レポート: 建築資材の生産における環境リスク。 エコロジーと建材 コンクリートの環境性を高める方法

近年、建設現場では、環境に害を与えない環境技術を導入する傾向が顕著になっています。 生産に携わる企業様へ 建材、環境安全性の遵守には厳しい要件があります。 そしてこれはファッションへの賛辞ではなく、人生そのものによって決定される必然性です。 環境に優しい建材を優先することで、私たちと子孫の健康を同時に大切にしています。

特定の建築材料の環境への優しさの程度について明らかに十分な情報が存在しないという事実にもかかわらず、材料によっては無害である一方で、逆にある程度環境を汚染する材料があることは誰もが知っています。

有害または非生態学的建築材料とは、環境に悪影響を与える合成材料が製造に使用されている材料のことです。 さらに、そのような生産にはより多くのエネルギー消費が必要です。 自然に自己分解したり、得られた建築材料をリサイクルしたりすることは問題外です。 使用後は埋め立て地に捨てられ、そこで空気と土壌を汚染し続けます。

環境に優しくない建材:

  • 発泡ポリスチレン - 心筋梗塞や静脈血栓症を引き起こす有毒物質スチレンを放出します。
  • この技術を考慮して、断熱材(押出ポリスチレンおよび発泡ポリスチレン)にHBCDD(ヘキサブロミオシクロドデカン)を添加し、可燃性を低減しています。 少し前に、欧州化学庁は、HBCDD が既知の 14 種類の有毒物質の中で最も危険な物質の 1 つであると宣言しました。
  • 断熱ボードはポリウレタンをベースに作られています。 これらには有毒なイソシアネートが含まれています。
  • リノリウム、ビニール壁紙、装飾フィルムは、空気中の重金属含有量の原因となる建築材料として広く使用されています。 これらの物質は時間の経過とともに人体内に蓄積し、腫瘍の発生を引き起こす可能性があります。
  • 低品質の塗料、ワニス、マスチックは、鉛、銅のほか、麻薬物質であるトルエン、キシレン、クレゾールを含むため、健康にとって最も危険であると考えられています。
  • コンクリートは緻密で耐久性があることが知られています。 残念なことに、コンクリートの密度が空気の自由な侵入を妨げ、電磁波の増幅に寄与します。
  • 鉄筋コンクリートにはコンクリートと同じ欠点がありますが、それに加えて電磁波も遮蔽します。 その結果、そのような材料で建てられた家やオフィスに住んだり働いたりする人々は、疲労に悩まされることがよくあります。
  • ポリ塩化ビニルは、多くのワニスや塗料の成分です。 日光により空気に触れると分解して塩酸塩を放出し、肝臓や血管の病気を引き起こします。
  • 粉塵中のポリウレタンフォームは皮膚、目、肺に悪影響を及ぼします。

家の建設に必要な資材を購入するときは、衛生的および疫学的な証明書を受け取るように要求してください。 この結論により、選択した建築材料の毒性レベルがわかります。

幸いなことに、部屋に存在しても害を及ぼさないだけでなく、逆に人の身体的および精神的な状態にプラスの影響を与える他の材料、つまり環境に優しい建築材料があります。

環境に優しい建材

エコフレンドリー(環境に優しい)建材とは、製造時や運用時に環境に悪影響を及ぼさない材料のことです。 それらは、絶対的に環境に優しいものと、条件付きで環境に優しいものの 2 つのタイプに分けられます。

絶対に環境に優しい建材は、自然そのものが惜しみなく私たちに与えてくれます。 これらには、木、石、天然接着剤、ゴム、コルク、シルク、フェルト、綿、本革、 天然乾性油、わら、竹など。これらの材料はすべて、太古の昔から人間が家を建てるために使用してきました。 彼らの欠点は、常に反応するとは限らないことです 技術的要件(耐久性と耐火性が不十分、輸送が難しいなど)。

この点に関して、現在建設中では、条件付きで環境に優しい材料が広く使用されており、これらの材料も以下から作られています。 天然資源、環境にとって安全ですが、より高い技術的パフォーマンスを備えています。

条件付きで環境に優しい建築材料には次のものが含まれます。

  • レンガ
  • タイル
  • 屋根瓦
  • 発泡コンクリートブロック
  • 材質はアルミニウム、シリコン

レンガは化学添加物や染料を使用せずに粘土から作られています。 この材料で作られた壁は強く、耐久性があり、有害な環境の影響に耐性があります。 エネルギー消費量が最も少ないタイプのレンガは、粘土から作られ、わらを補強して作られたレンガであると考えられています。 天日で乾燥させた後、このレンガはすぐに使用できます。 世界人口の 4 分の 1 以上が、この種のレンガで建てられた家に住んでいます。 乾燥した気候の地域では特に耐久性があります。

私たち一人ひとりには、生活水準を向上させる力があります。 統計によると、人はほとんどの時間の約 75% を屋内 (職場または自宅) で過ごします。 したがって、この部屋が何から作られているかが非常に重要です。 環境に優しい材料で家を建てたり、室内装飾にそれらを使用したりすることで、ユニークでありながら健康的な雰囲気を作り出します。

ヒント: 部屋の壁の室内装飾には、わら、ジュート、竹などの木材やマットが最適です。 最後の手段として、石膏と紙の壁紙を使用します。 床の仕上げに寄木細工またはラミネートを使用する場合は、CE マーク (材料が欧州規格に従って製造されていることを意味します) が付いているかどうかに必ず注意してください。

バルト海州漁業艦隊アカデミー

交通学部

国防総省 緊急事態

テーマ:「建材生産における環境リスク」

完成者: Krupnova A.S.

トスノバD.D.

