ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
(РОСАВТОДОР)

ПОСОБИЕ
ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ДОРОЖНО-
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Москва 2002

В представленной работе обобщены существующие на сегодня проблемы охраны окружающей среды при производстве дорожно-строительных материалов, даны экологические характеристики основных видов производств, рассмотрены варианты применения многотоннажных вторичных ресурсов и попутных продуктов.

Приведены рекомендации по санитарно-гигиенической оценке, в доступной форме изложены вопросы радиоактивности дорожно-строительных материалов, токсичности, даны области применения различных показателей.

В работе наряду с общетеоретическими решен ряд вопросов, относящихся к отдельным производствам и технологическим переделам, проанализированы энергозатраты предприятий дорожного хозяйства и возможные пути их снижения.

В целом представленная работа обобщает и дополняет многочисленные публикации и исследования, проводимые в области охраны окружающей среды в дорожном хозяйстве.

Настоящее пособие разработано начальником Отдела охраны труда и экологической безопасности Росавтодора Евгеньевым Г.И. и доцентом кафедры дорожно-строительных материалов МАДИ (ГТУ) Курденковой И.Б.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. История формирования природоохранного мировоззрения в обществе

1.2. Концепция устойчивого развития в России

2. ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ТРАНСПОРТНО-ДОРОЖНОМ КОМПЛЕКСЕ

4. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

4.1. Общие требования к санитарно-гигиенической оценке производства и применения дорожно-строительных материалов

4.2. Определение уровня токсичности материалов

4.3. Токсичность материалов, используемых в дорожном строительстве

4.4. Асбест и асбестосодержащие материалы

4.5. Радиационная безопасность дорожно-строительных материалов

5. ПРОИЗВОДСТВО ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Строительные материалы и окружающая среда. Общие требования

5.2. Карьеры нерудных материалов

5.3. Асфальтобетонные заводы и эмульсионные базы

5.4. Цементобетонные заводы

6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

7. ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

7.1. Проблемы энергопотребления в отрасли

7.2. Оценка технически возможной экономии энергоресурсов

8. САНИТАРНО-ЗАЩИТНАЯ ЗОНА ПРЕДПРИЯТИЯ

8.1. Требования к санитарно-защитной зоне

8.2. Определение размеров санитарно-защитных зон

8.3. Планировочная организация санитарно-защитных зон

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Промышленное развитие, сопровождающееся расширением производственной деятельности и развитием транспортной сети, непременно способствует увеличению антропогенной нагрузки на природную среду.

Превышение такой нагрузкой пределов самовосстановительных возможностей природы в ряде экологически чувствительных регионов отражает общую тенденцию угнетения развития всех компонентов растительного и животного мира, в том числе угрозу жизни и здоровью людей.

В сложившихся условиях проблема охраны окружающей природной среды приобретает особую актуальность, обоснованную ее высокой позицией в ряду общественных и политических приоритетов.

Природоохранная деятельность наряду с нравственной, этической стороной, имеет значительную прагматическую основу, заключающуюся в привлечении дополнительных источников инвестирования природоохранных мероприятий, модернизации оборудования, внедрении прогрессивных технологий и материалов, повышении общей культуры производства и качества работ.

Поэтому характерным в настоящее время является принятие инвестиционных решений на основе комплексного анализа, при котором, наряду с техническими и финансовыми аспектами, рассматриваются вопросы охраны окружающей природной среды.

Оценка качественного уровня инженерных проектов во многом определяется глубиной и проработанностью природоохранных и восстановительных мероприятий.

Соответственно, система подготовки инженерных кадров не может не учитывать реалий текущего состояния общества и его дальнейших перспектив, связанных с эволюцией техники и природно-хозяйственных систем, способных не только обеспечить поступательное развитие современной цивилизации, но и обеспечить удовлетворение разумных потребностей сегодняшнего поколения без ущерба для будущего.

Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов учебных заведений и специалистов в области транспортного строительства и направлено на ознакомление с общими положениями охраны окружающей среды в транспортно-дорожном комплексе и, в частности, при производстве дорожно-строительных материалов.

Авторы выражают признательность за предоставление справочных материалов по отходам производства Федеральной дорожной администрации США (The User Guidelines for Waste and Byproduct Material in Pavement Construction) и проф., д-ру техн. наук М.В. Немчинову (Московский государственный автомобильно-дорожный институт - Технический университет) за содействие при разработке раздела по энергосбережению.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Одним из способов оценки эффективности хозяйственной деятельности любой производственной единицы является технико-экономическая оценка. Ее достоверность связана с полнотой перечня учитываемых данных, характеризующих технические, экологические и социальные аспекты функционирования предприятий. Экологическая оценка является неотъемлемой частью технико-экономического анализа.

Отличительной особенностью решения экологических проблем является необходимость осуществления межведомственной координации и консультаций с общественностью и местными неправительственными организациями и широким общественным обсуждением существующего положения и мер по его изменению.

1.1. История формирования природоохранного мировоззрения в обществе

Понимание невозможности развития здорового общества и экономики в условиях резкого ухудшения состояния окружающей природной среды сформировалось в течение последних двух десятилетий во многих странах мира.

Важным организационным этапом явилась Стокгольмская конференция 1972 г. - первая всемирная встреча по охране окружающей среды (ООС), в которой приняли участие представители 113 стран.

В 1983 г. в рамках ООН была создана Всемирная комиссия по охране окружающей среды и развитию, которая, спустя четыре года, в своем отчете «Наше общее будущее» обосновала необходимость изменений в деловой активности и образе жизни мирового сообщества как альтернативу резкому ухудшению состояния окружающей среды. Впервые на международном уровне было заявлено, что экономика должна удовлетворять нужды и законные желания людей при условии соответствия пределам экологических возможностей планеты. Комиссия, названная по имени ее председателя, представительницы Норвегии, «Комиссией Брутланд», отметила: «Человечество способно сделать развитие устойчивым - обеспечить, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности».

В 1992 г. в Рио-де-Жанейро, Бразилия, во время Конференции ООН по окружающей среде и развитию состоялась самая крупная встреча мировых лидеров, в результате которой были заключены два международных соглашения и приняты два заявления о принципах и план основных действий в целях всемирного устойчивого развития:

* Декларация Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию, в которой определены права и обязанности стран в деле обеспечения развития и благосостояния людей, выраженные в виде 27 основных принципов;

* Заявление о принципах, касающихся управления, защиты и устойчивого развития всех видов лесов, жизненно необходимых для обеспечения экономического развития, сохранения всех форм жизни.

В «Декларации Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию» заявлено, что единственный путь обеспечения долгосрочного экономического прогресса - это его увязка с охраной окружающей среды.

Основные принципы Декларации включают следующие идеи:

- сегодняшнее развитие должно осуществляться на благо нынешнего и будущих поколений не во вред интересам развития и охраны окружающей среды;

- для достижения устойчивого развития защита окружающей среды должна составлять неотъемлемую часть процесса развития и не может рассматриваться в отрыве от него;

- государства должны применять принцип принятия мер предосторожности для охраны окружающей среды. В тех случаях, когда существует угроза серьезного и необратимого ущерба, отсутствие точного научного прогноза не может использоваться в качестве причины для отсрочки принятия экономически эффективных мер по предупреждению ухудшения состояния окружающей среды (ОС);

- государства должны разработать международное законодательство о компенсации за ущерб, наносимый трансграничными загрязнениями, возникающими в результате деятельности, осуществляемой под контролем этих государств;

- экологические вопросы решаются наиболее эффективным образом при участии всех заинтересованных граждан. Государства развивают и поощряют информированность и участие населения путем предоставления широкого доступа к экологической информации;

- в пределах своей юрисдикции государства оценивают экологические последствия предполагаемых действий, которые могут иметь значительные отрицательные последствия;

- тот, кто загрязняет окружающую среду, должен нести и финансовую ответственность за это загрязнение;

- мир, развитие и охрана окружающей среды взаимозависимы и неразделимы.

В «Повестке дня на XXI век» текущие проблемы увязаны с подготовкой решения проблем грядущего столетия и признается, что обеспечение устойчивого развития является в первую очередь обязанностью правительств и требует разработки национальных программ. Следует всемерно поощрять самое широкое участие общественности и неправительственных организаций в решении экологических проблем. Решение задач «Повестки дня на XXI век» потребует существенной дополнительной финансовой помощи развивающимся странам.

При этом особое внимание следует уделить государствам, включая Восточную Европу и бывший Советский Союз, где экономические преобразования проводятся в обстановке значительной политической и социальной напряженности.

Структуру «Повестки дня на XXI век» составляют разделы:

Раздел 1. Международное сотрудничество. Включает вопросы борьбы с бедностью, изменения структуры потребления, проблемы численности населения, защиты и улучшения здоровья людей, устойчивые поселения, принятие решений по устойчивому развитию.

Раздел 2. Сохранение и рациональное использование ресурсов. Включает вопросы защиты атмосферы; водных объектов; рационального использования земельных ресурсов; борьбы с уничтожением лесов, опустыниванием и засухой; устойчивого развития горных районов, сельского хозяйства и сельских районов; сохранения биологического разнообразия и экологически безопасного использования биотехнологий; защиты, рационального использования океанов и морской воды; повышения безопасности использования токсичных химических веществ; удаления твердых, опасных и радиоактивных отходов.

Раздел 3. Усиление роли основных групп населения. Посвящен проблемам усиления роли женщин, детей, молодежи в обеспечении устойчивого развития; укреплению роли коренного населения; сотрудничеству с неправительственными организациями, местными властями, актуальности сотрудничества с профсоюзами, представителями деловых, промышленных, научных, технических кругов.

Раздел 4. Средства осуществления. Касается вопросов финансирования устойчивого развития, передачи технологий, использования достижений науки, просвещения, подготовки кадров, информации в целях устойчивого развития, создания потенциала для устойчивого развития, организационных мер, связанных с устойчивым развитием, международного законодательства и информации для принятия решений.

1.2. Концепция устойчивого развития в России

Автор работ по философским проблемам экологии Э.В. Гирусов выделил аспекты понятия «устойчивое развитие», приведенные ниже в сокращенном виде:

а) экологический аспект:

- обеспечение коэволюции общества и природы, человека и биосферы, восстановление относительной гармонии между ними, нацеленность всех изменений на формирование ноосферы;

- сохранение реальных возможностей не только для нынешнего, но и для будущих поколений удовлетворять свои основные жизненные потребности;

б) научно-технический аспект:

- теоретическая разработка и практическая реализация методов наиболее эффективного пользования природными ресурсами;

- переход сначала к малоотходному, а затем и безотходному производству по замкнутому циклу, широкое развитие биотехнологий;

- переход от получения энергии сжиганием органического топлива к альтернативной энергетике, основанной на возобновляемых источниках энергии (солнце, вода, ветер, геотермия);

- постоянная забота о сохранении видового разнообразия биосферы;

в) информативный аспект:

- правдивая и полная экологическая информация;

- преодоление отставания сознания от бытия, развитие способности научного предвидения;

- приоритетность развития науки, технологий, быстрейшая реализация получаемых результатов;

- информатизация и кибернетизация народного хозяйства и культуры;

- приоритетность информационных ресурсов перед вещественными;

г) социальный аспект:

- искоренение на Земле голода и нищеты;

- общедоступное народное образование;

- формирование экологической культуры населения, систематическая эколого-воспитательная работа среди детей и молодежи;

- следование требованиям эколого-нравственного демографического поведения;

- забота о нетрудоспособном населении;

д) экономический аспект:

- сочетание всех видов собственности с учетом наиболее эффективной в конкретных условиях сферы применения;

- демонополизация и свободная конкуренция производителей с установлением привилегий производителям и продавцам экологически чистой продукции;

- полное и эффективное применение экономических механизмов предупреждения загрязнения и нарушения природной среды;

е) политико-правовой аспект:

- развитая демократия, народовластие, правовое государство, гражданское общество;

- система экологически сбалансированного законодательства и налогообложения;

- идеология единства патриотизма и интернационализма, чувства ответственности за состояние биосферы на планете;

- совершенствование правовых, экономических и административных методов природозащиты;

- взаимодействие властных и общественных структур в ноосферном развитии.

В области экологии и охраны окружающей среды наиболее известны работы В.И. Вернадского, Н.Ф. Реймерса, Л.Г. Раменского, С.С. Шварца, Ю. Одума, А. Тенсли и многие другие работы. В транспортно-дорожном комплексе известны работы по различным аспектам промышленной экологии И.Я. и В.И. Аксеновых, В.Ф. Бабкова, А.П. Васильева, И.Е. Евгеньева, М.В. Немчинова, Н.П. Орнатского, П.И. Поспелова, А.К. Славуцкого, Р. Валлера, Ф. Венцеля, X. Ферстера, других российских и зарубежных ученых. По данным Всемирной организации здравоохранения ООН (ВОЗ), выведенный по сумме важнейших показателей «коэффициент жизнестойкости» для России равен 1,4 (в странах «семерки» - около 4). По мнению ВОЗ, при коэффициенте ниже 2, на восстановление природы и здоровья населения следует тратить около половины бюджета. При коэффициенте ниже 1, начинается деградация и вырождение населения страны.

В условиях глобального экологического кризиса, последствия которого проявляются и в нашей стране, существенно возросла

актуальность разработки экономического механизма охраны окружающей среды и рационального природопользования. В 1994 г. вышел Указ Президента России «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечении устойчивого развития». Последовало распоряжение Правительства, требующее от ряда министерств и ведомств разработки концепции перехода на модель устойчивого развития, обеспечивающую сбалансированное решение задач социально-экономического развития на перспективу и сохранение благоприятного состояния окружающей среды и природоресурсного потенциала.

Принципиальной основой такой работы является Закон об охране окружающей среды (2002 г.) и утвержденная Указом Президента от 1 апреля 1996 г. Концепция перехода РФ к устойчивому развитию.

В Концепции особенно подчеркивается необходимость скорейшего создания экономических механизмов регулирования системы стимулирования и ответственности за экологические последствия хозяйственной деятельности во всех отраслях. «Переход к устойчивому развитию предполагает строгое соблюдение ряда ограничений, следовать которым будет нелегко, особенно на начальных этапах. Это, в частности, осуществление хозяйственных мероприятий преимущественно на освоенных территориях и отказ от реализации проектов, которые приводят к необратимым изменениям природной среды или ухудшают среду обитания населения».

2. ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Правовой основой деятельности по охране окружающей среды и природных ресурсов является Конституция Российской Федерации, которая устанавливает право каждого гражданина на здоровую и благоприятную для жизни окружающую среду и обязанность каждого природопользователя выполнять соответствующие законодательные и директивные нормы, нести ответственность за их невыполнение.

Высший законодательный уровень реализован в законах, охватывающих все сферы окружающей природной среды и деятельность человека по отношению к ним.

Общие правовые нормы в области планирования, регулирования, финансирования и управления природоохранной деятельностью содержатся в Законе РФ «Об охране окружающей среды», в котором с учетом условий рыночной экономики установлены основные положения регулирования отношений общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления законности и правопорядка в интересах настоящего и будущих поколений.

К объектам охраны окружающей природной среды (ООС) законом отнесены естественные экологические системы: земля, ее недра; поверхностные, подземные воды; атмосферный воздух; леса, иная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд; природные ландшафты. Особой охране подлежат государственные природные заповедники, природные заказники, национальные природные парки, памятники природы, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений, животных и места их обитания.

Законом определена компетенция уровней власти по отношению к природным ресурсам. К компетенции законодательного органа Российской Федерации отнесены вопросы направленности государственной политики в области ООС, определение правовых основ регулирования отношений (рис. 1).

Правительство РФ осуществляет реализацию государственной экологической политики, разработку программ, устанавливает порядок разработки, утверждения экологических нормативов выбросов и сбросов, лимитов использования природных ресурсов, размещения отходов; устанавливает порядок определения платы за пользование природными ресурсами и др.

Закон определяет компетенцию специально уполномоченных органов в области ООС, состав которых установлен Постановлением

Правительства РФ. В их полномочия входит утверждение нормативов, участие в разработке стандартов, государственной экологической экспертизе, экологическая информация населения и ряд других вопросов.

