Реферати українською » Экология » Вплив шин на навколишнє середовище і людини


Реферат Вплив шин на навколишнє середовище і людини

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Третьяков О.Б., Корнєв В.А., Кривошеєва Л. В., ФПГ "НЕФТЕХИМПРОМ", м. Москва, Росія НДЦ Никтайр ЛэбОТ, г.Балашиха Московській області, Росія НДІ канцерогенезу ОНЦ РАМН, м. Москва, Росія МИТХТ їм. М.В.Ломоносова, м. Москва, Росія

Однією з показників якості автомобільних шин є характеристика їх екологічну безпеку протягом усього "життєвого циклу" (виробництво, експлуатація, утилізація). Проблема забезпечення екологічну безпеку шин при експлуатації [1] багато в чому подібна до проблемою охорони праці та довкілля гумової промисловості [2,3], виробництві шин [4], однак має і значні особливості. Выделяющиеся з автомобільних шин хімічні речовини, тверді продукти истирания протектора негативно впливають на довкілля, здоров'я людей. Вагомий внесок у забруднення довкілля вносять постійно увеличивающиеся обсяги утильних шин.

Дослідженнями, проведеними Никтайр ЛэбОТ, встановлено, що висока екологічна небезпека шин обумовлена, з одного боку, токсичними властивостями застосовуваних за її виготовленні матеріалів і які у них домішок, з другого боку - властивостями понад сто видів хімічних речовин, що виділяються в повітряну і водну середовища при експлуатації, обслуговуванні, ремонті й зберіганні шин. У табл. 1 дано перелік основних груп таких речовин, причому кожна група містить понад десяти різноманітних сполук, включаючи їх чи ізомери і похідні.

Серед хімічних речовин, що виділяються в найбільших кількостях з шинних гум при кімнатної та механізмів підвищеної температурах: продукти деструкції каучуков (мономери) надзвичайно реакционноспособные і токсичні хімічні сполуки; ароматні вуглеводні - бензол, ксилол, стирол, толуолу; попередники канцерогенів - алифатические аміни; соканцерогены - сірковуглець, формальдегід, феноли; промотори канцерогенів - діоксид сірки, вуглеводні неароматического низки (останні аналогічні вуглеводням (СНх), які мають вихлопних газах двигуна як продукти неповного згоряння палива). У складі повної гами ідентифікованих нами летючих речовин з шин не виявлено, наприклад, продукти горіння - ЗІ , СО2 , NOx , що є основою газоподібної частини вихлопу двигуна.

Токсичні властивості виявляють усі ці в табл. 1 хімічні сполуки, продукти їх перетворення і взаємодії, але це найбільш небезпечні котрі виділяються з шин канцерогени: бенз(а)пірен та інші полиароматические вуглеводні (нами виявлено в шинах 15 сполук цього з 18 відомих), і навіть N-нитрозамины (виявлено 4 виду цих речовин з 12 відомих). Всі ці речовини входить у список пріоритетних токсикантів, затверджений Міжнародної організацією дослідження раку (IARC) і Агентством з охорони навколишнього середовища (США) [5-8].

Таблиця 1. Групи хімічних сполук, які виділяються з шин

Найменування групи Кількість речовин Клас небезпеки
Бензпирены 14-15 1-3
N-нитрозамины 3-4 1-3
Аміни алифатические і ароматні 5-8 2-3
Углеводороды алкилароматические 20-25 2-3
Углеводороды серосодержащие 5-8 2-3
Углеводороды галогенсодержащие 3-5 2-3
Фенолы 1-3 2
Альдегиды і кетоны алифатические 10-15 2-4
Спирты і кислоти алифатические 3-6 2-4
Ефіри алкилароматические 3-6 2-4
Олигомеры 1-3 2-4
Углеводороды циклоалифатические 15-20 3-4
Углеводороды алифатические непредельные 15-18 3-4
Углеводороды алифатические насичені 25-30 4
Інші 5-10 2-4

Якісний і кількісний аналіз загального виділення летючих хімічних речовин з шинних гум проводили на хроматомасс-спектрометре моделі LKB 2091 (Швеція) за нормальної температури 60±1°С. Бенз(а)пирен та інші полиароматические вуглеводні визначали методом квазилинейчатых спектрів люмінесценції.

