CC BY
151
Si2-Si // Журнал радиоэлектроники. - 2011. - N° 8. -С. 1-14.
11. Куранов Д. Ю. Моделирование электронных свойств органических полупроводников: Автореферат дис. ... канд. физ.-мат. наук. - СПб., 2011. - 16 с.
12. ШумкинГ.Н., ПоповА.М., Куриони А., Лай-но Т. Моделирование из первых принципов молекулярного переключателя на основе реакции изомеризации // Математическое моделирование. -2010. - Т. 22. - № 11. - С. 18-28.
13. Levine I.A. Quantum Chemistry. 5-th ed. -Prentice-Hall, Upper Sadle River, New Jersey, 2000. -740 p.
14. Mueller M. Fundamentals of Quantum Chemistry. Molecular Spectroscopy and Modern Electronic Structure Computation. - New York: Kluwer Academic Publishers, 2002. - 265 p.
15. ValievM., Bylaska E.J., GovindN., Kowalski K., Straatsma T.P, van Dam H.J.J., Wang D., Nieplocha J.,
Apra E., Windus T.L., de Jong W.A. NWChem: a comprehensive and scalable open-source solution for large scale molecular simulations // Comput. Phys. C'ommiin. - 2010. - V. 181. - P. 1477-1489.
16. Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://cccbdb.nist.gov.
17. Грибов, Л.А., Баранов, Б.К., Новосадов В.И. Методы расчета электронно-колебательных спектров многоатомных молекул. - М.: Наука, 1984. -325 с.
18. Грибов, Л.А., Баранов В.И. Теория и методы расчета молекулярных процессов: спектры, химические превращения и молекулярная логика -М.: КомКнига, 2006. - 480 с.
19. Смирнова Н.А. Методы статистической термодинамики в физической химии. - М.: Высшая школа, 1982. - 455 с.
УДК 535
Цховребов Эдуард Станиславович
кандидат экономических наук Академия безопасности и специальных программ, г. Москва
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБРАЩЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В статье рассматриваются вопросы опасного воздействия строительных материалов на человека и окружающую среду, ранжирования степени опасности материалов и изделий как одного из важных составляющих системы экологического менеджмента и маркетинга в сфере обращения со строительными материалами.
Ключевые слова: экологическая безопасность, охрана окружающей среды, строительные материалы, экологический менеджмент, ранжирование материалов по степени опасности.
Строительные материалы представляют одну из весомых составляющих экологической опасности как процесса строительных и ремонтных работ, так и эксплуатируемых впоследствии помещений зданий. Загрязнение среды помещения, контактирующей с поверхностью, в первую очередь, отделочных строительных материалов, происходит путем выделения газообразных веществ, образующихся в результате испарения летучих соединений либо твердых частиц, посредством деструкции материала или трения. Процесс эмиссии, миграции из материала содержащихся в нем токсичных летучих органических и неорганических соединений, продолжительность которого составляет от нескольких часов до многих месяцев, а иногда и десятков лет, может быть активизирован условиями эксплуатации, действиями высокой температуры, ультрафиолетовых лучей, механических нагрузок, реакциями, приводящими к образованию опасных для здоровья человека и окружающей среды мигрирующих соединений, в т.ч. - вторичных в результате эффекта сум-мации. Экологическая опасность строительных материалов зависит от их физико-химических свойств, определяющих, в свою очередь, состав
и количество загрязняющих веществ, выделяемых в воздушную среду рабочей зоны и эксплуатируемых помещений, а также уровень токсичности, взрыво- и пожароопасности, реакционной способности. И если некоторые виды соединений, выделяемых с поверхности строительных материалов, можно периодически в течение короткого периода времени удалить с помощью влажной уборки, вентиляции и проветривания помещений, то неблагоприятное воздействие, к примеру, строительных полимерных материалов на организм человека, обусловленное выделением вредных веществ во внешнюю среду при эксплуатации изделий, устраняется только с помощью демонтажа материала из помещения.
Как показывают гигиенические исследования, наибольшую санитарно-гигиеническую опасность представляют полимерные строительные изделия и материалы на минеральных вяжущих, изготовленные с использованием отходов производства (бетоны, теплоизоляционные изделия), для которых наиболее вероятен риск сверхнормативного содержания опасных для здоровья веществ и радионуклидов. Исследования, проведенные ГИПЭ МПР России, показали, что источником более 80% опас-
ных веществ, обнаруженных в воздушной среде непроизводственных (офисов, бытовых и жилых помещений) являются используемые в них строительные отделочные материалы [1]. Конечно, не все современные строительные и отделочные материалы опасны, но большинство из них, изготовленных с применением химических добавок, характеризуются различной степенью экологической опасности и оказывают негативное воздействие на здоровье человека.
