CC BY
110
УДК 504.062:69 П.М. Жук
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ФОРМАЛЬДЕГИДОМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Вопрос экологической безопасности предприятий строительных материалов вплотную связан с эмиссиями вредных веществ в окружающую среду. Одним из таких веществ является формальдегид, входящий в состав связующих для материалов на основе древесины и теплоизоляционных изделий. Проведен анализ компонентов окружающей среды в районах расположения предприятий, использующих в производстве формальдегидосодержащие компоненты. Кроме того, исследованы территории предприятий и их продукция. Сделаны выводы о необходимости минимизации использования фенолоформальдегидных смол.
Ключевые слова: экологическая безопасность строительных материалов, эмиссия формальдегида, введение связующего, качество воздуха производственных помещений.
Одной из основных тенденций развития производства строительных материалов в РФ является обеспечение их экологической безопасности. В частности, это направление совершенствования напрямую касается отделочных и теплоизоляционных материалов [1]. Согласно Федеральному закону от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» безопасность любых видов продукции и процессов ее производства для человека и окружающей среды должна обеспечиваться по всему жизненному циклу (от добычи сырья до возможной утилизации материалов). Следует учитывать, что основные нагрузки на природную среду возникают на этапе производства строительных материалов. В связи с этим вопрос мониторинга состояния окружающей среды в районах размещения предприятий строительных материалов не теряет своей актуальности на протяжении длительного времени, а в свете поставленных президентом и правительством РФ задач по модернизации производства и обеспечению граждан доступным жильем приобретает новые важнейшие аспекты. В свою очередь, основной задачей мониторинга является разработка концепции улучшения экологической ситуации в регионе и повышения качества продукции без ущерба для производительности предприятий.
Одним из успешно развивающихся химических производств в России являются технологии поликонденсации фенолов с формальдегидом или его производными, т.е. изготовление фенолформальдегидных смол. В частности, по данным международного делового журнала «Евразийский химический рынок», масштаб этой подотрасли приближался в кризисном 2008 г. к 124 тыс. т и производство имело устойчивую тенденцию к росту за счет роста спроса в потребляющих отраслях. При этом до четверти от общего объема потребления покрывается за счет ввоза такой продукции из зарубежных стран [2]. Основной областью применения фенолформальдегидных смол в производстве
строительных материалов является их использование в качестве компонента фенопластов, лакокрасочных составов, связующего при изготовлении материалов как из склеенных полуфабрикатов (например, фанера), так и из отходов древесины (ДСП, ОСП и т.п.), а также в изделиях из каменной ваты. В рамках исследований мы рассматривали четыре предприятия, производящих материалы из древесины, и три предприятия, выпускающие неорганические волокнистые теплоизоляционные материалы.
Определение массовой концентрации формальдегида в воздухе населенных мест в районе расположения предприятий проводилось при помощи методики флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (ГК «Люмэкс», г. Санкт-Петербург). Специальный поглотительный раствор адсорбирует формальдегид, затем формальдегид образует флуоресцирующее производное с аммиаком и 1,3-циклогександионом. Завершающая стадия — измерение интенсивности флуоресценции.
В соответствии со стандартом ГОСТ 17.2.3.01—86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов» объем отбираемых проб составлял 4 дм3 (диапазон измерений метода 0,01.. .0,25 мг/ м3). При измерениях на предприятиях строительных материалов, использующих в технологическом процессе фенолоформальдегидные смолы, получены результаты, приведенные в табл. 1.
