Тема 26. Экологические и социальные аспекты хранения и утилизации АТС

Во всем мире автомобильный транспорт приобретает все более интенсивное развитие: по объему перевозок он в четыре раза превосходит все остальные виды транспорта, вместе взятые. Однако, наряду с очевидными преимуществами, процесс развития автодорожного комплекса сопровождается возрастающим негативным воздействие5м на окружающую среду.

По статистическим данным Евросоюза (SAE) усредненный автомобиль имеет массу 1390 кг, полный период его эксплуатации – 12 лет, полный пробег 190 тыс. км. За это время автомобиль потребляет более 14 т топлива и 200 л масла, выделяет в атмосферу более 52 т отработанных газов, в том числе 113 кг диоксида серы, 73 кг диоксида азота и 42 кг мелкодисперсных частиц (сажи). Суммарный объем твердых отходов – 4400 кг, жидких – 190 кг. Ежегодно автомобильный парк России «производит» в качестве отходов более 2 млн. тонн изношенных покрышек, 200 тыс. т свинцовые аккумуляторов, 60 тыс. т деталей пластмасс. Только в одном автомобиле может оказаться более 10 различных пластиков: полипропилен, поликарбонат, полиэтилен, поливинилхлорид, полиамид, полиуретан и др.

В странах Европы, где приняты жесткие законодательные нормы в отношении отходов, создана система сбора и переработки автомобильного лома. В «Постановлении о переработке использованных автомобилей» Евросоюза установлены количественные нормативы повторного использования и восстановления автомашин и автомобильных деталей; запрещены разделка, захоронение, сжигание автомашин; предусмотрена обязанность сбора деталей, агрегатов и механизмов автомобилей, содержащих ядовитые и токсичные вещества.

Скопление большого числа автомобилей на ограниченных площадках значительно обостряет экологические проблемы, связанные с чрезмерным загрязнением воздуха, воды, почвы, угнетением и уничтожением

растительности. В связи с интенсивным ростом и одновременно старением автомобильного парка нашей страны в число первостепенных выдвигаются вопросы управления автотранспортными отходами, особенно в крупных городах.

Для оценки объемов потребления расходных материалов и запчастей предприятиями автосервиса, выбросов вредных веществ в окружающую среду при эксплуатации АТС целесообразно использовать методический подход, в соответствии с которым можно проанализировать особенности конструкций на примере автомобилей (легковых, типа ВАЗ, грузовых – ЗИЛ – 4331, автобусов «Икарус») и тип технологических процессов их обслуживания и перевозок. При оценке используются нормативно – методические и справочные материалы, расход запчастей. Материалов и инструмента на ремонтно – эксплуатационные нужды, расход топлива, масел, спецжидкостей в эксплуатации, периодичность работы по ТО и ремонту, выбросы загрязняющих веществ.

Эксплуатация автомобильных магистралей связана с поступлением в атмосферный воздух, водные объекты и почву комплекса химических соединений. Выбросам вредных примесей автотранспортом присущ ряд отличительных особенностей.

Во – первых, с ростом численности автотранспорта непрерывно растет и валовый выброс вредных веществ в окружающую среду (ОС).

Во – вторых, в отличие от стационарных источников загрязнения ОС, привязанным к определенным площадкам и отдаленных от жилой застройки санитарно – защитными зонами, автотранспорт является источником диффузного загрязнения территорий.

В – третьих, выбросы вредных веществ автотранспортными средствами в ОС представляют собой чрезвычайно сложную смесь токсичных компонентов, рассеивание которых в приземном слое атмосфере в черте городской застройки затруднено.

В – четвертых, современные возможности снижения объемов и токсичности выхлопных газов АТС не всегда способны обеспечить достижение желаемых результатов.

Эти особенности ставят проблему защиты населения от неблагоприятного воздействия выбросов АТС в ряд наиболее сложных и актуальных проблем. Другим фактором риска для здоровья населения является транспортный шум.

В настоящее время для оценки влияния комплекса факторов ОС на здоровье населения предложен ряд методических подходов: в частности, количественно – пространственно – временная характеристика комплекса факторов ОС, построение различных вариантов математических моделей взаимосвязей показателей состояния среды с характеристиками здоровья и т. д.

Основным критерием, на основе которого разрабатываются мероприятия по защите здоровья населения от воздействия неблагоприятных факторов, является отсутствие риска для здоровья лиц, проживающих в зоне влияния этих факторов. Критерием же отсутствия риска является достижение того уровня «приемлемого риска», значение которого зависит от типа этого риска, количества и длительности воздействия неблагоприятного фактора.

