Материалы и изделия из техногенного и вторичного сырья. Учебное пособие

Порядок выполнения работы

1.Привести классификацию промышленных и бытовых отходов по различным признакам согласно заданию (табл. 3).

2.Привести виды отходов по химическому составу.

3.Определить область применения отходов как сырье для производства строительных материалов и изделий.

4.Виды техногенных отходов КБР.

Таблица 3

Варианты заданий

1Черная металлургия и химическая промышленность

2Цветная металлургия и лесная промышленность

11

Продолжение таблицы 3

3Горно-обогатительная и химическая промышленности

4Деревообрабатывающая и текстильная промышленности

5Химическая промышленность и бытовая деятельность человека (ТБО)

6Промышленность строительных материалов и цветная металлургия

7Энергетический комплекс и черная металлургия

8Деревообрабатывающая и горно-обогатительная промышленности

9Агропромышленный комплекс и лесная промышленность

10Промышленность строительных материалов и энергетический комплекс

Работу выполнить в табличной форме (табл. 4).

Контрольные вопросы

1.Классификация промышленных отходов.

2.Техногенное сырье и ее классификация.

3.Классификация отходов по П.И. Баженову.

4.Применение техногенного сырья в производстве строительных материалов.

5.Виды техногенного сырья КБР.

6.Возможные пути применения техногенного сырья КБР.

12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в техногенных материалах

Цель: определение предельно допустимой концентрации вредных веществ в техногенных материалах, инструментальное определение радиационного фона изделий и материалов.

Общие сведения

Качество окружающей среды видоизменяется за счет негативно влияющих производственных факторов. Подвергается им и человек. В рабочей сфере имеются понятия предельно допустимых концентраций и уровней, которые, хоть и подвергают человеческий организм некоторой токсичности, ограничивают это влияние.

ПДК – предельно допустимая концентрация, максимальная величина воздействия вредного вещества, которая за некоторое продолжительное время не действуетгубительно на здоровье человека или природу.

ПДУ – предельно допустимый уровень. Предполагает максимальный уровень вредоносного физического фактора (в виде радиации, вибрации), при котором на организм человека или природу не будет оказано разрушительного действия.

ПДД – предельно допустимая доза. Предельное значение вредных агентов, которые, попадая в организм человека, не несут опасности.

Так, ПДК опасных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать 0,1 мг/м3.

Во избежание ухудшения показателей здоровья, каждый работник должен получить соответствующую информацию о видовой принадлежности работы и особенностях воздействия ее вредных факторов на условия труда, уровне вредности, рисках развития неблагоприятных состояний, хронических заболеваний и их осложнений, медикопрофилактической работе, проводимой на данном предприятии и т. д.

Одним из наиболее опасных загрязнений сырья для строительных материалов и изделий является наличие в них вредных веществ, тяжелых металлов и радиационных излучений. Наиболее опасными являются гамма-излучении, которые не имеют ни запахов, ни звуков и можно обнаружить только специальными приборами [2].

Содержание легко растворимых вредных веществ в сырье устанавливается химическими анализами, они должны быть не более ПДК, установленной санитарными нормами (СанПиН 1.2.3685–21) (табл. 3–6).

13

Все выделяемые виды ПДК приняты для конкретных веществ при их изолированном действии (то есть для случаев, когда в среде имеется только один конкретный химикат). Фактически, такая ситуация невозможна, поскольку только в атмосферном воздухе содержится огромное количество примесей, в числе которых всегда есть вредоносные соединения. Поэтому на практике используется принцип гигиенического нормирования. Например, при взятии проб городского воздуха в лаборатории учитывают коэффициенты параллельного воздействия 36 смесей из 2 компонентов и 20 смесей из 3–5 составляющих.

Чтобы оценить санитарное состояние различных сред, необходимо определить следующие типы ПДК:

–для воздушной среды;

–для водной среды;

–для почвы;

–для продуктов питания.

Каждый из перечисленных показателей имеет особенности измерения и регламентируется конкретными законодательными актами РФ.

Для воздушной среды

Для определения величины ПДК вредных веществ в воздухе, нужно измерить сразу несколько показателей:

максимально разовая ПДК (ПДК м.р.). Концентрация, не прино-

сящая вреда организму человека, который дышит воздухом городской атмосферы на протяжении 22–35 мин;

среднесуточная ПДК (ПДК с.с.). Концентрация, не оказывающая негативного влияния на самочувствие горожан, дышащих воздухом в течение неопределенно долгого времени;

ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.). Это концентрация, которая не вызывает проблем со здоровьем у людей, вдыхающим воздух в здании

втечение 7,5–8 ч/сут. Регламентируется ГОСТ Р 59670–2021 (ИСО 20581 2016) (включаетнормыдля445загрязняющих соединений).

Основной документ, регламентирующий предельно допустимую концентрацию токсинов в атмосферном воздухе – СанПиН 1.2.3685–21.

В табл. 5 приведены показатели наиболее распространённых типов химических соединений.

14

Таблица 5

Показатели для наиболее распространенных типов химических соединений

ПДК с.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3.