Табл. 1. Показатели концентраций формальдегида в атмосферном воздухе
Наименование региона расположения предприятия Среднемесячная концентрация, зафиксированная стационарными постами мониторинга в регионе, мг/ м3 Максимальная разовая концентрация формальдегида при определении флуориметри-ческим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (ГК «Люмэкс», г. Санкт-Петербург), мг/ м3
январь июль ноябрь январь июль ноябрь
Завод минераловатной теплоизоляции, г. Тюмень 0,012 0,022 0,009 0,017 0,03 0,019
Тюменский фанерный комбинат, г. Тюмень 0,012 0,022 0,009 0,017 0,03 0,019
Производство материалов на основе древесины, г. Ханты-Мансийск 0,01 0,02 0,017 0,019 0,03 0,018
Производство материалов на основе древесины, Свердловская область 0,011 0,018 0,01 0,011 0,041 0,015
Завод минераловатной теплоизоляции, Свердловская область 0,013 0,019 0,012 0,017 0,027 0,021
Завод минераловатных изделий, г. Красноярск 0,018 0,021 0,015 0,016 0,021 0,018
Производство материалов на основе древесины, г. Воркута 0,016 0,02 0,013 0,018 0,042 0,025
ВЕСТНИК
МГСУ-
Учитывая, что максимально разовая концентрация формальдегида ПДКм р определяется как 0,035 мг/ м3, а среднесуточная ПДКсс — 0,003 мг/ м3, показатели среднемесячных концентраций в рассматриваемых регионах, а также максимальные разовые концентрации в местах расположения предприятий строительных материалов, использующих фенолоформальдегидные связующие, следует считать высокими. Причем в некоторых районах максимальная разовая концентрация превышает ПДК. Показатели среднемесячных концентраций формальдегида в атмосферном воздухе в целом находятся в рамках ПДК и коррелируют с данными С. Кима, приведенными в [3]. Летний максимум концентраций (по приведенным показателям — в июле месяце) объясняется ускорением реакций окисления неметановых углеводородов, источником которых может являться не только предприятие, но и автотранспорт. Катализатором этих реакций в атмосфере являются как повышенные температуры, так и интенсивность солнечной радиации. В связи с этим следует отметить, что влияние сезонного фактора более очевидно на среднемесячных концентрациях, фиксируемых при стационарных наблюдениях, а не на измерениях в районах предприятий. В табл. 1 приведены результаты измерений концентрации формальдегида в районах расположения заводов по производству материалов из древесины и неорганических волокнистых теплоизоляционных изделий. В некоторых регионах (например, г. Тюмень) они расположены достаточно близко друг к другу, что объясняет совпадение полученных данных. В целом следует отметить, что предприятия материалов из древесины вносят несколько больший вклад в загрязнение атмосферного воздуха формальдегидом по сравнению с заводами по производству теплоизоляционных изделий.
Внутри производственных помещений исследования проводились в соответствии с ГОСТ Р ИСО 16000-2—2007 «Воздух замкнутых помещений. Часть 2. Отбор проб на содержание формальдегида. Основные положения». Результаты исследований содержания формальдегида в местах выполнения тех или иных технологических операций на производствах минераловатных изделий приведены в табл. 2.
Табл. 2. Концентрации формальдегида по технологическим этапам производства на заводе по производству минеральных теплоизоляционных изделий
Технологический этап, на котором
проводились замеры Предпри- Предпри- Предпри-
ятие 1 ятие 2 ятие 3
Выход с камеры дожига (в среднем 0,14 0,167 0,182
по конвейерным линиям предприятия) 0,181 0,235 0,278
Камера волокноосаждения 0,91 0,70 0,82 0,68 0,95 0,76/1,63
Секция охлаждения 0,21 0,229 0,233
Выход с камеры термообработки 0,89 0,91 0,98
Склад компонентов связующего Менее 0,5 Менее 0,5 Менее 0,4
Отделение приготовления связующего 0,46 0,505 0,53
Участок охлаждения ковра (в среднем 9,0 9,0 9,4
по конвейерным линиям предприятия)
Концентрация формальдегида на выходе из технологического этапа, мг/ м3
На заводах по производству изделий из древесины замеры производились в двух местах производственной линии: на складе компонентов связующего и на этапе пропитывания стружки связующим (на производстве ОСП). Для этого технологического передела при изготовлении ОСП обычно используют смесители, имеющие форму цилиндра. Такие смесители приводятся во вращательное движение при помощи электродвигателя с редуктором. Все компоненты связующего (например, парафин, смола и др.) подаются непосредственно внутрь барабана. Средние показатели концентраций формальдегида на предприятиях в зоне размещения смесителей составили от 0,5 до 0,97 мг/ м3. Кроме того, исследования показали, что основными местами повышенных концентраций формальдегида на производствах строительных материалов предсказуемо являются склады компонентов связующего и этапы приготовления связующего и его введения в состав материала. В большинстве обследованных складских зданий, где хранятся компоненты связующего, включая фенолоформальдегид-ные смолы, предусмотрена естественная вентиляция помещений. При этом в некоторых случаях было зафиксировано накопление формальдегида в помещениях в концентрациях, близких и даже превосходящих предельно допустимые.