ZChSグループ - 32

カリーニングラード 2009

目標と課題

目標は、環境と人間に対する環境リスクを判断することです。

1. カリーニングラード地域にある建設業に関連する企業を特定する

2. カリーニングラード地域の企業による建築資材の生産中に大気中に放出された爆発物を特定する

3. カリーニングラード地域の建設産業企業からの排出量を把握する

4. カリーニングラード地域の建設業界の企業の1つで調査を実施する

5. 定義する マイナスの影響大気中への爆発性放出により基準を超えた場合、環境と人体に影響を与える

カリーニングラード地域の企業リスト

1. 工場「鉄筋コンクリート製品 - 1」、プリブレジニ村、ザヴォツカヤ通り、11

2. 工場「鉄筋コンクリート製品 - 2」 Mukomolnaya St., 14

3. レンガ工場「チャイコフスキー」プラウディンスキー地区、ジェレズノドロジヌイ村、キルピチナヤ通り、3

4. アスファルトコンクリート工場、Dvinskaya St.、93

5. Baltkeramika LLC、Zavodskaya str.、11

6. Ecoblock LLC Maloye Isakovo、Guryevskaya St.、1

7. コスモブロック LLC、バルティック ハイウェイ、1

建材の生産とその生産中に大気中に放出される有害物質コンクリート製造

コンクリートは 偽のダイヤモンドセメント、砂利、水を混合して得られます。

コンクリートミキサーに各成分を投入し、同時に水を供給します。

混合後、出発原料は重い液体に似た可塑性混合物を形成します。 したがって、生コンクリートはコンクリートとは呼ばれず、コンクリート混合物と呼ばれます。 しばらくして初めて、混合物は固まって石に変わります。 コンクリート。

鉄筋コンクリートとは、構造用鋼で補強されたコンクリートのことです。

主な汚染物質: 炭素、窒素、硫黄の酸化物。 炭化水素; 無機粉塵

アスファルトの製造

アスファルトは、ビチューメン (60 ~ 75% が天然、13 ~ 60% が人工) と鉱物 (石灰岩、砂岩など) の混合物です。 砂、砂利、砕石と混合して高速道路の建設、屋根材、防水材、電気絶縁材として、パテや接着剤の調製に使用されます。

古典的なアスファルト コンクリートは、砕石、砂、鉱物粉末 (充填剤)、およびアスファルト結合剤 (アスファルト、ポリマー-アスファルト結合剤) で構成されています。

主な汚染物質: 鉛とその無機化合物

窒素酸化物; すす; 二酸化硫黄 (二酸化硫黄 - SO2); 一酸化炭素(CO); 飽和炭化水素C12-C19; 燃料油灰。 無機粉塵(SiO2 > 70%)ダイナスなど。 無機粉塵(SiO2 = 20-70%)、セメント、耐火粘土など。 無機粉塵(SiO2)<20 %) известняк и др.

レンガの生産

セラミックレンガは、粘土とその混合物をオーブンで焼成して得られるレンガです。

セラミックレンガは粘土(ほとんどの場合赤色)から作られ、製造の最後に最高1000℃の窯で焼成されます。

セラミックレンガを準備するには 3 つの方法があります。

最初の最も一般的な方法はプラスチック法です。粘土の塊 (湿度 17 ~ 30%) をベルト プレスから絞り出し、その後焼成します。

2番目の方法は、原料の準備によって区別されます。それは、水分含有量8〜10%の粘土塊から強いプレスによって形成されます。

硬質押出法を使用してレンガを製造する技術には、粘土含水率 12 ~ 14% のレンガをベルト プレスで成形することが含まれます。 成形されたレンガは強度が高いため、切断後すぐに窯台車に乗せられ、その上でレンガの乾燥工程が行われます。

ガスケイ酸塩ブロックの製造

気泡コンクリートの製造には、セメントや石灰との化学的相互作用中にガスを放出する物質の導入が含まれ、アルミニウムの粉末またはペーストはガス発生器として機能します。 HEBEL 気泡コンクリート製造技術によれば、珪砂、石灰、セメントの原料混合物は、膨張後に、温度 180 度、圧力約 14 bar でオートクレーブ処理を受けます。 得られた塊にはサイズ1〜3 mmの多数の細孔が形成され、断熱性、耐霜性、軽量などの材料特性が得られます。

主な汚染物質: シリコン酸化物、アルミニウム、窒素、炭素。

発泡コンクリートブロックの製造

発泡ブロックの製造は、セメント、砂、水、発泡体からなる溶液を硬化させて既製の発泡コンクリートブロックを製造する技術に基づいています。 発泡ブロックの製造には、次の方法が使用されます。発泡コンクリートをカセット金属型に注入し、完成した発泡ブロックを手動で取り外す方法、大きな塊を注入してブロックに切断する方法、分離不可能なカセット型枠を注入してその後の自動脱型を行う方法。

主な汚染物質: シリコン酸化物、窒素、炭素。 重金属化合物。 エアロゾルと懸濁液。

表 1. 2003 年の建設産業からの大気への排出量

OJSC「Zavod ZhBI-2」は、カリーニングラードおよびその地域でコンクリートおよび鉄筋コンクリート製品(RCC)、生コンクリート、さまざまな目的のモルタル、鉄筋メッシュ、フレームを生産する単一の現代最大の複合施設です。

環境汚染による環境リスクと人への悪影響について考えてみましょう。

表 2. 鉄筋コンクリート製品の大気中への汚染物質の最大許容放出基準 - 2

汚染物質の名前

2008 年の総排出量、t/年

五酸化バナジウム

酸化鉄

マンガンおよびその化合物

二酸化窒素

窒素酸化物

二酸化硫黄

硫化水素

一酸化炭素

フッ化物ガス状化合物

フッ化物無機質の貧弱な溶液。

ベンゾピレン

白い魂

飽和炭化水素 C12 ~ C19

エマルソン

浮遊固体

無機粉塵、含有。 70 - 20% 二酸化ケイ素

研磨粉塵

木粉

フッ化物ガス状化合物

車両を含む

二酸化窒素

窒素酸化物

二酸化硫黄

酸化炭素

合計

4,098987

含む:

液体と気体の

表3 鉄筋コンクリート製品の廃棄物発生基準-2

名前

危険クラス

年間基準、t/年

2008年

溶接スラグ

使用済み砥石とそのスクラップ

鉛バッテリー

油で汚れた洗浄剤

油および鉱物脂肪製品で汚染された固形生産材料の廃棄物

使用済みオイル

粉塵を含む廃コンクリート混合物< 30%

鋼製溶接電極の残留物および燃えカス

未選別鉄スクラップ

鋼の削りくずは汚染されません。

天然無垢材から出る木くず

天然無垢材のおがくず

天然無垢材削り出し

表 4. コンクリート製品周囲の汚染物質のバックグラウンド濃度 - 2

ザグリアh悪化する物質

風速、m/s

方向

濃度 (C)、mg/m3

二酸化窒素

一酸化窒素

一酸化炭素

建設業界からの波及効果のリスクを予測する

二酸化窒素の場合:第2種。

確率=-5.51+7.49lg(0.15/0.085)=-3.66

粉塵用:3級。

確率=-2.35+3.73lg(0.39/0.3)=-1.92

一酸化窒素の場合:第3種。

確率=-2.35+3.73lg(0.04/0.4)=-6.08

一酸化炭素の場合:第4種。

確率=-1.41+2.33log(3.1/5)=-1.89

結論

実施された調査に基づいて、次のように結論付けることができます。

1.コンクリート製品からの一酸化炭素と粉じんの排出基準-2を超えた場合、それぞれ1万人当たり297人、278人が被害を受ける。

2. 人体が一酸化炭素にさらされると、酸素欠乏症の発症、細胞呼吸の破壊、および身体の死亡 (濃度 1% の場合、数分以内)、および心臓発作が発生する可能性があります。

3. 身体上の無機粉塵にさらされると、肺疾患や炎症過程が発症し、換気能力や肺活量が低下し、目や上気道の粘膜に損傷を与え、皮膚に炎症を起こし、死亡率が増加する可能性があります。肺がんと腸がん、扁桃炎、咽頭炎、鼻炎の発生率の増加。

ロシア連邦教育科学省

連邦州高等専門教育予算教育機関

「国立研究トムスク工科大学」

学部 - 天然資源研究所

方向性(専門) - 化学技術とバイオテクノロジー

部門 - TOV および PM

生態学的問題ポリマーの製造

分野「有機物質の革新的化学技術開発」

執行者

E.V. Zenkova 学生 gr.5a83

スーパーバイザー

L.I. ボンダレトワ上級講師、博士号

トムスク2012

導入

.化学と高分子材料技術における環境問題

.ポリマー廃棄物の分類

3.高分子材料のリサイクルおよび中和方法

.廃水および排出ガスの処理

4.1排水処理方法

4.2ポリマー製造からのガス排出を浄化する方法

5.無駄のない技術開発の基本原則

結論

導入

ポリマー生産は、最もダイナミックに発展している産業の 1 つです。 2010 年の世界のポリマー生産量は 2 億 5,000 万トンに達し、毎年平均 5 ~ 6% 増加しています。 先進国におけるそれらの比消費量は1人あたり85〜90kgに達しています。 年ごとに増加し続けています。 ポリマー製造業者のこの関心は、主に、それらに基づいて技術的に価値のあるさまざまな材料を入手できる可能性に関連しています。

さまざまなプラスチックやエラストマーをベースとしたポリマー材料 (PM) は、その独特の物理化学的、構造的、技術的特性により、国民経済や医療のさまざまな分野で広く使用されています。

社会生活を営む上では、ポリマー材料の生産・加工のあらゆる段階で廃棄物の発生が避けられません。 したがって、人間の健康や環境に与える害と同様に、それらの処分の問題の関連性は依然として深刻です。

1. 化学と高分子材料技術における環境問題

ポリマー材料は、ポリマーに加えてさまざまな成分(成分)を使用して作成されるため、通常、多成分系です。 産業や農業、日常生活など、さまざまな現場で必要とされる高分子材料を得ることが高分子材料製造技術の課題です。 ポリマーの多成分の性質により、場合によってはその製造だけでなく実際の使用も、材料から有害な低分子物質を分離するという望ましくないプロセスによって複雑になるという事実が生じます。 使用条件によっては、その量が数質量パーセントに達する場合があります。 ポリマー材料と接触する環境では、さまざまな化学的性質を持つ数十の化合物が見られます。

ポリマーの生成と使用は、人体、周囲の生産環境、人間の居住環境、さらには環境全体への影響に直接的または間接的に関係しています。 後者は、ポリマーおよびポリマーから作られた製品の使用後、廃棄物が土壌に埋められ、ポリマー材料の分解中に放出される有害物質が土壌や廃水を汚染し、それによって環境を悪化させる場合に特に重要です。 高分子材料の製造と使用におけるエコロジーの問題。

たとえば、土壌汚染はどのような影響を及ぼしますか? まず第一に、生物の自然生息地の直接的な減少です。 第二に、ある地域の汚染は、例えば地下帯水層を通した汚染の移動により、近隣の地域に危険をもたらします。 第三に、温室効果を生み出すメタンや二酸化炭素などの有害なガスによる大気汚染は、地球規模の環境変化を引き起こす可能性があります。

ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルの製造は、環境に重大な環境問題をもたらします。 これには、さまざまな有毒モノマーや触媒が使用され、廃水やガス排出物が生成され、その中和には多大なエネルギー、原材料、人件費がかかり、製造業者が常に良心的に実行しているわけではありません。

