CC BY
9
УДК 613.5:691.32
Доктор мед. наук Ю. Д. Губернский, доктор, хим. наук М. Т. Дмитриев, доктор техн. наук Ф. М. Иванов *
ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СОВРЕМЕННЫХ БЕТОНОВ КАК ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В настоящее время значительно повысился интерес к жилым и общественным зданиям как источникам целого комплекса химических токсичных веществ, участвующих в суммарном загрязнении окружающей среды (Г. И. Сидоренко). Уже накоплены некоторые данные по гигиенической оценке химически модифицированных строительных материалов — некоторых бетонов, пластобетонов, полимерных растворов и др. (А. Н. Боков; А. А. Гладковская; В. Л. Гноевая и соавт.; М. Н. Григорьева; А. А. Михайлов и соавт.; К. И. Станкевич и соавт.). В то же время в современном строительстве все отчетливее проявляется тенденция к химизации технологических процессов при производстве строительных материалов, в первую очередь бетона и железобетона, используемых при создании как жилых, так и общественных зданий. Однако химическая модификация строительных материалов может привести к загрязнению воздуха жилых помещений. Поэтому для гигиенической оценки необходимо исследовать материалы построенных сооружений, из которых выделяются токсичные вещества.
Добавление в состав бетонных смесей различных веществ производится в первую очередь с целью улучшения их технологических свойств: увеличения подвижности и разжижения (пластификаторы), регулирования кинетики процессов схватывания и твердения (ускорители и замедлители схватывания), улучшения технических свойств бетонов, их прочности, непроницаемости, химической стойкости и морозостойкости. В некоторых случаях используются также бактерицидные вещества. Добавки к бетону вводят в различных количествах — от сотых долей процента от массы цемента до нескольких процентов. В качестве добавок применяют самые различные по составу и свойствам продукты: соли-электролиты, поверхностно-активные вещества различной природы, высокомолекулярные соединения, обладающие поверхностно-активными 4 свойствами и способные образовывать пену или создавать гелеобразные структурные пленки на поверхности частиц цемента. Вводят и гидрофобные вещества в'виде эмульсий для получения эффекта гидрофобизации, например битумные эмульсии^и эмульсии кремнийорганических масел.
Уже сейчас веществ, применяемых в качестве добавок к бетону, десятки, в ближайшем будущем число их может достигнуть нескольких сотен. Кроме того, усиленно изыскиваются возможности утилизации при производстве строительных материалов трудноразрушаемых отходов химической промышленности. Значительное количество бетона для стеновых ограждающих конструкций жилых зданий изготовляется с использованием шлаковых материалов — шлакопортланцемента и шлаков в качестве заполнителей, в которых обычно содержатся нежелательные примеси в виде соединений серы, преимущественно сульфидов. В то же время установлено, что при определенных условиях возможны реакции сульфидных соединений с медленным выделением во внут-рижилищную среду сернистого газа, сероводорода, сероуглерода и ряда других веществ. Это приводит к воздушному дискомфорту, что наблюдается, например, в некоторых жилых зданиях, где шлакопортландцементы и шлаковые заполнители широко распространены.
В последние годы возрастает тенденция к более широкому использованию отходов горной промышленности в качестве заполнителей для бетона. Такие отходы имеются, в частности, в Кузбассе и районе Курской магнитной аномалии, что выдвигает задачу гигиенической регламентации и применения бетонов с заполнителями, содержащих повышенные количества соединений серы. Особую опасность могут представлять летучие вещества, имеющиеся в добавках или образующиеся при действии щелочной среды цементного камня на добавку, введенную в состав бетона. В добавках, получаемых за счет конденсации циклических соединений с помощью формальдегида (на основе нафталина и меламин-формальдегидных смол), следует ограничивать количество остаточного формальдегида, так как он может в дальнейшем постепенно выделяться из бетона. То же можно сказать и об отходах производства (как правило, используются кубовые остатки органического синтеза), в которые могут входить такие летучие токсичные вещества, как амины, альдегиды, кетоны, растворители. В случае нейтрализации кубовых остатков аммиаком возможно выделение аммиака.
Гигиеническая оценка необходима и при утилизации промышленных отходов в технологии изготовления строительных материалов. Щелочная среда затвердевшего цементного камня способна нейтрализовать многие соединения, представляющие опасность при поступлении в окружающую среду. Обычный бетон на портландцементе способен эффективно поглощать сернистый газ с образованием устойчизых соединений.