Ідентифікація летючих N-нитрозаминов проводилася методом газохроматографического поділу з допомогою термоэнергетического аналізатора ТЕА-502А (США), і навіть еталонних сполук. Зазначені методи передбачені Российскими стандартами і відповідають методам, застосовуваним там.

На рис. 1 наведено результати загального газовыделения за 13 хвилин протекторных шинних гум. Обраний час випробування передбачено методикою "Європейського їздового циклу", який імітує рух автомобіля в міських умовах. За нашою попередньою оцінкою, яка відповідає оцінкою деяких зарубіжних фірм, з шин виділяється більше канцерогенних речовин, ніж із вихлопних газів двигуна чи асфальтового дорожнього покриття.

Мал.1 Кинетика виділення летючих хімічних речовин з протектора шин 175/70R13

Сумарна кількість які виділяються з шин пріоритетних токсикантів (канцерогенів) на 2-3 порядки менший від величини міграції інших летючих. Проте існуючі вітчизняні й іноземні незалежні норми ГДК цих речовин значно нижчі від норм ГДК інших летючих сполук. З іншого боку, кількість летючих N-нитрозаминов, як відомо [2,3,9], збільшується внаслідок взаємодії деяких компонентів викидів з оксидами азоту, які у повітрі й садити вихлопних газах. Як приклад можна навести такі реакції:

Выделяющиеся з шин вторинні аміни і продукти термічного розпаду прискорювачів вулканізації класу сульфенамидов при взаємодії з высокотоксичными оксидами азоту можуть перетворюватися на канцерогенні N-нитрозамины. Фактично виявлено такі речовини цієї групи: N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин, N-нитрозодибутиламин, N-нитрозоморфолин. Їх вміст у протекторных резинах за нашими даними змінюється від 2,1 до 34,9 мкг/кг, а летючих продуктах (з урахуванням впливу поверхні, і вторинних реакцій освіти з вищенаведеної схемою) може істотно перевищувати ГДК для N-нитрозаминов, що у повітрі населених місць становить 50 нг/м3. Ці речовини також гарно розчиняються у воді (ГДК N-нитрозаминов у питній воді прісноводних водойм 5 нг/литр). За попередньою оцінкою внесок шин (35-40%) в освіту N-нитрозаминов можна з внеском вихлопних газів.

Другу групу пріоритетних токсикантів відповідно до міжнародної класифікації утворюють канцерогенні полиароматические вуглеводні (ПАУ) [10,11], зміст яких у самому протекторі проаналізованих нами легкових шин сягає 234,4 мг/кг. За змістом індикатора наявності ПАУ -бенз(а)пирена - досліджені шинні гуми різняться більш, ніж у 3 разу. У табл. 2 дано профілі (відносні концентрації) ПАУ шинних протекторных гум тоді як профілями цих речовин, у вихлопі карбюраторних і дизельних двигунів.

Таблиця 2. Профили ПАУ, отн. од. (конц. ПАУ/конц. бенз(а)пирена)

Речовина Клас небезпечного речовини Шини Выхлоп карбюраторного двигуна Выхлоп дизельного двигуна
Фенантрен 3 22,22 - 44,42 - 35,8
Флуорантен 3 8,89 - 44,42 9,9 - 75,6 23,3
Пирен 3 2,13 - 4,44 13,8 - 14,3 22,5
Перилен 3 0,20 - 1,06 0,3 0,2
Бенз(а)антрацен 0,36 - 1,11 1,1 - 7,4 0,9 - 4,0
Хризен 3 2,26 - 3,11 4,4 - 15,2 2,6
Бенз(к)флуорантен 0,93 - 1,35 9,1 1,0 - 1,1
Бенз(b)флуорантен 2,41 - 7,89 1,4 - 7.4 -
Бенз(е)пирен 3 1,17 - 2,13 1.5 - 2,6 4,9
Дибенз(а,h)антрацен 0,14 - 0,35 0,6 0,6
Дибенз(а,с)антрацен 3 0,28 - 1,28 - -
BeH3(g,h,i)nepKuieH 3 0,70 - 2,11 1,9 - 8,7 0,4 - 2,0
Дибенз(а,h)пирен 0,15 - 0,19 - -
Коронен 3 0,14 - 0,38 1,1 0,1
Бенз(ghi)флyopaнтен -
Циклопента(с)пирен - 0,5
Антрацен - 0,1 - 1,5
Инденс(ghi)пирен 1,0 - 5,2 1,4