Рис. 1. Законодательные уровни природоохранных норм в дорожной отрасли

К ведению краев, областей в сфере ООС законом отнесены: определение основных направлений деятельности, утверждение территориальных экологических программ; вопросы учета и оценки экологической информации; планирование, финансирование природоохранной деятельности; координация деятельности различных органов и предприятий, экологических служб; проведение экологической экспертизы проектов, ряд вопросов, связанных с государственным контролем и решениями по его результатам.

Органы местного самоуправления имеют аналогичные права, за исключением проведения экологической экспертизы и запрещения строительства экологически вредных объектов.

Законом принят экономический механизм прямой реализации применяемого принципа платности природных ресурсов. Пользование природными ресурсами производится по договорам, заключаемым с местными властями на основе экологической экспертизы предполагаемой деятельности с оформлением лицензии на природопользование с установленными ограничениями - лимитами.

Закон конкретизирует право граждан на здоровую и благоприятную окружающую природную среду. В числе гарантий обеспечения этого приведена возможность возмещения в судебном или административном порядке вреда, причиненного здоровью граждан в результате загрязнения окружающей природной среды и иных вредных воздействий на нее. Большие права даны общественным объединениям и фондам в области охраны окружающей среды, они могут рекомендовать своих представителей для участия в экспертизе проектов, требовать предоставления полной информации о загрязнениях, предъявлять в суд или арбитраж соответствующие иски.

Плата взимается за право пользования природными ресурсами (земля, вода, недра, лес, растительность, животный мир, рекреационные зоны и др.) в пределах установленных лимитов; за сверхлимитное или неоформленное использование - в многократно увеличенных размерах. Плата взимается безакцептно и зачисляется на счета внебюджетных экологических фондов. Средства фондов расходуются на реализацию экологических программ и на выполнение конкретных природоохранных мероприятий. Расходование экологических фондов на цели, не связанные с природоохранной деятельностью, запрещено.

Экономическое стимулирование ООС производится путем установления налоговых и иных льгот при внедрении безотходных технологий, использовании вторичных ресурсов и т.п. Возможно получение финансирования и процентных займов из экологических фондов для реализации мероприятий по ООС.

Большим достоинством закона «Об охране окружающей среды» является прямое действие его основных положений. Однако специалисты отмечают недостаточную его действенность, по причине слабо проработанных вопросов ответственности за нарушение или невыполнение закона.

Следующий за законами уровень общегосударственных нормативно-правовых актов выражен Указами Президента и Постановлениями Правительства РФ. Нередко они содержат не только регламентацию исполнения законов, но имеют самостоятельное содержание и не всегда коррелируются с законами. Особенно это характерно для землеустройства.

Четвертый уровень нормативно-правовой базы включает Государственные стандарты - ГОСТы группы 17 - «Охрана природы и улучшение использования природных ресурсов», в которую входит более 60 отдельных стандартов, охватывает основные межотраслевые вопросы, начиная с терминологии. Дорожные нормы в эти стандарты не входят (за исключением ГОСТ 17.5.3.02-90. Нормы выделения на землях государственного лесного фонда защитных полос вдоль железных и автомобильных дорог).

На уровне нормативно-технической документации более высокий статус имеют документы, издаваемые межотраслевыми органами, в данном случае - Комитетом охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, Министерством природных ресурсов Российской Федерации и Министерством строительства (Госстрой) РФ.

В соответствии с постановлением Правительства РФ Минприроды и его территориальные органы координируют деятельность специально уполномоченных государственных органов в соответствующих сферах охраны окружающей природной среды по геологии и использованию недр, по земельным ресурсам и землеустройству, рыболовству, геодезии и картографии, лесному хозяйству, по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, по водному хозяйству.

На практике это означает, что органы Минприроды (их наименования на местах могут быть различными) обязаны решать все вопросы охраны окружающей среды, привлекая в необходимых случаях специализированные организации.

В сфере дорожного хозяйства некоторые общие природоохранные документы, рассчитанные в основном на промышленное производство, затруднительно применять непосредственно, их положения и требования должны быть трансформированы в общестроительных, транспортных и специальных дорожных документах разных уровней, предназначенных для руководства при разработке, принятии и реализации конкретных технических решений.

На сегодняшний день к числу действующих нормативных документов относятся разработанная в 1988 г., согласованная с природоохранными органами Инструкция 8-89 Минавтодора РСФСР и Методическое руководство для проектировщиков, разработанное Гипродорнии, Союздорнии и Росдорнии.

Специалистами МАДИ и Союздорнии разработан пакет типовых Правил охраны окружающей среды при основных видах производственной деятельности дорожного хозяйства на территориальном уровне, основанных на действующих нормативных документах федерального уровня.

В 1989 г. в СССР был установлен порядок обязательной экологической экспертизы всех программных и проектных предложений до их утверждения. Финансирование работ по всем проектам и программам с тех пор допускается только при наличии положительного заключения государственной экологической экспертизы, что соответствует практике развитых стран.

В соответствии с федеральным законом экологическая экспертиза основывается на принципе потенциальной экологической опасности любой намечаемой деятельности. Регламентированы состав и содержание документов, представляемых на экспертизу, порядок ее проведения. Установлено, что обязательной экологической экспертизе подлежат проекты правовых актов, реализация которых может привести к воздействиям на среду; проекты комплексных программ, генеральных планов и схем развития территорий; проектные материалы на строительство, реконструкцию, расширение всех объектов хозяйственной деятельности независимо от их сметной стоимости, ведомственной принадлежности и форм собственности; строительство дорог. Обусловлена возможность проведения параллельно с Государственной и общественной экологической экспертизы со стороны зарегистрированных для этой цели общественных организаций. Обязательно общественное обсуждение проектов.

В настоящее время действуют межотраслевые нормативные документы: «Положение об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации» и «Инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности». В них установлены требования к составу природоохранных материалов для различных видов предпроектной и проектной документации, порядок их согласования и экспертизы.

Нормативным документом, устанавливающим общие экологические требования к автомобильным дорогам, является СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги (Нормы проектирования).

В разделе «Охрана окружающей среды» этого документа были впервые введены общие природоохранные требования, использован в основном нормативно-ограничительный принцип проектирования: ограничения по большому числу параметров. Подразумевалось, что это обеспечит наименьший ущерб для населения на придорожных территориях, сохранность существующих природных систем, развитие экономического потенциала территории.

Однако установить ограничения для всего разнообразия условий проектирования невозможно, а экологические требования часто не согласовывались с экономическими критериями. В результате разделы проектов по охране окружающей среды составлялись формально, вместо возможно более полного анализа различных видов воздействия объектов на природу и население, проектная документация наполнялась излишне подробными данными о природных условиях или таблицами и графиками эмиссии и распространения газов и шума.

В 80-х годах за рубежом и в нашей стране получили развитие методы оценки воздействий технических решений на окружающую среду (ОВОС) в комплексе с экономической и социальной оценкой. Эта методология создала принципиальную основу оптимизации проектных решений по критериям принятой мировым сообществом «модели устойчивого развития». 27.06.85 Совет Европейского Экономического Сообщества, принимая во внимание мнение Европейского Парламента, принял директиву 85/337/ЕЕС по обязательной «оценке воздействия на окружающую среду тех общественных и частных проектов, которые предположительно окажут на нее значительное воздействие». Автомагистрали и скоростные дороги и сооружения на них относятся к их числу. Эта директива стала принципиальной основой для национальных законов и нормативных документов всех стран ЕС, а после вхождения России в Совет ЕС и для РФ.

Действующие в сфере охраны окружающей среды законодательные акты и нормативные документы полностью ориентированы на применение методов ОВОС.

В 1995 году взамен действовавшей ранее структуры поэтапного проектирования (СНиП 1.01.01-82 и СНиП 1.02.01-85) Минстрой РФ принял новую, приближенную к действующей в странах Европейского Сообщества.

В соответствии с новыми СНиП и во исполнение Закона «Об охране окружающей природной среды» в составе проектной документации на всех этапах должны выполняться соответствующие проработки: в предпроектных материалах - экологическое обоснование предложений, на этапе экспертизы - оценка воздействий на окружающую среду (ОВОС), в проекте - конкретные природоохранные технические решения.

Экологически и экономически обоснованные решения по строительству автомобильных дорог и обеспечивающих его производственных объектов должны гарантировать:

- экологическую безопасность населения;

- минимальный ущерб природной среде;

- благоприятные экологические условия для проживающего населения;

- рациональное и экономное расходование природных, материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов;

- сохранение биологического разнообразия, чистоты воздуха, источников водоснабжения, других природных объектов, исторического наследия;

- внедрение мало- или безотходных технологий.

Представляемые материалы должны содержать полную информацию о воздействии объекта на окружающую среду при строительстве и в период эксплуатации, а также при возможных аварийных ситуациях. Описание конкретных технических решений следует выполнять на этапах «проект» или «рабочая документация».

Объем и глубина разработки ОВОС зависят от объема работ и от степени их воздействия на окружающую среду. Для малых типовых проектов, ремонтных работ и т. д. ОВОС выполняется сокращенно, экспертным путем. Аналогичная процедура принятия и согласования решений действует при проектировании промышленных предприятий.

Государственная экологическая экспертиза проектной документации проводится экспертной комиссией областного управления охраны окружающей среды по объектам федерального значения Минприроды РФ с участием в качестве экспертов независимых высококвалифицированных специалистов соответствующих направлений, представителей общественных организаций.

По закону «Об экологической экспертизе» решение о возможности финансирования и реализации проекта может быть только при признании допустимости воздействий на окружающую среду.

Все виды ведомственной и вневедомственной экспертизы системы архитектурно-строительного контроля выполняются до Государственной экологической экспертизы.

СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» содержит основные экологические требования к проложению трассы дороги, конструктивным решениям, в том числе непосредственно природозащитным мероприятиям, сооружениям, правилам организации строительства автомобильных дорог, соблюдению требований Земельного права.

В условиях различных форм собственности на землю выбор полосы отвода для дороги осложнился. Поэтому при решении вопросов природопользования на предварительном этапе приоритетное значение имеет выбор варианта трассы или площадки для сооружения.

Трасса должна прокладываться по наименее ценным в природном и хозяйственном отношении землям, по возможности по границам ландшафтов, местных дорог на сельскохозяйственных территориях - по границам полей севооборотов или землевладений. По лесным массивам трассу следует прокладывать по возможности с использованием существующих просек, противопожарных разрывов, с учетом категории защитности лесов. Места переходов через водотоки следует выбирать с учетом максимального сохранения водоохранных зон и лесных полос по берегам рек. Требования новых природоохранных законов нередко вызывают существенные трудности в проектировании трассы.

Места массового обитания диких животных, птиц, обитателей водной среды, как правило, должны оставаться за пределами зоны влияния дороги. При пересечении сложившихся путей миграции животных следует предусматривать специальные мероприятия и сооружения (ограничения скорости, времени движения, ограждения, т.д.).

В населенных местах необходимо учитывать сложившуюся систему землепользования, социальную и коммунальную инфраструктуру, размещение местных транспортных коммуникаций.

Следует принимать во внимание как сельскохозяйственный, так и экологический потенциал занимаемых земель, учитывая при этом постоянное и временное изъятие, возникающие ограничения землепользования на землях защитных полос.

Земляное полотно изменяет систему поверхностного стока, снегонакопление. Выемки и насыпи влияют на уровень грунтовых вод. Воздействие прокладки дороги на гидрологический режим должно прогнозироваться расчетами. Необходимо учитывать возможность размыва, изменения русла рек при выборе места и конструкции мостовых переходов.

Экологические изыскания должны выявить имеющиеся очаги эрозии, неустойчивые грунтовые массивы, карсты и другие геологические явления, на которые может повлиять строительство дороги. В проекте разрабатываются меры по прекращению их развития. При выборе проектных решений следует учитывать эстетические показатели конструкций и их внешнее оформление и сочетание с окружающим ландшафтом. В первую очередь при этом рассматривается эстетическое восприятие ландшафта «со стороны».

Для определения уровня транспортного загрязнения прилегающих к дороге земель, назначения ширины защитной полосы следует проводить расчеты эмиссии транспортных загрязнений и изменения их концентрации по мере удаления от дороги.

Интенсивность загрязнения атмосферы отработавшими газами вблизи дороги может в 5 - 10 раз превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК), снижаясь до допустимого уровня на расстоянии 100 - 200 м от проезжей части. С учетом этого по СНиП 2.05.02-85 для дорог с высокой интенсивностью движения расстояние до границы жилой застройки составляет эту же величину (100 - 200 м).

Выделение на придорожных землях требуемой по данным расчета ширины защитной полосы во многих случаях затруднительно, а при существующей застройке нередко невозможно. В этих случаях вдоль границы полосы отвода размещаются защитные ограждения или многорядные древесно-кустарниковые полосы, размеры которых определяются расчетом.

Учитывая законодательное запрещение сброса загрязненных вод в водоемы, СНиП 2.05.02-85 требуют сбора и очистки ливневого стока с проезжей части мостов, дорог в пределах водоохранной зоны рек, водоемов, водозаборов, а также в населенных пунктах.

В составе детального экологического обоснования при разработке проекта организации строительства, а также в других случаях проектирования и планирования строительных и ремонтных работ должен быть выполнен анализ технологических воздействий на окружающую среду. В этой области действует отраслевой нормативный документ, в котором изложены основные природоохранные требования к производству работ и показаны способы их выполнения с учетом действующих в различных сферах ограничений. Основные положения Инструкции относятся к видам работ, вызывающим наибольшие изменения в окружающей среде.

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 23.02.94 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» на участке, отведенном под дорогу и сооружения дорожного комплекса (полоса отвода) в пределах контура сооружений, карьеров, резервов, других выработок и штабелей, должен быть снят плодородный слой почвы и складирован в указанных проектом местах для последующей рекультивации. Снятию подлежит слой почвы, обладающий благоприятными физическими и химическими свойствами (ГОСТ 17.5.1.03-83). Этим требованиям удовлетворяют сельскохозяйственные и луговые земли. Снятие неплодородных или загрязненных земель наносит ущерб природным системам.

Возврат площадей временного отвода постоянным владельцам допускается только при условии их рекультивации. В состав рекультивации входит выравнивание поверхностей, придание откосам естественных уклонов, упорядочение стока, нанесение слоя плодородной почвы, другие работы в соответствии с договором с постоянным владельцем земли.

Указ Президента Российской Федерации от 27.06.98 № 727 «О придорожных полосах федеральных автомобильных дорог общего пользования» и Постановление Правительства Российской Федерации от 01.12.98 № 1420 «Об утверждении Правил установления и использования придорожных полос федеральных автомобильных дорог общего пользования» устанавливают, что кроме полосы отвода вдоль автомобильных дорог выделяется придорожная полоса с ограничениями на землепользование. Ширина придорожной полосы зависит от категории дороги и места ее прохождения. Минимальная ширина придорожных полос установлена в 50 м. Также установлено, что решения о предоставлении земельных участков для размещения объектов дорожного сервиса в этих полосах или объектов, находящихся вне этих полос, но требующих доступа к ним (подъездов, примыканий, съездов, площадок для стоянки автомобилей), принимаются уполномоченными на то органами в установленном порядке по согласованию с федеральными органами исполнительной власти, в функции которых входит управление федеральными автомобильными дорогами общего пользования, а также контроль и надзор за безопасностью дорожного движения. Установлено также, что все расходы по обустройству, ремонту и содержанию подъездов, съездов, примыканий, площадок для стоянки автомобилей несут собственники и владельцы указанных объектов.

Постановлением Правительства РФ от 15.03.97 № 319 «О порядке определения нормативной цены земли» утверждено, что нормативная цена земли определяется ежегодно органами исполнительной власти РФ по оценочным зонам, административным районам и поселениям в соответствии с предложениями комитетов по земельным ресурсам; она не должна превышать 75 % уровня рыночной цены на типичные земельные участки соответствующего целевого назначения; органы местного самоуправления своими решениями могут повышать или понижать нормативную цену земли, но не более чем на 25 %.

