О способе снижения экономического ущерба от загрязнения атмосферы при производстве клееных древесных материалов
Тихомиров Л.А. (ГОУ ВПО КГТУ, Кострома, РФ)
About a way of decrease in an economic damage from atmosphere pollution by manufacture клееных wood materials
В настоящее время для склеивания фанеры наиболее широко применяются карбамидоформальдегидные и фенолформальдегидные смолы, позволяющие изготавливать клееную продукцию с высокими физико-механическими показателями, но не удовлетворяющие в полной мере экологическим требованиям, как при производстве, так и при ее эксплуатации. Поэтому проблема производства высококачественной фанерной продукции с высокими физико-механическими показателями на основе применения низкотоксичных смол является актуальной.
Требования, предъявляемые к клееной древесной продукции (особенно к фанере и древесностружечным плитам), с точки зрения выделения свободного формальдегида и фенола, становятся жестче. В последние годы усилилось внимание к токсикологическим свойствам формальдегида. Установлено, что формальдегид обладает канцерогенным и мутагенным действиями, является сильным аллергеном. Одним из источников выделения формальдегида в жилых помещениях является мебель и элементы строений, изготовленные с использованием формальдегидных смол.
Комиссией ВНИИГИНТОКС в 1989 году проводились комплексные санитарно-гигиенические и клинические исследования качества воздушной среды помещений деревянных панельных домов и состояния здоровья населения, проживающего в них. При изготовлении этих домов были применены конструкции из древесных материалов на основе карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол.
Установлено, что концентрации формальдегида превышают допустимый уровень выделения его из стройматериалов в 10...40 раз, одновременно в воздухе помещений присутствуют фенольные соединения, концентрация которых превышает допустимый уровень на 2…3 порядка (по фенолу).
Клиническая оценка состояния здоровья взрослого населения и детей позволила выявить тенденцию к учащению функциональных изменений со стороны нервной системы, органов слуха и дыхания, и др.
Требования к эмиссии формальдегида из древесных материалов были значительно ужесточены. В Германии, Швеции и других странах ввели в действия закон, запрещающий использование фанеры с повышенной эмиссией свободного формальдегида по сравнению с международными нормами, соответствующими требованиям класса Е1. В ряде стран Западной Европы в законодательном порядке введен запрет на применения в жилищном строительстве и производстве мебели фанеры, выделяющие в атмосферу формальдегид в пределах 0,125мг/м3 .
Одним из способов снижения токсичности древесных клееных материалов является поиск связующего, практически не содержащего формальдегид. Одним из таких направлений может стать применение в качестве связующего фурановой смолы, известной как низкотоксичный материал, используемый преимущественно в строительстве, а также для модификации древесины, с целью улучшения био- и огнестойкости, а также других физико - механических показателей. В таблице 1 представлена сравнительная характеристика ПДК веществ, применяемых при производстве фанеры и других клееных материалов.
Таблица 1 - Предельно допустимые концентрации веществ
|
Наименование |
Фенол |
Формальдегид |
Фурфурол |
Ацетон |
|
ПДК максимально разовая мг/м3 ПДК среднесуточная в воздухе населенных мест, мг/ м3 ПДК в рабочей зоне, мг/ м3 |
0,01 0,003 0,3 |
0,035 0,003 0,5
|
0,05 0,05 10
|
0,35 0,35 200 |
Для оценки экологического вреда от применения клеевых материалов на основе формальдегида в сравнении с фурфуролом была применена укрупненная методика оценки экономического ущерба от загрязнения атмосферы выбросами предприятия ОАО «Фанплит» г. Кострома. Источники выбросов нумеровались, необходимые данные для расчета были взяты из нормативной-технической литературы.
Как видно из табл.2 и табл.3 переход на выпуск фанеры на основе фурановой смолы позволит снизить экономический ущерб, наносимый атмосфере в 34 раза.