Вопросы определения загрязнения поверхностных водостоков в районе расположения исследуемых объектов проводились при помощи тест-комплекта «Формальдегид» войсковой укладки-лаборатории полевого химического контроля качества воды «УКВ» (изготовитель ЗАО «Крисмас+»). Данный экспресс-метод определения концентрации формальдегида основан на визуально-колориметрическом эффекте, происходящем при окислении фенилгидразина до фенилгидразона гексацианоферратом (III) калия. При этом промежуточный продукт реакции конденсируется с формальдегидом, образуя вещество, имеющее яркую красно-оранжевую окраску. Содержание формальдегида в пробе воды влияет на интенсивность окраски раствора. Концентрацию формальдегида в анализируемой воде определяют визуально путем сравнения окраски пробы с образцами окраски пленочной контрольной шкалы. Недостатками метода являются помехи от альдегидов, зависимость от качества реактивов и погрешностей при колориметрировании. Кроме того, градуировка шкалы не позволяет получить особенно точные результаты 0; 0,05; 0,20; 0,50; 2,0 мг/л. Результаты испытания 10 различных проб, отобранных на каждом обследуемом предприятии, — от 0,05 до 0,2 мг/л. В целом можно констатировать, что вода в системе ливневой канализации предприятий, в частности, от дождевых стоков, не содержит концентраций формальдегида, превышающих предельно допустимые. Тем не менее, в некоторых образцах формальдегид был зафиксирован, в связи с чем возможно его последующее попадание в производственные и административные помещения. Причинами такого попадания могут стать следующие факторы: 1) нахождение зданий ниже поверхности земли, т.е. отсутствие отбивки при вертикальной планировке участка предприятия; 2) попадание на отмостку или непосредственно под здание неорганизованного водостока; 3) ошибки при проектировании и устройстве дренажных систем.
При исследовании почвенного слоя на территории предприятий строительных материалов и в непосредственной близости с ними было установлено, что во многих местах толщина плодородного слоя после проведения строительной
ВЕСТНИК
МГСУ-
рекультивации недостаточна (в некоторых случаях даже не превышает 2 см). Это создает проблемы при благоустройстве и озеленении рассматриваемых территорий. Как известно, формальдегид оказывает воздействие на бактерии и другие микроорганизмы почвы (например, азотофиксирующие), а также приводит к угнетению корневой системы растений и др. [4]. Определение наличия формальдегида в почвах проводилось также колориметрическим методом, который предусматривает, что формальдегид извлекается из почвы перегонкой с водяным паром в сильно кислой среде. Исследуемое вещество определяется при содержании менее 10 мг/л в отгоне колориметрированием по цветной реакции с хромотроповой кислотой. Чувствительность метода высока и составляет 0,005/100 г почвы. Недостатками метода являются возможные помехи от ди-метилдиоксана и уротропина. Кроме того, использованный при исследованиях метод позволяет определить лишь сумму свободного и связанного формальдегида. При отгонке из почвы, кроме формальдегида, извлекаются и другие альдегиды, из которых только ацетальдегид вступает в реакцию с хромотроповой кислотой в концентрациях порядка граммов в 1 л. При этом остальные альдегиды помех измерениям не создают. Результаты замера концентраций формальдегида в почвенном слое на разных участках одного из обследованных предприятий по производству волокнистых теплоизоляционных материалов приведены на диаграмме (рис. 1).
Склад готовой продукции
Технологический процесс
Склад
компонентов связующего
:
0 2 4 6 8
Концентрация формальдегида в почве, мк/кг
Рис. 1. Концентрации формальдегида в почве на разных участках предприятия
В целом в районах исследуемых предприятий показатели загрязнения почв формальдегидом варьируются от 3,0 до 12,0 мг/ кг (что превышает ПДК, равную 7,0 мг/ кг). В районе расположения склада компонентов связующего на одном из обследованных предприятий было обнаружено полное отсутствие микроорганизмов в почве, что видно на снимке (рис. 2). Приведенные результаты не учитывают особенностей грунта (в частности, его адсорбционной способности), а также истории почвы на территории предприятия (в частности, она могла быть привезена из неизвестных мест при проведении строительной рекультивации). Выводы об этих показателях почвенного покрова можно сделать путем изучения проектной документации и непосредственного анализа почвы. В частности, на рис. 2 вместе со снимком приведен рентгеноструктур-ный анализ изученного образца.