Очевидно, що профіль ПАУ шин має характерні відмінності між профілів ПАУ вихлопу дизельного двигуна і бензинового двигуна, хоча відносні концентрації окремих речовин профілів ПАУ шин і вихлопу збігаються.

За результатами хімічного аналізу та розрахунки внесок шин в виділення ПАУ навіть більше значний (55-60%), ніж вихлопних газів. ПАУ немає високу леткість чи розчинність у питній воді, та їх міграція в довкілля полегшується під впливом підвищених температур, що виникають у матеріалах шини при експлуатації, соціальній та результаті зносу протектора шин та сталого відновлення поверхні біговій доріжки. З іншого боку, ПАУ здатні взаємодіяти коїться з іншими виділяються речовинами із заснуванням нитро-ПАУ, хлор-ПАУ (діоксини), гидро-ПАУ та інших. [11,12]. Канцерогенность які виникають похідних ПАУ, наприклад 6-нитробенз(а)пирена, вище, ніж ПАУ:

При нитровании бенз(а)пирена утворюються також 1-нитро- і 3-нитробенз(а)пирены.

Шинная пил, що настає при знос протектора, потрапляючи до легень викликає алергічні реакції, бронхіальну астму, а за хорошого контакту зі слизової оболонкою і шкірним покровом - конъюнктивит, риніт, кропивницю. До такого висновку прийшли американські специалисты-аллергенологи, які опублікували результати своїх досліджень, у 1995 р. [13].

За даними Шведської організації "KEMI" [14] 1994 р. у Швеції від зносу шин утворилося 10.000 тонн шинної пилу, за оцінками американських ученых-шинников в 1991 р. загальна кількість викинутої шинної пилу становило 886.782 тонн. Тільки Лос Анджелесе щодня повітря викидається щонайменше 5 тонн шинної пилу. Ретельні виміру повітря поблизу шосе з помірним рухом показали присутність від 3800 до 6900 окремих фрагментів шин у кожному кубічному метрі повітря, більш 58% їх - не більше тих розмірів (~ 10 мкм), які легко пробираються у дихальні шляху. За таких даних нескладно показати, що у кожного жителя Швеції щодня припадає близько 6 р шинної пилу, але в кожного американця - більш 13 р . У одному з найбільших мегаполісів Росії - Московському регіоні, де у на відміну від Швеції та США немає системи екологічного контролю та сервісного обслуговування шин, ця цифра вище. З іншого боку, у Москві характерне зміст полиароматических вуглеводнів (по бенз(а)пирену) становить 20 ГДК, зміст летючих N-нитрозаминов порядку 4 ГДК, а є основним джерелом пріоритетних токсикантів є транспорт (двигун, шини).

Впливу канцерогенних речовин піддається широкий контингент населення, Не тільки персонал, безпосередньо зайнятий у виробництві, обслуговуванні і ремонті гумових виробів. Виникає ціла потреби, які стосуються захисту аналогічних впливів як і робочої зоні [15], і від викидів канцерогенних речовин, у атмосферне повітря населених місць. В цьому разі слід приділяти проблемі оцінки й підвищення екологічну безпеку вітчизняних і імпортних шин, вступників на комплектацію автомобілів, до торговельної мережі і шин, що у експлуатації.

З отриманих нами результатів всебічного (понад 200 параметрів) аналізу понад 50 відсотків шин різних моделей і середніх виробників можна зрозуміти, що у Російський ринок надходять помітно різняться екологічними, технічною освітою і експлуатаційним характеристикам шини, зокрема під торговими марками провідних шинних фірм. Деякі результати екологічного аналізу представлені на рис. 2.