Таблица 2
|
№ источника |
Вещество |
Высота,м |
Коэф. рассеяния |
Разность температур,0С |
Поправка на подъем факела |
Темпе-ратура выбросов, 0С |
Радиус внеш. ЗАЗ,м |
Радиус внутр. ЗАЗ,м |
Площадь ЗАЗ, м2 |
Показа-тель опасно-сти |
Кол-во выбросов,т/год |
Показатель агрессивности |
Приведен-ная масса, усл.ед./год |
Экономи-ческий ущерб, тыс.руб/год |
|||
|
8 |
Формальдегид |
18,5 |
0,76 |
43,3 |
1,57 |
46 |
580,9 |
58,09 |
1048981 |
6 |
4,338 |
400 |
1735,2 |
246,870374 |
|||
|
9 |
Формальдегид |
19 |
0,76 |
38,3 |
1,51 |
41 |
573,8 |
57,38 |
1023495 |
6 |
1,272 |
400 |
508,8 |
72,3879936 |
|||
|
10 |
Формальдегид |
19 |
0,78 |
21,3 |
1,28 |
23 |
486,4 |
48,64 |
735448 |
6 |
0,217 |
400 |
86,8 |
12,6741888 |
|||
|
74* |
Формальдегид |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,078 |
400 |
31,2 |
1,617 |
|||
|
74* |
Формальдегид |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,078 |
400 |
31,2 |
1,617 |
|||
|
40 |
Формальдегид |
11 |
0,88 |
24,3 |
1,33 |
27 |
292,6 |
29,26 |
266142 |
4 |
0,792 |
400 |
316,8 |
34,7922432 |
|||
|
41 |
Формальдегид |
22 |
0,78 |
24,3 |
1,33 |
27 |
585,2 |
58,52 |
1064568 |
6 |
2,08 |
400 |
832 |
121,485312 |
|||
|
42 |
Формальдегид |
6 |
0,94 |
24,3 |
1,33 |
27 |
159,6 |
15,96 |
79182,76 |
4 |
0,529 |
400 |
211,6 |
24,8232192 |
|||
|
53 |
Формальдегид |
3 |
0,98 |
1,3 |
1 |
4 |
60 |
6 |
11190,96 |
4 |
0,0089 |
400 |
3,56 |
0,43540224 |
|||
|
54 |
Формальдегид |
3 |
0,98 |
9,3 |
1,13 |
12 |
67,8 |
6,78 |
14289,74 |
4 |
0,079 |
400 |
31,6 |
3,8648064 |
|||
|
55 |
Формальдегид |
9 |
0,9 |
10,3 |
1,13 |
13 |
203,4 |
20,34 |
128607,6 |
4,8 |
0,079 |
400 |
31,6 |
4,2591744 |
|||
|
56 |
Формальдегид |
3 |
0,98 |
7,3 |
1,13 |
10 |
67,8 |
6,78 |
14289,74 |
4 |
0,133 |
400 |
53,2 |
6,5065728 |
|||
|
57 |
Формальдегид |
14 |
0,84 |
21,3 |
1,31 |
24 |
366,8 |
36,68 |
418238 |
4 |
0,006 |
400 |
2,4 |
0,2515968 |
|||
|
58 |
Формальдегид |
14 |
0,88 |
29,3 |
1,35 |
32 |
378 |
37,8 |
444169,2 |
4 |
0,035 |
400 |
14 |
1,537536 |
|||
|
59 |
Формальдегид |
16 |
0,87 |
24,3 |
1,33 |
27 |
425,6 |
42,56 |
563077,4 |
4,8 |
1,55 |
400 |
620 |
80,780544 |
|||
|
60 |
Формальдегид |
16 |
0,87 |
29,3 |
1,35 |
32 |
432 |
43,2 |
580139,4 |
4,8 |
0,199 |
400 |
79,6 |
10,3711795 |
|||
|
61 |
Формальдегид |
16 |
0,87 |
22,3 |
1,33 |
25 |
425,6 |
42,56 |
563077,4 |
4,8 |
0,661 |
400 |
264,4 |
34,4489933 |
|||
|
62 |
Формальдегид |
14 |
0,88 |
21,3 |
1,3 |
24 |
364 |
36,4 |
411877,1 |
4 |
0,071 |
400 |
28,4 |
3,1190016 |
|||
|
63 |
Формальдегид |
17 |
0,87 |
10,3 |
1,16 |
13 |
394,4 |
39,44 |
483547 |
4,8 |
0,056 |
400 |
22,4 |
2,91852288 |
|||
|
64 |
Формальдегид |
17 |
0,83 |
19,3 |
1,25 |
22 |
425 |
42,5 |
561490,9 |
4,8 |
1,137 |
400 |
454,8 |
56,5320038 |
|||
|
65 |
Формальдегид |
42 |
0,7 |
13,3 |
1,17 |
16 |
982,8 |
98,28 |
3002584 |
7,2 |
0,0395 |
400 |
15,8 |
2,4845184 |
|||
|
|
*ущерб на перспективу |
|
|
|
|
|
Всего на перспективу |
720,543183 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
723,777183 |
|||
Таблица 3
|
№ источника |
Вещество |
Высота,м |
Коэф. рассеяния |
Разность температур,0С |
Поправка на подъем факела |
Темпе-ратура выбросов, 0С |
Радиус внеш. ЗАЗ,м |
