Система критериев для оценки экологической безопасности предприятий строительных материалов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Система критериев для оценки экологической безопасности предприятий строительных материалов

П.М.Жук

Оценка экологической безопасности и воздействия на окружающую среду является актуальной комплексной задачей управления различными объектами хозяйственной деятельности на всех стадиях их функционирования и развития. В частности, оценка воздействия на окружающую среду представляет собой процесс планирования, необходимый для прогноза, анализа и интерпретации значимых воздействий на окружающую среду намечаемой деятельности, а также для обеспечения информацией при принятии решения [1]. Оценка экологической безопасности объектов строительства по различным критериям сегодня является важной темой исследования как на уровне обязательного расчета платы за выбросы промышленных предприятий, так и в добровольных системах экологической сертификации жилых и общественных зданий. Для проведения оценки экологической безопасности на различных этапах и стадиях строительной деятельности разработан ряд систем и механизмов, комплексное применение которых будет способствовать охране окружающей среды. Критерии этих систем и особенности их применения представлены в таблице 1.

Из таблицы видно, что все системы направлены на обеспечение охраны окружающей среды на различных этапах и уровнях проектирования и осуществления хозяйственной деятельности. В частности, оценка воздействий на окружающую среду дает возможность учесть максимальное количество критериев на этапе проектирования. При этом инженерно-экологические изыскания позволяют в проектном процессе оперировать данными о состоянии окружающей среды в рассматриваемом районе. На этапе градостроительного проектирования следует руководствоваться инженерно-экологическими характеристиками территории, которые могут быть ориентированы на проектирование жилых районов или позволят грамотно размещать промышленные зоны. При осуществлении любой хозяйственной деятельности необходим мониторинг показателей состояния окружающей среды. Для функционирующих предприятий на добровольной основе возможно введение системы управления качеством окружающей среды и оценки жизненного цикла продукции на основе стандартов ИСО серии 14 000. Таблица показывает, что критерии всех рассматриваемых систем отвечают схожим требованиям оценки, но различаются в зависимости от задач конкретного этапа. Современная ситуация в области экологической безопасности требует комплексного учета всех систем и последующего анализа полученных данных на стадиях выбора территории, проектирования, строительства,

эксплуатации и последующих реконструкции, перепрофилирования или демонтажа объектов. В целях оптимизации работы с критериями воздействия на окружающую среду принято использовать различные их классификации. Так, относительно экологических факторов следует принимать во внимание их происхождение (абиотические, биотические, антропогенные), характер воздействия (действующие прямо или косвенно), направленность (векторизованные, многолетние-циклические, осцилляторные). Одним из классификационных признаков для критериев оценки экологической безопасности является масштабность воздействий. По этому признаку выделяют глобальный и локальный их уровни. Мониторинг некоторых критериев осуществляют на импактном, региональном и фоновом уровнях. Импактный уровень предполагает исследование значительных воздействий на окружающую среду в локальном масштабе, что наиболее актуально в районах, где находятся заводы или предполагается проектирование промышленных предприятий. На региональном уровне мониторинга рассматриваются проблемы транспорта и преобразования загрязняющих веществ, а также синергети-ческие эффекты, свойственные региональной хозяйственной базе. Фоновый уровень предполагает мониторинг особо охраняемых природных объектов, в том числе заповедников.

Промышленность строительных материалов в общей доле производства в России составляет около 3,5 % и объединяет 20 видов производств, включающих около 9,5 тыс. предприятий, на которых трудятся 650 тыс. человек. Многие ее подотрасли характеризуются значительными негативными воздействиями на окружающую среду [2]. Например, перерабатывая около 3 млрд. т горных пород в год, она занимает первое место среди всех отраслей по загрязнению атмосферы пылью (34,7%) (для сравнения: тепловая энергетика выбрасывает 29,5%, автотранспорт - 15,8%) [3]. В то же время строительные материалы оцениваются как самостоятельный продукт, оказывающий принципиальное влияние на экологическую безопасность зданий. В связи с этим необходим комплексный учет критериев по всему жизненному циклу материалов.