Рис. 2. Микроскопический снимок (а) и рештенострукгурный анализ (б) образца почвы с предприятия волокнистых теплоизоляционных материалов (у склада готовой продукции)
При исследовании помещений производственных зданий было обнаружено, что несмотря на наибольшие концентрации формальдегида при получении связующего и его введении в материал, повышенное содержание вещества было зафиксировано на некоторых складах готовой продукции и сырьевых компонентов для связующего. В частности, можно констатировать, что зафиксированный в окружающей среде (атмосферный воздух, вода) формальдегид может попадать в производственные здания и адсорбироваться в строительных материалах и конструкциях несколькими путями. Во-первых, может происходить так называемая сухая адсорбция путем осаждения молекул формальдегида из атмосферного воздуха на материалах. Во-вторых, процесс конденсации водяных паров с формальдегидом на поверхностях объекта с последующей транспортировкой конденсационной влаги, содержащей формальдегид, в строительные материалы и конструкции. Третий путь — возможное попадание содержащей формальдегид влаги в конструкции непосредственно из окружающей среды ввиду отсутствия систем дренажа и организованного водоотведе-ния от производственных зданий или пристроек к ним. Миграция содержащегося в атмосферном воздухе формальдегида во внутреннюю среду помещений была обусловлена их естественной вентиляцией, и поэтому формальдегид, присутствующий в наружном воздухе, обнаруживается в помещениях. По данным академика РАМН Ю.Д. Губернского [5], около трети взвешенных в воздухе веществ и химических соединений проникает в помещение. Кроме того, при поступлении формальдегида в помещение наблюдается сорбция этого газа ограждающими поверхностями и конструкциями. В свою очередь, адсорбирующие формальдегид материалы и поверхности становятся вторичными источниками этого вещества в помещениях за счет процесса десорбции.
Особенно существенны среди факторов концентрации формальдегида внутренняя температура и относительная влажность. В диапазоне от 18 до 30 °С рост температуры на каждые 5 °С приводит к повышению концентрации формальдегида в воздухе примерно в 2 раза. Соответственно, снижение на 5 °С вызовет 50 %-ное снижение уровня. Важно при этом учитывать и влажность воздуха, хотя ее влияние несколько меньше влияния температуры. Высокая относительная влажность в течение зимнего периода во многих из исследованных складских помещений — одна из главных причин значительных концентраций
формальдегида, регистрируемых зимой. Наблюдается и обратная зависимость: при низкой влажности концентрации формальдегида в помещениях также будут ниже. Более низкие зимние уровни формальдегида вызваны и более активной вентиляцией помещений, которая, естественно, понижает содержание формальдегида в воздухе помещений, что связано с большей разницей температуры внутри и снаружи и более сильными потоками воздуха. Чем больше разница температур между внутренней и внешней частью здания, тем ниже уровень формальдегида. Наоборот, меньшая разница температур повышает концентрацию формальдегида. Такие температурные условия обычны весной и осенью. Согласно данным Агентства по охране окружающей среды США [6] уровни формальдегида могут быть стандартизированы по внутреннему или наружному температурному дифференциалу при помощи расчетных формул.
Максимальных значений концентрация формальдегида, как правило, достигает при теплых, влажных условиях, особенно в закрытых непроветриваемых помещениях, какие и подвергались исследованию на рассматриваемых предприятиях строительных материалов. Повышенная концентрация может ожидаться в северных районах весной и осенью, если в летние месяцы помещения проветривают, открывая окна, или же весной, летом и осенью.
В качестве выводов по накоплению формальдегида в помещениях обследованных объектов следует отметить следующее:
1) существует тенденция накопления формальдегида из атмосферного воздуха в воздухе складских помещений, связанная с незначительным воздухообменом в период после сдачи зданий;
2) в связи с отсутствием или недостаточностью отопления зданий в зимний период на поверхностях металлических фасадов образовывался конденсат, представляющий собой смесь паров воды с формальдегидом (сорбционная емкость некоторых материалов при определенных условиях для такой смеси выше, чем для формальдегида [7]), что приводило к дополнительной миграции формальдегида в материалы и конструкции исследованных объектов;
3) на интенсивность процесса адсорбции формальдегида на материалах и конструкциях кроме природы сорбента влияют и такие параметры сорбируемого вещества, как поляризуемость его молекул, их эффективный диаметр (для формальдегида 0,4.. .0,42 нм) и др. Адсорбируя формальдегид, материалы зданий могут явиться вторичным источником загрязнения воздуха помещений. Среди материалов, которые накапливают большее количество формальдегида, выделяются теплоизоляционные и отделочные материалы с повышенной гигроскопичностью (капиллярной пористостью).