При высокой концентрации дорожно-строительной техники в местах сосредоточения работ выполняется проверка суммарного загрязнения среды отработавшими газами, шумового, вибрационного воздействия (в населенных местах). Вводятся особые правила производства работ с ограничением их состава по сезонам, времени суток; вводятся в местах гнездования птиц, размножения животных, вблизи нерестилищ рыб ценных пород.

Правила охраны природной среды включают противопожарные мероприятия, предупреждение аварийных ситуаций на складах, хранилищах.

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ТРАНСПОРТНО-ДОРОЖНОМ КОМПЛЕКСЕ

Отраслевая программа экологической безопасности является частью федеральной программы «Дороги России XXI века», а также частью федеральной системы охраны окружающей природной среды РФ. Основные структурные элементы отраслевой программы ООС и схема ее взаимодействия с основными государственными природоохранными приведены на рис. 2.

Рис. 2. Структурные элементы программы охраны окружающей среды в ТДК

Целью программы является обеспечение защищенности жизненно важных интересов общества в лице пользователей дорог, производственного персонала и населения, а также природной среды от воздействий негативных процессов, возникающих в результате функционирования объектов транспортно-дорожного комплекса.

Достижение этой цели достигается решением следующих задач:

- обеспечением приоритета природоохранных мероприятий в рамках системы государственного контроля за соблюдением установленных требований и ограничений в области безопасного функционирования автомобильных дорог и объектов инфраструктуры;

- обеспечением последовательности природоохранной деятельности на всех стадиях производственного цикла, включая проектирование, строительство, содержание и восстановление автомобильных дорог, производство дорожно-строительных материалов и др.;

- оптимизацией природоохранной работы с точки зрения эффективности в условиях ограниченного финансирования;

- обеспечением международных стандартов экологических требований к объектам транспортно-дорожного комплекса;

- привлечением и обеспечением равноправного участия в природоохранной деятельности предприятий, организаций всех форм собственности;

- повышением роли общественных организаций и фондов, средств массовой информации, граждан в формировании социально-политического приоритета экологически безопасного функционирования объектов транспортно-дорожного комплекса.

Обеспечение соблюдения принципа последовательности экологических мероприятий осуществляется посредством следующих экологических процедур: оценка воздействия на окружающую среду, экологический аудит, государственная экологическая экспертиза проектов, экологический мониторинг.

Мониторинг осуществляет определение критических параметров, периодов, пороговых значений показателей качества окружающей среды, контроль проведения природоохранных мероприятий, формирование базы данных о состоянии окружающей среды.

Основными инструментами управления охраны окружающей среды в ТДК являются: лицензирование производственной и природоохранной деятельности, гигиеническая сертификация производственной продукции, система платежей и штрафов за загрязнение ОС, общественный контроль.

4. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

4.1. Общие требования к санитарно-гигиенической оценке производства и применения дорожно-строительных материалов

Основные требования к санитарно-гигиенической оценке производства и применения дорожно-строительных материалов даны в Руководстве Р 2.2.755-99 Федерального центра госсанэпиднадзора России «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

В области производства и применения дорожно-строительных материалов санитарно-гигиеническая оценка должна проводиться руководством предприятий в целях:

- контроля условий труда работника (работников) на соответствие действующим санитарным правилам и нормам, гигиеническим нормативам;

- установления приоритетности в проведении оздоровительных мероприятий и оценки их эффективности;

- аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации работ по охране труда в организации;

- сопоставления состояния здоровья работника с условиями его труда (при проведении периодических медицинских осмотров, составлении санитарно-гигиенической характеристики производства);

- расследования случаев профессиональных заболеваний и отравлений.

Гигиенические критерии - это показатели, позволяющие оценить степень отклонений параметров производственной среды и трудового процесса от действующих гигиенических нормативов. Классификация условий труда основана на принципе дифференциации указанных отклонений.

Работа в условиях превышения гигиенических нормативов является нарушением законов Российской Федерации: «Основ законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан», «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «Об основах охраны труда в Российской Федерации» и основанием для использования органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора и другими контролирующими организациями предоставленных им законом прав для применения санкций за вредные и опасные условия труда.

В тех случаях, когда по обоснованным технологическим причинам работодатель не может в полном объеме обеспечить соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах, органы и организации госсанэпидслужбы, рассмотрев ТЭО и другие необходимые документы, могут разрешить работу в этих условиях при обязательном использовании средств индивидуальной защиты и ограничении времени воздействия на работающих вредных производственных факторов (защита временем).

При этом каждый работник должен получить полную информацию об условиях труда, степени их вредности, возможных неблагоприятных последствиях для здоровья, необходимых средствах индивидуальной защиты, режимах труда и отдыха, медико-профилактических мероприятиях, мерах по сокращению времени контакта с вредным фактором. Одновременно учреждения госсанэпидслужбы требуют от организации разработки перспективного плана мероприятий по нормализации условий труда.

Превышение гигиенических нормативов, обусловленное особенностями профессиональной деятельности и регламентированное отраслевыми, национальными или международными актами, является основанием для использования рациональных режимов труда и отдыха и мер социальной защиты в данных профессиях. При этом условия труда оценивают в соответствии с гигиеническими критериями.

К вредным производственным факторам в дорожном хозяйстве в целом можно отнести следующие:

а) Физические факторы:

- температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение (при работе на открытом воздухе, в ремонтно-механических цехах, АБЗ, др.);

- неионизирующие электромагнитные поля и излучения - электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц), электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (при работах в непосредствен нон близости от ЛЭП, использовании сотовой связи);

- ионизирующие излучения (при работе с каменными материалами повышенной радиоактивности, радиоизотопными лабораторными приборами);

- производственный шум, ультразвук, инфразвук - повсеместно;

- вибрация (локальная, общая) - повсеместно;

- аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия - работа с асбестом, лакокрасочными материалами, производство асфальтобетонных смесей, цементобетонных смесей, складирование каменных материалов, разработка карьеров;

- освещение - естественное (отсутствие или недостаточность), искусственное (недостаточная освещенность, прямая и отраженная слепящая блескость, пульсация освещенности).

б) Химические факторы, в т. ч. органические вещества.

в) Факторы трудового процесса:

- тяжесть труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Тяжесть труда характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза, общим числом стереотипных рабочих движений, величиной статической нагрузки, формой рабочей позы, степенью наклона корпуса, перемещениями в пространстве;

- напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку преимущественно на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника. К факторам, характеризующим напряженность труда, относятся: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок, режим работы.

В зависимости от количественной характеристики и продолжительности действия, отдельные вредные производственные факторы могут стать опасными.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти.

При планировании и производстве работ следует учитывать гигиенические нормативы условий труда (ПДК, ПДУ) - уровни вредных производственных факторов, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение гигиенических нормативов не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

4.2. Определение уровня токсичности материалов

В основу определения класса токсичности используемых материалов, добавок, промышленных отходов и загрязняющих веществ, образующихся в результате производства дорожностроительных материалов, положено понятие класса токсичности материала, который определяется расчетным методом, включающим:

- вероятностный принцип при оценке возможного влияния оцениваемых материалов на окружающую среду;

- использование гигиенических регламентов и параметров токсикометрии как наиболее значимых при оценке возможного вредного влияния;

- оценку класса токсичности материалов сложного состава по химическим соединениям, определяющим уровень токсичности;

- оптимальное сочетание сравнительно доступных гигиенических, токсикологических и физико-химических параметров, позволяющих оценить вероятное вредное воздействие токсичных веществ на окружающую среду;

- принцип взаимозаменяемости некоторых параметров.

Определение класса токсичности на основе предельно допустимых концентраций (ПДК) производится по формуле (1):

где ПДK_i - предельно допустимая концентрация токсичного вещества, содержащегося в материале;

S - коэффициент, отражающий растворимость токсичного вещества в воде;

C_b-содержание данного компонента в общей массе материала;

i - порядковый номер компонента.

Рассчитав K_i для отдельных компонентов материала, выбирают 1 - 3 ведущих компонента, имеющих минимальное значение K_i, и определяют суммарный индекс токсичности K_å, по формуле (2):

где n ≤ 3, после чего определяется класс токсичности по табл. 1.

Таблица 1

Классификация опасности химических веществ по ПДК

В табл. 2 приведены наиболее массовые выбросы, характерные для материалов, используемых в дорожном строительстве.

Таблица 2

Значения ПДК некоторых загрязняющих веществ

4.3. Токсичность материалов, используемых в дорожном строительстве

В ряду традиционных материалов, используемых в дорожном строительстве, есть и содержащие токсичные вещества.

В табл. 3 - 6 приведены наиболее часто встречающиеся опасные вещества и соединения.

Таблица 3

Вещества с остронаправленным механизмом действия, содержащиеся в выхлопных газах

* Преимущественное агрегатное состояние вещества в воздухе в условиях производства: п - пары и (или) газы, а - аэрозоль.

** Наряду с остронаправленным механизмом действия приведены дополнительные особенности действия вещества: А -аллерген, К - канцероген, Р - раздражающее действие.

*** При длительности работы в атмосфере, содержащей оксид углерода, не более 1 ч ПДК оксида углерода может быть повышена до 50 мг/м³, при длительности работы не более 30 мин - не более 100 мг/м³, при длительности работы не более 15 мин - 200 мг/м³. Повторные работы при условии повышенного содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее чем в 2 ч.

Таблица 4

Вещества раздражающего действия

* Преимущественное агрегатное состояние вещества в воздухе в условиях производства : п - пары и (или) газы, а - аэрозоль.

Таблица 5

Канцерогенные соединения и продукты, производимые и используемые в дорожном хозяйстве

* Дополнительно к канцерогенному эффекту приведены особенности биологического действия вещества: А - аллерген, Ф -аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

** При контроле, кроме аэрозоля масла, дополнительно определяют содержание бенз(а)пирена в воздухе рабочей зоны.

Таблица 6

Производственные процессы, представляющие опасность развития злокачественных новообразований у рабочих

* В зависимости от содержания в возгонах бенз(а)пирена: менее 0,075 % - ПДК 0,2 мг/м³; от 0,075 до 0,15 % - 0,1 мг/м³; от 0,15 до 0,3 %-0,05 мг/м³.

4.4. Асбест и асбестосодержащие материалы

Широко используемый в строительстве асбест имеет канцерогенные свойства. Он используется при производстве шифера, стеновых панелей, труб, коробов водо- и газопроводов; предлагался в качестве минерального порошка для асфальтобетона. В дорожном строительстве могут использоваться естественные асбестосодержащие породы и отходы, содержащие этот материал.

Основными опасными для человека эффектами, связанными с воздействием асбеста, являются два вида рака органов дыхания: бронхогенная карцинома и мезотелиома. Оба вида рака быстро развиваются и дают низкий уровень выживания.

Помимо рака органов дыхания, ингаляционное воздействие асбеста приводит к фиброзу легких (асбестозу). При очень высоких дозах воздействия асбеста это заболевание начинает проявляться уже через 5 лет от момента начала воздействия.

Оценка опасности воздействия асбеста представляется более сложной, чем других веществ, в связи с природой данного минерала. В природе встречается несколько различных видов асбеста, на биологический эффект которых влияют различные факторы, такие, как диаметр и длина волокон и продолжительность их пребывания в легких. Заметное влияние на степень вредности оказывает источник волокон, а также способ их обработки от добычи до конечного разрушения. Для работников, непосредственно связанных с обработкой асбеста, воздействие этого материала представляет опасность для здоровья и может приводить к асбестозу, раку легких и мезотелиоме. Частота этих заболеваний зависит от вида волокон (отмечается меньшая частота для хризотил-асбеста), их размеров, дозы и типа обработки.

На основе имеющихся данных невозможно оценить риск, связанный с воздействием большинства других минеральных волокон в профессиональной или общей окружающей среде. Единственным исключением является эрионит (разновидность волокнистых цеолитов), с воздействием которого связывается высокая частота мезотелиомы у местного населения.

В настоящее время работы с асбестом регламентируются СанПиН 2.2.3.757-99 «Работа с асбестом и асбестосодержащими материалами» с учетом документов Международной Организации Труда № 162 «Конвенции об охране труда при использовании асбеста», одноименных Рекомендаций № 172 и свода международных правил «Безопасность при работе с асбестом».

Работодатель обязан постоянно поддерживать такие условия труда и обеспечивать средствами индивидуальной защиты, которые способствовали бы сохранению здоровья работающих. При невозможности соблюдения среднесменных предельно допустимых концентраций асбестосодержащих пылей в воздухе рабочей зоны на отдельных рабочих местах, работодатель должен руководствоваться принципом «защиты временем» с использованием информации об индивидуальных пылевых нагрузках на органы дыхания работающих, сравнивая их с контрольными величинами пылевых нагрузок.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и объектах окружающей среды (атмосферном воздухе и воде водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения) не должно превышать действующих предельно допустимых концентраций, утвержденных Министерством здравоохранения Российской Федерации.

Не допускается добыча, обогащение и использование в материалах гражданского назначения асбеста амфиболовой группы (крокидолит, тремолит и др.).

Работодатель, в соответствии с действующим законодательством должен:

- обеспечить соблюдение требований санитарных правил в процессе производства;

- обеспечить организацию контроля за состоянием условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса;

- разработать и проводить профилактические мероприятия по предупреждению воздействия факторов производственной среды и трудового процесса на здоровье работников с обеспечением производственного контроля.

При переходе на заменители асбеста следует учитывать все опасности для здоровья, связанные с изготовлением, использованием, транспортированием, хранением и удалением предлагаемых материалов.

Не допускается размещать предприятия по добыче, переработке и применению асбеста, являющиеся источниками загрязнения атмосферного воздуха асбестосодержащей пылью, на территориях с уровнями загрязнения, превышающими установленные нормативы.

Не допускается размещение предприятий по добыче, переработке и применению асбеста, а также отвалов асбестосодержащих отходов:

- в селитебных зонах населенных пунктов;

- в зонах питания подземных вод;

- на нижних речных террасах;

- на сильно трещиноватых участках;

- в водозаборных зонах источников централизованного хозяйственно-бытового водоснабжения;

- в водозаборных зонах источников минеральных вод;

- в зонах рекреации.

Места погрузки и разгрузки асбеста, пути перемещения асбеста по территории предприятия, склады асбеста, места растаривания, дозирования и смешивания сухого асбеста с другими компонентами, механической обработки асбестосодержащих материалов, нанесения, удаления и ремонта тепло- и звукоизоляционных асбестосодержащих покрытий должны быть обозначены предупредительными знаками и надписями, ограничивающими доступ лиц, не имеющих непосредственного отношения к выполняемым работам.

Производственные здания и сооружения, предназначенные для работ с асбестом и асбестосодержащими материалами, должны быть обеспечены оборудованием для уборки осевшей пыли. Очистка от асбестосодержащей пыли производственных помещений, подвесных конструкций, машин и оборудования должна производиться беспылевыми методами (пневмоуборка, влажная уборка и др.).

Требования к ПДК асбестосодержащей пыли приведены в табл. 7.

Таблица 7

Предельно допустимые концентрации (ПДК) асбестосодержащих пылей в воздухе рабочей зоны

Примечание. а - аэрозоль, К - канцерогены, Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. В числителе - максимально разовая, а в знаменателе - среднесменная ПДК.

К выпуску в водоемы не должны допускаться сточные воды, которые могут быть использованы в оборотных системах водоснабжения.

Измельчение асбестосодержащих отходов для последующей утилизации должно производиться в закрытом дробильном и помольном оборудовании, оснащенном аспирацией. Асбестосодержащие отходы следует передавать в производство способами, исключающими выделение пыли.

При проведении строительных работ с асбестосодержащими материалами необходимо обеспечить утилизацию пришедшего в негодность асбестосодержащего строительного и бытового мусора по согласованию с органами государственной санитарно-эпидемиологической службы.