塩基性ポリマーの生産の生態学に関連するいくつかの例を見てみましょう。

ポリエチレンおよびその他のポリオレフィンの製造は、可燃性および爆発性 (カテゴリー A) に分類されます。エチレンおよびプロピレンは空気と爆発性混合物を形成します。 どちらのモノマーも麻薬作用があります。 エチレンの空気中の最大許容濃度は 0.05*10-3 kg/m3、プロピレンの場合は 0.05*10-3 kg/m3 です。 高密度ポリエチレン (LDPE) の製造は、高圧と高温を使用するため、特に危険です。 重合中にエチレンが爆発的に分解する可能性があるため、反応器には特別な安全装置(膜)が装備され、箱の中に設置されています。 プロセス制御は完全に自動化されています。 低密度ポリエチレンやポリプロピレンの製造において、触媒として使用される塩化ジエチルアルミニウムは特に危険です。 反応性が高いです。 水や酸素と接触すると爆発する。 有機金属化合物を扱うすべての操作は、純粋な不活性ガス (精製窒素、アルゴン) 雰囲気中で実行する必要があります。 少量のトリエチルアルミニウムは、密封された強力なガラス製アンプルに保管できます。 大量のものは、密閉容器に入れ、乾燥窒素環境で、または炭化水素溶媒 (ペンタン、ヘキサン、ガソリン - 水分を含まないように) で希釈した溶液の形で保管する必要があります。 トリエチルアルミニウムは有毒物質です。吸入すると蒸気が肺に影響を与え、皮膚に接触すると痛みを伴う火傷を引き起こします。 これらの産業でもガソリンが使われています。 ガソリンは引火性の液体であり、さまざまな種類のガソリンの引火点は -50 ~ 28 °C の範囲にあります。 ガソリン蒸気と空気の混合物の発火限界濃度は 2 ~ 12% (体積) です。 これは人体に麻薬効果をもたらします。 空気中のガソリンの MPC = 10.3*10-3 kg/m3。 粉末ポリオレフィンは爆発性混合物を形成します。 ポリプロピレンの最大許容濃度は 0.0126 kg/m3 です。 粉末ポリオレフィンを輸送するとエアロゾルが形成され、必然的に静電気が蓄積し、火花の発生につながる可能性があります。 パイプラインを通したポリオレフィンの輸送は、不活性ガス雰囲気中で行われます。 同様のポリマーはポリ塩化ビニルです。 塩化ビニルの製造と使用も、爆発性および火災の危険性 (カテゴリー A) に分類されます。 ガス状の塩化ビニルには麻薬作用があり、塩化ビニルが多量に含まれる室内に長時間滞在すると、めまいや意識喪失を引き起こします。 作業エリアの最大許容濃度は 3*10-5 kg/m3 です。 1*10-4 kg/m3 の濃度で粘膜の刺激を引き起こし、2*10-4 kg/m3 でも臭いを感じ始めます。 モノマーの開放蒸発による蒸気を吸入すると、急性中毒を引き起こします。 ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロクロロエチレン、およびポリフッ化ビニルの製造に使用される他のモノマーも同様に毒性があります。

これに関連して、ポリマーおよびポリマー材料の製造プロセス、それらの操作、および人間による使用後の PM 廃棄物の破壊の環境安全性の管理を確保する必要があります。

2. ポリマー廃棄物の分類

生成源に基づいて、すべてのポリマー廃棄物は 3 つのグループに分類されます。

技術的生産の無駄。

産業消費廃棄物。

公共消費の無駄。

ポリマー材料の技術的無駄は、合成および加工中に発生します。 それらは除去不可能な技術廃棄物と除去可能な技術廃棄物に分類されます。 除去できない廃棄物には、エッジ、トリミング、スプルー、破片、バリなどが含まれます。このような廃棄物は 5 ~ 35% 発生します。 除去できない廃棄物は、元の一次ポリマーと何ら変わらない性質を持つ高品質な原料です。 製品への加工は特別な設備を必要とせず、同一企業内で行われます。 除去可能な生産の技術的無駄は、合成および加工のプロセスにおける技術的体制が観察されない場合に形成されます。つまり、これは最小限に抑えるか完全に排除できる技術的欠陥です。 技術生産廃棄物はさまざまな製品に加工されたり、原料への添加物として使用されたりします。

産業消費廃棄物は、さまざまな産業で使用されていない高分子材料で作られた製品(タイヤ、容器包装、農業用フィルム廃棄物、肥料袋など)の故障の結果として蓄積します。 これらの廃棄物は最も均質で汚染が最も少ないため、リサイクルの観点から最も興味深いものです。

公共消費廃棄物は家庭や飲食店などに蓄積され、最終的には都市の埋め立て地に行き着きます。 最終的に、それらは新しいカテゴリーの廃棄物、つまり混合廃棄物に移行します。 この廃棄物は公共消費廃棄物の 50% 以上を占めます。 このような廃棄物の量は増え続けており、ロシアでは一人当たり約80kgに達します。 最大の困難は、混合廃棄物の処理と使用に関連しています。 その理由は、家庭廃棄物に含まれる熱可塑性プラスチックが非相溶性であるためであり、段階的に材料を分離する必要があります。

使用されなくなったポリマー製品の形での産業廃棄物および家庭廃棄物の量はかなりの量であり、食品、ソフトドリンク、医薬品などの技術用品および家庭用品の高度な包装材料を考慮すると、徐々に増加しています。 ポリエチレンフィルム、温室農場、飼料生産の廃止。 鉱物肥料、家庭用化学薬品、ナイロンネット、家庭用品、社会的および文化的アメニティ、子供のおもちゃ、スポーツ用品、カーペット床材、リノリウム、輸送用梱包材、コンテナの袋。 ケーブル、ポリマーパイプなどの製造および運用から生じる廃棄物。 PET製容器包装およびその他のPETを使用した製品。

さらに、ポリマー包装された工業製品、食品、医薬品、化粧品などの大量輸入により、この廃棄物の発生量が増加します。

これらの廃棄物は、腐敗したり自然破壊したりしないという点で特殊であり、蓄積して土地を占有し、人口密集地域、水域、森林を汚染します。 燃やすと有毒ガスが発生するため、埋め立て地ではげっ歯類や昆虫の生息にとって好ましい環境となります。

したがって、ポリマー製品の産業廃棄物および家庭廃棄物は環境に危険をもたらします。

廃水リサイクルポリマー

3. 高分子材料のリサイクルおよび中和方法

ポリマー生産に伴う環境汚染と闘うためにどのようなアプローチが使用されていますか?

.廃ポリマー材料を熱的にリサイクルおよび中和する方法。 最も自然なことは、これらの有機物質を高温で酸化するか、単に燃やすことだと思われます。 しかし、これは本質的に貴重な物質や材料を破壊します。 燃焼生成物はせいぜい水と二酸化炭素ですが、これは元のモノマーさえ戻すことが不可能であることを意味し、その重合によって破壊されたポリマーが生成されます。 さらに、上で述べたように、大気中への大量の二酸化炭素 CO2 の放出は、地球規模の望ましくない影響、特に温室効果をもたらします。 しかし、さらに悪いことは、燃やすと有害な揮発性物質が生成され、空気、ひいては水と土地を汚染することです。 染料や顔料を含む多数の添加剤はもちろんのこと、ポリエチレン合成の触媒として使用される重金属など、人間の健康に極めて有害な重金属など、さまざまな化合物が環境中に放出されています。