В соответствии с Постановление Департамента Госсанэпиднадзора РФ: «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения в РФ» (№ 25 от 10.11.97г.) методология оценки риска здоровью является действенным механизмом медико – экологической экспертизы и служат интересам защиты здоровья населения от неблагоприятного воздействия факторов ОС.

Методология оценки риска здоровью основываются на определении доз вредных примесей или физических факторов, которые воздействуют на человека. В настоящее время отсутствуют унифицированные методы расчета этих доз применительно к строящимся автодорогам. Поэтому при проведении экспертизы проектов строительства автомагистралей

целессобрвазно использовать комплексный подход, основанный на математическом моделировании уровня максимальных из возложенных концентраций вредных примесей в атмосферном воздухе и уровня шумового воздействия, и оценки риска для здоровья населения, подвергающегося этому воздействию.

Эта методология оценки риска здоровью при проведении методико – экологической и гигиенической экспертизы подразумевает выполнение четырех основных этапов: идентификации опасности, оценка экспозиции, оценка зависимости «доза – ответ», характеристика риска.

Идентификация опасности. Применительно к практической деятельности этот этап работы подразумевает инвентаризацию выбросов химических соединений и физических факторов, учет их влияния на окружающую среду.

Оценка экспозиции. На этом этапе проводится исследования объектов по определению реальных дозовых нагрузок выбросов вредных веществ, с которыми сталкиваются те или иные группы населения. Источниками информации являются данные мониторинга и результаты расчета фактических выбросов.

Оценка зависимости «доза – ответ» проводится путем количественной обработки данных, включающих: определение и количественное описание связи между воздействующей или поглощенной дозой химических соединений и частотой случаев негативных последствий для здоровья людей; установление с помощью математических моделей зависимости «доза – ответ» величины вероятности появления негативных последствий при воздействии данной дозы.

Характеристика риска – заключительный этап оценки риска. На этом этапе обобщаются полученные данные о различных количественных и качественных характеристик риска. Характеристика риска определяется количественно при расчете выбросов вредных веществ, полученной при изучении зависимостей «доза – ответ». На основании полученных

результатов принимается решение о степени риска и допустимости влияния возможных неблагоприятных факторов на здоровье населения.

Данный методологический подход оценки риска здоровью был апробирован на стадии экспертизы проекта Кольцевой автодороги в Санкт – Петербурге. Расчет показал, что на всех участках проектируемой автомагистрали максимальные концентрации таких примесей, как сажа, диоксид серы, формальдегид и бенз(а)пирен, не превышают значение 0,9 ПДК в пределах границы дороги. При этом приоритетными загрязнителями являются диоксид азота и оксид углерода.

Исходными данными для определения шумовых характеристик тракторных потоков на отдельных перегонах проектируемой магистрали явились интенсивность движения АТС, доля грузового движения в транспортном потоке и его скорость. Использование этих характеристик позволило рассчитать ожидаемые эквивалентные уровни звука автомагистрали для 15 перегонов. По результатам расчета проведены защитные мероприятия, противодействующие шуму: шумозатные экраны, полосы зеленых насаждений, тройное остекление окон.

Оценка индивидуального риска для здоровья населения, ассоциируемого с автотранспортными выбросами в ОС, по критериям немедленного, хронического и канцерогенного риска показала, что они не превышают своего приемлемого значения на расстоянии 50 м от автомагистрали.

Исследования показали, что наибольшую опасность для возникновения повышенных концентраций для людей предоставляют узкие уличные коньон и парковка автомобилей непосредственно у стен зданий во дворах – «колодцах», т. к. в этом случае зоны двухкратного и более превышения ПДК у наружных стен расширяются вплоть до проникновения внутрь жилых помещений. Строительные оболочки зданий способны ослабить внешние концентрации загрязняющих веществ лишь на (30 – 40)%.

Между уровнем техногенной нагрузки и риском здоровью населения от воздействия автотранспортных потоков существует положительная сильная корреляционная связь (р = 0,89). Причем наибольшее влияние на увеличение риска развития неблагоприятных острых эффектов оказывает легковой автотранспорт (р = 0,85 – прямая корреляционная связь), менее значим, ввиду его меньшей численности, поток грузового автотранспорта (р = 0,50 – 0,76 – прямая корреляционная связь средней силы).

К числу объектов, отрицательно влияющих на ОС, относятся отходы АТС: изношенные автомобили и их заменяемые детали (шины, аккумуляторы, корпуса, рамы, агрегатные узлы и др). Основу отходов легкого автомобиля, например, массой 800 кг составляют черные и цветные металлы в количестве, равном соответственно 71,1 и 3,4%, полимерные материалы – 8,55, каучук – 4,7, стекло – 4 %, бумага и картон – 0,5%, прочие материалы, в том числе и опасные химические соединения – 7,8%.