При формировании систем критериев оценки экологической безопасности для предприятий, выпускающих строительные материалы, следует принимать во внимание две группы факторов, связанных с задачами, общими для всех производственных предприятий и специфическими, характерными только для конкретного производства материалов. Среди общих следует выделить: 1) определение

Наименование системы критериев Организация и основополагающие документы Группы критериев Особенности применения

Оценка воздействия на окружающую среду (Environmental Impact Assessment) Международная ассоциация по оценке воздействия на окружающую среду (IAIA, International Association for Impact Assessment). Инструкция о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среду (0В0С) при разработке материалов по выбору площадки (трассы), технико-экономических обоснований инвестиций и проектов строительства народно-хозяйственных объектов и комплексов Относительно привнесения в окружающую среду: 1) вещества (различного фазового состояния и состава, включая химические, биологические и радиактивные); 2) шум; 3) высокие частоты; 4) электромагнитное излучение; 5) ударные волны и т.д. Относительно изъятия из окружающей среды: 1) земля (под строительство зданий и сооружений и т.д.); 2) древесно-кустарниковая растительность; 3) водные ресурсы; 4) полезные ископаемые; 5) атмосферный воздух и т.д. Виды воздействия выделяют по результатам экспертных оценок или методом аналогий. В рамках проекта приводятся сведения о распространении привнесенного компонента в окружающей среде. К качественным и количественным показателям воздействия относятся: а) интенсивность (поступление загрязняющих веществ за единицу времени); б) удельная мощность (поступление загрязняющих веществ на единицу площади); в) периодичность воздействия во времени; г) продолжительность (год, месяц и т.д.); д) пространственные границы (глубина, размеры и форма зоны воздействия)

Градостроительное проектирование (инженерно-экологические характеристики территорий) Рекомендации по охране окружающей среды в районной планировке ЦНИИП градостро ител ьства Относительно территории: 1) демографическая емкость; 2) репродуктивная способность; 3) биогеохимическая активность; 4) устойчивость к физическим нагрузкам; 5) экологическая емкость Критерии рассматриваются на макро-, мезо- и микротерриториальном уровне и являются базовыми для прогнозирования всех компонентов окружающей среды, а также ограничивающими при определении параметров хозяйственного развития

Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) Относительно состава окружающей среды 1) диоксид серы, взвешенные частицы, радионуклиды (в воздухе); 2) озон (воздух),хлорорганические соединения и диоксины (биота, почва), кадмий (пища, вода, человек); 3) нитраты, нитриты (вода, пища), оксиды азота (воздух); 4) ртуть (пища, вода), свинец (воздух, пища); 5) оксид углерода (воздух); 6) фториды (пресная вода); 7) асбест (воздух), мышьяк (питьевая вода); 8) микробиологическое загрязнение (пища); 9) реакционноспособные углеводороды (воздух) Системы регионального мониторинга в пределах одного государства могут образовать единую национальную (государственную) сеть мониторинга уже на национальном уровне. Примером такой системы являлась Единая государственная система экологического мониторинга Российской Федерации (ЕГСЭМ) и ее территориальные подсистемы. Однако вслед за Министерством экологии в 2002 году ЕГСЭМ была также упразднена. В настоящее время в России имеются лишь ведомственно-разрозненные сети наблюдений, не позволяющие адекватно решать стратегические задачи управления территорией с учетом экологического императива

Инженерно-экологические изыскания СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»; СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства» 1) эколого-гидрогеологические исследования; 2) оценка экологического состояния почв и грунтов; 3) оценка состояния растительности и животного мира; 4) определение фонового уровня химического загрязнения атмосферного воздуха; 5) изучение электромагнитных полей на территории изысканий и акустического режима территории Комплексное изучение природных и техногенных условий территории, ее хозяйственного использования и социальной сферы; оценка современного экологического состояния отдельных компонентов природной среды и экосистем в целом, их устойчивости к техногенным воздействиям и способности к восстановлению; разработка прогноза возможных изменений природных (природно-технических) систем при строительстве, эксплуатации и ликвидации объекта; оценка экологической опасности и риска

Оценка жизненного цикла Международная организация по стандартизации (ИСО, International Standard Organization). Стандарты ИСО серии 14 ООО по системам управления качеством окружающей среды Относительно потенциала негативного воздействия на окружающую среду: 1) парниковый эффект; 2) разрушение озонового слоя; 3) окисление; 4) образование фотохимического смога; 5) деградация почв и водоемов; 6) токсичность для человека; 7)экотоксичность вод Уменьшение негативных воздействий на окружающую среду производится по стандартам ИСО серии 14 000 согласно критериям: 1) организационным (улучшение экологической ситуации на предприятии); 2) национальным (формирование дополнения к национальной нормативной базе); 3) международным (выход предприятия на международный уровень и конкурентоспособность)