ポリマー廃棄物を熱処理する方法は次のように分類できます。

ポリマー材料を熱破壊して固体、液体、気体の製品を生成するため。

燃焼または吸入すると、ガス状生成物や灰が生成します。

次に、熱破壊は従来のように次のように分類されます。

比較的低温でのポリマーの浅い熱分解に使用され、主に低分子物質が生成されます。

高温での熱分解により、液体および気体の生成物と少量の固体残留物が生成されます。

熱分解を使用すると、多くの有用な製品を得ることができますが、この方法は非常にエネルギーを大量に消費すると考えられており、高価な装置の使用が必要です。 ポリマー廃棄物を埋め立て地に堆積するという方法もありますが、ほとんどのプラスチックは何十年も分解されず、土壌に多大なダメージを与えるため、これは明らかに非現実的です。 したがって、堆積と燃焼という従来の廃棄物処理方法はポリマーには受け入れられません。 前者の場合、水にさらされた結果、有害なアミン含有生成物が形成され、後者の場合、シアン化水素、窒素酸化物などの有毒ガスが放出されます。

.寿命を調整できるポリマー材料の開発。 近年、「環境に優しい」ポリマーやそれから作られる製品を合成するための新しいアイデアが生まれ、実用化され始めています。 私たちが話しているのは、自然条件下で多かれ少なかれ急速に分解する可能性があるポリマーとそれから作られた材料についてです。 すべての生物学的ポリマー、つまり主にタンパク質と多糖類を含む植物や生物によって合成されるポリマーは、ある程度破壊されやすく、その触媒は酵素であることに注意してください。 ここでは、自然が創造したものは破壊する可能性があるという原則が観察されています。 この原理が機能しない場合、微生物、植物、動物によって大量に生産された同じポリマーが、それらの死後も地球上に残ることになります。 これは想像することさえ困難です。なぜなら、それは地球上に存在するすべての生物の死体の素晴らしい地球規模の廃棄物になるからです。 幸いなことに、このようなことは起こらず、非常に効率的な生物学的触媒である酵素がその役割を果たし、この課題にうまく対処します。 3 種類の分解性ポリマー材料が知られています。すなわち、次のとおりです。

光分解性。

生分解性。

水溶性。

これらはすべて、通常の動作条件下では十分に安定しており、容易に分解されます。 ポリマー材料に光の影響下で分解する能力を与えるには、特別な添加剤が使用されるか、組成物に感光性基が導入されます。 このような高分子材料が実用化されるためには、以下の要件を満たす必要があります。

修飾の結果として、ポリマーの性能特性が大きく変化してはなりません。

ポリマーに導入される添加剤は有毒であってはなりません。

ポリマーは分解を受けずに従来の方法を使用して処理する必要があります。

このようなポリマーから作られた製品は、紫外線が直接浸透しない状態で長期間保管および使用できる必要があります。

ポリマーが破壊するまでの時間は既知である必要があり、その時間は大きく異なります。

ポリマーは微生物の影響下で分解することが知られている。 この場合、それ自体が微生物によって容易に破壊され、吸収される物質がポリマーに導入されました。 デンプンとアクリル酸メチルのグラフトコポリマーは実用的な重要性を見出しており、そのフィルムは農業で土壌マルチングに使用されています。 非分岐パラフィン炭化水素は微生物に非常によく吸収されます。 生分解性添加剤には、カルボキシルセルロース、乳糖、カゼイン、酵母、尿素などが含まれます。

.廃ポリマー材料を含む組成物。

廃ポリマー材料は建設に広く使用されています。 ほとんどのアスファルト路面では、主な結合成分はさまざまな性質のアスファルトです。 耐水性が不十分であることが特徴です。 これらすべてがアスファルト舗装の特性を著しく悪化させ、耐用年数を短縮します。 ビチューメンとの組成物にポリオレフィンを使用することは、コーティングの特性を変更するための伝統的な方向性の 1 つです。 ポリオレフィンに 30% を超える廃棄物を導入することは、システムの層間剥離を引き起こす可能性があるため、非現実的であることが実験的に確立されています。 この組成物はビチューメンとポリオレフィン廃棄物を 40 ~ 100 °C で混合することによって得られ、混合物は室温で冷却される特別な形態に降ろされます。

建設における廃棄物の使用は次の分野に区別できます。

特性を変更するために伝統的な建築材料との組成物に使用する。

防音スラブとパネルを入手する。

建物や水圧構造物の建設に使用されるシーラントの作成。

.廃ポリマー材料をリサイクルして利用します。 ポリマーによる環境汚染を軽減するための、より有望かつ合理的な方法は、使用済みのポリマーおよびそれらから作られた製品をリサイクルすることです。 しかし、この問題は一見したほど単純ではありません。それは、私たちが通常、砂粒子などの汚れた廃棄物を扱っているからです。 これにより、初期ポリマーの一次加工に使用される高性能かつハイテク機器を使用する可能性が排除されます。 この装置は、鉱物由来の固体粒子の研磨効果により、すぐに故障してしまいます。 しかし、原則として可能であれば、加工中であっても、結果として得られる製品は「汚い」ものであり、その外観と消費者特性は一次製品と競合することができません。 ただし、ここではリサイクル製品を別の目的に使用する機会があり、その場合は要件が大幅に低くなります。 特に、汚染されたポリエチレン製品は、屋根材として使用するために数ミリメートルの厚さの板に加工することができます。これには、低密度、つまり軽量、柔軟性、耐食性を意味するほか、従来の製品に比べて否定できない利点が数多くあります。熱伝導率が低いため、断熱性に優れています。

ポリマー材料をリサイクルする一般的なスキームには次の段階が含まれます。

事前の仕分けと清掃。

研削;

洗浄と分離。

タイプによる分類。

乾燥、造粒し、製品に加工します。

この点で最大の成功は、自動車用タイヤを含むタイヤなどの大規模なゴム製品のリサイクルにおいて達成されています。 これらはすすが充填された加硫ゴムから作られており、タイヤに含まれるすすの含有量はこのために黒色であり、重量の 40% に達します。 耐用年数が終わったタイヤは廃棄されず、粉々に砕かれます。 安価な装置で粉砕することで、1ミリ以上の大きな粒子を得ることが可能です。 これらの大きな粒子は道路舗装材に添加され、機械的特性と耐久性が大幅に向上します。 特殊な機械を使用すると、粒子のサイズが約 0.01 ミリメートルの薄い分散液を得ることができます。 このパン粉は新しいタイヤの製造中にゴムに添加されるため、原材料が大幅に節約されます。 同時に、このようにして得られたタイヤの品質は、実際には元のタイヤと比べて劣りません。 このアプローチにより、無駄な製品のポイ捨てによる環境への害を大幅に削減すると同時に、石油製品の重合またはパラゴムノキの木の乳液樹液から得られるゴムの消費量を大幅に節約することができます。