ПДК м.р. – предельно допустимая максимальная (кратковременная) разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3.

Для рабочих помещений нормативы предполагают следующую предельно допустимую концентрацию некоторых веществ (табл. 6).

Таблица 6

Предельно допустимая концентрация некоторых веществ

15

Отдельно оценивается уровень содержания в атмосферном воздухе радиоактивных изотопов. Их ПДК зафиксированы в «Нормах радиационной безопасности» и должны измеряться в обязательном порядке не только для атмосферного воздуха, но и на производственных объектах, где используются такие типы химических соединений.

Для водной среды

В этом случае нормы ПДК будут зависеть от того, с какой целью используется водоем. Различают варианты предельно допустимых концентраций веществ для объектов следующих типов водопользования:

–культурно-бытового (ПДКкб);

–хозяйственно-питьевого (ПДКхп);

–рыбохозяйственного (ПДКрх).

Уровень концентрации конкретных химикатов определяется при помощи лабораторных тестов, которые оценивают разные варианты вредного воздействия на человека и природу. В результате вода оценивается по 3 показателям:

–общесанитарный. Определяет возможность влияния вещества на процессы самоочищения водоемов;

–органолептический. Показывает, насколько сильно химикаты изменяют вкус, цвет и запах воды;

–санитарно-токсикологический. Оценивает, как влияет на здоро-

вье или обитателей водоема (в случае с рыбохозяйственными объектами), конкретный токсин или металл.

Как и в случае с ПДК атмосферного воздуха, строгие рамки по уровню содержания в воде устанавливают «Нормы радиационной безопасности» для соответствующих химических веществ. Нормативные показатели представлены в табл. 7.

16

Эти показатели внимательно отслеживаются, поскольку превышение ПДК в данном случае чревато последствиями для здоровья и даже жизни населения.

Относительно воды, предназначенной для питья, применяется также ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Для почвы

Почва – достаточно сложная среда с точки зрения измерения предельно допустимой концентрации вредных веществ. Это связано сдвумя факторами:

1)химикаты накапливаются в земле достаточно долго, поэтому показатели могут достигать критического уровня только с течением определенного времени;

2)из-за наличия бактерий и других микроорганизмов, в почве происходит процесс разложения и переработки токсических соединений.

Также пробы, взятые из разных мест, будут значительно различаться по химическому составу [2]. Поэтому при взятии анализа обязательно нужно учитывать тип почвы. Нормирование вредных соединений в земле связано с 3 показателями:

– со степенью накопления токсических веществ на территориях промышленных предприятий;

– с количеством ядохимикатов в пахотном слое сельскохозяйственных угодий;

– с уровнем загрязнения земель в жилых районах (преимущественно, на территориях свалок бытовых отходов).

Последний показатель регламентируется ГОСТ Р 53123-2008 (ИСО

20581-5 2005) и ГОСТ Р 58486-2019, ГН 2.1.7.2511-09 [2]. В табл. 8

представлены нормативы ПДК для нескольких типов ядохимикатов и тяжелых металлов.

Таблица 8

ПДК ядохимикатов и тяжелых металлов

17

Продолжение таблицы 9

3Газосиликатный

блок

4Древесина

5Песок

6Щебень

7Кирпич

8Туф

9Цемент

10Щебень туфовый

Сделать выводы по показаниям радиационного фона материалов.

Контрольные вопросы

1.Что понимается под ПДК, ПДД и ПДУ?

2.По каким показателям оценивается ПДК?

3.Наиболее распространенные типы токсинов в атмосферном воз-

духе.

4.Предельно допустимые концентрации веществ для объектов водопользования.

5.Нормирование вредных соединений в почве.

6.Определение радиационного фона материалов.

19

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Испытание отходов разработки вулканических туфов Каменского карьера

Цель: испытание отходов разработки одного из старейших карьеров КБР – Каменского туфового карьера; установление основных характеристик и возможных областей использования в строительстве.

Общие сведения

На государственном учете по КБР находится три месторождения вулканогенных пород для получения пильных камней – Каменское, Заюковское и Куркужинское. Каменское и Заюковское месторождения на учете в распределенном фонде.

Каменское месторождение вулканических туфов расположено в Че- гемскомрайоневрайонес.п.Яникойидетальноразведанов1956–1960гг.

На месторождении выделены три участка: участок пильного камня «Козлинка-1»,дваучасткабутовогокамня–«Козлинка-2»и«г.Длинная».

Добыча пильного камня в настоящее время производится на участке «Козлинка-1». На участке «Козлинка-2» до горизонта 720 м добывается бутовый камень. На участке «г. Длинная» добыча не ведется.

Добыча пильного камня на участке «Козлинка-1» производится ФГУП «Управление строительства Федеральной службы исполнения наказаний». Выход стеновых блоков составляет 46 %.

Заюковское месторождение вулканических туфов в настоящее время разрабатывается ООО «Тутуъку». Расположено в районе с.п. Заюково Баксанского района КБР (рис. 1).

Рис. 1. Карьер по разработке вулканического туфа

20