ш Ol

Л> 3 г

т; тз

л> тз

л> га

а

о j=

л>

X

Я

s

DO О

U

За л> s< о ч 00 s а

ТЗ О

л>

Я

тз

<<

л> з о —1 о

0

CTV

01

л>

Я

ш о

Я

тз

<<

*

ш 5

Е

<<

5

о тз л>

За

<<

■о О

О" X

сг

s

фактических воздействий предприятий на геосферные компоненты (атмосферный воздух, почву, поверхностные и подземные воды, биоту); 2) согласование с показателями, определяемыми нормативными документами для проведения инженерно-экологических изысканий; 3) выделение воздействий конкретного предприятия из общего синергетического вклада в загрязнение других производств, поскольку чаще всего производства строительных материалов находятся в промышленных зонах (взвешивание роли производств в общем эффекте загрязнения). К характерным для каждого из производств строительных материалов факторам относятся: 1) учет особенностей воздействий на окружающую среду, связанных с технологическим процессом и применяемым оборудованием; 2) формирование комплексной системы оценки безопасности производства для окружающей среды и человека (с точки зрения охраны труда).

Над системами критериев оценки экологической безопасности продукции и, в частности, строительных материалов работали группы ученых из Германии, Дании, Нидерландов и других стран. Один из наиболее полных перечней критериев приведен в работе профессора Н. Колера (Университет Карлсруэ, ныне Технологический институт Карлсруэ, Германия) [4], который разделяет их на следующие группы: изъятие ресурсов, эмиссии, прямые локальные воздействия, токсические воздействия на человека в помещениях и во время трудового процесса, прямые и косвенные затраты. В такой системе существует некоторое пересечение критериев разных групп. Например, эмиссии и прямые локальные воздействия взаимосвязаны, поскольку локальные эффекты возникают, как правило, также из-за эмиссий вредных веществ. Вероятно, под эмиссиями в работе Колера подразумеваются глобальные эффекты. Токсические воздействия на человека могут происходить не только в помещениях, но и при попадании токсичных веществ различных классов опасности в атмосферный воздух. Основываясь на имеющихся разработках зарубежных и отечественных специалистов (Д.И.Быльский, Ю.Д. Губерн-

Воздействие на окружающую среду

Критерии глобального воздействия:

- парниковый эффект;

- разрушение озонового слоя;

- фотохимический смог;

- повышение кислотности;

- переудобрение почв

Критерии локального воздействия:

- выбросы вредных веществ, попадающих в геосферные компоненты (воздух, воду, почву);

- обращение с отходами производства (пригодность материалов к рециклингу);

- биоиндикационные показатели близлежащих биогеоценозов

ский, Т.Ю.Кулакова, Н.П.Лукутцова, Е.Е.Румянцева, К.Хансен, Р.Хайюнгс, Л.Хоффманн, Н.Колер, Х.Крог, К.Рихтер), можно предложить систему критериев экологической безопасности строительных материалов, представленную на рисунке.

Как справедливо отмечает Колер, критерии также можно разделить на группы, ориентированные на эффекты и индикаторы потоков материалов [4]. В связи с этим для каждого конкретного случая важны оптимизация количества критериев и определение конкретных показателей, играющих для оценки принципиальную роль.

Рассматривая критерии глобального воздействия, следует отметить, что все они закреплены в качестве стандартных при анализе жизненного цикла по ИСО 14 000. Каждый характеризуется выбросами вещества-эквивалента (например, парниковый эффект - СО2-эквивалента), рассчитываемыми по утвержденным методикам. Это позволяет сравнивать материалы одного функционального назначения. В таблице 2 приведены результаты замеров выбросов СО2 и потребления энергоресурсов по жизненному циклу некоторых материалов.

Из таблицы видно, что в целом отечественное производство материалов для покрытия пола уступает европейскому (исключение составляет лишь завод по производству натурального линолеума в Калуге, работающий полностью по зарубежным технологиям). При этом ситуация с выбросами СО2 у нас даже хуже, чем с энергозатратами на производство. Интересными представляются показатели паркета - худшие по сравнению с кашированным виниловым покрытием толщиной 3,5 мм. Этот параметр подтверждает необходимость комплексного анализа и временного мониторинга критериев воздействия на окружающую среду. В частности, для рассматриваемых материалов важно было произвести оценки также по параметрам токсичности и обращения с отходами (пригодности к рециклингу).