Для комплексного всестороннего анализа негативного влияния опасных и вредных факторов строительного производства в целом и строительных материалов в частности на окружающую среду и здоровье человека, определяющих, в конечном итоге, возможность и длительность пребывания человека в конкретных условиях строительства и эксплуатации зданий и помещений, большое значение приобретает выбор концептуального подхода. В настоящее время конкурируют два подхода к оценке опасного воздействия строительных материалов и изделий на здоровье людей. Линейный, принятый в западноевропейских странах, США, предусматривает комплексный анализ во времени токсикологического действия всех поступающих в организм человека вредных веществ при контакте с ними (вдыхании, попадании на слизистые оболочки и пр.), независимо от степени их опасности и соответствия нормам предельно допустимых концентраций (ПДК) в воздушной среде, с учетом суммирующего эффекта при взаимодействие этих веществ между собой и веществами, находящимися в организме человека. Пороговый, использующийся, в основном, в России и странах СНГ, предусматривает оценку безопасности материалов для человека с помощью конкретного критерия - допустимого (порогового) уровня в виде установленных норм ПДК (максимально разовой, среднесуточной, рабочей зоны) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ), содержащихся в атмосферном воздухе вредных примесей, выделяющихся с поверхности строительных материалов, не оказывающих (с учетом эффекта суммации вредных веществ) отрицательного (прямого или косвенного) воздействия на организм человека [1, 7].
С учетом использующегося в нашей стране порогового подхода к оценке влияния на здоровье людей опасных и вредных производственных факторов, связанных с загрязнением окружающей среды, в целях обеспечения санитарно-гигиенической безопасности строительства и ремонта, необходимо уже на стадии проектирования закладывать в проекте использование только безопасной для человека продукции, отказ от применения строительных материалов, содержащих в своем составе даже незначительное количество токсичных веществ, потенциально негативно влияющих на здоровье людей. Ко всем материалам и изделиям, независи-
мо от области их применения, должно регламентироваться единое требование - их радиационная, гигиеническая, токсикологическая, экологическая безопасность, отсутствие выделений вредных веществ в окружающую среду.
Чрезвычайно актуальные проблемы ранжирования безопасного обращения строительных материалов в процессе осуществления строительных и ремонтных работ можно рассматривать как в разрезе опасности непосредственно самих материалов, так и регламентации санитарно-гигиенических и экологических требований, предъявляемых к различным группам помещений, зданий, сооружений.
На основе анализа информации, изложенной в нормативно-правовых актах в сфере санитарноэпидемиологического благополучия человека [4-6] и исходя из степени жесткости предъявляемых санитарных требований к эксплуатации помещений зданий в части возможности безопасного использования в них тех или иных строительных материалов и изделий, представляется целесообразным все помещения разделять на четыре основные группы.
Первая группа должна объединять помещения зданий, в которых требования к безопасности и качеству применяемых материалов при проведении строительных или ремонтных работ должны быть предельно высокими. К ним относятся помещения с максимальным по времени (более четырех часов в сутки) пребыванием людей в процессе их жизнедеятельности (работа, учеба, сон, отдых и пр.): жилые дома, общежития, медицинские учреждения, гостиницы, дошкольные, средние и высшие учебные заведения, санатории, дома отдыха, офисы. Во вторую группу могут включаться развлекательные, культурные и торговые учреждения, в которых пребывание людей происходит периодически (от одного часа до четырех часов, в т.ч. ежедневно): концертные залы, театры, закрытые спортивные сооружения, библиотеки, компьютерные центры, бани, салоны красоты, кафе, рестораны, бары, клубы и в которых присутствуют особые условия климата помещений (повышенные температура, влажность, вибрация, пылевыделение, наличие в воздухе помещений химически активных веществ, недостаточные условия для кондиционирования), способствующие негативному воздействию эксплуатируемых строительных материалов на здоровье человека. Третья группа может быть представлена магазинами, ателье, предприятиями коммунального и бытового обслуживания, платежными центрами с кратковременным (до одного часа) пребыванием человека. К четвертой группе относятся производственные цеха, склады, котельные, бойлерные, гаражи, сельхозпредприятия, вспомогательные сооружения.
