Старая автомобильная покрышка

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова»

Биолого-географический факультет

Реферат

Старая автомобильная покрышка

Выполнила: ст. 3 курс ХТБ-10

Феоктистова А.В.

Проверила: Слепцова М.В.

Преподаватель по экологии

Якутск, 2013

Введение

Если бы кто-нибудь постоянно раскладывал все отходы на земле ровным слоем, то через 10 - 15 лет нашу планету покрыл бы слой мусора толщиной 5 м. На такой планете жизнь стала бы невозможной, поэтому человечество пытается справиться с отходами самыми разнообразными способами

Экологи в последнее время уделяют все больше и больше внимания на темы, направленные на создании нового применения использованных покрышек автомобилей.

В этой работе находятся рассмотрены статьи, посвященные влиянию покрышек на окружающую среду, новым экологичным методам переработки шин и многим другим сопутствующим вещам.

Воздействие шин на окружающую среду и человека

Одним из показателей качества автомобильных шин является характеристика их экологической безопасности в течение всего "жизненного цикла" (производство, эксплуатация, утилизация). Проблема обеспечения экологической безопасности шин при эксплуатации во многом сходна с проблемой охраны труда и окружающей среды в резиновой промышленности, производстве шин, но имеет и существенные особенности. Выделяющиеся из автомобильных шин химические вещества, твердые продукты истирания протектора негативно влияют на окружающую среду, здоровье людей. Большой вклад в загрязнение окружающей среды вносят постоянно увеличивающиеся объемы утильных шин.

Исследованиями, проведенными в Никтайр ЛэбОТ, установлено, что высокая экологическая опасность шин обусловлена, с одной стороны, токсическими свойствами применяемых при их изготовлении материалов и содержащихся в них примесей, а с другой стороны - свойствами более ста видов химических веществ, выделяющихся в воздушную и водную среды при эксплуатации, обслуживании, ремонте и хранении шин. В табл.1 дан перечень основных групп таких веществ, причем каждая группа содержит более десяти различных соединений, включая их изомеры и производные.

В числе химических веществ, выделяющихся в наибольших количествах из шинных резин при комнатной и повышенной температурах: продукты деструкции каучуков (мономеры) чрезвычайно реакционноспособные и токсичные химические соединения; ароматические углеводороды - бензол, ксилол, стирол, толуол; предшественники канцерогенов - алифатические амины; соканцерогены - сероуглерод, формальдегид, фенолы; промоторы канцерогенов - диоксид серы, углеводороды неароматического ряда (последние аналогичны углеводородам (СНх), содержащимся в выхлопных газах двигателя как продукты неполного сгорания топлива). В составе полной гаммы идентифицированных нами летучих веществ из шин не обнаружены, например, продукты горения - СО , СО2 , NOx , являющиеся основой газообразной части выхлопа двигателя.

Токсические свойства проявляют все перечисленные в табл. 1 химические соединения, продукты их превращения и взаимодействия, но наиболее опасны выделяющиеся из шин канцерогены: бенз(а)пирен и другие полиароматические углеводороды (нами обнаружено в шинах 15 соединений этого класса из 18 известных), а также N-нитрозамины (обнаружено 4 вида этих веществ из 12 известных). Все эти вещества входят в список приоритетных токсикантов, утвержденный Международной организацией по исследованию рака (IARC) и Агентством по охране окружающей среды (США).

Качественный и количественный анализ общего выделения летучих химических веществ из шинных резин проводили на хроматомасс-спектрометре модели LKB 2091 (Швеция) при температуре 60±1°С. Бенз(а)пирен и другие полиароматические углеводороды определяли методом квазилинейчатых спектров люминесценции.

Идентификация летучих N-нитрозаминов проводилась методом газохроматографического разделения с использованием термоэнергетического анализатора ТЕА-502А (США), а также эталонных соединений. Указанные методы предусмотрены Российскими стандартами и соответствуют методам, применяемым за рубежом.

Суммарное количество выделяющихся из шин приоритетных токсикантов (канцерогенов) на 2-3 порядка меньше величины миграции других летучих. Однако существующие отечественные и зарубежные нормы ПДК этих веществ значительно ниже норм ПДК других летучих соединений. Кроме того, количество летучих N-нитрозаминов, как известно, увеличивается в результате взаимодействия некоторых компонентов выбросов с оксидами азота, содержащимися в воздухе и выхлопных газах.