4. 廃水および排出ガスの処理

1 排水処理方法

合成ポリマーやプラスチックを生産するほとんどの企業は、さまざまな起源の汚染物質を含む大量の廃水を生成します。 徹底的な浄化が行われないと、それらは河川や貯水池に排出され、それによって河川や貯水池を汚染し、環境悪化につながります。 現在、この問題は非常に緊急になっており、将来的には循環プロセスに基づいて完全に廃水の生成を完全に排除する必要がある。 水を最も経済的に使用すると、廃水の量が減ります。 それらを完全に排除し、淡水の消費を最小限に抑えることは、閉じたサイクルで動作する無駄のないプロセスを作成することによってのみ可能です。 このような生産施設の設計の経験から、他のすべての利点に加えて、廃水の排出と処理を伴うオープン スキームよりも経済的であることがわかりました。

最も一般的に使用される方法には次のものがあります。

· 粗大粒子を除去するため - 沈降、浮選、濾過、清澄、遠心分離。

· 微粒子およびコロイド粒子を除去する - 凝集、凝集、電気沈降法;

· 無機化合物からの精製 - 蒸留、イオン交換、冷却法、電気的方法;

· 有機化合物からの精製 - 抽出、吸収、浮選、生物学的酸化、オゾン化、塩素化。

· ガスおよび蒸気からの精製用 - 吹き込み、加熱、試薬による方法。

· 有害物質を破壊する - 熱分解。

使用される処理方法は、廃水の量、量、分散、不純物の組成によって決まります。 不純物の数が多く、その層状の組成があるため、通常、精製方法は複雑な方法で使用されます。

企業における効率的に稼働する処理プラントの構築は、以下を目的としています。

· 産業排水による天然水の汚染の防止。

· 水の消費量が減るため、 精製水を生産サイクルに戻すことで、企業内での水サイクルを組織化できます。

2 ポリマー製造からのガス排出を浄化する方法

ポリマー材料の製造には、ガス排出物に含まれる有毒物質の放出が伴います。 排出ガスの量と組成に応じて、有毒物質からガスを浄化するために、火災、熱触媒、収着触媒などのさまざまな方法が開発されています。

着火方式。 排出ガスの直接燃焼は、乾燥設備とボイラー炉の両方で実行でき、後者の場合、中和度は 1000 ~ 2000 °C の温度で 99% になります。

熱触媒による中和方法は、最大 400 °C の温度で発生します。 排出ガス浄化には、白金族触媒の存在下、360 ~ 400 °C で有機物質が酸化されます。 有機化合物の酸化が起こり、二酸化炭素と水が生成されます。 精製度は95~97%です。 収着触媒法は、有機化合物の含有量が低いガス排出物を浄化するために使用されます。

5. 無駄のない技術開発の基本原則

無駄のないプロセスとは、環境への影響が損なわれないように、原材料とエネルギーを、原材料 - 生産 - 消費および二次原材料というサイクルの中で最も合理的かつ包括的に使用する生産方法です。正常に機能しています。

BOP の基礎となる最も重要な原則には次のようなものがあります。

一貫性;

原材料とエネルギー資源の統合利用。

物質の流れの循環性。

環境安全。

合理的な組織。

組み合わせと分野間の協力。

低廃棄物、特に廃棄物ゼロ生産における主なことは、廃棄物のリサイクルではなく、生産自体で廃棄物が発生しないように原材料を処理するための技術プロセスを組織化することです。 結局のところ、生産廃棄物とは、何らかの理由で未使用の原材料の一部、つまり半製品や不良品などであり、一定期間廃棄されずに環境中に排出されたものです。 しかし、多くの場合、廃棄物は他の産業や産業の原料となります。 プラスチック加工技術の基礎。

BOP 開発の主な要件は次のように定式化できます。

大気および流域内の物質の含有量に関する基準の無条件遵守。

技術プロセスの効率的な実施。

気体と液体を精製するための、おそらくより経済的な(最初の 2 つの要件への準拠を考慮した)技術スキームの使用。

リストされた 3 つの要件を組み合わせると、新しい方法で最適なソリューションを選択するという問題が生じます。 したがって、純粋に技術的な観点から見ると、必然的に大量の排出を伴う古い技術を使用している企業の廃止は時期尚早であることが判明する可能性があります。 しかし、この問題を解決するための統合的なアプローチがあれば、新しい作業場を迅速に建設し、既存の作業場を清算することが正当化される可能性があります。 有害な排出物によって環境に引き起こされる損害についての厳密な経済評価が欠如しているため、最適な経路の探索は依然として複雑になっています。 この問題を解決するための最も合理的なアプローチは、まず主要な技術プロセスを改善することです。これには、循環物質の量を減らし、ガスや液体の排出の可能性を排除することが含まれます。

結論

現在の世代の人々は、私たちの周囲の環境、つまり土地、水、空気には化学物質の搾取に対する無限の免疫が備わっているわけではないと、ついに確信するようになりました。 そして、自然に対する不注意で不注意な扱いは今日でも明らかですが、人々はすでにこれがもたらす破滅的な結果を理解し、再評価し始めています。

環境問題を解決することの重要性により、ポリマーとその製造技術に対する厳しい要件が求められています。ポリマーの製造は環境に優しいか、少なくとも環境への影響を最小限に抑えなければなりません。 ポリマーは耐用年数終了後に技術的にリサイクル可能であるか、生分解性でなければなりません。

人間の活動のさまざまな分野にポリマー材料が広く導入されているため、ポリマーの専門家は環境保護の問題を含む多くの重要な問題に直面しています。 これらの問題を適切に解決するには、ポリマー材料のリサイクルおよび中和の方法を知る必要があります。 食品や医療目的でプラスチック製品を国民経済に導入する場合、放出された有毒物質の組成と高感度かつ選択的な方法を使用した定量的評価の資格のある検査を義務付ける必要があります。 二次ポリマー材料の処理プロセスは、一次ポリマーの不足による廃棄物の量の削減、その合理的な使用、および無駄のない技術の創出の観点から特に重要です。 リサイクルされたポリマー材料は、現在冶金分野で副原料が占めているのと同じ場所を加工プロセスで占めています。