Панели из легкого бетона на керамзитовом заполнителе могут поглощать без ухудшения прочностных свойств несколько килограммов SOt на 1 м1, поэтому ограждающие конструкции жилых зданий можно рассматривать не только как конструктивный н теплоизоляционный элемент, но и как фильтр для загрязненного воздуха. В принципе стены могут быть использованы также в качестве фильтра для наружного воздуха, поступающего через поры бетона в помещение. Для этого в конструкцию стены следует включать специальные прослойки или вводить непосредственно в состав бетона вещества, очищающие воздух от загрязнений (например, адсорбенты кислых газов, бактерицидные добавки).
С гигиенической точки зрения важно учесть неблагоприятное влияние добавок в строительных материалах не только путем прямого выделения токсичных веществ, но и косвенного влияния на ионно-озонный комплекс воздушной среды жилых и общественных зданий. Комплексные исследования показали, что поддержание на оптимальном уровне одних только микроклиматических параметров — температуры и влажности воздуха, его подвижности н радиационного режима — еще не обеспечивает оптимальных благоприятных условий в помещениях жилых и общественных зданий (Ю. Д. Губернский и соавт.). Несмотря на невысокое содержание в воздухе токсичных веществ, лица, проживающие в кондиционируемых помещениях, жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, снижение работоспособности, плохое самочувствие (Ю. Д. Губернский и М. Т. Дмитриев).
Неблагоприятное действие химических добавок в строительных материалах на первичные характеристики воздуха может быть выявлено при анализе зависимости концентрации озона в поступающем воздухе от толщины материала. С помощью хе-мнлюмннесцентного газоанализатора нами установлено, что эта зависимость носит экспоненциальный характер для всех материалов. Однако степень снижения уровня озона в значительной степени определяется физико-химическими свойствами материала и его ингредиентов. При толщине стены 10 см концентрация озона для кирпича сокращается примерно в 100 раз. В то же время при применении ячеистого бетона количество озона уменьшается в 160 раз, а при использовании железобетона — в 250 раз.
В ряде случаев необходимость повышенной стерильности воздуха обусловливается производственными условиями. Это, в частности, относится к предприятиям микробиологической, пищевой, мясо-молочной, фармацевтической промышленности, помещениям больниц и лечебно-профилактических учреждений. Обычно стерильность в помещениях этих предприятий создается облицовкой стен и потолков плиткой, окраской масляными и другими красками и регулярной дезинфекцией. Однако покрытия и швы облицовки не являются полностью непроницаемыми для бактерий и вирусов, особенно вследствие возможности локальных повреждений, а «подложка» на основе бетона представляет собой капиллярно-пористый материал, в порах которого могут задерживаться и размножаться микроорганизмы. При введении бактерицидных добавок также необходимо восстановление первичных характеристик денатурированного воздуха.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что по сравнению с наружной воздушной средой отдельные показатели воздуха помещений вследствие работы ограждающих конструкций претерпевают определенные изменения, причем одни изменения носят позитивный характер (стабилизация параметров температуры, влажности, подвижности и др.) и оказывают благоприятное воздействие на организм, а другие являются негативными (денатурация и загрязнение первичного атмосферного воздуха). В связи с этим перед гигиенистами ставится задача разработки этой новой для гигиены жилых и общественных зданий проблемы.
В целом следует сказать, что все рассматриваемые факторы в силу малой интенсивности воздействия не могут служить причиной серьезного и легко обнаруживаемого дисбаланса организма, но поскольку данная совокупность факторов внутренней среды закрытых помещений влияет на общее состояние организма, изменяя его адаптационные возможности и защитные силы, следовательно, при гигиенической регламентации воздушной среды помещений необходимо учитывать и химические характеристики ограждений, добиваясь комплексной их оптимизации.
Таким образом, комплексная оптимизация химически модифицированных строительных конструкций из современных бетонов является важной гигиенической проблемой, постановка которой будет способствовать организации и проведению совместных научных исследований гигиенистов, химиков и строителей и в конечном итоге улучшению состояния воздушной среды в жилых и общественных зданиях.
ЛИТЕРАТУРА Боков А. Н. — Гиг. и сан., 1977, № U.c. 39.
Гладковская А. А. — Сборник науч. работ Новосибирск, науч.-исслед. сан. ин-та,
1968, вып. 16, с. 52. Гноевая В. Л. и др. — Гиг. и сан., 1976, № 2, с. 31.
Григорьева M. Н. — В кн.: Вопросы гигиены жилища и лечебно-профилактических
учреждений. М., 1971, с. 46. Губернский Ю. Д.. Дмитриев М. Т. — Водоснабжение и сан. техника, 1975, № 4, с. 24.