Попутные продукты, получаемые в процессе обогащения асбеста (смеси песчано-щебеночные из отсевов дробления серпентинита и серпентинизированных пород, породы дробленые серпентинитовые, камень строительный, плиты и блоки из природного камня и др.), могут применяться во всех видах строительства по 1 классу, использоваться в производстве дорожно-строительных материалов, различных марок асфальтобетонов, а также в качестве наполнителя для бетонных смесей во всех видах строительства.

Асбестосодержащие отходы не используются для подсыпки грунтовых дорог в связи с их опасностью для здоровья человека.

Торкретирование асбеста, кроме специально оговоренных случаев, запрещается.

Асбестосодержащие плиты и перегородки, используемые для отделки внутренних помещений, должны иметь дву- или трехкратное покрытие, исключающее возможность образования и распространения асбестосодержащей пыли.

Не допускается использование асбестосодержащих строительных материалов в промышленном и гражданском строительстве без гигиенических заключений.

При большом объеме планируемых работ с асбестосодержащими материалами для их хранения должно быть выделено отдельное помещение или часть здания. Количество необходимых для работы строительных материалов и изделий на рабочих местах не должно превышать сменной потребности.

Обработку пылящих поверхностей в теплый период года при низкой влажности целесообразно проводить с применением влагоудерживающих добавок: хлористого кальция, сульфоната, лигнина.

4.5. Радиационная безопасность дорожно-строительных материалов

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Радиоактивностью называется способность к самопроизвольному распаду ядер атомов некоторых элементов (радионуклидов). При радиоактивном распаде возникают различные виды излучений: альфа-поток ядер атомов гелия, бета-поток электронов или позитронов, гамма-поток электромагнитного излучения. Для количественной оценки числа ядерных превращений, происходящих в веществе, используется понятие активности, которая выражает отношение числа самопроизвольных ядерных превращений в источнике за малый интервал времени к длительности интервала. Основные понятия и единицы измерения радиоактивности приведены в табл. 8.

Данные о том, что количество дополнительных к спонтанному уровню стохастических эффектов пропорционально средней дозе облучения данной группы людей, положены в основу линейной беспороговой концепции действия ионизирующего излучения, которая означает, что не существует абсолютно безопасного уровня, можно говорить только о приемлемости данного уровня безопасности, аналогично канцерогенам, рассмотренным выше.

Показатель удельной эффективной активности естественных радионуклидов является основным при выработке критериев радиационной безопасности и рассчитывается по формуле:

где A_Ra, A_Th, А_К - удельные эффективные активности Ra, Th, К, соответственно, Бк/кг.

Таблица 8

Основные понятия и единицы измерения радиоактивности

При взаимодействии ионизирующего излучения с биологическими телами происходит разрушение отдельных молекул, в том числе и молекул ДНК. Это может приводить к гибели клетки или потери ею возможности воспроизводства и нормального функционирования.

При значительном повреждении клеток нарушается функционирование органов (возникает так называемый «детерминированный эффект»). Наиболее низкие пороги детерминированных эффектов составляют 0,5 - 1,0 Гр при кратковременном облучении и около 0,1 Гр в год при хроническом облучении в течение 10 лет и более.

Наблюдения за последствиями облучения больших групп людей показали, что существует и другой вид последствий облучения - стохастические эффекты. Они проявляются в увеличении вероятности онкологических и наследственных (генетических) заболеваний.

Проникающая способность разных видов излучений различна. Наиболее проникающими излучениями являются рентгеновское и гамма-излучение. Средства защиты от этих видов излучений - бетон, свинец, вода. Бета - частицы в воздухе имеют максимальный пробег всего несколько метров, а в биологических тканях- 1 см. Наименее проникающими являются альфа - частицы - длина их пробега составляет 4 - 10 см в воздухе, в биологических тканях - микроны. Но они же являются наиболее поражающими.

Структура формирования эффективной дозы облучения приведена на рис.3.

Рис. 3. Структура формирования эффективной дозы облучения

Проблема радиоактивности сравнительно нова для строительной индустрии. В последнее десятилетие было обращено внимание на природные источники ионизирующего излучения как на радиационно опасный фактор производственной деятельности.

Источниками радиационного излучения на строительных объектах могут служить:

- изверженные горные породы;

- отходы промышленного производства (золы, шлаки и др.);

- грунты из мест несанкционированных захоронений радиоактивных отходов;

- грунты территорий, подвергшихся выпадению радиоактивных осадков в результате радиационных аварий;

- различные химические вещества, используемые как добавки в технологии производства строительных материалов.

Изверженные горные породы. Наиболее высокие значения удельной активности радионуклидов характерны для горных пород вулканического происхождения.

Среди материалов, используемых в дорожном строительстве, - это прежде всего граниты. Чем глубже величина залегания добываемого материала, тем вероятнее более высокие значения радиоактивности. Примерные значения радиоактивности строительных материалов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Примерные значения радиоактивности строительных материалов

Осадочные горные породы имеют низкие значения удельной активности, близкие к значениям этого показателя для почвы и земной коры. Однако некоторые виды осадочных горных пород (например, битуминозные сланцы) имеют включения высокоактивных соединений.

Керамзиты, глины и красный кирпич характеризуются умеренными и повышенными значениями активности содержащихся в них радионуклидов. Для бетонов характерен достаточно большой диапазон вариаций удельной активности, обусловленный соответствующими свойствами его заполнителей.

Отходы промышленного производства. Часто в целях экономии расходов в технологии стройматериалов в качестве сырья используются отходы промышленности. Такая практика способствует сохранению природных ресурсов и снижению загрязнения ОС, однако может служить причиной радиоактивного загрязнения.

Во многих странах установлена высокая активность естественных радионуклидов в топливных золах и шлаках. Каменные угли в своем природном состоянии содержат ничтожные количества радионуклидов, часто ниже, чем в земной коре. Однако при сжигании каменного угля образуются шлаки и золы, в которых радионуклиды могут концентрироваться до опасного уровня. Повышенной радиоактивностью могут обладать также другие отходы переработки природного сырья: бокситовые шламы, доменные шлаки, фосфогипс. Примерные значения радиоактивности техногенных строительных материалов приведены в табл. 10.

Таблица 10

Примерные значения радиоактивности техногенных материалов

Принципы радиационной безопасности. Основными принципами радиационной безопасности являются:

- принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности, связанных с источниками ионизирующего излучения, если полученная польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением;

- принцип оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании источников ионизирующего излучения.

В январе 1995 г. введен в действие ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов», который устанавливает область применения, виды и методы контроля активности естественных источников радионуклидов в сырье для производства строительных материалов и горных породах, требуемую точность, объем и содержание проводимых в порядке контроля измерений, а также процедуру обработки и форму представления результатов.

Стандартом предусматриваются:

- периодический и входной контроль сыпучих материалов с установлением их класса;

- предварительная оценка разрабатываемых горных пород в карьере;

- сертификация продукции.

В 1999 г. Минздрав России выпустил Свод Правил СП 2.6.1.758-99 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99».

Нормы распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего излучения на человека:

- в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;

- в результате радиационной аварии;

- от природных источников излучения;

- при медицинском облучении.

Требования по обеспечению радиационной безопасности сформулированы для каждого вида облучения. Суммарная доза от всех видов облучения используется для оценки радиационной обстановки и ожидаемых медицинских последствий, а также для обоснования защитных мероприятий и оценки их эффективности.

Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал, от вредного воздействия ионизирующего излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.

Нормы радиационной безопасности относятся только к ионизирующему излучению. При этом учтено, что ионизирующее излучение является одним из множества источников риска для здоровья человека и что риски, связанные с воздействием излучения, не должны соотноситься только с выгодами от его использования, но их следует сопоставлять и с рисками нерадиационного происхождения.

Допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений от отдельных природных источников излучения.

Эффективная удельная активность (А_эфф) природных радионуклидов в строительных материалах (щебень, гравий, песок, бутовый и пиленый камень, цементное и кирпичное сырье и пр.), добываемых на их месторождениях или являющихся побочным продуктом промышленности, а также отходы промышленного производства, используемые для изготовления строительных материалов (золы, шлаки и пр.), не должна превышать:

- для материалов, используемых в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях (I класс):

А_эфф = А_Rа + 1,3А_Th + 0,09А_К ≤ 370Бк/кг,

где А_Rа и А_Th - удельные активности ²³⁶Ra и ²¹²Th, находящихся в равновесии с остальными членами уранового и ториевого рядов,

А_К - удельная активность К-40 (Бк/кг);

- для материалов, используемых в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений (II класс):

А_эфф £ 740 Бк/кг,

- для материалов, используемых в дорожном строительстве вне населённых пунктов (III класс):

А_эфф £ 1,5 кБк/кг.

При 1,5 кБк/кг < А_эфф £ 4,0 кБк/кг (IV класс) вопрос об использовании материалов решается в каждом случае отдельно по согласованию с федеральным органом госсанэпиднадзора. При А_эфф > 4,0 кБк/кг материалы не должны использоваться в строительстве.

5. ПРОИЗВОДСТВО ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Строительные материалы и окружающая среда. Общие требования

Основной задачей строительства, и в частности дорожного строительства, является формирование искусственной среды, обеспечивающей условия для жизни и деятельности человека. При этом окружающая природная среда еще сравнительно недавно рассматривалась лишь с точки зрения повышения долговечности конструкций и защиты людей и оборудования от внешних воздействий.

Обратный процесс влияния строительной деятельности на окружающую природную среду (искусственной среды на природную) стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. В меру практической необходимости изучались лишь отдельные аспекты этой проблемы.

По объему твердых отходов в виде отвальных грунтов, образующихся отходов, остатков стройматериалов строительство занимает одно из первых мест среди загрязнителей окружающей среды. Антропогенное воздействие строительства происходит на всех этапах жизненного цикла сооружения - от добычи исходных материалов до разборки (демонтажа) сооружений после окончания срока их службы.

Строительство как отрасль народного хозяйства нуждается в большом количестве разнообразного сырья, материалов, полуфабрикатов и готовых изделий; водных, энергетических и других ресурсов.

Строительное производство потребляет большое количество щебня, песка, глины, камня, других минеральных ресурсов, которые добываются в основном открытым способом. В России около 90 % открытых разработок относятся к добыче строительного сырья.

Предприятия стройиндустрии - цементо- и асфальтобетонные заводы, заводы ЖБИ, др. – дают более 8 % загрязнений воздушного бассейна (автомобильный транспорт – 13 – 15 %).

Оценивая экологичность применения тех или иных видов материалов с точки зрения теплового загрязнения атмосферы, следует исходить из полных, конечных энергетических затрат. Так, на производство 1 т алюминия требуется 7250 кВт×ч электроэнергии, 1 м³ полистирола - 18900 кВт×ч; минеральной ваты - 10000 кВт×ч; 1 т цемента - 1700 кВт-ч; кирпича - 500 кВт×ч; сборных железобетонных изделий – 200 - 250 кВт×ч, асфальтобетонной смеси – 350 - 400 кВт×ч.

При этом можно обнаружить, что многие «экологически чистые» и «безотходные» технологии приводят к существенным энергетическим затратам. При рассмотрении таких производств необходимо учитывать законы сохранения материи и энергии, так как «экологически чистые» и «безотходные» технологии означают лишь перемещение основных загрязнений в том или ином виде в другой регион или другую отрасль производства.

Значительный ущерб окружающей природной среде наносят потери материалов. Так, при перевозке кирпича навалом потери в виде боя достигают 17 %, потери цемента при перевозках - 0,2 - 0,5 %, цементобетонных, растворных смесей, асфальтобетонных смесей - до 5 %. Ущерб при производстве строительных материалов и при строительстве наносится также грунтовым и поверхностным водам, нарушается (разрушается или загрязняется) слой плодородной почвы. Предприятия стройиндустрии оказывают заметное влияние на самочувствие городского населения.

К предприятиям дорожного хозяйства относятся: дорожные ремонтно-строительные управления (ДРСУ) дорожно-эксплуатационные предприятия (ДЭП), осуществляющие строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог, обслуживание и ремонт дорожно-строительной техники; асфальтобетонные заводы (АБЗ); карьероуправления; мостостроительные управления (МСУ); битумные базы; дробильно-сортировочные заводы; заводы и полигоны мостовых железобетонных конструкций; заводы по ремонту дорожной техники.

К предприятиям, производящим дорожно-строительные материалы, относятся: камнедробильные заводы и карьерные хозяйства, асфальтобетонные и цементобетонные заводы и установки, установки по окислению гудрона, модификации битума, базы по производству и хранению битумных, эмульсионных материалов, антигололёдных реагентов.

Технологическое оборудование для производства асфальтобетонных и других видов смесей должно иметь системы очистки отходящих газов, обеспечивающие соблюдение установленных ПДК в атмосферном воздухе. Пылегазоочистные системы должны обеспечивать бесперебойную работу в условиях переменного режима при изменении влажности и подачи исходных материалов, смене составов выпускаемых смесей, остановке и пуске оборудования. Эффективность очистки должна систематически проверяться.

Хранение цемента, минерального порошка, извести, других материалов следует осуществлять в закрытых емкостях складов. Склады должны быть полностью механизированы. Бункеры, силосы, транспортеры и питатели должны быть герметизированы и оборудованы пылеотсасывающими устройствами. Пылящие материалы следует перемещать средствами механического или пневматического транспорта.

Хранение органических вяжущих веществ (битума, гудрона, дегтя и т.д.) следует осуществлять в крытых битумохранилищах с надежным отводом поверхностных вод или в специальных обогреваемых цистернах. Хранение органических вяжущих веществ в открытых ямах и емкостях запрещается.

Разогрев вяжущих веществ в битумохранилищах должен производиться электронагревателями или с помощью пароподогрева.

Каменные материалы в карьерах и на камнедробильных заводах должны очищаться от пылевидных частиц в установках для обогащения материалов. Для изоляции мест пылеобразования дробильно-сортировочное оборудование снабжается системами пылеочистки. Транспортные средства для каменных материалов (транспортеры, питатели, элеваторы и т.д.) должны быть оборудованы укрытиями.

При хранении каменных материалов должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению размыва их дождевыми и талыми водами и выноса материалов в водотоки. Складирование и хранение каменных материалов в прибрежных зонах рыбохозяйственных водоемов разрешается только при согласовании с органами рыбоохраны. Для уменьшения пылеобразования на складах каменных материалов необходимо предусматривать пылеподавление увлажнением.

Природоохранные мероприятия, проводимые при производстве дорожно-строительных материалов, осуществляются по двум направлениям:

- контроль за соблюдением экологических требований непосредственно к сырью для производства дорожно-строительных материалов и к производимым материалам;

- контроль за выполнением экологических норм при функционировании предприятий по производству дорожно-строительных материалов.

Методы обеспечения экологически безопасного функционирования предприятий по производству дорожно-строительных материалов осуществляются по двум направлениям:

Организационные мероприятия:

- разработка экологического паспорта предприятия;

- оформление разрешения регионального комитета по экологии на предельно допустимые выбросы (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу;

- плата за выбросы;

- расчеты лимита водопользования.

Технические мероприятия:

- оснащение пылегазоочистными системами - пылеосадительными камерами, циклонами, мокрыми пылеуловителями, тканевыми фильтрами, электрофильтрами;

- оснащение реакторных установок по приготовлению битума из гудрона печью дожига;

- очистка сточных вод до уровня установленных ПДК загрязняющих веществ;

- предпочтение природному газу в ряду других видов топлива;

- обеспечение бесперебойной эффективной работы оборудования для очистки выбросов и контроля за ними;

- использование прогрессивных энерго- и ресурсосберегающих технологий производства дорожно-строительных материалов;

- организация оптимального режима движения автомобильного транспорта по территории АБЗ;

- оснащение приборами экологического контроля.

В 1994 г. Минтранс РФ разработал и утвердил отраслевой нормативный документ РД 152-001-94 «Экологические требования к предприятиям транспортно-дорожного комплекса», который определяет основные требования по организации и осуществлению природоохранительной деятельности на предприятиях транспортно-дорожного комплекса (ТДК) - автомобильного транспорта, дорожного хозяйства, а также предприятиях транспортного обслуживания.