使用したソースのリスト

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3.高分子材料の製造と使用におけるエコロジーの問題。 Lirova B.I.、Suvorova A.I.、ウラル州立大学、2007、24 p。

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Kulezneva, M.: Higher School、1995 年、527 ページ、2004 年、600 ページ。

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10.Lyapkov A.A.、Ionova E.I. 環境保護技術。 チュートリアル。 - トムスク: 出版社。 TPU、2008年。 - 317ページ。

類似作品 - ポリマー生産の環境問題

バルト海州漁業艦隊アカデミー

交通学部

緊急保護局

テーマ:「建材生産における環境リスク」

完成者: Krupnova A.S.

トスノバD.D.

ZChSグループ – 32

カリーニングラード 2009

目標と課題

目標は、環境と人間に対する環境リスクを判断することです。

1. カリーニングラード地域にある建設業に関連する企業を特定する

2. カリーニングラード地域の企業による建築資材の生産中に大気中に放出された爆発物を特定する

3. カリーニングラード地域の建設産業企業からの排出量を把握する

4. カリーニングラード地域の建設業界の企業の1つで調査を実施する

5. 爆発物の大気中への放出により基準を超えた場合の環境と人体への悪影響を判断する

カリーニングラード地域の企業リスト

1. 工場「鉄筋コンクリート製品 – 1」、プリブレジニ村、ザヴォツカヤ通り、11

2. 工場「鉄筋コンクリート製品 - 2」 Mukomolnaya St., 14

3. レンガ工場「チャイコフスキー」 プラウディンスキー地区、ジェレズノドロジヌイ村、キルピチナヤ通り、3

4. アスファルトコンクリート工場、Dvinskaya St.、93

5. Baltkeramika LLC、Zavodskaya str.、11

6. Ecoblock LLC Maloye Isakovo、Guryevskaya St.、1

7. コスモブロック LLC、バルティック ハイウェイ、1

建材の生産とその生産中に大気中に放出される有害物質

コンクリート製造

コンクリートはセメント、砂利、水を混ぜて作られる人造石です。

コンクリートミキサーに各成分を投入し、同時に水を供給します。

混合後、出発原料は重い液体に似た可塑性混合物を形成します。 したがって、生コンクリートはコンクリートとは呼ばれず、コンクリート混合物と呼ばれます。 しばらくして初めて、混合物は固まって石に変わります。 コンクリート。

鉄筋コンクリートとは、構造用鋼で補強されたコンクリートのことです。

主な汚染物質: 炭素、窒素、硫黄の酸化物。 炭化水素; 無機粉塵

アスファルトの製造

アスファルトは、ビチューメン (60 ~ 75% が天然、13 ~ 60% が人工) と鉱物 (石灰岩、砂岩など) の混合物です。 砂、砂利、砕石と混合して高速道路の建設、屋根材、防水材、電気絶縁材として、パテや接着剤の調製に使用されます。

古典的なアスファルト コンクリートは、砕石、砂、鉱物粉末 (充填剤)、およびアスファルト結合剤 (アスファルト、ポリマー-アスファルト結合剤) で構成されています。

主な汚染物質: 鉛とその無機化合物

窒素酸化物; すす; 二酸化硫黄 (二酸化硫黄 – SO2); 一酸化炭素(CO); 飽和炭化水素C12〜C19; 燃料油灰。 無機粉塵(SiO2 > 70%)ダイナスなど。 無機粉塵(SiO2 = 20-70%)、セメント、耐火粘土など。 無機粉塵(SiO2)<20 %) известняк и др.

レンガの生産

セラミックレンガは、粘土とその混合物をオーブンで焼成して得られるレンガです。

セラミックレンガは粘土(ほとんどの場合赤色)から作られ、製造の最後に最高1000℃の窯で焼成されます。

セラミックレンガを準備するには 3 つの方法があります。

最初の最も一般的な方法はプラスチック法です。粘土の塊 (湿度 17 ~ 30%) をベルト プレスから絞り出し、その後焼成します。

2番目の方法は、原料の準備によって区別されます。それは、水分含有量8〜10%の粘土塊から強いプレスによって形成されます。

硬質押出法を使用してレンガを製造する技術には、粘土含水率 12 ~ 14% のレンガをベルト プレスで成形することが含まれます。 成形されたレンガは強度が高いため、切断後すぐに窯台車に乗せられ、その上でレンガの乾燥工程が行われます。

ガスケイ酸塩ブロックの製造

気泡コンクリートの製造には、セメントや石灰との化学的相互作用中にガスを放出する物質の導入が含まれ、アルミニウムの粉末またはペーストはガス発生器として機能します。 HEBEL 気泡コンクリート製造技術によれば、珪砂、石灰、セメントの原料混合物は、膨張後に、温度 180 度、圧力約 14 bar でオートクレーブ処理を受けます。 得られた塊にはサイズ1〜3 mmの多数の細孔が形成され、断熱性、耐霜性、軽量などの材料特性が得られます。

主な汚染物質: シリコン酸化物、アルミニウム、窒素、炭素。

発泡コンクリートブロックの製造

発泡ブロックの製造は、セメント、砂、水、発泡体からなる溶液を硬化させて既製の発泡コンクリートブロックを製造する技術に基づいています。 発泡ブロックの製造には、次の方法が使用されます。発泡コンクリートをカセット金属型に注入し、完成した発泡ブロックを手動で取り外す方法、大きな塊を注入してブロックに切断する方法、分離不可能なカセット型枠を注入してその後の自動脱型を行う方法。

主な汚染物質: シリコン酸化物、窒素、炭素。 重金属化合物。 エアロゾルと懸濁液。

表 1. 2003 年の建設産業からの大気への排出量

OJSC「Zavod ZhBI-2」は、カリーニングラードおよびその地域でコンクリートおよび鉄筋コンクリート製品(RCC)、生コンクリート、さまざまな目的のモルタル、鉄筋メッシュ、フレームを生産する単一の現代最大の複合施設です。