В отношении конкретных биоиндикационных показателей Колер упоминает фактор растительности (Vegetationsfaktor).

Воздействие на человека

Критерии аттестации рабочих мест по условиям труда Токсичность выбросов

Охрана природных ресурсов

- потребление природных ресурсов в качестве сырья;

- потребление энергии;

- потребление воды;

- использование площадей для производства

Рис. Критерии оценки экологической безопасности предприятий строительных материалов

В рамках предлагаемой системы рекомендуется рассматривать две группы показателей - изменение характеристик почвенного покрова и реакция древесно-кустарниковой растительности на вредные выбросы, в частности угнетение фитоценозов. Изменение характеристик почвенного покрова может оцениваться по снижению уровня активной микробной биомассы почв, а также по фитотоксичности почвы (снижению числа проростков). И тот и другой показатели характеризуются кратностью в сравнении с фоновыми показателями исследований на основе постоянного мониторинга. При этом нормой могут считаться показатели кратности менее 5 для снижения уровня активной микробной биомассы и менее

1,1 - по показателю фитотоксичности. Документ «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия», утвержденный Минприроды РФ 30 ноября 1992 года, содержит показатели для чрезвычайной экологической ситуации (кратность по фитотоксичности 1,4-2,0, по снижению уровня активной микробной массы - 50-100). Среди параметров реакции древесно-кустарниковой растительности следует отметить уменьшение индекса разнообразия Симп-сона, плотность популяции вида-индикатора антропогенной нагрузки, относительную площадь коренных ассоциаций (%), а также возможное изменение видового состава естествен-

Таблица 2

Показатели воздействий на окружающую среду по жизненному циклу

Наименование материала Потребление нефти, кг/ 1000 м2 Количество выделяемого при производстве CO2, кг/ 1000 м2

Производство Евросоюза* Отечественное производство Производство Евросоюза* Отечественное производство

Натуральный линолеум толщиной 2,5 мм 35 35 36 36

Кашированное покрытие ПВХ толщиной 3,5 мм 95 125 95 128

Паркет толщиной 14 мм 100 110 100 112

Гомогенное покрытие на основе ПВХ толщиной 2,0 мм 132 165 131 167

Резиновое покрытие с полиэстеровым армированием толщиной 2,5 мм 221 240 220 244

* По данным источника Umwel.tvertraegl.iche Entwicklung Im Zeichen der Umwelt компании Forbo со ссылкой на экспертную организацию Profu, руководителем рабочей группы которой являлся профессор Й.Сундберг из Технического университета Чалмерса, Гётеборг (Швеция)

Наименование критериев Наименование предприятий

Воронежский керамический завод Староуткинский минераловатный завод Челябинский завод минераловатных изделий «Термоволокно»

Уменьшение индекса разнообразия Симпсона менее 2 % менее 4% менее 4%

Плотность популяции видов-индикаторов антропогенной нагрузки отрицательные виды -более 20%, положительные - менее 20% отрицательные виды -более 15%, положительные - менее 14% отрицательные виды -более 15%, положительные - менее 14%

Рост процента некрозов 40-50%* 30-40% 20-30%

Площадь пораженной ткани листьев увеличение в 3-3,5 раза* увеличение в 2 раза увеличение в 1,5 раза

Влажность листьев снижение на 6-9,8 % снижение на 5-8 % снижение на 4-7 %

Количество пыли, оседающей на листьях увеличение в 1,3 - 2,7 раза* увеличение в 1,5 - 2,5 раза увеличение в 1,9 - 3,1 раза

Изменение размера листьев чаще встречаются листья с меньшей площадью* не замечено чаще встречаются листья с меньшей площадью

* По данным Т.И.Прожориной, О.Н. Терещенко (2004)

Таблица 3

Биоиндикационные показатели близлежащих биогеоценозов предприятий строительных материалов

4 2012

109

ной растительности. К этой подгруппе показателей можно отнести характерные признаки состояния фитоценозов: рост процента некрозов (по площади поврежденной ткани листьев), площадь и влажность листа, количество оседающей на листьях пыли, токсичность пыли для микроорганизмов [5]. В таблице 3 приведены биоиндикационные показатели близлежащих биогеоценозов для некоторых предприятий строительных материалов.