Требования данного документа распространяются на вновь организуемые, реконструируемые и на действующие предприятия, находящиеся в государственной, муниципальной, кооперативной, частной и других видах собственности (включая предприятия, находящиеся в собственности общественных организаций и иностранных государств), осуществляющие коммерческую или иную деятельность в области перевозок грузов и пассажиров, технического обслуживания и ремонта техники, а также дорожного хозяйства на территории Российской Федерации. Исключение составляют предприятия, не имеющие собственной производственно-технической базы и заключившие договоры на выполнение работ, при которых выделяются загрязняющие окружающую среду вещества, с другими предприятиями, имеющими соответствующие лицензии на проведение таких работ.

Предприятие, имеющее производственно-техническую базу, должно иметь экологический паспорт, а также лицензию на комплексное природопользование с установленными разрешениями на выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду (предельно допустимыми и временно согласованными), предельным использованием (изъятием) природных ресурсов, размещением отходов. Лицензия на комплексное природопользование выдается органами Минприроды в порядке, согласованном с другими специально уполномоченными государственными органами Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды и использования природных ресурсов, а также с органами Госкомсанэпиднадзора России в соответствии с их компетенцией.

При выдаче лицензии органами Российской транспортной инспекции на право коммерческой деятельности в ТДК или при продлении срока ее действия, а также продлении срока действия лицензии на комплексное природопользование, выдаваемой органами Минприроды России, предприятие обязано предъявить аудиторское заключение, выданное экологическими аудиторскими организациями в соответствии с Временным положением об экологическом аудировании в транспортно-дорожном комплексе Российской Федерации.

Предприятие должно планировать и проводить мероприятия по охране окружающей природной среды и рациональному использованию природных ресурсов.

В результате функционирования предприятия, концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, не должны превышать установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов на границе санитарно-защитной зоны данного предприятия (перечень ПДК основных загрязняющих веществ для предприятий ТДК дан в табл. 11).

Как видно из перечня, существует расхождение между документами, издаваемыми Минприроды и Минздравом (см. табл. 2 - 6 в разделе 4). Это связано с тем, что санитарно-гигиенические нормы Минздрава, как правило, предназначены для воздуха рабочей зоны.

Уровни шума, создаваемого предприятиями, должны соответствовать требованиям, регламентируемым «Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71).

Таблица 11

Перечень основных загрязняющих веществ, выделяемых предприятиями ТДК, их ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов (Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Утверждены Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 18 ноября 1992 г.)

Примечание. *ОБУВ - ориентировочные безопасные уровни воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

Загрязненные воды, отводимые от производственных объектов, административных, хозяйственно-бытовых зданий и сооружений, а также ливневые стоки с территории предприятия не должны сбрасываться в поверхностные водные объекты, на рельеф местности без предварительной их очистки. Сброс предварительно очищенных сточных вод допускается на основе разрешения, выдаваемого территориальными органами Минприроды России. В разрешении устанавливаются нормативы ПДС вредных веществ (перечень ПДК вредных веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей, приведен в табл. 12, 13).

Сопоставляя данные по табл. 12, 13, также можно отметить некоторые разночтения (по нефти), так как табл. 12 - для рыбохозяйственных водоемов, табл. 13 - санитарно-гигиенические данные.

Условия передачи в канализационные сети хозяйственно-бытовых и промышленных стоков определяются договором между предприятием и владельцем канализационных сетей и очистных сооружений.

Таблица 12

Перечень основных предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей (утверждены Главрыбводом Минрыбхоза СССР 9 августа 1990 г. № 12-04-11)

Таблица 13

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (СанПиН № 4630-88)

Содержание загрязняющих веществ в почвах вне санитарно-защитной зоны или полосы отчуждения транспортного или дорожного предприятия не должно превышать их ПДК (перечень ПДК основных загрязняющих веществ дан в табл. 14).

Предприятие обязано осуществлять производственный экологический контроль, который ставит своей задачей:

- проверку выполнения планов и мероприятий по охране природы и оздоровлению окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов;

- соблюдение нормативов качества окружающей природной среды (контроль за концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на границе санитарно-защитной зоны, в выбросах из стационарных и передвижных источников загрязнения, в сбросах в канализацию и поверхностные водные объекты, в почвах, прилегающих к санитарно-защитной зоне предприятия, в почвах и грунтовых водах на территории предприятий, а также вблизи мест, отведенных для захоронения отходов транспортно-дорожного комплекса);

- выполнение требований природоохранительного законодательства.

Таблица 14

Перечень основных загрязняющих веществ, выделяемых транспортными предприятиями, и их предельно допустимые концентрации в почве (Утверждены Минздравом СССР 19.11.91 № 6229-91)

Производственный экологический контроль производится на основании приказа по предприятию и в соответствии с Положением по организации производственного экологического контроля.

Предприятие обязано:

- соблюдать установленные нормы водопотребления и водоотведения;

- принимать меры, направленные на полное прекращение сброса в водные объекты недостаточно очищенных сточных вод;

- содержать в исправном состоянии очистные и другие водохозяйственные сооружения и технические устройства, обеспечивающие предотвращение загрязнения водных объектов, вести в установленном порядке учет водопотребления и водоотведения.

Предприятие обязано проводить организационно-хозяйственные, технические и другие мероприятия для обеспечения выполнения условий и требований, предусмотренных в разрешениях на выброс загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе: принимать меры по снижению выбросов загрязняющих веществ; обеспечивать бесперебойную эффективную работу и поддержание в исправном состоянии сооружений и оборудования для очистки выбросов.

Производственные отходы должны храниться в специально отведенном на территории предприятия месте в количествах, согласованных с местными органами исполнительной власти и территориальными органами Минприроды.

По мере накопления все отходы должны утилизироваться (при наличии средств утилизации) или вывозиться в места, специально установленные органами Госкомсанэпиднадзора и местными органами власти.

Предприятия, имеющие свои емкости для хранения и заправки транспортных средств топливно-смазочными материалами (ТСМ) должны организовать приемку и выдачу ТСМ так, чтобы исключалась возможность их попадания в канализацию, водоемы и почву.

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 02.02.98 № 141 «О внесении изменений и дополнений в Постановление Совета Министров - Правительства Российской Федерации от 13.12.93 № 1291 «О Государственном надзоре за техническим состоянием самоходных машин и других видов техники в Российской Федерации» основной задачей государственного надзора за техническим состоянием самоходных машин и других видов техники в Российской Федерации (далее именуется - гостехнадзор) является осуществление надзора за техническим состоянием тракторов, самоходных дорожно-строительных и иных машин и прицепов к ним в процессе использования в части обеспечения безопасности для жизни, здоровья людей и имущества, охраны окружающей среды. При этом органы гостехнадзора осуществляют:

- надзор за техническим состоянием тракторов, самоходных дорожно-строительных и иных машин и прицепов к ним в процессе использования независимо от их принадлежности (кроме машин Вооруженных Сил и других войск Российской Федерации, а также параметров машин, подконтрольных Госгортехнадзору России и Главгосэнергонадзору России) по нормативам, обеспечивающим безопасность жизни, здоровья людей и имущества, охрану окружающей среды;

- надзор в период ответственности изготовителя и (или) поставщика за соответствием поднадзорных машин и оборудования условиям обязательной сертификации и наличием соответствующего сертификата;

- регистрацию тракторов, самоходных дорожно-строительных и иных машин и прицепов к ним, а также выдачу на них государственных регистрационных знаков (кроме машин Вооруженных Сил и других войск Российской Федерации).

Согласно этому постановлению, надзор за экологической безопасностью дорожной техники возложен на органы Гостехнадзора.

5.2. Карьеры нерудных материалов

Основные источники неблагоприятного воздействия на окружающую среду, возникающие при функционировании карьеров и камнедробильных заводов, следующие:

- изъятие из оборота земель, необходимых для добычи материалов, а также для подъездных путей;

- изменение гидрологического режима, загрязнение стоков подземных вод;

- пылеобразование, сопровождающее процессы дробления, сортировки (грохочения), перегрузки и транспортировки минеральных материалов;

- выделение в атмосферу отработавших газов двигателей автомобилей и специальной техники (экскаваторов, бульдозеров, дробильных и сортировочных установок и др.);

- шумовое и вибрационное воздействие машин и механизмов.

В результате окружающая среда загрязняется вредными веществами: окисью углерода, углеводородами, окислами азота, серы, сажей, пылью. Объем загрязнений зависит от объема карьера, вида добываемого минерального материала, типа используемого оборудования, экологической уязвимости территории.

Оценка воздействия карьеров на окружающую среду отработана наиболее полно и приведена во многих пособиях и в справочной литературе.

Применяются следующие методы снижения неблагоприятного воздействия карьерных хозяйств на окружающую среду:

- обустройство и рекультивация земель;

- пылеподавление водовоздушными смесями;

- пылеудаление путем применения циклонов, рукавных фильтров, укрытий источников пылеобразования;

- регулировка двигателей автотранспорта и другой используемой техники;

- очистка стоков вод;

- корректировка режима работы предприятия в соответствии с климатическими и метеорологическими условиями.

В соответствии с ПБ 06-07-92 «Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» с изменениями Госгортехнадзора России от 31.10.97 № 39 деятельность по проектированию, строительству, расширению, реконструкции, техническому перевооружению; изготовлению, монтажу, наладке, обслуживанию и ремонту технических устройств на горных производствах и объектах может осуществляться при наличии соответствующей лицензии, выданной в установленном Госгортехнадзором России порядке.

Разработка породных отвалов и некондиционных руд шахт, карьеров, гидроотвалов обогатительных фабрик, золоотвалов ТЭЦ должна производиться по специальному проекту.

Вновь построенные или реконструированные карьеры, разрезы, драги, прииски, а также отдельные промышленные объекты и сооружения, вводимые в работу на действующих предприятиях (организациях), должны приниматься в установленном порядке комиссией с участием представителей органов Госгортехнадзора.

Порядок образования и эксплуатации отвалов, расположенных над действующими подземными выработками, а также засыпки провалов и отработанных участков карьера должен определяться специальным проектом, содержащим мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.

При размещении отвалов на косогорах необходимо предусматривать специальные меры, препятствующие сползанию отвалов.

При совместном складировании пород в один отвал на предприятиях (организациях), работающих по транспортным системам в районах со значительным количеством осадков в виде снега, должны быть разработаны дополнительные меры безопасности от возможных оползней отвалов в летнее время.

Запрещается складирование снега в породные отвалы. В районах со значительным количеством осадков в виде снега, где попадание его в отвалы исключить невозможно, отвалообразование должно осуществляться по специальному проекту, согласованному с местными органами Госгортехнадзора, в котором на основе проведенных исследований определены объемы снега, попадающего в отвал, и обеспечена безопасная работа в любое время года.

Запрещается производить сброс (сток) поверхностных и карьерных вод в отвалы.

Каждый карьер, не имеющий естественного стока поверхностных и почвенных вод, должен быть обеспечен водоотливом.

Осушение месторождений полезных ископаемых при открытой разработке должно проводиться по специальным, утвержденным в установленном порядке проектам. Не разрешается вести работы с какими-либо отступлениями от проекта без предварительного согласования их с соответствующей проектной организацией.

При наличии на территории карьера оползней, поверхность оползневого массива должна быть ограждена нагорными канавами, предохраняющими массив от проникновения в него поверхностных и талых вод, снега, грязевых потоков. В этих случаях на карьере ежегодно разрабатываются и утверждаются главным инженером мероприятия по обеспечению безопасности работ в карьере.

При главной водоотливной установке должен быть водосборник. В дренажных шахтах водосборник должен иметь два отделения. Вместимость водосборника при открытом водоотливе рассчитывается не менее чем на трехчасовой, а при подземной - на четырехчасовой нормальный приток.

Суммарная подача рабочих насосов главной водоотливной установки должна обеспечивать в течение не более 20 ч откачку максимально ожидаемого суточного притока воды. Установка должна иметь резервные насосы с суммарной подачей, равной 20 - 25 % подачи рабочих насосов. Насосы главной водоотливной установки должны иметь одинаковый напор.

Вода, удаляемая из карьера, должна сбрасываться в ближайший водоток или в место, исключающее возможность ее обратного проникновения через трещины, провалы или водопроницаемые породы в выработки и заболачивание прилегающих территорий.

Все водосбросные и водосборные сооружения гидроотвалов следует рассчитывать на максимально возможный приток. По окончании работ с использованием средств гидромеханизации должны быть осмотрены все водосбросные сооружения и составлены документы об их состоянии.

Отвалы свеженамытых отложений необходимо обозначать знаками, запрещающими хождение по отвалам.

Производство работ по оттаиванию мерзлого грунта необходимо производить только по специальному проекту, предусматривающему меры, обеспечивающие безопасность работ. Сброс карьерных и подземных вод, полученных в результате осушения месторождения полезных ископаемых, должен производиться только после их осветления, а в необходимых случаях - после очистки от вредных примесей. Места сброса этих вод согласовываются в установленном порядке.

Состав атмосферы карьеров должен отвечать установленным нормативам по содержанию основных составных частей воздуха и вредных примесей (пыль, газы) с учетом действующих требований. Воздух рабочей зоны должен содержать по объему 20 % кислорода и не более 0,5 % углекислого газа: содержание других вредных газов не должно превышать величин, приведенных в табл. 15.

Таблица 15

Во всех карьерах, имеющих источники выделения ядовитых газов (от работы автомобилей, из пожарных участков, из дренируемых в карьер вод, от взрывных работ и др.), должен проводиться на рабочих местах отбор проб для анализа воздуха на содержание вредных газов не реже одного раза в квартал и после каждого изменения технологии работ в соответствии с Инструкцией по контролю содержания пыли в воздухе на предприятиях (организациях) горнорудной и нерудной промышленности и соответствующей инструкцией для карьеров угольной промышленности.

В случаях, когда применяемые средства не обеспечивают необходимого снижения запыленности воздуха в карьере, должна осуществляться изоляция кабин экскаваторов и буровых станков с подачей в них очищенного воздуха.

Для снижения пылеобразования на карьерных автомобильных дорогах при положительной температуре воздуха должна проводиться поливка дорог водой с применением при необходимости связующих добавок. На дробильно-сортировочных установках, а также на участках перегрузки горной массы с конвейера на конвейер места образования пыли должны быть изолированы от окружающей атмосферы с помощью кожухов и укрытий с отсосом запыленного воздуха из-под них и его последующей очисткой. Применение в карьерах машин с двигателями внутреннего сгорания допускается только при наличии приспособлений, обезвреживающих ядовитые примеси выхлопных газов.

На предприятиях (организациях) должен быть организован систематический контроль за содержанием вредных примесей в выхлопных газах.

5.3. Асфальтобетонные заводы и эмульсионные базы

В состав асфальтобетонного завода, как правило, входят цеха по приготовлению органического вяжущего, асфальтобетонной смеси, подготовки и подогрева минеральных материалов, битумохранилища. Возможно также наличие установок по приготовлению битума из гудрона, битумных эмульсий, укрепленных грунтов и др. Загрязнения, возникающие в ходе работы АБЗ, оказывают влияние на качество атмосферного воздуха, почв, фунтовых вод.

Шумовые воздействия и последствия выбросов вредных веществ могут нарушать качество окружающей среды далеко за пределами санитарно-защитных зон, в результате чего из оборота изымаются значительные территории.

В ряду загрязнений, связанных с функционированием АБЗ, наиболее значительными являются загрязнения атмосферного воздуха.

Источники загрязнения воздушного бассейна подразделяются на источники выделения и источники выбросов.

Источниками выделения вредных веществ на АБЗ являются технологические агрегаты, установки, аппараты и т.д., выделяющие в процессе эксплуатации вредные вещества.

Источники выбросов - непосредственно устройства, с помощью которых осуществляются выбросы (трубы, аэрационные фонари, вентиляционные шахты). При сжигании органического топлива с уходящими газами выделяются вредные вещества, состав и количество которых непостоянны (табл. 16).