Рис. 2. Виділення летючих хімічних речовин з шин 175/70R13.

З поданих на мал.2 даних видно, що у виділенню летючих з покривних гум найтиповіші для Росії та СНД шини різняться в 3-4 разу. Ще істотні розбіжності встановлено на основі міграції водо-растворимых хімічних речовин з шинних гум, з надання шинної пилу.

У світі роботи з зменшенню негативних впливів шин на навколишнє середовище і людини досліджують відповідність до Міжнародними екологічними стандартами серії ISO 14000. Багато інші країни, такі як Англія, Німеччина, Голландія, Данія, Канада, США, Швейцарія вже запровадили національні норми змісту канцерогенних речовин, у гумових виробах, навколишньому середовищі, роботи з нормуванню углеродсодержащей пилу.

З урахуванням перспективи запровадження цих стандартів біля Росії та СНД очевидна актуальність екологічних випробувань, і екологічної сертифікації шин, експлуатованих у межах мегаполісів Росії та СНД. Результатом аналізу екологічного впливу шин на навколишнє середовище і людини впродовж всього "життєвого циклу" шин (ISO 14040) має стати екологічна сертифікація шин (ISO 14060) і екологічного контролю (ISO 14010) на автотранспортних і шиноремонтних підприємствах, і навіть на заводах-изготовителях шин (ISO 14001).

Список літератури

Хесина А.Я., Кривошеєва Л. В., Третьяков О.Б., Корнєв В.А., Реутов С.Л., Ободовська Н.І. Дослідження змісту хімічних канцерогенних речовин, у шинних резинах. - Тези доповідей V Російської науково-практичній конференції резинщиков. М., 1998, з. 441-443.

Нудельман З.Н. Екологічна безпеку гумового виробництва : новий принцип нормування забруднень воздуха.-Каучук і гума, 1997, №6, з. 41-44.

Вишняков І.І. Екологічні проблеми гумової промисловості.- Виробництво і эластомеров. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1995, з. 17-21.

Донская М.М., Кавун С.М., Крохин А.В., Фроликова В. Г., Хазанова Ю.О. Екологічні проблеми, зумовлені якістю й асортиментом сировини гумової промисловості. - Каучук і гума, 1993, №5, с.37-44.

Канцерогенні речовини. Довідкові матеріали Міжнародного агенції із вивченню раку/ Під ред. В.С.Турусова. М., Медицина, 1987,332с.

IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Lyon, 1991,v.52,p.473, 1987, Suppl.7. v. 1-42, 1982, v. 28.

Перелік речовин, виробничих процесів і побутових чинників, канцерогенних в людини. Утв. МОЗ СРСР №6054-91 від 19.11.91.

Міжнародний регістр потенційно токсичних хімічних речовин. Програма ООН по навколишньому середовищі, 1985, 32 з.

New focus on nitrosamines. Rapra Technology reports. European Rubber Journal, April, 1997.

Khesina A. Ya. Urban Air Pollution by Carcinogenic and Genotoxic Polyaromatic Hydrocarbons in the Former USSR. Symposium on Risk Assessment of Urban Air, June 1992, Stockholm, Sweden.

Суздорф Г.Р., Морозов С.В., Кузубова Л.И., Аншиц М.М., Аншиц А. Р.

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Транспорт ХХІ сторіччя
    Пошук самого економічного автомобіля незмінно привертає нашу увагу до транспортному засобу,
  • Реферат на тему: ДВС нової генерації
    Сьогодні двигуни внутрішнього згоряння (ДВС) транспортних засобів споживають найбільше органічного
  • Реферат на тему: Три кити цивілізації
    Рівень матеріальної культури тій чи іншій цивілізації визначається наявністю і можливість
  • Реферат на тему: Глобальні екологічні проблеми
    Людина й довкілля: історія взаємодії. Глобальні екологічні проблеми сучасності. Глобальні
  • Реферат на тему: "Біогеоценоз" та "екосистема"
    ">Биогеоценоз" і "екосистема" Поняття "екосистема" введено

Навігація