В целях обеспечения экологической и санитарно-гигиенической безопасности для первой, второй и третьей групп помещений должны использоваться строительные материалы и изделия, выделяю-
щие в воздушную среду вредные вещества в количестве, не превышающем их ПДК или безопасные уровни. Кроме того, для 1-й и 2-й групп помещений нецелесообразно использование материалов, в составе которых присутствуют чрезвычайно и высокоопасные токсичные вещества: соединения свинца и ртути, хлористый винил, стирол, бензол, фенол, формальдегид, акрилонитрил и др., способные выделять опасные для здоровья человека пары и аэрозоли. Для четвертой группы - промышленных и вспомогательных зданий и сооружений -представляется возможным применять материалы, выделяющие летучие вещества в концентрациях, не превышающих их ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений.
К сожалению, во многих научных работах, методических документах и рекомендациях при классификации зданий и помещений по возможности использования в них тех или иных материалов не в полной мере учитываются факторы времени пребывания человека в таких помещениях, а также особенности эксплуатации помещений. Несмотря на то, что большинство населения страны ежедневно в течение восьмичасового рабочего дня (а зачастую и более) пребывают в офисных помещениях, в которых не всегда на должном уровне организованы вентиляция и кондиционирование, места для приема пищи, курения, влажная уборка помещений, с учетом присутствия в воздушной среде значительного количества опасных соединений, выделяемых с поверхности синтетических покрытий, мебели, от работающей офисной техники (принтеры, ксероксы и пр.), просачивающихся с воздухом от туалетов, бытовых и курительных комнат, административные и офисные помещения не приравниваются по степени опасности и риска к жилым помещениям и относятся, как правило, ко второй группе помещений зданий. Все это приводит к тому, что недобросовестные работодатели, игнорируя санитарно-гигиенические нормы и экономя на здоровье работающих, не обеспечивают необходимые условия вентиляции и кондиционирования помещений, а отделку офисных помещений производят самыми дешевыми, опасными для здоровья сотрудников материалами и, при этом, как правило, не несут за это никакой юридической ответственности.
Относя бани, салоны, ночные клубы и аналогичные развлекательные заведения к третьей группе с небольшим риском использования в них опасных строительных материалов, совершенно не придается должного значения факторам долговременного (4-6 часов), а иногда и ежедневного пребывания в них большого количества людей, влияния повышенной температуры на интенсивность выделения опасных соединений с поверхности полимерных и иных материалов, вибрации - на уровень пылевыделения. Не учитываются также опасные свойства таких материалов (пожароопасность, го-
рючесть, токсичность) при потенциальной возможности их нагревания, воспламенения и горения, что ежегодно приводит к гибели десятков людей при возникновении чрезвычайных ситуаций в таких помещениях (печально известный ночной клуб «Хромая лошадь» и другие).
Анализ литературных источников показывает, что опасные вещества, выделяющиеся в атмосферный воздух с поверхности строительных материалов, можно разделить также на четыре основные группы [2-7].
В первой группе следует выделить применяемые в качестве сырья для производства стройматериалов радиационно-опасные или те химически опасные вещества, промежуточные и конечные продукты которых при выделении из стройматериалов не утрачивают своих химических свойств и образуют в воздухе (в том числе и с учетом эффекта суммации) токсичные пары и аэрозоли на протяжении всего срока эксплуатации, превышая допустимые уровни содержания в воздушной среде (например, соединения свинца или ртути). При гигиенической оценке таких материалов и изделий первостепенный анализ вредного воздействия на человека должен проводиться по самым опасным компонентам - чрезвычайно и высокотоксичным соединениям (1 и 2 класса). Немаловажен и комплексный анализ степени воздействия на человека умеренно опасных и малоопасных веществ с учетом их физико-химических свойств, реакционной способности и эффекта суммации с возможным образованием более токсичных соединений.