Помимо исследований воздушной среды (снаружи и внутри помещений производственных корпусов), поверхностных водостоков и почвенного слоя на предприятиях строительных материалов, использующих фенолофор-мальдегидные смолы в технологическом процессе, были проведены анализы продукции этих заводов. При исследованиях образцов использовался метод жидкостной хроматографии (в частности, оборудование марки «Люмэкс»). Классы эмиссии основных строительных материалов на основе отходов древесины устанавливаются ГОСТ 10632—2007 «Плиты древесно-стружечные. Технические условия» по содержанию формальдегида в плитах при их влаж-
ности 6,5 %. Для класса Е1 допускается содержание формальдегида не более 8,0 мг на 100 г абсолютно сухого материала, а для класса Е2 — свыше 8,0 до 30,0 мг. Требования европейского стандарта несколько отличаются и составляют для класса Е2 — не более 15,0 мг/ 100 г. Предельное содержание формальдегида в атмосферном воздухе при использовании теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна установлено 0,05 мг/ м3 (в воздухе рабочей зоны) и 0,035 (максимально разовое)/ 0,003 (среднесуточное) мг/ м3 (в атмосферном воздухе; для жилых зданий — 0,01 мг/ м3). Специалисты отмечают, что на современном уровне речь идет о еще более жестких требованиях (эмиссия формальдегида в воздух — не более 0,124 мг/м3, а его содержание в материале по перфораторному методу — до 4 мг/100 г.) [8]. При выдаче санитарно-эпидемиологического заключения на такие изделия устанавливается соответствие таким нормативном документам, как СанПиН 2.1.2.729—99 «Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изделия и конструкции. Гигиенические требования безопасности», ГН 2.2.5.1313—03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», ГН 2.1.6.1338—03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Исследование строительных материалов, производимых на исследованных заводах, показало, что наибольшее содержание формальдегида на единицу массы содержат плиты ОСП. При этом большинство из исследованных образцов ОСП не удовлетворял классу Е1 (содержание формальдегида менее 8 мг на 1 кг сухой массы плиты). Большинство образцов показали результат по формальдегиду в районе 12...15 мг на 1 кг сухой массы плиты, а около 20 % образцов даже превысили этот показатель (соответствует классу Е2).
Практически все исследуемые теплоизоляционные изделия на основе минерального волокна соответствовали требованиям нормативных документов и содержали формальдегид в допустимом количестве. Кроме исследований органических составляющих при помощи жидкостного хроматографа были проведены рентгеноструктурные анализы продукции заводов, а также ее микроскопические исследования, которые подтвердили качество изделий рассмотренных производств. Результаты рентгеноструктурных и микроскопических исследований приведены на рис. 3.
Резюмируя результаты проведенных на предприятиях строительных материалов экспериментальных исследований, можно констатировать:
1) вклад предприятий строительных материалов в загрязнение атмосферного воздуха необходимо оценивать с определенной периодичностью (включая сезонные изменения);
2) на предприятиях с использованием фенолоформальдегидных смол в технологическом процессе необходимы мероприятия по предотвращению попадания формальдегида в поверхностные водостоки (прежде всего, грамотное отведение осадков, а также воды, используемой в технологическом процессе);
3) проведенные исследования показали, что при сильном локальном загрязнении почвы в ней отсутствуют микроорганизмы (антисептический эффект), причем уничтожаются и те микроорганизмы, которые принимают активное участие в биогеохимических циклах с обменным фондом веществ;
4) на предприятиях строительных материалов с использованием феноло-формальдегидных смол (как из древесины, так и волокнистых теплоизоляционных) в помещениях могут иметься зоны, характеризуемые повышенными концентрациями формальдегида, для которых следует предусматривать комплексные мероприятия по снижению уровня загрязнения и предотвращению аварийных ситуаций и воздействий на человека;
5) строительные материалы, производимые на предприятиях, в целом соответствуют гигиеническим нормативам по содержанию формальдегида.