環境汚染による環境リスクと人への悪影響について考えてみましょう。

表 2. 鉄筋コンクリート製品の大気中への汚染物質の最大許容放出基準 - 2

汚染物質の名前

2008 年の総排出量、t/年

五酸化バナジウム

酸化鉄

マンガンおよびその化合物

二酸化窒素

窒素酸化物

二酸化硫黄

硫化水素

一酸化炭素

フッ化物ガス状化合物

フッ化物無機質の貧弱な溶液。

ベンゾピレン

白い魂

飽和炭化水素 C12 ~ C19

エマルソン

浮遊固体

無機粉塵、含有。 70 – 20% 二酸化ケイ素

研磨粉塵

木粉

フッ化物ガス状化合物

車両を含む

二酸化窒素

窒素酸化物

二酸化硫黄

酸化炭素

合計

4,098987

含む:

液体と気体の

表3 鉄筋コンクリート製品の廃棄物発生基準-2

名前

危険クラス

年間基準、t/年

2008年

溶接スラグ

使用済み砥石とそのスクラップ

鉛バッテリー

油で汚れた洗浄剤

油および鉱物脂肪製品で汚染された固形生産材料の廃棄物

使用済みオイル

粉塵を含む廃コンクリート混合物< 30%

鋼製溶接電極の残留物および燃えカス

未選別鉄スクラップ

鋼の削りくずは汚染されません。

天然無垢材から出る木くず

天然無垢材のおがくず

天然無垢材削り出し

表 4. コンクリート製品周囲の汚染物質のバックグラウンド濃度 – 2

建設業界からの波及効果のリスクを予測する

二酸化窒素の場合:第2種。

確率=-5.51+7.49lg(0.15/0.085)=-3.66

粉塵用:3級。

確率=-2.35+3.73lg(0.39/0.3)=-1.92

一酸化窒素の場合:第3種。

確率=-2.35+3.73lg(0.04/0.4)=-6.08

一酸化炭素の場合:第4種。

確率=-1.41+2.33log(3.1/5)=-1.89

結論

実施された調査に基づいて、次のように結論付けることができます。

1. コンクリート製品で一酸化炭素と粉塵の排出基準を超えた場合、それぞれ 10,000 人中 2,297 人、278 人が被害を受けることになります。

2. 人体が一酸化炭素にさらされると、酸素欠乏症の発症、細胞呼吸の破壊、および身体の死亡 (濃度 1% の場合、数分以内)、および心臓発作が発生する可能性があります。

3. 身体上の無機粉塵にさらされると、肺疾患や炎症過程が発症し、換気能力や肺活量が低下し、目や上気道の粘膜に損傷を与え、皮膚に炎症を起こし、死亡率が増加する可能性があります。肺がんと腸がん、扁桃炎、咽頭炎、鼻炎の発生率の増加。

建材産業の環境影響図 (BMI)。

集中的な産業開発と大小の都市の建設に関連して、人間の活動が環境に及ぼす悪影響を防ぐという問題が生じます。

この問題を解決する上で、建設業界、特に建材業界の役割は大きい。 建材産業が環境に及ぼす影響は多岐にわたり、原材料の採取から建物や構造物の運用に至るまで、あらゆる段階で発生します。 ライフサイクル全体を通して。 建設業界の多くの企業は、セメントアスベスト、膨張粘土、その他の種類の粉塵による環境汚染(大気や水域、地表)の発生源となっています。 火力発電所の排ガス。 廃水、さまざまな油およびエマルション。 燃料および潤滑油。 廃棄物や不良品。

原材料の抽出、建材や製品への加工は、環境に悪影響を及ぼさない省資源技術を用いて行われるべきです。 したがって、建設業界では、人為的汚染から環境を保護する問題だけでなく、自然資源の合理的利用の問題も解決できる、低コストで無駄のない技術の創出に大きな注目が集まっています。リソース。

廃棄物を出さない技術は、環境に影響を与えないように、原材料とエネルギーを原材料、生産、消費、副原料のサイクルの中でより合理的かつ総合的に使用する主な生産方法です。その正常な機能を妨害します。

廃棄物を出さないテクノロジーの形態の 1 つは、廃棄物を含むさまざまな産業からの廃棄物の処理と処分です。 そして彼ら自身の。

廃棄物処理は社会経済問題です。 産業廃棄物の除去と投棄は、環境を汚染から保護するだけでなく、生産に費やされる社会的労働と資金の一部が失われることを意味します。

産業廃棄物は流域や土壌を汚染します。 同時に、多くの種類の廃棄物は建築資材の生産のための貴重な原材料となります。

したがって、建材業界における環境保護の主な方向性は次のとおりです。

当社独自の資源だけでなく、多くの産業からの二次鉱物資源(エネルギー、冶金、化学などからの大規模廃棄物)の利用。

最も効率的で汚染の少ないものを選択して、燃料とエネルギー資源を合理的に使用する。

企業の低無駄のない生産への移行。

水の消費量を最小限に抑え、閉鎖的な給水サイクル、効果的な廃水処理システムを提供する技術の開発と導入による合理的な水の消費。

建設業界における環境安全工学

建設業界における環境安全の確保は、環境保護対策と建材の生産に消費される資源の合理的利用を通じて行われます。

さまざまな環境物体(大気、水、土壌)の汚染の状態とレベルに関する客観的な情報を得るには、信頼できる分析手法を使用する必要があります。 あらゆる方法の有効性は、選択性と測定の精度、得られた材料の再現性、元素の検出限界、分析速度などの一連の指標によって評価されます。

環境状態を効果的に管理するための最も重要な対策の 1 つは、大気、水、土壌を汚染するすべての排出物と排出物の一覧表を作成することです。

大気、水、土壌の分析を通じて環境の状態を監視します。 また、環境の改善と汚染の予防を図るため、高度な環境配慮技術を活用した環境に配慮した建材・製品・構造物の生産に向けた取り組みを進めています。

環境状態を安定させ、その後改善するための方向性の 1 つは、建設業界における企業の環境認証システムの創設です。 認証の方法論的根拠は、GOST 17.00.04-90「産業企業のパスポート」です。 基本規定」。 技術規制に関する連邦法もこれを目的としています。