Движение отходов АТС начинается с площадок сбора данных отходов. Часть этих площадок, оснащенных резательным и прессовым оборудованием для обработки отходов, может быть преобразована в сортировочно – накопительные склады. Разработка АТС на составные части (раму, кабину, двигатель, агрегаты, колеса и др.) должна проводится на специализированных предприятиях.

В общем виде структурная схема утилизации представляет собой систему мер по управлению движением потоков отходов АТС и комплексной их утилизации (рис 26.1).

Рис. 26.1. организационно – технологическая схема утилизации отходов автотранспортных средств.

Перед разработкой АТС целесообразно разделить на четыре технологических потока, различающихся возможностью использования специализированных постов для их разборки: легковые автомобили, автобусы грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы. Рабочие посты разборчивых участков, наряду со специализацией, должны обладать определенной универсальностью. Достаточная универсальность должна быть главным принципом организации работ и оснащения технологическим оборудованием всех разборочных участков.

Утилизация изношенных автомобильных шин считается одной из актуальных задач в области переработки автотранспортных отходов. За рубежом существует несколько направлений утилизации изношенных шин (ИШ):

- полезное размещение при дородном строительстве (шумопоглащающие экраны, барверы безопасности, подпорные стенки и т. д);

- получение регенерата для шинной промышленности и производства РТИ;

- изготовление изделий из резиновой крошки: взлетно – посадочных полос, бордюров для автодорог, плитки для спортивных площадок и т. д.;

- сжигание для получения теплоты и электроэнергии;

- пиролиз, гидрирование, газификация, деполимеризация с получением ценных химических продуктов.

В современных покрышках содержится не менее 60% резины, 20% текстильного и 20% металлического корда. Резиновая составляющая характеризуется высокой теплотой сгорания – 7200 ккал/кг. За рубежом использование ИШ для получения электрической и тепловой энергии является наиболее быстро развивающимся рынком в промышленности переработки отходов.

В настоящее время в большинстве развитых стран проблемы рециклинга ИШ привлекают все большее внимание. В странах ЕС восстанавливается около 15% ИШ для легковых машин и более 50% грузовых покрышек, что на 20% дешевле производства новых шин, без ухудшения их эксплуатационных характеристик.

Утилизация полимеров. Рациональная организация заготовки вторичных термопластов должна отвечать следующим требованиям: четкие ограничения по ассортименту заготавливаемых отходов (при обеспечении допустимой загрязненности и соблюдении требований здравоохранения, охраны труда и промышленной безопасности); регламентация ответственности, прав и ответственности участников переработки отходов.

В первую очередь необходим селективный сбор экологически опасных хлорированных термопластов (ПХВ), которые при неквалифицированном сжигании могут стать очагами диоксинового заражения и плохо совместимы по технологическим режимам переработки с другими полимерами. Практически любые отходы ПХВ можно считать вторичным сырьем, поскольку при длительном старении ПХВ изменению подвергаются лишь тонкие слои (до 0,5 мм), а основная масса ПХВ сохраняет свои свойства. Разделение смешанных отходов термопластов по видам производят следующими способами: флотацией в тяжелых средах, аэросепарацией и химическими методами.

Смеси термопластов подвергаются переработке на стандартных литьевых машинах при соблюдении следующих условий:

- вторичное сырье должно иметь сыпучее состояние, чтобы гарантировать равномерное питание перерабатывающего оборудования;

- смесь термопластов не должна содержать металлических включений и жестких посторонних тел;

- для смесей термопластов, содержащих ПХВ, должно применяться оборудование в коррозионностойком исполнении.

Отходы реактопластов в общем объеме вторичных пластиков занимают небольшую часть, но ввиду особенностей своей переработки и использования выделены в отдельное направление. Из способов переработки реактопластов и полимерных композитовых материалов (ПКМ) на их основе преимущество отдается измельчению на различных агрегатах. Применение дизентеграторов – активаторов для переработки отходов ПКМ позволит получить порошки с развитой поверхностью частиц (размером до 70 мкм), содержащих активные функциональные группы, что улучшает их совместимость с полимерными и минеральными композициями. Измельченные на дезинтнграторах отходы находят применение:

- в эпоксидных порошковых красках (замена окиси титана) для улучшения адгезионных и деформационно – прочностных характеристик покрытий;

- в составе пенопластов;

- в составе композиций для декоративных строительных плит и полимербетонов;

- в качестве добавок в полимерные связующие.