Таблица 16

Содержание основных вредных примесей (г/м³) в продуктах горения (нормальные условия, коэффициент избытка воздуха 1,4)

Для оценки вида топлива, загрязняющего продуктами сгорания воздушную среду, существует суммарный показатель, отражающий влияние на человека всех вредных веществ, выделяющихся при горении. Для некоторых видов топлива суммарный показатель равен:

- сланцы Ленинградской области - 3,1565;

- подмосковный бурый уголь Б2 - 2,0156;

- экибастузский уголь СС - 1,8480;

- торф фрезерный - 1,0228;

- донецкий уголь А - 0,8707;

- мазут(S^p = 3 %) - 0,1131;

- мазут (S^p = 0,5 %) - 0,0578;

- газ природный - 0,0378.

При сжигании сернистых мазутов в настоящее время применяют жидкие присадки, способствующие снижению загрязнений и уменьшению коррозии металлических поверхностей котлов.

Источники выделения и выброса загрязняющих веществ на АБЗ, согласно «Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на АБЗ», приведены в табл. 17.

Таблица 17

Источники выделения и выброса загрязняющих веществ на АБЗ

При производстве строительных материалов (минеральных вяжущих, асфальтобетонных смесей, для тепловлажностной обработки сборного железобетона) чаще всего применяются жидкие и газообразные виды топлива.

Источники выбросов вредных веществ в атмосферу подразделяются на организованные, отводимые от мест выделения системой газоотводов, и неорганизованные, возникающие за счет негерметичности технологического оборудования, узлов его стыковки, газоотводных устройств, резервуаров, а также в открытых местах пыления и испарения. Инвентаризация выбросов производится как для организованных, так и неорганизованных источников.

5.4. Цементобетонные заводы

В состав цементобетонного завода, как правило, входят склады заполнителей и цемента, бетоносмесительный цех или узел, формовочный цех (если завод выпускает сборные изделия), арматурный цех, склад готовой продукции (для заводов ЖБИ), вспомогательные производства.

Цементобетонные заводы (ЦБЗ) и заводы сборного железобетона (ЖБИ) относятся к числу предприятий, на которых санитарно-гигиенические условия труда и состояние окружающей среды тесно взаимосвязаны и должны строго соблюдаться при производстве цементобетона и конструкций из него.

Загрязнения, возникающие в ходе работы ЦБЗ, оказывают влияние на качество атмосферного воздуха, почв, грунтовых вод. Шумовые воздействия и последствия выбросов вредных веществ могут нарушать качество ОС далеко за пределами санитарно-защитных зон, при этом уровень шума непосредственно на рабочих местах может достигать 98 дБ, что требует организации санитарно-защитной зоны шириной до 300 м в городских условиях. В числе загрязнений, связанных с функционированием ЦБЗ, наиболее заметными являются загрязнения атмосферного воздуха и шумовое загрязнение. При правильной организации производства работ засорение почвы наблюдается на расстоянии 50 - 100 м по периметру предприятия. На складах цемента и в бетоносмесительных узлах рекомендуется применение пылеосадителей и матерчатых фильтров, обеспечивающих очистку воздуха на 97 - 99 %.

При работе ЦБЗ в атмосферу выделяются в основном неорганическая пыль, пар. Загрязнение почвы происходит за счет запыления и потерь товарной бетонной смеси при погрузке и вывозе с предприятия. Загрязнение грунтовых вод вызывается недостаточно стабильной работой шламосборников, часто засоряющихся остатками бетонной смеси (табл. 18).

Таблица 18

Источники выделения и выброса загрязняющих веществ на ЦБЗ

6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Дорожное хозяйство является потребителем значительного количества природных ресурсов. Естественным является стремление заменить часть природных и впервые применяемых материалов вторичными продуктами промышленности и отходами производства других отраслей.

Поскольку объем отходов и вторичных продуктов промышленности, произведенных в нашем обществе, и стоимость их размещения, особенно в густонаселенных регионах, продолжают увеличиваться, возрастает необходимость переработки этих материалов для повторного использования. Строительство и реконструкция автомобильных дорог и искусственных сооружений требует больших объемов материалов, дорожное хозяйство является перспективным потребителем крупнотоннажных отходов.

С технической и природоохранной точек зрения вторичные материалы должны использоваться таким способом, чтобы не ухудшать эксплуатационных и экологических характеристик автомобильных дорог. Отходы и вторичные продукты значительно различаются по типам и свойствам и, в результате, по возможному применению в дорожном хозяйстве. Опыт и знание относительно их использования изменяются в зависимости от материала и региона. Чтобы оценить потенциальную возможность использования этих материалов, инженеры, исследователи, природоохранные органы должны знать свойства материалов, как они могут использоваться и какие ограничения могут быть связаны с их использованием.

В данной работе рассматривается использование отходов и вторичных продуктов по шести основным направлениям: асфальтобетон, цементобетон, основания, насыпи и заполнение выемок, укрепленные грунты и закладочные смеси.

В каждой из этих категорий по крайней мере возможен один вариант использования материалов, в некоторых случаях имеются несколько потенциальных возможностей. Например, в цементобетоне материал может использоваться как заполнитель или как компонент вяжущего. В табл. 19 приведены основные направления применения отходов.

Таблица 19

Основные направления применения отходов в дорожном хозяйстве

В данной работе рассмотрены основные возможности применения 19 видов отходов и вторичных продуктов промышленности:

- пыль из рукавных фильтров;

- доменные шлаки;

- золошлаковые смеси;

- золы уноса;

- продукты десульфуризации отходящих газов;

- горелые пески (металлургии);

- пыль печей для обжига минеральных вяжущих;

- пустые породы;

- золы и шлаки от сжигания бытовых отходов;

- шлаки цветной металлургии;

- отходы добычи каменных материалов;

- лом асфальтобетона;

- лом цементобетона;

- отходы кровельных материалов;

- изношенные шины;

- ил полей аэрации;

- сталелитейный шлак;

- сульфатосодержащие отходы;

- стеклобой и отходы производства стекла.

Указанные материалы не представляют полный список вторичных продуктов, которые можно использовать в дорожном хозяйстве. Эти 19 материалов были отобраны исходя из их массовости, наличия соответствующей информации по их применению в России и за рубежом, доступных сведений по их физическим и химическим свойствам.

Для этих 19 материалов и 6 главных направлений использования выбрано 55 комбинаций, наиболее целесообразных с технико-экономической точки зрения, сведенных в табл. 20. Отсутствие сведений по каким-либо другим материалам или вариантам использования не должно рассматриваться как запрет на них, этот недостаток указывает, что не имеется достаточного объема сведений для полезных рекомендаций.

Таблица 20

Матрица применения отходов и вторичных продуктов промышленности

Пыль рукавных фильтров

Пыль рукавных фильтров, улавливаемая при производстве горячей асфальтобетонной смеси,- пылинки, которые задержаны при очистке отходящих газов.

В настоящее время в России имеется приблизительно 2500 асфальтобетонных заводов, ежегодно выпускающих до 80 млн.т асфальтобетонных смесей для устройства покрытий автомобильных дорог. Приблизительно 75 % этого количества АБЗ оборудованы рукавными фильтрами, очищающими отходящие газы от минеральной пыли. Большинству этих систем предшествуют циклоны, которые являются первичными устройствами очистки, задерживающие более крупные частицы.

Улавливаемая пыль из накопителя может подаваться непосредственно в смеситель или храниться в бункере для последующего использования как добавка к минеральному порошку.

По приблизительной оценке Росавтодора, ежегодно на всех АБЗ накапливается от 1,6 до 2,3 млн.т уловленной пыли.

Примерно 20 % АБЗ полностью или частично используют улавливаемую пыль при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей.

Большинство производителей сбрасывают улавливаемую пыль в отстойники и вывозят ее для захоронения, что приводит к ухудшению экономических показателей предприятий за счет увеличения расхода покупного минерального порошка и платежей за загрязнения.

Физические свойства

Хотя уловленная пыль обычно мелкозернистая, без первичного коллектора или циклона она содержит от 0,8 до 5,8 % фракции крупнее 0,6 мм. По крупности частиц уловленная пыль состоит из относительно крупнозернистой фракции и высококачественной (мелкой) фракции с частицами крупнее 0,075 мм. В установках без первичной системы отбора пыли часто содержится менее 50 % мелкой фракции от собранного материала. Установки с первичной системой собирают в рукавных и тканевых фильтрах от 90 до 100 % частиц мельче 0,075 мм. Физические свойства уловленной пыли приведены в табл. 21.

Таблица 21

Физические свойства уловленной пыли

* При температуре 20 °С и влажности воздуха 50 %.

За немногими исключениями, рН уловленной пыли обычно находится в пределах 7,2 - 10,8 для гранита и 11,0 - 12,4 для доломита и известняка.

Доменные шлаки

При производстве железа железная руда и сопутствующие каменные материалы (известняк и/или доломит) загружаются в доменную печь, использующую в качестве топлива кокс. Кокс воспламеняется и восстанавливает железную руду до чугуна. Чугун может быть использован для отливки некоторых деталей, но большая его часть используется как исходный материал для производства стали.

Доменный шлак - неметаллический попутный продукт, состоящий прежде всего из силикатов, алюмосиликатов и алюмосиликатов с различным содержанием кальция. Литой доменный шлак, который поглощает большое количество сульфатов из исходной шихты, составляет приблизительно 20 % от массы производимого металла. Различные формы шлака образуются в зависимости от метода охлаждения литого шлака. Эти формы включают доменный шлак воздушного охлаждения, пористый шлак, гранулированный шлак и гранулированный доменный шлак водного охлаждения.

Доменный шлак воздушного охлаждения

Если жидкий доменный шлак медленно остывает на воздухе, формируется кристаллическая структура, образуются прочные плотные частицы, которые в дальнейшем могут подвергаться дроблению и сепарации.

Пористый доменный шлак

Если литой шлак охлажден с помощью ограниченного количества воды, воздуха или пара, процесс охлаждения и застывания может быть ускорен, при этом за счет расширяющихся водяных паров или воздуха охлаждаемый шлак вспенивается. Пористый шлак отличается от шлака с воздушным охлаждением относительно высокой пористостью и низкой кусковой и насыпной плотностью.

Гранулированный доменный шлак

Если литой шлак охлажден водой и воздухом в охладительном барабане, чаще всего образуется гранулированный материал. Регулируя процесс охлаждения, можно получить гранулы с высокой степенью кристаллизации, что выгодно для использования шлака в качестве заполнителя, или с увеличенным объемом аморфной фазы, более желательной для применения шлака в качестве вяжущего. Более быстрое охлаждение приводит к росту аморфной фазы.

Стекловидный гранулированный доменный шлак

Если литой шлак быстро охлажден в воде, кристаллизация практически не начинается. Этот процесс приводит к образованию частиц шлака крупностью до 5 мм, обычно с некоторой степенью слабой агломерации. Физическое строение и гранулометрический состав гранулированного шлака зависят от химического состава шлака, температурного режима охлаждения и способа производства. После измельчения частиц такого шлака до крупности частиц цемента основной стекловидный гранулированный доменный шлак проявляет вяжущие свойства, которые позволяют использовать его в качестве минеральной добавки при производстве портландцемента или использовать его почти в чистом виде как самостоятельное вяжущее.

Способы применения

Доменный шлак в зависимости от химико-минералогического состава используется в качестве заполнителя в асфальто- и цементобетоне как компонент минеральных вяжущих, легкий заполнитель, в технологии получения цемента, в качестве материала для отсыпки насыпей, для шлакового литья и др. Способы использования доменного шлака и требования к нему широко освещены в нормативно-методических документах, научной и учебной литературе.

Замена природных заполнителей. Доменный шлак широко используется в качестве заполнителя для асфальто- и цементобетона как техногенный материал для отсыпки насыпей. Материал может быть измельчен и сепарирован для выполнения требований по гранулометрическому составу с использованием традиционного оборудования. Могут потребоваться специальные процедуры контроля качества.

Компонент вяжущих материалов. Гранулированный доменный шлак используется как минеральная добавка в технологии цементобетона. Гранулированный доменный шлак также используется в технологии портландцемента с минеральными добавками, шлакопортландцемента и других смешанных гидравлических вяжущих. Основной шлак либо измельчается совместно с портландцементным клинкером, либо может быть введен в измельченном виде в готовый портландцемент. Следует отметить, что цементобетоны на вяжущем, содержащем гранулированный доменный шлак, имеют высокие строительно-технические характеристики. Однако, учитывая специфику набора прочности, обычно рекомендуется применять такие вяжущие при изготовлении конструкций на заводах сборного железобетона или на полигонах с дополнительным прогревом.

Физические свойства

Некоторые типичные физические свойства доменных шлаков приведены в табл. 22.

Таблица 22

Физические свойства доменных шлаков

Доменный шлак воздушного охлаждения. Обычно частицы этой разновидности шлака угловатые, приближенные к кубической форме, поверхность частиц - от пористой до гладкой с раковинами. Может существовать значительный разброс в физических свойствах доменного шлака в зависимости от технологического процесса. Более высокие показатели плотности характерны для шлака с повышенным содержанием железа и часто свидетельствуют об использовании в технологии повышенного количества металлолома. Водопоглощение этой разновидности шлака может доходить до 6 %, однако шлак легко сушится, так как вода образует в основном только пленку на поверхности.

Пористый доменный шлак. Измельченный пористый шлак имеет угловатую, приближенную к кубической форму, текстура пористая. Пористость расширенных агрегатов шлака доменной печи выше, чем агрегаты ACBFS. Насыпную плотность пористого шлака трудно определить точно, но приблизительно она составляет 70 % от этого показателя для шлака воздушного охлаждения.

Гранулированный доменный шлак. В отличие от предыдущих видов доменных шлаков, частицы гранулированного шлака имеют гладкую текстуру и округленную форму. Следовательно, пористость и водопоглощение гранулированного шлака намного ниже, чем у шлака воздушного охлаждения и пористого.

Стекловидный гранулированный доменный шлак. Стекловидный гранулированный доменный шлак - гладкий зернистый материал, текстура которого, в зависимости от химического состава и способа производства, меняется от грубой, рыхлой до плотной.

Химический состав

Химический состав доменных шлаков, полученных по одинаковой технологии, достаточно близок. В табл. 23 дан типичный химический состав шлака доменной печи. Представленные данные свидетельствуют, что химический состав доменных шлаков достаточно стабилен.

Степень вяжущих свойств шлака зависит от химического состава, содержания аморфной фазы, тонкости помола и добавок. Так, химическая реакция между измельченным доменным шлаком и водой при нормальных условиях протекает медленно, но резко ускоряется в присутствии гидроксида кальция, щелочей и гипса.

Доменный шлак дает щелочную реакцию, рН в водном растворе - в диапазоне от 8 до 10. Хотя доменный шлак содержит небольшое количество серы (от 1 до 2 %), доменные шлаки не опасны с точки зрения коррозии стали, в том числе арматуры в железобетоне.

Таблица 23

Типичный состав доменного шлака*

* Сведения получены от US National Slag Association, 1949 г. - 22 завода, 1957 г. - 29 заводов, 1968 г. - 30 заводов, 1985 г. - 18 заводов.

В некоторых случаях сточные воды от доменного шлака могут изменять цвет (характерный желтый/зеленый цвет) и иметь сернистый аромат. Эти свойства, видимо, связаны с водой, вступившей в реакцию со шлаком. Вода в порах шлака имеет высокую концентрацию кальция и сульфатов, рН до 12,5. При реакции этой воды желтого цвета с кислородом сульфиды окисляются с осаждением элементарной серы белого или желтого цвета и образованием тиосульфата кальция, не меняющего цвета водного раствора. Старение доменного шлака может замедлять формирование стока желтого цвета при недостаточном притоке свежей воды, но этот способ не является профилактической мерой, так как окрашенные сточные воды могут образовываться, если стоячая вода находится в контакте со шлаком достаточно длительное время.