Радиус внутр. ЗАЗ,м |
Площадь ЗАЗ, м2 |
Показа-тель опасно-сти |
Кол-во выбросов,т/год |
Показатель агрессивности |
Приведен-ная масса, усл.ед./год |
Экономи-ческий ущерб, тыс.руб/год |
||||
|
8 |
Фурфурол |
18,5 |
0,76 |
43,3 |
1,57 |
46 |
580,9 |
58,09 |
1048981 |
6 |
4,338 |
12,1 |
52,4898 |
7,467829 |
||||
|
9 |
Фурфурол |
19 |
0,76 |
38,3 |
1,51 |
41 |
573,8 |
57,38 |
1023495 |
6 |
1,272 |
12,1 |
15,3912 |
2,189737 |
||||
|
10 |
Фурфурол |
19 |
0,78 |
21,3 |
1,28 |
23 |
486,4 |
48,64 |
735448 |
6 |
0,217 |
12,1 |
2,6257 |
0,383394 |
||||
|
74* |
Фурфурол |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,078 |
12,1 |
0,9438 |
0 |
||||
|
74* |
Фурфурол |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,078 |
12,1 |
0,9438 |
0 |
||||
|
40 |
Фурфурол |
11 |
0,88 |
24,3 |
1,33 |
27 |
292,6 |
29,26 |
266142 |
4 |
0,792 |
12,1 |
9,5832 |
1,052465 |
||||
|
41 |
Фурфурол |
22 |
0,78 |
24,3 |
1,33 |
27 |
585,2 |
58,52 |
1064568 |
6 |
2,08 |
12,1 |
25,168 |
3,674931 |
||||
|
42 |
Фурфурол |
6 |
0,94 |
24,3 |
1,33 |
27 |
159,6 |
15,96 |
79182,76 |
4 |
0,529 |
12,1 |
6,4009 |
0,750902 |
||||
|
53 |
Фурфурол |
3 |
0,98 |
1,3 |
1 |
4 |
60 |
6 |
11190,96 |
4 |
0,0089 |
12,1 |
0,10769 |
0,013171 |
||||
|
54 |
Фурфурол |
3 |
0,98 |
9,3 |
1,13 |
12 |
67,8 |
6,78 |
14289,74 |
4 |
0,079 |
12,1 |
0,9559 |
0,11691 |
||||
|
55 |
Фурфурол |
9 |
0,9 |
10,3 |
1,13 |
13 |
203,4 |
20,34 |
128607,6 |
4,8 |
0,079 |
12,1 |
0,9559 |
0,12884 |
||||
|
56 |
Фурфурол |
3 |
0,98 |
7,3 |
1,13 |
10 |
67,8 |
6,78 |
14289,74 |
4 |
0,133 |
12,1 |
1,6093 |
0,196824 |
||||
|
57 |
Фурфурол |
14 |
0,84 |
21,3 |
1,31 |
24 |
366,8 |
36,68 |
418238 |
4 |
0,006 |
12,1 |
0,0726 |
0,007611 |
||||
|
58 |
Фурфурол |
14 |
0,88 |
29,3 |
1,35 |
32 |
378 |
37,8 |
444169,2 |
4 |
0,035 |
12,1 |
0,4235 |
0,04651 |
||||
|
59 |
Фурфурол |
16 |
0,87 |
24,3 |
1,33 |
27 |
425,6 |
42,56 |
563077,4 |
4,8 |
1,55 |
12,1 |
18,755 |
2,443611 |
||||
|
60 |
Фурфурол |
16 |
0,87 |
29,3 |
1,35 |
32 |
432 |
43,2 |
580139,4 |
4,8 |
0,199 |
12,1 |
2,4079 |
0,313728 |
||||
|
61 |
Фурфурол |
16 |
0,87 |
22,3 |
1,33 |
25 |
425,6 |
42,56 |
563077,4 |
4,8 |
0,661 |
12,1 |
7,9981 |
1,042082 |
||||
|
62 |
Фурфурол |
14 |
0,88 |
21,3 |
1,3 |
24 |
364 |
36,4 |
411877,1 |
4 |
0,071 |
12,1 |
0,8591 |
0,09435 |
||||
|
63 |
Фурфурол |
17 |
0,87 |
10,3 |
1,16 |
13 |
394,4 |
39,44 |
483547 |
4,8 |
0,056 |
12,1 |
0,6776 |
0,088285 |
||||
|
64 |
Фурфурол |
17 |
0,83 |
19,3 |
1,25 |
22 |
425 |
42,5 |
561490,9 |
4,8 |
1,137 |
12,1 |
13,7577 |
1,710093 |
||||
|
65 |
Фурфурол |
42 |
0,7 |
13,3 |
1,17 |
16 |
982,8 |
98,28 |
3002584 |
7,2 |
0,0395 |
12,1 |
0,47795 |
0,075157 |
||||
|
|
*ущерб на перспективу |
|
|
|
|
Всего на перспективу |
21,79643 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,79643 |
|||||
Литература
1. Ильинский А. П. Канцерогенные химические факторы жилища.//Токсикологический вестник, 1994, N 1. -С. 11-15.
2. Эдмон Роффаэль. Выделение формальдегида из древесностружечных плит/ Пер. с. нем. под- ред. А.А.Эльберта. - М.: Экология, 1991. -160 с.
3. Николаев А.Ф. Технология пластических масс. - Л.: Химия, 1977. -368 с.
Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 08-08-99073.