Вторую группу могут составлять строительные материалы и изделия, в которых опасные примеси выделяются в воздушную среду на начальном этапе эксплуатации (не более 1-2 лет), а затем интенсивность их выделения резко или плавно снижается до допустимых уровней и ниже. К ним могут быть отнесены материалы, изначально обладающие более токсичными свойствами, нежели чем их конечные продукты - отходы. Так, например, отходы линолеума и древесно-стружечных плит отнесены к 4 классу опасности - малоопасным отходам. Но при этом в состав линолеума входят выделяемые на начальных этапах эксплуатации чрезвычайно опасные соединения (1 класса) - винилхлорид, высокоопасные (2 класса) - фенол, бензол, четырёххлористый углерод, трихлорметан, а в состав ДСП - высокоопасные соединения: фенол и формальдегид. Получается, что большинство выделяемых в воздушную среду токсичных веществ принимает в свой организм человек, эксплуатирующий данное помещение. И здесь одними из важнейших факторов, влияющих на «потребление» человеком разовой и среднесуточной «дозы» опасных веществ, являются, с одной стороны, продолжительность его пребывания в таких помещениях, с другой - интенсивность выделения в воздушную среду токсич-
ных соединений и эффективность их удаления с помощью систем вентиляции и кондиционирования, а также уборки помещений. И если первый фактор представляется возможным реализовать лишь консервацией на какое-то время такого помещения, либо удалением опасных строительных материалов и изделий, что в практической деятельности маловероятно, то реализация мероприятий по организации эффективной вентиляции и уборки помещений вполне может стать одним из способов уменьшения вредного влияния опасных стройматериалов на здоровье человека.
К третьей группе следует отнести материалы, в которых опасные химические вещества в короткие сроки (не более недели) улетучиваются (например, быстросохнущие ЛКМ с невысоким содержанием летучей части растворителя) или в результате физико-химических процессов (гидролиза, сорбции, разложения, окисления, деструкции) видоизменяются или превращаются в малоопасные или практически неопасные для здоровья человека соединения еще на этапе проведения строительных или ремонтных работ. В одних случаях вредные вещества прочно фиксируются в материале, образуя в нем соединения нелетучих веществ, в других -в результате химического воздействия с различными элементами материала или воздушной среды происходят изменения химической структуры опасных веществ, приводящие к полной потере ими токсических свойств и мобильности. Примером может служить сорбция сероводорода и других токсичных соединений некоторыми видами штукатурки, способствующая очистке воздуха помещений.
К четвертой группе можно отнести материалы, состоящие из радиационно-неопасных, малотоксичных нелетучих соединений, не оказывающих, как в процессе строительства или ремонта, так и в процессе дальнейшей эксплуатации помещений, опасного воздействия на окружающую среду и здоровье человека: стекло, дерево, листовой металл, глина, природный камень, натуральная олифа на растительных маслах, изоляционные материалы из природных компонентов (целлюлоза, войлок, стружка, хлопок, пробка и т.д.).
В итоге экологически безопасными строительными материалами и изделиями можно назвать те материалы, которые при любых условиях эксплуатации (изменения температуры, влажности, вибрации, уровня солнечной радиации):
- обладают уровнем радиоактивности ниже фоновых значений;
- не содержат летучих чрезвычайно, умеренно и высокотоксичных соединений;
- не выделяют в воздушную среду при деструкции, старении, износе опасных твердых или газообразных веществ 1, 2 или 3 классов опасности;
- не способны вступать в химические реакции с веществами, находящимися в водной, воздушной
среде, почве с образованием токсичных соединений 1-3 класса;
- не обладают биологически опасным действием на людей, природную среду;
- взрывобезопасны и не образуют смертельно опасные для здоровья человека продукты при горении, термическом разложении;
- не нарушают безопасный для человека микроклимат помещений (температурный режим, теплопроводность полов, электромагнитный и геомагнитный «фон», уровень запыленности, инсоляция, относительная влажность воздуха, ионный состав, запах, цветовая гамма).
Для комплексной эколого-гигиенической оценки строительного материала необходимо исследовать, проанализировать и оценить весь комплекс отрицательных свойств в части влияния на здоровье человека, то есть его гигиеническую безопасность на всех стадиях цикла обращения материала: как на стадии его производства, применения в процессе строительных или ремонтных работ, так и его эксплуатации с учетом того фактора, что от выбора материала для интерьера зависит не только комфорт, но и безопасность жизнедеятельности человека.
В зависимости от сферы применения и предполагаемых условий эксплуатации материалов и изделий большое значение в плане обеспечения безопасности для здоровья людей могут иметь ряд показателей:
- физиолого-гигиенические (например, температура поверхности кожи при контакте с материалом);
- органолептические (запах и привкус материала или контактирующих с ним сред);
- физико-гигиенические (теплопроводность, электризуемость и др.);
- микробиологические (влияние материала на развитие микроорганизмов);
- эксплуатационно-технические (пористость, устойчивость к ультрафиолетовым лучам, водопог-лощение, плотность, воздухопроницаемость и др.).