Из-за более пористой структуры заполнитель из доменного шлака обычно имеет более низкую теплопроводность по сравнению с заполнителем из гранита или плотного известняка. Это свойство дает шлакам преимущество при устройстве морозозащитных слоев в основании дорожного покрытия или подстилающих слоев дорожного покрытия по промерзающим грунтам.

Топливные золы и шлаки гидроудаления

Топливные золы и шлаки гидроудаления - зернистые негорючие побочные продукты, скапливающиеся в нижней части топок, работающих на каменном угле для производства пара, электроэнергии. Большинство этих побочных продуктов образуется в топках крупных теплоэлектростанций, некоторое количество - в котельных, обслуживающих отдельные производства. Тип побочного продукта (то есть, золы или шлака) зависит от технологии сжигания топлива.

Зола гидроудаления.

Наиболее часто каменный уголь сжигается в виде тонкой пыли. При сгорании пылевидного топлива примерно 80 % золы выносится с отходящими газами и относится к золам уноса. Оставшиеся 20 % являются донной сухой золой - зернистым,

пористым материалом темно-серого цвета, с крупностью частиц мельче 12,5 мм. Когда в накопителе собирается достаточное количество сухой золы, она удаляется с помощью водных струй высокого напора, и образующийся шлам по системе трубопроводов направляется к хранилищу.

Топливный шлак.

В основном топливный шлак на мощных теплоэнергетических установках образуется из расплава наиболее легкоплавкой части минеральных примесей. Расплав сливается в охладитель, где под воздействием воды остывает и разрушается за счет резкого перепада температур. В окончательном виде топливный шлак гидроудаления представляет собой стекловидные частицы крупностью от 2,5 до 50 мм обычно черного цвета с гладкой или пористой поверхностью. В зависимости от конструкции топок, в шлак переходит от 50 до 80 % всех несгораемых примесей к топливу.

Отбираемые раздельно зола и шлак гидроудаления могут складироваться на гидроотвале либо раздельно, либо совместно. В последнем случае образуется золошлаковая смесь гидроудаления.

Золошлаковые смеси потенциально пригодны к использованию в дорожном строительстве, но имеют непостоянный гранулометрический состав по отвалу. Более крупные и тяжелые частицы оседают на отвале ближе к месту выброса пульпы, более мелкие зольные частицы оседают позднее и откладываются дальше. Поэтому при использовании золошлаковых смесей для обеспечения однородности материала по гранулометрическому составу необходимо делить отвал на карты, в пределах которых материал, по крупности, будет более однородный.

Способы применения

В зависимости от химико-минералогического состава и строительно-технических свойств золы, шлаки и золошлаки гидроудаления могут использоваться в различных областях дорожного строительства.

Минеральная часть асфальтобетона. При положительных результатах предварительных испытаний золы гидроудаления могут использоваться как замена природных каменных материалов в слоях износа покрытий и в подстилающих слоях на основе горячего и холодного асфальтобетона, битумных эмульсий. Из-за относительно низкой долговечности некоторых разновидностей зол гидроудаления эти материалы чаще применяются для устройства подстилающих слоев.

Шлак гидроудаления используется в слоях износа, подстилающих слоях и при поверхностной обработке асфальтобетонного покрытия или в качестве искусственного грунта, укрепленного битумом. Данных о результатах использования зол при поверхностной обработке асфальтобетонного покрытия или в качестве искусственного грунта недостаточны, чтобы однозначно дать положительное или отрицательное заключение о возможности такого использования зол гидроудаления без дополнительных исследований в каждом отдельном случае.

Обычно для получения необходимого гранулометрического состава требуется обогащение зол и шлаков природными материалами недостающих фракций. При устройстве ответственных конструкций необходимо удаление частиц, содержащих пирит, при помощи электромагнитов, так как эти соединения склонны к изменению объема. Характерным признаком пиритов служит красноватая окраска воды при погружении материала на длительный срок.

Неукрепленные основания. И зола, и шлак гидроудаления в отдельных случаях могут использоваться как рыхлые каменные материалы для устройства неукрепленных оснований. В случае необходимости, проводится обогащение зол и шлаков природными материалами недостающих фракций.

Укрепленные основания. Золы и шлаки гидроудаления используются для устройства укрепленных оснований. В качестве вяжущих материалов обычно применяются портландцемент, пыль уноса цементных печей, известь, другие органические вяжущие. При строительстве укрепленных оснований требуется контроль влажности материала, его гранулометрического состава и удаление вредных соединений типа пирита.

Насыпи и выемки. Золы и золошлаковые смеси гидроудаления могут использоваться как материал для устройства насыпей, забутовки опор, подпорных стенок, траншей. Эти материалы могут также использоваться для устройства водопрерывающих прослоек в теле насыпи. Материал должен иметь оптимальную влажность, быть свободным от пирита, пережженных частиц извести и не подвергаться различным типам распада, а также иметь соответствующий гранулометрический состав.

Закладочные смеси - заполнитель для смеси. Зола гидроудаления и мелкая фракция золошлаковых смесей используются как заполнитель для закладочных смесей. Так как большинство закладочных смесей требует сравнительно низкого предела прочности при сжатии (чтобы их можно было извлечь впоследствии при необходимости), дополнительной обработки золы или золошлака не требуется.

Физические свойства

Зола гидроудаления имеет угловатые частицы с пористой фактурой. Частицы золы обычно имеют размер, сопоставимый с мелким песком вплоть до размера глинистых частиц (несколько микрон). Обычно гранулометрический состав золы гидроудаления колеблется даже в пределах одного отвала, поэтому привести какие-либо усредненные значения представляется затруднительным.

Шлаки гидроудаления обычно имеют размер частиц от 0,5 до 50 мм с преобладающей фракцией до 15 - 20 мм. Обычно шлаки имеют гладкую поверхность, но если в расплаве шлака оказались захваченные или выделяющиеся газы, поверхность шлака становится пористой. Шлак от сжигания битуминозного угля имеет обычно более пористую структуру, чем шлак каменного угля.

Истинная плотность зол гидроудаления обычно колеблется от 2100 до 2700 кг/м³, шлаков – 2300 - 2900 кг/м³. Плотность материалов зависит от их химического состава, но обычно при увеличении содержания несгоревшего угля в частицах золы плотность падает, растет пористость и водопоглощение.

Химические свойства

Золы и шлаки гидроудаления в основном состоят из оксидов кремния, алюминия и железа с примесями соединений кальция, магния, щелочных металлов, серы. Химический состав материалов в основном зависит от вида применяемого топлива и попутных пород. Так, для Северо-Западного региона при сжигании сланцев характерны высокоосновные золы, обладающие слабыми вяжущими свойствами; продукты сгорания бурых углей Подмосковного бассейна также имеют повышенную основность, угли Кузнецкого бассейна дают кислые неактивные золы и шлаки. Учитывая фактор возможной химической нестабильности этого вида попутных продуктов, перед их применением необходимо в каждом отдельном случае проведение предварительных комплексных исследований для определения основных характеристик материалов.

Из-за наличия растворимых солей и, в некоторых случаях, низких значений рН, склонности к реакциям пуццоланового типа золы и шлаки гидроудаления могут вызывать коррозию арматуры и цементного камня, что требует определения возможной коррозионной активности материала.

При невозможности проведения детального химического анализа золы и шлаки гидроудаления являются коррозионно нейтральными, если рH превышает 5,5, электрическое удельное сопротивление более 1500 Ом/см, растворимость в соляной кислоте менее 0,02 % или содержание водорастворимых сульфатов – менее 0,1 % по массе.

Механические свойства

Некоторые наиболее характерные для зол и шлаков гидроудаления свойства приведены в табл. 24. Максимальные значения насыпной плотности зол и шлаков в сухом состоянии обычно на 10 - 25 % ниже, чем у природных каменных материалов такой же прочности, оптимальная влажность - выше за счет пористого строения и наличия частиц несгоревшего топлива.

Таблица 24

Некоторые механические свойства зол и шлаков гидроудаления

Каменноугольная зола-унос

Зола-унос, полученная от сжигания пылевидного каменноугольного топлива,- мелкозернистый порошкообразный материал, частицы которого улавливаются в отходящих топочных газах обычно с помощью электрофильтров, тканевых фильтров или механических устройств типа циклонов.

Имеются три типа угольных печей, используемых для получения тепла и электроэнергии. Это печи сухого сжигания, влажного сжигания и циклонные печи.

Когда пылевидное топливо воспламеняется в печи сухого сжигания, приблизительно 80 % от всего угля оставляет печь в виде золы-уноса с отходящим газом. Если такое топливо сжигается во влажном состоянии, целых 50 % отходов остается в печи, а 50 % уносится газами. В циклонной печи от 70 до 80 % отходов остается как шлак и только от 20 до 30 % уносится в виде золы.

Хотя электрические компании производят золу на угольных электростанциях, большинство этих предприятий не старается специально проводить разделение зол с учетом возможного последующего использования потребителями. Имеется несколько коммерческих фирм, в частности, цементных заводов, использующих золы уноса. Кроме того, в рамках программ РАО ЕЭС некоторые электростанции, работающие на твердом топливе, имеют собственные формальные программы маркетинга зол.

Из-за разновидностей углей из различных источников и различий в самих печах для сжигания угля не вся зола-унос одинакова. Имеется существенное различие в составе и свойствах зол-уноса от каменного угля, торфа, сланцев и других видов топлива (типа муниципальных твердых отходов, изношенных покрышек и т.д.). Пока основные рабочие параметры электростанции не изменяются, зола-унос от них достаточно стабильна по свойствам. Зола-унос, которая произведена от сжигания антрацита или каменного угля, обычно обладает пуццолановыми свойствами, содержит гладкие в основном оксиды кремния и алюминия, которые, в присутствии воды и свободного гидроксида кальция, реагируют с последним с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроалюмосиликатов кальция. Как правило, пуццолановые реакции в нормальных условиях протекают относительно медленно, дают низкое выделение тепла, продукты реакций имеют пониженную морозостойкость.

Зола-унос от горения сланцев или бурого угля, кроме пуццолановых свойств, имеет определенную склонность к проявлению самостоятельных вяжущих свойств за счет присутствия значительного количества оксида кальция.

Зола-унос обычно хранится в сухом виде в бункерах, из которых она может отправляться потребителям или в отвалы.

Способы применения

Цементобетон - дополнительный вяжущий материал.

Зола-унос успешно используется как минеральная примесь в цементобетонах. Это самое значительное самостоятельное применение золы-уноса. Зола-уноса может также использоваться как компонент шихты для изготовления портландцемента или как компонент портландцементов с минеральными добавками, пуццолановых портландцементов, известково-зольных и других типов минеральных вяжущих.

Качество золы-уноса должно постоянно проверяться, когда материал используется в портландцементе. Основные параметры -гранулометрический состав, потери при прокаливании и химический состав, влияющие на ее использование в бетоне. Зола-унос,

используемая в бетоне, должна также иметь достаточную пуццолановую активность и стабильность по параметрам.

Асфальтобетон - минеральный порошок. Зола-унос используется как минеральный порошок в асфальтобетонных смесях десятки лет. Минеральный порошок для битумного вяжущего состоит в основном из частиц размером менее 0,075 мм, которые дополняют непрерывность гранулометрического состава, улучшают свойства битумного вяжущего (смеси битума и минерального порошка, возможно с ПАВ), стабильность смеси. Основные требования к такой золе - гранулометрический состав, потери при прокаливании и химический состав.

Укрепленные основания - дополнительный вяжущий материал. Укрепленные основания или грунты - смеси грунта и вяжущих типа портландцемента, других минеральных или органических вяжущих, которые увеличивают прочность, несущую способность и долговечность основания дорожного покрытия. Поскольку зола-унос может проявлять пуццолановые или самоцементирующие свойства, они может и успешно использоваться как часть вяжущих для устройства укрепленных оснований и грунтов.

Закладочные смеси - заполнитель или дополнительный вяжущий материал. Закладочная смесь - шламовая смесь, состоящая из песка или другого мелкого заполнителя и вяжущего, обычно используется как замена уплотненного грунта при закладке пустот. Зола-унос используется как мелкий заполнитель или как компонент вяжущего, или как самостоятельное вяжущее. Когда в закладочные смеси введено значительное количество золы, она может действовать и как мелкий заполнитель и часть цементирующей матрицы. Самотвердеющие золы-уноса используются в меньших количествах как часть связки вместо цемента.

Качество золы-уноса, используемой в закладочных смесях, не так строго контролируется, как для других целей. Обычно дополнительной обработки золы-уноса не требуется.

Насыпи и заполнение выемок. Зола-унос используется в течение нескольких десятилетий для устройства насыпей или инженерной планировки территории, особенно в Европе. В этом случае зола-унос используется как замена природных грунтов. Зола-унос в этом случае должна иметь влажность, близкую к оптимальной, для получения максимальной степени уплотнения.

Физические свойства

Зола-унос состоит из мелких стекловидных частиц, в основном гладкой шаровидной формы, иногда полых внутри. Карбонатный материал в золе-уносе состоит из угловатых частиц. Гранулометрический состав большинства зол-уносов каменного угля подобен алевритам (преобладающий размер - менее 0,075 мм). Золы-уноса от сгорания антрацита слегка более грубые, чем золы-уноса каменного угля.

Истинная плотность золы-уноса обычно составляет 2100 - 3000 кг/м³, в то время как ее удельная поверхность (измеренная методом Блэйна по проходу воздуха) может составлять от 170 до 1000 м²/кг.

Цвет золы-уноса может изменяться от серого к черному, в зависимости от количества несгоревшего углерода. Чем светлее зола, тем ниже содержание углерода.

Химические свойства

На химические свойства золы-уноса влияют в значительной степени вид твердого топлива, методы сжигания, обработки и хранения. В основном применяются четыре типа угля, каждый из которых имеет свою теплотворную способность, химический состав, зольность и геологическое происхождение. Четыре типа угля -антрацит, каменноугольный, буроугольный и, как разновидность твердого топлива, - сланец. Зола-унос также иногда классифицируется согласно типу угля.

Главные составляющие золы-уноса каменного угля - оксиды кремния, алюминия, железа и кальция, с переменным количеством углерода, измеряемым потерей при прокаливании (ППП). Буроугольные и сланцевые золы-уноса характеризуются более высокими концентрациями оксидов кальция, магния и уменьшенным содержанием оксидов кремния и железа, более низким содержанием углерода по сравнению с золой-уносом каменного угля. В табл. 25 приведен усредненный диапазон химических компонентов золы-уноса для указанных выше основных видов топлива (без учета более редко встречающихся горючих сланцев, зола которых по химическому составу сходна с буроугольной).

Главное различие между кислыми и основными золами-уноса - в количестве оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Кислая зола-унос обычно содержит 1 - 12 % СаО, главным образом в форме сульфата, силикатов и алюминатов кальция. Основные золы могут иметь в своем составе до 40 % СаО, а также содержать заметное количество щелочных металлов (Na, К).

Таблица 25

Усредненный диапазон химического состава зол-уноса (% по массе)

Продукты десульфуризации отходящих газов

Горение пылевидного угля на ТЭЦ приводит к образованию значительного количества диоксида серы - SO₂ в отходящих газах. На сегодня одной из лучших технологий удаления этого опасного компонента является влажная десульфуризация отходящего газа. Эти системы основаны на вводе щелеземельного сорбента, обычно извести или известняка (чаще всего известняка) в форме аэрозоля в систему очистки отходящих газов. СаО реагирует с газообразным SO₂ и собирается в жидкой форме как пульпа CaSO₄ × 2H₂O, отправляемая в гидроотвал для удаления двуводного гипса с образованием гипсового ила.

Гипсовый ил - влажный твердый осадок из пульпы желтоватого цвета (из-за примесей свободной серы) с содержанием сухого вещества в диапазоне от 5 до 10 % по массе. Поскольку такие системы очистки обычно объединены с системой удаления зол-уноса, зола-унос часто является компонентом ила.