Выделяющиеся из шин вторичные амины и продукты термического распада ускорителей вулканизации класса сульфенамидов при взаимодействии с высокотоксичными оксидами азота могут превращаться в канцерогенные N-нитрозамины. Фактически обнаружены следующие вещества этой группы: N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин, N-нитрозодибутиламин, N-нитрозоморфолин. Их содержание в протекторных резинах по нашим данным изменяется от 2,1 до 34,9 мкг/кг, а в летучих продуктах (с учетом влияния поверхности и вторичных реакций образования по вышеприведенной схеме) может существенно превышать ПДК для N-нитрозаминов, которая в воздухе населенных мест составляет 50 нг/м3. Эти вещества также хорошо растворимы в воде (ПДК N-нитрозаминов в воде пресноводных водоемов 5 нг/литр). По предварительной оценке вклад шин (35-40%) в образование N-нитрозаминов сопоставим с вкладом выхлопных газов.

Вторую группу приоритетных токсикантов согласно международной классификации образуют канцерогенные полиароматические углеводороды (ПАУ), содержание которых только в протекторе проанализированных нами легковых шин достигает 234,4 мг/кг. По содержанию индикатора наличия ПАУ -бенз(а)пирена - исследованные шинные резины различаются более, чем в 3 раза. В табл. 2 даны профили (относительные концентрации) ПАУ шинных протекторных резин в сравнении с профилями этих веществ в выхлопе карбюраторных и дизельных двигателей.

Видно, что профиль ПАУ шин имеет характерные отличия от профилей ПАУ выхлопа дизельного двигателя и бензинового двигателя, хотя относительные концентрации отдельных веществ профилей ПАУ шин и выхлопа совпадают.

Как показывают результаты химического анализа и расчеты вклад шин в выделение ПАУ даже более значителен (55-60%), чем выхлопных газов. ПАУ не отличаются высокой летучестью или растворимостью в воде, но их миграция в окружающую среду облегчается под воздействием повышенных температур, возникающих в материалах шины при эксплуатации, а также в результате износа протектора шин и постоянного обновления поверхности беговой дорожки. Кроме того, ПАУ способны взаимодействовать с другими выделяющимися веществами с образованием нитро-ПАУ, хлор-ПАУ (диоксины), гидро-ПАУ и др. Канцерогенность образующихся производных ПАУ, например 6-нитробенз(а)пирена, выше, чем ПАУ:

При нитровании бенз(а)пирена образуются также 1-нитро- и 3-нитробенз(а)пирены.

Шинная пыль, образующаяся при износе протектора, при попадании в легкие вызывает аллергические реакции, бронхиальную астму, а при контакте со слизистой оболочкой и кожным покровом - конъюнктивит, ринит, крапивницу. К такому заключению пришли американские специалисты-аллергенологи, опубликовавшие результаты своих исследований в 1995г.

По данным Шведской организации "KEMI" в 1994г. в Швеции от износа шин образовалось 10.000 тонн шинной пыли, по оценкам американских ученых-шинников в США в 1991г. общее количество выброшенной шинной пыли составило 886.782 тонн. Только в Лос Анджелесе ежедневно в воздух выбрасывается не менее 5 тонн шинной пыли. Тщательные измерения воздуха вблизи шоссе с умеренным движением показали присутствие от 3800 до 6900 отдельных фрагментов шин в каждом кубическом метре воздуха, более 58% из них - в пределах тех размеров (~ 10 мкм), которые легко проникают в дыхательные пути. Исходя из этих данных не сложно показать, что на каждого жителя Швеции в день приходится около 6 г шинной пыли, а на каждого американца - более 13 г . В одном из крупнейших мегаполисов России - Московском регионе, где в отличие от Швеции и США отсутствует система экологического контроля и сервисного обслуживания шин, эта цифра еще выше. Кроме того, в Москве характерное содержание полиароматических углеводородов (по бенз(а)пирену) составляет 20 ПДК, содержание летучих N-нитрозаминов порядка 4 ПДК, а основным источником приоритетных токсикантов является транспорт (двигатель, шины).

Воздействию канцерогенных веществ подвергается широкий контингент населения, а не только персонал, непосредственно занятый в производстве, обслуживании и ремонте резиновых изделий. Возникает целый круг вопросов, относящихся к защите от подобных воздействий как в рабочей зоне, так и от выбросов канцерогенных веществ в атмосферный воздух населенных мест. Особое внимание в этой связи следует уделять проблеме оценки и повышения экологической безопасности отечественных и импортных шин, поступающих на комплектацию автомобилей, в торговую сеть и шин, находящихся в эксплуатации.