Одним из эффективных способов повышения экологической безопасности помещений является отказ (как в промышленном, так и гражданском или индивидуальном строительстве) от использования строительных материалов и изделий, обладающих повышенным уровнем радиоактивности, содержащих чрезвычайно и высокотоксичные вещества и оказывающих иные виды неблагоприятного воздействия на человека (физическое, биологическое и пр.), даже если такие материалы обладают положительными конструктивными характеристиками, эксплуатационными свойствами и низкой себестоимостью. В этом случае, руководствуясь законами рынка, товаропроизводитель будет искать пути повышения уровня экологической и санитарно-гигиенической безопасности продукции при планировании и организации бизнеса, систем маркетинга.
Такой жесткий подход, поддерживаемый и на законодательном уровне, будет ориентировать и стимулировать производителей строительной продукции на выпуск исключительно экологически безопасных материалов, создание и внедрение систем экологического менеджмента в области обращения строительных материалов. В этих условиях спрос на строительном рынке будет предопределен выбором потребителя - его отказом от применения материалов, содержащих вредные для человека вещества. Немаловажным фактором является включение санитарно-гигиенических показателей в критерии «качество товаров, продукции» или «гарантия качества товаров, работ, услуг» при проведении аукционов и конкурсов на приобретение строительных и ремонтных подрядов.
На стадии проведения ремонтных работ необходимо предусматривать замену опасных материалов на менее опасные для здоровья человека и окружающей среды, либо использование защитных средств (покрытий и пр.) для исключения прямого контакта человека с опасными материалами. Последнее решение может быть использовано и в новом строительстве, если выбранный материал содержит вредные вещества, но для выбора по эксплуатационно-техническим параметрам ему нет альтернативных вариантов. Наиболее целесообразный путь гигиенического нормирования - установление допустимых уровней миграции вредных веществ еще на стадии выхода материалов с предприятия-изготовителя, позволяющее контролировать их свойства в рамках производственно-технического, экологического и санитарно-гигиенического контроля выпускаемой продукции.
Экономически эффективное и экологически безопасное обращение со строительными материалами, внедрение систем экологического менеджмента в рамках реализации единой экологической политики должны стать частью общей системы управления в строительном комплексе, включающей нормативно-правовое регулирование, организационно-управленческие решения, маркетинг, всесторонний анализ и комплексную оценку санитарногигиенических свойств материалов и изделий, сертификацию на соответствие нормативным требованиям, оценку воздействия на окружающую среду, производственный контроль, деятельность по планированию рационального использования при-
родных ресурсов, используемых в качестве сырья и материалов, ресурсосбережение, утилизацию и вторичное использование остатков строительных материалов и т.п. В соответствии с данной терминологией модель системы управления качеством обращения со строительными материалами должна охватывать все составляющие этого процесса: экологическую политику, планирование, создание, внедрение и функционирование, контроль и корректировку действий, анализ состояния системы, непрерывное её совершенствование.
Только обеспечение всех перечисленных выше мер в строительном комплексе может способствовать защите жизни и здоровья российских граждан и оздоровлению окружающей среды.
Библиографический список
1. Горбатовский В.В., Мамин Р.Г., Рыбальский Н.Г. Экология жилища. - М.: РЭФИА, 1995. - 80 с.
2. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
3. Г0СТ12.1007-76. Вредные вещества. Классификация и требования безопасности.
4. Методические указания МУ 2.1.2.1829-04 «Санитарно-гигиеническая оценка полимерных и полимерсодержащих строительных материалов и конструкций, предназначенных для применения в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий», утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 06.01.2004 и введены в действие с 01.05.2004.
5. СанПиН 2.1.2.729-99 «Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изделия и конструкции. Гигиенические требования безопасности», утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 27 января 1999 № 3; введены в действие с 27.03.99.
6. СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и учреждениям». - М., 2000.
7. Станкевич К.И., Шефтель В.О., Чекаль В.Н., Янко Н.М. Гигиена применения полимеров. - Киев: Здоровье, 1974. - 143 с.
8. СТО БДП-3-94. Здания малоэтажные жилые. Общие требования обеспечения экологической безопасности.