Рис. 3. Микроскопические снимки и рентгеноструктурный анализ образцов ОСП (а) и минеральной ваты (б) с исследованных предприятий строительных материалов
Проведенные исследования показали, что вопрос снижения содержания токсичных компонентов в связующем продолжает оставаться актуальным для промышленности строительных материалов. В связи с этим хотелось бы отметить три основных направления разработки материалов, ориентированные на снижение фенолоформальдегидных связующих: 1) полный отказ от связующего (например, в некоторых древесных материалах на основе биокомпозитов); 2) замена связующего на не содержащее токсичных компонентов (например, новые полимерные и минеральные типы связующих для каменной ваты); 3) введение специальных добавок (в т.ч. частиц атомарных размеров) в состав фенолоформальдегидных смол или обработка поверхности готового материала специальными составами (эмиссии снижаются за счет хемосорбционных эффектов). Использование таких подходов позволит снизить масштабы применения формальдегидосодержащих компонентов, в связи с чем минимизируются нагрузки на окружающую среду в районах расположения предприятий строительных материалов.
Ампгии* >♦«»* Я Н¥ т«* ел *Г(Ч'» Очг«**
ИчигЛ-ч я КУ Тц. е*1 Лф* Сч^г...
Библиографический список
1. Теплоизоляционные материалы и конструкции / Ю.Л. Бобров, Е.Г. Овчаренко, Б.М. Шойхет, Е.Ю. Петухова 2-е изд., испр. и доп. М. : ИНФРА-М, 2010.
2. Производство и рынок фенолформальдегидных смол в России. Режим доступа: http://www.chemmarket.info/ru/home/article/1799/. Дата обращения: 15.02.13.
3. Ким С. Загрязнение атмосферы Южно-Сахалинска формальдегидом // Вестник Сахалинского музея. Ежегодник Сахалинского областного краеведческого музея. 2006. № 13. С. 313—320.
4. Экологически безопасное восстановление загрязненных территорий в условиях городского хозяйства / Н.В. Колодницкая, Г.К. Лобачева, В.Ф. Желтобрюхов, И.Ж. Гучанова // Актуальные проблемы географии и геоэкологии. 2010. Вып. 2 (8). Режим доступа: http://geoeko.mrsu.ru/.
5. Губернский Ю.Д., Дмитриев М.Т. Комплексная характеристика качества воздушной среды жилых и общественных зданий // Гигиена и санитария. 1983. № 1. С. 9—11.
6. An Introduction to Indoor Air Quality (IAQ). Formaldehyde. — United States Environmental Protection AgencyРежим доступа: http://www.epa.gov/iaq/formalde.html. Дата обращения: 15.02.13.
7. Бельчинская Л.И., Ходосова Н.А., Козлов А.Т. Влияние температуры обработки и импульсного магнитного поля на адсорбцию клиноптилолитом паров формальдегида // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. Вып. 1. С. 147—152.
8. Стрелков В.П., Иванов Б.К., Цветков В.Е. Проблемы обеспечения формальде-гидосодержащими смолами и экологической безопасности древесноплитных материалов в России // Вестник Московского государственного университета леса — Лесной вестник. 2011. № 5. С. 141—145.
Поступила в редакцию в феврале 2013 г.
Об авторе: Жук Петр Михайлович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры инженерной геологии и геоэкологии, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected].
Для цитирования: Жук П.М. Исследование загрязнения окружающей среды формальдегидом на предприятиях строительных материалов // Вестник МГСУ 2013. № 4. С. 102—112.
P.M. Zhuk
RESEARCH INTO FORMALDEHYDE AS ENVIRONMENTAL CONTAMINANT EMITTED BY BUILDING MATERIALS PRODUCTION FACILITIES
The issue of environmental safety of factories engaged in production of building materials has close links with emissions of harmful substances into the environment. Formaldehyde is a component of timber products and thermal insulation materials. In the article, the author analyzes the environment in several Russian regions accommodating the enterprises that consume formaldehyde in the course of their production processes. Moreover, the areas occupied by the enterprises and the safety of their products are also analyzed. In particular, the author analyzes surface flows and the air inside residential houses, soil layers, as well as the indoor air of factories. Methods of research applicable to each component of the environment are described in detail. The findings are pre-
ВЕСТНИК AI-iMt.