На основании полученных нами результатов всестороннего (свыше 200 параметров) анализа более 50 шин различных моделей и производителей можно заключить, что на Российский рынок поступают заметно различающиеся по экологическим, техническим и эксплуатационным характеристикам шины, в том числе под торговыми марками ведущих шинных фирм.

За рубежом работы по уменьшению негативных воздействий шин на окружающую среду и человека ведутся в соответствии с Международными экологическими стандартами серии ISO 14000. Многие зарубежные страны, такие как Англия, Германия, Голландия, Дания, Канада, США, Швейцария уже ввели национальные нормы содержания канцерогенных веществ в резиновых изделиях, окружающей среде, ведутся работы по нормированию углеродсодержащей пыли.

С учетом перспективы введения этих стандартов на территории России и СНГ очевидна актуальность экологических испытаний и экологической сертификации шин, эксплуатируемых в черте мегаполисов России и СНГ. Результатом анализа экологического воздействия шин на окружающую среду и человека в течение всего "жизненного цикла" шин (ISO 14040) должна стать экологическая сертификация шин (ISO 14060) и экологический контроль (ISO 14010) на автотранспортных и шиноремонтных предприятиях, а также на заводах-изготовителях шин (ISO 14001).

Из данных видно, что по выделению летучих из покровных резин наиболее типичные для России и СНГ шины различаются в 3-4 раза. Еще более существенные различия установлены по миграции водо-растворимых химических веществ из шинных резин, по выделению шинной пыли. рис. 2. Выделение летучих химических веществ из шин 175/70R13.

Нефть, выплавляемая из покрышек

шина покрышка резиновый переработка

Если бы кто-нибудь постоянно раскладывал все отходы на земле ровным слоем, то через 10 - 15 лет нашу планету покрыл бы слой мусора толщиной 5 м. На такой планете жизнь стала бы невозможной, поэтому человечество пытается справиться с отходами самыми разнообразными способами.

В курортных зонах штата Юта (США), например, местные власти, обеспокоенные ростом загрязнения окружающей среды, ввели интересный закон. Полицейский, заметивший человека, бросившего окурок или другой сор в траву, обязан арестовать нарушителя и освободить его только после того, как он соберет 100 кг мусора, оставленного другими туристами. На улицах городов Австралии можно увидеть герольдов в традиционных костюмах с алебардами. Герольды не оповещают, как это водилось в средние века, о прибытии короля, а призывают жителей города соблюдать чистоту. Проблема имеет и другую сторону. Дело не только в очищении среды, но и в полезном использовании отходов.

Первое в мировой истории упоминание о сборе утильсырья относится к началу XVIII в., оно содержится в указе Петра I: собирать в патриарших вотчинах изношенное холщевое платье. Но, несмотря на то, что со времени указа прошло более четверти тысячелетия, человек так и не научился рационально использовать многие виды отходов. Примеров поистине бережного отношения к вторичному сырью во всем мире, к сожалению, не так много. Но там, где утилизация сырья налажена должным образом, удается получить поразительные результаты. Так, ведущее место в мире по вторичному использованию стекла и бумаги принадлежит Швейцарии. В 1984 г., например, 60% бутылок было изготовлено из переплавленного стекла, а 44% выпущенной бумаги - из макулатуры.

Образцом комплексного подхода к проблеме можно считать ГДР. В Берлине создан первый в мире информационно-вычислительный центр, который собирает и обрабатывает данные об отходах всех без исключения предприятий республики. При центре имеется информационный банк, в его полностью автоматизированной картотеке хранятся сведения о физико-химическом составе и технологических свойствах отходов. Это позволяет использовать отходы, которые раньше были признаны уже ни к чему не годными.