Из таблицы видно, что перечисленные критерии хорошо дополняют друг друга, но при этом сильно зависят от целого ряда факторов. Например, от характера предприятия и его производительности, от того, в какой среде находится завод (промышленная зона сопровождается высокими нагрузками на окружающую среду), а также от характера растительности и видов-индикаторов. Огромную роль играют климатические факторы. Как известно, в результате воздействия на окружающую среду плотность популяции отрицательных видов-индикаторов снижается, а положительных - возрастает.

Приведенные примеры показывают особую важность методов работы с критериями. Большинство их имеет количественное выражение, но очень часто добыть показатели бывает сложно. Например, расчет выбросов, оказывающих глобальное воздействие (парниковый эффект, разрушение озонового слоя), требует огромного количества информации. В итоге может оказаться, что показатели разных производств очень близки, то есть затраты на их оценку не эффективны. В связи с этим начинают использоваться экспертные методы оценки, дающие приемлемые и сравнимые с количественными оценками результаты.

Система критериев оценки экологической безопасности строительных материалов должна быть комплексной, учитывать максимальное количество факторов. Оценка должна проводиться по жизненному циклу как самих материалов, так и предприятий, на которых их производят. В такую систему необходимо включать данные мониторинга состояния окружающей среды в регионе и на локальном уровне, в том числе биоиндикационные. При этом важно учитывать вопросы охраны труда на производстве, эксплуатации материалов в зданиях и их влияния на воздух помещений.

Литература

1. Теличенко В.И., Слесарев М.Ю. Управление экологической безопасностью строительства. Экологическая экспертиза и оценка воздействий на окружающую среду: учеб. пособие. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005.

2. МолчановаЯ.П.,АверочкинЕ.М. Проект «Стандартизация и сертификация энергоэффективности предприятий промышленности строительных материалов в России» // Стандартизация и сертификация энергоэффективности в Российской Федерации. Материалы международного семинара. М.: Эколайн, 2012.

3. Зайцев В.А., Крылова Н.А. Промышленная экология: учеб. пособие. М.: РХТУ, 2002.

4. Kohler N. Grundlagen zur Bewertung kreislaufgerechter,

nachhaltiger Baustoffe, Bauteile und Bauwerke // 20.Aachener Baustofftag. 1998. 3 März. S. 11.

5. Прожорина Т.И., Терещенко О.Н. Экологическая оценка состояния воздушной среды в зоне предприятия ЗАО ПКФ «Воронежский керамический завод» биоиндикационными методами // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2004. №2. С. 142-146.

Literatura

1. Telichenko V.I., SlesarevM.Ju. Upravlenie ekologicheskoy bezopasnostyu stroitelstva. Ekologicheskaya expertiza i ocenka vozdeystviy na okruzhayuschuyu sredu: ucheb. posobie. M.: Izdatelstvo Assotsiacii stroitelnyh vuzov, 2005.

2. Molchanova Ya.P., Averochkin E.M. Proekt «Standartizaciya i sertifikaciya energoeffektivnosti predpriyatiy promyshlennosti stroitelnyh materialov v Rossii» // Standartizaciya i sertifikaciya energoeffektivnosti v Rossijskoy Federacii. Materialy mezhdu-narodnogo seminara. M.: Ekolajn, 2012.

3. Zaicev V.A., Krylova N.A. Promyshlennaya ekologiya: ucheb. posobie. M.: RCHTU, 2002.

5. Prozhorina T.I., Tereschenko O.N. Ekologicheskaya otsenka sostoyaniya vozdushnoy sredy v zone predpriyatiya ZAO PKF «Voronezhskiy keramicheskiy zavod» bioindikacionnymi meto-dami // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Chimiya. Biologiya. Farmaciya. 2004. №2. S.142-146.

The System of Criteria for Assessment of Ecological Safety

at Enterprises of Building Materials. By P.M. Zhuk

In article the analysis of criteria for an assessment of ecological safety of the enterprises of building materials is carried out, starting from the stage of engineering researches and design up to the utilization of materials. Among the considered groups of factors an assessment of impacts on the person, environment and protection of natural resources can be found. The examples of studying of a number of offered criteria at some enterprises of construction materials are given. In particular, the emissions of hotbed gases by production of materials for floor coverings, and also bioindicator indicators of biogeocenoses in a zone of the ceramic production enterprises and the enterprises of heatinsulating materials are considered.

Ключевые слова: оценка экологической безопасности, промышленность строительных материалов, глобальные и локальные воздействия на окружающую среду, биоиндикационные показатели.

Key words: assessment of ecological safety, industry of building materials, global and local impacts on environment, bioindicator indicators.