый уровень – выбор из числа отходов готовых сырьевых смесей (шихт), для производства строительных материалов;
5. пятый уровень – оценка по агрегатному состоянию;
6. шестой уровень – оценка по объему образования.
Классификация вредных веществ по классам опасности
Классификация вредных веществ (загрязнителей) – это разделение вредных веществ (загрязнителей) по классам опасности, агрегатному состоянию, характеру воздействия на человека (биологическая оценка загрязнителя) и др. признакам.
При анализе природного техногенного сырья, строительных материалов из них с учетом экологии на первое место выдвигается определение химических примесей, особенно таких как мышьяк, кадмий, ртуть, селен, фтор, бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром, олово, стронций, фосфор и др.
По степени опасности химические элементы подразделяются на три класса:
I – вещества высоко опасные;
II – вещество умеренноопасные;
III – вещества малоопасные.
Таблица 1 – Отношение химических веществ к классам опасности
| Класс опасности | Химическое вещество |
| 1 | Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бензопирен |
| 2 | Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром, олово |
| 3 | Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций |
Наибольшую опасность представляют тяжелые металлы, которые являются канцерогенными и отравляющими веществами.
Канцерогенные вещества вызывают у человека развитие злокачественных новообразований.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!