Относительная пропорция сульфитной и сульфатной составляющей очень важна при определении физических свойств ила. В зависимости от типа процесса и используемого материала сорбента, сульфит кальция CaSO₃ может составлять от 20 до 90 % от общего содержания серы, остальное практически полностью относится к сульфату кальция CaSO₄. Илы с высокими концентрациями сульфита кальция сложно поддаются сушке, тиксотропны, и поэтому их нельзя применять даже как искусственный грунт без дополнительной обработки. Обработка может включать доокисление до гипса, осушение и (или) стабилизацию.

Принудительное окисление является отдельной стадией переработки после процесса десульфуризации, происходит за счет продувки воздуха через резервуар с илом сульфита кальция, что проводит к образованию CaSO₄. Сульфат кальция, получаемый по этой технологии, имеет более крупные кристаллы, чем сульфит. В результате гипс можно фильтровать или осушать. Осушение ила обычно выполняется центрифугами или ленточными фильтр-прессами.

Фиксация и стабилизация - термины, которые часто используются для описания обработки ила. Стабилизация ила относится к добавлению достаточного количества сухого материала типа золы-уноса, к осушенному илу так, чтобы материал мог быть обработан и транспортироваться строительным оборудованием без отжима воды, а также применяться для заполнения котлованов и выдерживать типовое уплотняющее оборудование. Стабилизация - прежде всего результат физических процессов между илом и добавленным сухим материалом.

Фиксация обычно относится к дополнению достаточного количества химического реактива, чтобы преобразовать частично обезвоженный ил в укрепленную массу и получить материал с приемлемыми строительно-техническими характеристиками. Сюда можно отнести добавки портландцемента, извести, высокоосновной золы-уноса, чтобы стимулировать и физические и химические реакции между илом и вяжущими. Большинство процессов фиксации в настоящее время основано на добавке негашеной извести и пуццолановых зол-уноса, что обеспечивает дополнительную структурную прочность осушенному илу.

Способы применения

Зафиксированный или устойчивый сульфит кальция используется как материал для оснований и насыпей. Окисленный (двуводный гипс) ил после сушки используется для производства гипсокартона. Этот материал также используется при производстве портландцемента. Окисленный ил не требует фиксации или стабилизации.

Зафиксированный или устойчивый сульфитный ил может иметь содержание сухого вещества от 55 до 80 %, в зависимости от количества золы-уноса в смеси. В результате получается влажный уплотняемый материал серого цвета, способный выдерживать нагрузку от строительного оборудования и набирать незначительную прочность при сжатии.

Укрепленные основания. Гипсосодержащие материалы (в России - фосфогипс, в США - фиксированный ил) использовались для устройства оснований автомобильных дорог, в частности, для ила - во Флориде, Пенсильвании, Огайо и Техасе. Основной проблемой получения устойчивых оснований является то, что гипс должен использоваться на сухих участках, желательно в засушливых регионах. Стабилизация или фиксация ила могут быть выполнены дополнением негашеной извести и пуццолановой золы-уноса, портландцемента или высокоосновной золы-уноса, других материалов.

Насыпи. Небольшое количество ила использовалось для строительства насыпи на западе Пенсильвании. Материал был улучшен добавкой золы-уноса.

Физические свойства

Некоторые физические свойства исходного ила и окисленного продукта приведены в табл. 26, 27.

Таблица 26

Типичные размеры частиц ила

В табл. 27 показаны физические характеристики типичного ила из сульфита кальция в различном состоянии. Основные физические свойства включают содержание сухого вещества, влажность, истинную плотность, насыпную плотность во влажном и сухом состоянии. После осушения ил сульфита кальция представляет собой слабосвязанный материал с содержанием сухого вещества от 40 до 65 %. Ил сульфата кальция может быть осушен намного легче и достичь содержания сухого вещества до 70-75 % по массе.

Таблица 27

Плотности типичного ила сульфита кальция

Осушенный ил сульфита кальция состоит из частиц алеврито-глинистых размеров с проходом через сито 0,045 мм более 50 %. Он имеет насыпную плотность в сухом состоянии от 960 до 1280 кг/м³ при истинной плотности 2400 кг/м³.

Химические свойства

Химический состав ила зависит от способа отбора, типа угля, содержания серы, присутствия или отсутствия золы-уноса. Известь - наиболее часто используемый реактив осаждения. Химический состав материала (при использовании в качестве сорбента извести) приведен в табл. 28.

Таблица 28

Основные компоненты ила в зависимости от типа угля и технологии отбора (% по массе)

Механические свойства

Таблица 29

Механические свойства типичного ила сульфита кальция

Горелые пески

Пески металлургических заводов состоят прежде всего из чистого, высококачественного кварцевого песка или озерного песка, для изготовления форм для литья черных и цветных металлов. Эти пески чисты до использования, после отливки они могут содержать до 5 % металла.

Наиболее часто в промышленности используется литье в песчаные формы. Часто формовочный песок называют «зеленым песком». Зеленый песок состоит из высококачественного кварцевого песка, приблизительно 10 % бентонита (связка), от 2 до 5 % воды и приблизительно 5 % карбонатных добавок. Тип металла для отливки определяет, какие добавки и какой грансостав песка используется.

Обычно в металлургической промышленности песок используется несколько раз с добавкой свежих материалов.

Способы применения

Асфальтобетон и заполнитель закладочных смесей. Горелые пески используются как замена природного мелкого наполнителя в асфальтобетоне. Они также используются как замена мелкого заполнителя в закладочных смесях.

До начала использования горелый песок требует дробления или просеивания, чтобы уменьшить или отделить негабаритные материалы.

Физические свойства

Типичные физические свойства горелого песка указаны в табл. 30. Гранулометрический состав горелого песка достаточно однороден. Форма частиц типично угловатая или округлая. Иногда в горелых песках присутствует излишнее количество мелких фракций, что требует корректировки грансостава. Горелый песок имеет низкое водопоглощение и непластичный. В некоторых случаях в песке могут присутствовать органические примеси от связок и добавок. Истинная плотность горелого песка обычно колеблется в пределах 2390 - 2550 кг/м³, влажность менее 2 %.

Таблица 30

Типичные физические свойства горелого литейного песка

Химические свойства

Горелый песок литейного завода состоит прежде всего из кварцевого песка, покрытого тонкой пленкой углерода, остатков связки (бентонит, смолы) и добавки. Табл. 31 дает средний состав горелого песка, определенный по методу рентгеновской флюоресценции.

Кварцевый песок гидрофилен и, следовательно, может привести к ускоренному повреждению асфальтобетона в результате нарушения адгезии битума с поверхностью песка. Для устранения этой проблемы может потребоваться введение в песок специальных добавок. В зависимости от связки и типа металлического литья, рН горелого песка может изменяться приблизительно от 4 до 8. Некоторые виды горелых песков могут оказывать коррозионное воздействие на арматуру.

Из-за возможного присутствия фенолов (связка) в песке существует вероятность попадания этих химикатов в поверхностные или грунтовые воды. Источники песка должны быть проверены, чтобы оценить эту возможность.

Таблица 31

Химический состав горелого песка, % по массе

Механические свойства

Таблица 32

Характеристики горелого песка

Пыль печей для обжига минеральных вяжущих

Пыль печей для обжига минеральных вяжущих - мелкоразмерные побочные продукты производства портландцемента и извести, которые отобраны в системе сбора пыли или при очистке печей.

Имеются два типа процессов обжига и сушки цемента: печи для обжига и сушки с влажным процессом, которые принимают материалы в форме шлама, и печи для обжига и сушки сухим способом, которые принимают материалы в сухом виде. В каждом типе печи пыль может быть собрана двумя способами: 1) часть пыли может быть отделена и возвращена в печь для обжига и сушки из системы сбора пыли (например, циклон); 2) вся пыль может быть переработана или отправлена в хранилище отходов.

Химические и физические характеристики пыли при прочих равных условиях будут зависеть в основном от метода сбора пыли. Свободная известь, которая может присутствовать в пыли, имеет самую высокую концентрацию в более грубых частицах, захватываемых циклонами, расположенными ближе всего к печи. Более мелкие частицы имеют тенденцию к повышенному содержанию сульфатов и щелочей. Пыль от печей для обжига и сушки с влажным процессом имеет более низкое содержание кальция по сравнению с сухим способом.

Пыль печей для обжига и сушки извести физически подобна цементной пыли, но имеет значительные отличия в химическом составе. Состав этой пыли может измениться в зависимости оттого, производится ли гашеная известь, негашеная или доломитовая известь.

Свежая пыль от обжига извести может быть разделена на две категории, основанные на относительной реакционной способности, которая непосредственно связана с содержанием свободных СаО и MgO. Содержание этих компонентов в основном зависит от исходного сырья (известняк, доломит).

Основное количество цементной пыли используется как возвратный материал на цементных заводах.

Все указанные виды пыли используются для стабилизации и укрепления глинистых или влажных почв для технических целей, для улучшения состояния окружающей среды, как инициаторы пуццолановых реакций, как минеральный наполнитель в асфальтобетонных дорожных покрытиях и как наполнитель в насыпях.

Способы применения

Минеральный порошок асфальтобетона. Пыль от производства вяжущих используется как минеральный наполнитель в асфальтобетонных смесях. Добавка пыли к битумному вяжущему до приготовления смеси позволяет снизить расход битумных материалов на 10-15 %. Пыль от производства вяжущих увеличивает стойкость асфальтобетона к воздействию воды (при условии отсутствия негашеных оксидов кальция и магния).

Цементная пыль может также использоваться вместо портландцемента или гашеной извести в шламовых смесях типа «Сларри сил» (соединение мелкого заполнителя и эмульгированного битума) для повышения износостойкости поверхностной обработки.

Заполнитель асфальтобетона. Пыль от производства вяжущих также может быть использована для искусственного заполнителя для специальных применений. В Японии с применением цементной пыли получен искусственный каменный материал с повышенной степенью адсорбции нефтепродуктов, который используется, чтобы улучшить устойчивость асфальтобетонных дорожных покрытий, закрывая мелкие трещины за счет избытка адсорбированного битума в период жаркой погоды.

Модификатор битумного вяжущего. Цементная пыль может быть добавлена к битумному вяжущему для получения материала более высокого качества. Битумная мастика - смесь битума и дисперсного минерального материала. Если применять мастику, состоящую на 50 % из битума и на 50 % из цементной пыли, в некоторых случаях возможно снижение расхода вяжущего на 10-15 %. В Европе используются высоковязкие битумные мастики для покрытий мостовых переходов, гидроизоляции.

Укрепленные грунты и закладочные смеси - вяжущие материалы. Цементная пыль может использоваться как вяжущий материал или активатор пуццоланов для закладочных смесей. Известковая пыль может применяться как активатор пуццоланов. Как вяжущий материал цементная пыль может заменять или использоваться в комбинации с портландцементом. Как активатор пуццоланов цементная и известковая пыль могут заменять или использоваться в комбинации с портландцементом или гашеной известью.

Физические свойства

Цементная и известковая пыль - порошкообразные материалы относительно однородного размера. Табл. 33 дает некоторые типичные физические свойства этих материалов.

Таблица 33

Диапазон физических свойств цементной и известковой пыли

Химические свойства

Цементная пыль имеет состав, подобный обычному портландцементу. Основные компоненты - оксиды кальция, железа, кремния и алюминия. В табл. 34 приведены усредненные химические составы для свежей и лежалой цементной и известковой пыли.

Следы кадмия, свинца, и селена, и радионуклидов в цементной пыли определены в концентрациях менее 0,05 % по массе. Поскольку некоторые из этих компонентов потенциально опасны при низких концентрациях, важно оценить уровни их содержания в цементной пыли перед использованием.

Таблица 34

Типичные химические составы цементной и известковой пыли

Механические свойства

Цементная пыль имеет насыпную плотность около 480 кг/м³, но при уплотнении ее плотность может достигать 1350-1500 кг/м³.

Попутные и вскрышные породы

К этому виду отходов относятся материалы, полученные при извлечении и обогащении руд и полезных ископаемых. Эти отходы могут быть разделены на множество категорий: вскрышные породы, отходы обогащения, отвалы угледобычи, промывочные шламы, нефтяной сланец. Добыча и обработка минеральных руд приводит к большим количествам отходов, которые представлены в основном грунтовыми материалами.

Вскрышные породы. Большое количество вскрышных пород получается от открытых разработок медных и железных руд, фосфатов, урана, ценного поделочного камня и др. При подземной разработке количество вскрышных пород резко сокращается. Вскрышные породы состоят из грубого, измельченного или крупнообломочного материала от очень крупных блоков до частиц мелкого песка. Вскрышные породы часто представлены выветрелыми малопрочными материалами.

Отходы обогащения. Отходы обогащения в основном состоят из мелких частиц, которые образуются при шлифовке, просеивании или обогащении сырья. Они обычно состоят из твердых, угловатых кремнистых частиц. Как правило, размер частиц отходов обогащения от песка до алевритово-глинистых зависит от способа обработки.

Отделение основного минерала обычно включает измельчение и разделение. Разделение может быть путем разделения по плотности, по скорости падения, пенной флотацией или магнитным обогащением.

Пустые породы добычи угля. Эти породы представлены материалом, получаемым при подготовке и промывке угля. Уголь добывается в осадочных отложениях, пустые породы состоят из сланца, песчаника, алевролита и глинистых материалов, которые располагаются в непосредственной близости с угольным пластом.

Промывочные шламы. Промывочные шламы - побочные продукты фосфорнокислого и алюминиевого производства. Это отходы от процессов, в которых используются большие объемы воды, с малым содержанием твердой фазы и взвешенным мелким углем. Они содержат существенное количество воды, даже после длительных периодов сушки.

Нефтяной сланец. Нефтяной сланец - один из источников нефтепродуктов. Отработанный нефтяной сланец - побочный продукт, остающийся после экстракции нефти, представляет собой черный остаток с размером частиц от очень мелких (менее 0,075 мм) до более чем 200 мм. Материал, измельченный до размера мельче 20 мм, может быть характеризован как относительно плотный, хорошо отсортированный щебень.

Способы применения

Заполнитель асфальтобетона, основания, насыпи, планировка. Некоторые виды вскрышных пород успешно используются как минеральная часть в асфальтобетонных смесях и в зернистых подстилающих слоях, как каменный материал для дамб и насыпей, для планировки местности. При необходимости проводится дополнительная обработка вскрышных пород для оптимизации гранулометрического состава или отделения слабых частиц.

Отходы обогащения подразделяются на грубые, с крупностью частиц более 2 мм, которые могут использоваться как каменный материал в зернистом подстилающем слое, асфальтобетонных дорожных покрытиях, поверхностных обработках и, в некоторых случаях, в железобетонных конструкциях. Мелкие отходы обогащения используются как мелкий заполнитель в асфальтобетоне, особенно в верхних слоях, и для устройства насыпей. Для обогащения также могут использоваться дробление, сортировка и отделение слабых частиц.

Попутные породы добычи угля используются для планировки территорий и отсыпки насыпей, особенно с крупнокусковым углем. Однако имеются сведения о самовозгорании отсыпок, содержащих значительный процент угля.

Нефтяной сланец имеет некоторый потенциал использования как мелкий заполнитель или минеральный наполнитель в асфальтобетоне.

Физические свойства

Вскрышные породы могут быть обработаны до желательного грансостава подобно любому другому источнику каменных материалов. Твердость зависит от типа породы. Например, железные руды часто обнаруживаются в твердых магматических или метаморфических породах. Главным образом, свинцовые и цинковые руды найдены в известняке и доломита, поэтому вскрышные породы от добычи этих руд будут иметь характеристики, сходные с карбонатными материалами. Плотность большинства вскрышных пород близка к обычным соответствующим природным материалам или превосходит их из-за наличия примесей соединений железа.

Гранулометрический состав отходов обогащения может значительно изменяться в зависимости от руды, методов обработки и размещения материала относительно точки сброса шлама. Отходы обогащения медных руд обычно весьма мелкозернистые.

Табл. 35 приводит сравнительный гранулометрический состав некоторых видов отходов обогащения.

Другие физические свойства отходов обогащения включают истинную и насыпную плотность, влажность. Однако информации относительно этих свойств для большинства типов отходов обогащения недостаточно.

Таблица 35

Гранулометрический состав отходов обогащения (% по массе)