4/2013
sented as tables and charts. The author presents photomicrographs and radiographs of the soil and building materials containing formaldehyde. The author insists on immediate reduction of the use of phenol formaldehyde resins. The findings serve as the basis for three groups of actions focused on reduction of phenol-formaldehyde binders: 1) abandonment of use of binders (for example, some wood-based bio-composites), 2) replacement of toxic components of binders (new polymeric and mineral types of binders), and 3) injection of special additives (including atomic particle size additives) of phenolformaldehyde resins or surface treatment of ready products using special compositions (whereby emissions are reduced using chemi-sorption effects).
Key words: environmental safety of construction materials, emission of formaldehyde, air safety, production premises, air quality.
References
1. Bobrov Yu.L., Ovcharenko E.G., Shoykhet B.M., Petukhova E.Yu. Teploizolyatsionnye materialy i konstruktsii [Thermal Insulation Materials and Structures]. Moscow, INFRA-M Publ., 2010.
2. Proizvodstvo i rynok fenolformal'degidnykh smol v Rossii [Phenol-Formaldehyde Resins in Russia: Production and Market]. Available at: http://www.chemmarket.info/ru/home/ article/1799/. Date of access: 15.02.13.
3. Kim S. Zagryaznenie atmosfery Yuzhno-Sakhalinska formal'degidom [Formaldehyde Contamination of the Air in Yuzhno-Sakhalinsk]. Vestnik Sakhalinskogo muzeya. Ezhegodnik Sakhalinskogo oblastnogo kraevedcheskogo muzeya. [Proceedings of the Sakhalinsk Museum. Yearbook of Sakhalinsk Museum of Regional Studies]. 2006, no. 13, pp. 313—320.
4. Kolodnitskaya N.V., Lobacheva G.K., Zheltobryukhov V.F., Guchanova I.Zh. Ekologicheski bezopasnoe vosstanovlenie zagryaznennykh territoriy v usloviyakh gorodskogo khozyaystva [Environmentally Safe Reclamation of Contaminated Lands in the Context of the Urban Economy] Aktual'nye problemy geografii i geoekologii [Relevant Issues of Geography and Geo-ecology]. 2010, no. 2(8). Available at: http://geoeko.mrsu.ru/.
5. Gubernskiy Yu.D., Dmitriev M.T. Kompleksnaya kharakteristika kachestva vozdush-noy sredy zhilykh i obshchestvennykh zdaniy [Comprehensive Characteristic of Air Quality of Residential and Public Buildings]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 1983, no. 1, pp. 9—11.
6. An Introduction to Indoor Air Quality (IAQ). Formaldehyde. United States Environmental Protection Agency. Available at: http://www.epa.gov/iaq/formalde.html. Date of access: 15.02.13.
7. Bel'chinskaya L.I., Khodosova N.A., Kozlov A.T. Vliyanie temperatury obrabotki i impul'snogo magnitnogo polya na adsorbtsiyu klinoptilolitom parov formal'degida [Influence of Treatment Temperature and Impulse Magnetic Field on Clinoptilolite Adsorption of Formaldehyde Vapours]. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy [Sorption and Chromatography Processes]. 2008, vol. 8, no. 1, pp. 147—152.
8. Strelkov V.P., Ivanov B.K., Tsvetkov V.E. Problemy obespecheniya formal'degidosoderzhashchimi smolami i ekologicheskoy bezopasnosti drevesnoplitnykh ma-terialov v Rossii [Problems of Supply of Formaldehyde-intensive Resins and Environmental Safety of Wood-based Panels in Russia]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo univer-siteta lesa — Lesnoy vestnik [Proceedings of Moscow State Forest University - Forestry Proceedings]. 2011, no. 5, pp. 141—145.
About the author: Zhuk Petr Mikhaylovich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor, Department of Engineering Geology and Geo-ecology, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected].
For citation: Zhuk P.M. Issledovanie zagryazneniya okruzhayushchey sredy formal'degidom na predpriyatiyakh stroitel'nykh materialov [Research into Formaldehyde as Environmental Contaminant Emitted by Building Materials Production Facilities]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 4, pp. 103—113.