Переработка металлолома. Для достижения наибольшего эффекта по переработке и дальнейшего использования металлолома АТС необходима тщательная его сортировка на определение группы, в которых все детали должны быть максимально близки по химическому составу. Такая сортировка достаточно сложна, но ее можно значительно упростить, соответствующим образом маркирую деталь на стадии ее изготовления. Маркировка должна означать марку или шифр материала. Из которого деталь изготовлена, по существующему стандарту на момент изготовления. Нанесение подобных меток на детали – обязательное условие производства на многих зарубежных фирмах. В результате при сортировке металлолома можно точно разделять детали по всем необходимым видам и маркам используемых материалов. Введение в процессе изготовления деталей сплошной их маркировки, безусловно, несколько удорожает продукцию, однако при этом снижаются последующие расходы на использование металлолома.

После дробления АТС получают три основные фракции: магнитную (черные метолы), воздушную (неметаллические материалы с низкой плотностью) и фракцию, в которую входят все цветные металлы – алюминий, цинк, медь, а также нержавеющая сталь. Первый в России завод по переработке лома черных металлов (ООО «Хетек»), отвечающий требованиям экологической безопасности, введен в 2000г. в Ленинградской области. Потребителем металлошихты стал «Ижорский завод». Проектная мощность завода «Хетек» составляет 104 тыс. т. в год.

Обращение с отработанными маслами. Отработанные масла (ОМ) относятся к категории опасных отходов, сбор и утилизация которых в большинстве промышленно развитых стран регулируется государственными законами, экологическими стандартами и экономическими условиями. Повышенное внимание к практическому исполнению этих нормативов документов обусловлено объемами и экологической опасностью образующихся ОМ, а также их ценными свойствами как углводосодержащего сырья. Хорошо отлаженный механизм рециклинга в виде вторичных ОМ способствует их возвращению в сектор потребления полупродуктов или продуктов и обеспечивает реальную экономию ресурсов. В Германии собирается ежегодно свыше 0,5 млн. т ОМ, в США – около 5 млн. т.

Однако введение все большего количества полифункциональных присадок с целью повышения эксплуатационных характеристик приводит к накоплению в ОМ все более токсичных для окружающей среды соединений. Высокая экотоксичность, химическая агрессивность, сложный состав и пониженная способность ОМ к технологической переработке делают непростым выбор направления их рециклинга – методов и конкретных технологий утилизации.

Принципиально в рециклинге различают две группы методов утилизации отходов – методы утилизации отходов без переработки и методы утилизации отходов на основе переработки (рис. 26.2).

	Методы утилизации ОМ

Технологии утилизации

	- Захоронение в объектах ОС; - Использование в качестве консервантов и др.		Сжигание в печах в качестве добавки к топливу котельной		- Фильтрация - Коагуляция - Экстракция - Сепарация		- Термический крекинг -Каталическое гидрирование

Целевые продукты

					Регенерированные масла		Вторичные продукты

Уровень экологической

безопасности технологий

	Отсутствуют		Низкий		Средний		Высокий

Рис. 26.2. Методы и технологии утилизации отработанных масел.

Применение технологий утилизации ОМ на основе механических методов (без изменения качественного состояния отходов), таких как захоронение ОМ или их использование в качестве антиадгезивов, консервантов, технологических смазок и т. д., представляет большую опасность для почвенных и водных экосистем и в законодательном порядке запрещено в большинстве развитых стран. Термические методы утилизации ОМ заключается в их сжигании. Снижение предварительно неочищенных масел в установках в качестве добавки к котельному топливу сопровождается образованием большего количества золы и высокотоксичных газов, в которых содержаться такие суперэкотоксиканты, как хлорированные диоксины. Применение этих методов приводит к очень сильному загрязнению ОС, в связи с чем они такие находятся под запретом в ряде стран.

В настоящее время в США и странах ЕС рециклинг ОМ практически полностью обеспечивается методами утилизации на основе переработки: физико – химическими и термохимическими.

Наиболее перспективными методами утилизации ОМ, одновременно обеспечивающими высокий уровень экологической безопасности производства и позволяющими получать вторичные нефтепродукты высокого качества, являются термохимические. Использование их предполагает глубокую переработку нефтеотходов с помощью современных высокотемпературных технологий, при которых происходит изменений структурного состава исходного сырья.

Ресурсосберегающие технологии переработки ОМ на основе термохимических методов широко распространены в промышленно развитых странах. Охрана окружающей среды является общегосударственным делом и эффект. Получаемый в результате проведения природоохранных мероприятий, имеет в большей степени социальную, чем экономическую значимость.

Дата добавления: 2014-01-04