3*
67
Губернский Д. Ю., Дмитриев М. Т. — Там же, 1979, № I, с. 17. Губенский Ю. Д., Дмитриев М. Т., Исмаил.ва Д. И. — Гиг. и сан., 1976, № 5, с. 3. Михайлов А. А., Лифшиц Л. И., Екимова Н. И. — В кн.: Гигиена применения полимерных материалов и изделий из них. Киев, 1969, с. 52. Сидоренко Г. И., Губенский Ю. Д., Дмитриев М. Т. — Гиг. и сан., 1978, № 5, с. 10. Станкевич К. И., Бей Т. В., Петрова А. Г. Гигиена применения полимеров. Киев, 1976.
Поступила 12/1V 1979 г.
УДК 613.5:69.025.355
Канд. мед. наук М. М. Муратов, канд. хим. наук 3. Ш. Файзутдинова, кандидаты биол. наук М. 111. Сагдуллаева и Р. Абдурасулев
ИЗУЧЕНИЕ БИОСТОЙКОСТИ ТЕПЛ03ВУК0И30ЛЯЦИ0НН0Й ОСНОВЫ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО ЛИНОЛЕУМА
Узбекский научно-исследовательский институт санитарии, гигиены и профзаболеваний и Институт микробиологии АН Узбекской ССР, Ташкент
Изучение устойчивости теплозвукоизоляционной основы поливинилхлоридного (ПВХ) линолеума к биологическому разрушению, разработка методов создания биостойких материалов представляет важную научно-техническую проблему. Теплозву-коизоляционная основа линолеума, как правило, изготовляется из нетканого льняного, кенафного холста, содержащего значительные количества целлюлозы, которые легко разрушаются грибами, особенно почвенными, способными заселяться в субстратах, включающих клетчатку. Решение этой проблемы, с одной стороны, позволяет повысить качество и удлинить сроки эксплуатации материалов и, следовательно, дает большой экономический эффект, а с другой — способствует уменьшению степени обсеменения воздушной среды помещений спорами широко распространенных видов плесневых грибов, являющихся факультативно патогенными микроорганизмами, а это в свою очередь предупреждает возникновение и распространение грибковых заболеваний у людей. По данным В. М. Лещенко, в последние годы как в СССР, так и за рубежом значительно участились поражения легких, желудочно-кишечного тракта и других органов, вызываемые грибами, в частности аспергиллами.
Ахангаранский комбинат «Стройпластмасс» в сотрудничестве с коллективом Ташкентского института легкой и текстильной промышленности разработал технологический процесс получения ПВХ-линолеума, используя при этом в качестве теплозвукоизоляционной основы, отходы волокна нитрона в различных модификациях. Для исследования были представлены следующие образцы теплозвукоизоляционной (ТЗИ) основы ПВХ-линолеума: 1. ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из отходов нитрона, ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из 30% шерсти и 70% нитрона, ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из 50% шерсти и 50% нитрона, ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из 50% шелка н 50% нитрона, ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из капропласта и ТЗИ-основа ПВХ-линолеума из льноватина.
Синтетические полимерные материалы, в частности нитрон, могут быть источником выделения в воздушную среду вредных химических веществ — мономера акрило-ннтрила и растворителя диметилформамида, поэтому на первом этапе мы проводили санитарно-химические исследования воздушной среды на идентификацию указанных химических веществ. Опыты выполняли в моделированных условиях в двух температурных режимах (20 и 40 °С) при однократном воздухообмене и насыщенности полимерным материалом пространства 0,33 ма/м® через 1, 3 и 6 мес после изготовления образцов. Акрилонитрил и диметилформамид определяли методами санитарной химии, приведенными в соответствующих руководствах (М. В. Алексеева и соавт.; Е. А. Перегуд и соавт.).
Результаты санитарно-химических исследований теплозвукоизоляционной основы ПВХ-линолеума из нитрона в различных модификациях показали отсутствие выделения акрилонитрила и диметилформамида в воздушную среду. Следовательно, теп-лозвукоизоляционная основа ПВХ-линолеума из отходов нитрона не является источником выделения в воздушную среду акрилонитрила и диметилформамида.
На втором этапе для изучения биологической стойкости представленных образцов в качестве испытуемых инокулянтов использовано 30 видов грибов, выделенных из почв Узбекистана. Образцы изучаемых материалов размером 8X2,5 см стерилизовали в автоклаве в течение 30 мин при давлении 1 атм, помещали в стерильные чашки с минеральной средой Ван-Интерсона и инокулировали суспензией спор указанных грибов. После посева образцы помещали в термостат, где в течение 6 мес поддерживали температуру 27 °С и относительную влажность 60%, которые являются оптимальными для роста и развития грибов.
Степень поражения теплозвукоизоляционной основы ПВХ-линолеума грибами оценивали двумя методами: путем визуального наблюдения за ростом изучаемых