С переработкой отходов резины дело обстоит не очень успешно, а ведь ее выпуск в мире превышает выпуск алюминия. Правда, японским ученым удалось выделить четыре вида микробов, питающихся резиной. Поедая резину, микробы разлагают ее на углекислый газ и воду. Но автопокрышки, в состав которых входят многие другие химические добавки, для микробов недоступны. А ведь 90% массы всех отходов резины приходится именно на шины. По какой причине выбрасывают шины? Сносился рисунок протектора, его наваривают, он опять снашивается, но уже значительно быстрее - и шина отслужила свой век. В то же время это абсолютно уникальный вид утиля. Ведь вся шина осталась в первоначальном виде: ни ее состав, ни свойства практически не изменились. И таких шин в мире накапливается до сотен миллионов. В одних странах их просто бросают (и вот уже полярники встретили на Севере белого медведя с черным поясом. Его перепоясывала шина, выброшенная за тысячи километров от Арктики). В других странах, например в ФРГ, за брошенную шину виновник заплатит штраф 100 тыс. марок или подвергнется тюремному заключению сроком на 5 лет. Здесь шины чаще всего закапывают. Это ненамного лучше. Проблема заключается как раз не в том, чтобы просто избавиться от отслужившей свой срок покрышки, а в том, чтобы извлечь из нее максимальную пользу. Использование резиновой крошки в дорожном строительстве и целых покрышек для сооружения подводных рифов - явление временное, пока не будут найдены более выгодные способы утилизации. В принципе старая покрышка - это широкий ассортимент полезных изделий. Но из покрышки можно получать и само сырье. Прежде всего, это касается каучука. Он получается из нефти и достаточно дорог.

Наиболее важное направление переработки старых резиновых изделий, в первую очередь таких массивных и резиноемких, какими являются шины,- получение регенерата путем термомеханического воздействия на старую резину. Регенерат - это пластичный материал, способный перерабатываться и вулканизоваться при введении в него вулканизующих веществ. Из одного регенерата в основном готовят только неответственные изделия: коврики, бытовые дорожки, полутвердые изоляционные трубки, садовые рукава и др. Регенерат добавляют также в каучук при производстве шин, рукавов, прокладок, аккумуляторных баков, обуви. Это позволяет экономить сотни тысяч тонн нефти. В нашей стране самый высокий уровень термомеханической утилизации старой резины. И все же продукции регенерационных заводов не хватает. Сам процесс регенерации многостадийный и длительный. Вначале резиновые изделия, подлежащие переработке, сортируют по видам, типам и содержанию в них каучука, а затем удаляют металл и другие материалы и измельчают резину до частиц определенных размеров. Однако здесь следует сделать оговорку. Процесс измельчения не такой простой, как может показаться на первый взгляд. Не случайно до последнего времени в мире отсутствовали практически реализованные методы измельчения ряда резиновых отходов. Сейчас Научно-исследовательский институт резиновых и латексных изделий (Москва) и Ярославский политехнический институт создали промышленный вариант установки измельчения отходов обрезиненных тканей и других видов полимернотекстильных отходов. Подобное оборудование будет использовано в составе технологических линий. После измельчения резиновую крошку, освобожденную от основной массы текстильных материалов и включений, подвергают девулканизации.

Для дробления шин и очистки кордных нитей от резины применяют молотковые дробилки в совокупности с сеялками различной конструкции или агрегаты, состоящие из нескольких дисковых мельниц, сеялок и сепараторов. По другому способу шины охлаждают в холодильной камере до -70 (-90)°С. Резина становится хрупкой и ее дробят. Для отделения корда от арматуры используют "резиновыжималку" - гидропресс, при этом армировка остается внутри его цилиндра. В общем, разделение старой резины и корда часто обходится дороже, чем изготовление новых шин, поэтому постоянно ведутся поиски новых, более совершенных методов обработки. Японские инженеры, например, предложили закладывать в определенные места покрышки небольшие кумулятивные заряды порошкообразной взрывчатки. Взрыв должен измельчить резину, превратив ее в мелкую крошку. Корд же, в том числе и металлический, при этом почти не изменится. После такого взрыва разделить компоненты бывшей покрышки несложно.

Для изготовления нового резинового изделия, скажем шины, помимо каучука и регенерата (если он применяется), нужно иметь десятки других компонентов, в том числе технический углерод - сажу. Это ценное сырье, стоимость 1 т сажи составляет в среднем 400 руб. В то же время некоторые виды автотранспорта выбрасывают ее через выхлопную трубу в окружающую атмосферу. Например, за 1 ч работы КамАЗа образуется до 200 г сажи. Частицы сажи получаются в результате сгорания дизельного топлива, они чрезвычайно вредны, так как способны концентрировать на себе канцерогенные вещества и витать в воздухе в течение двух суток, после того как попали в атмосферу.

В Ворошиловградском машиностроительном институте разработали устройство, которым снабдили автомобиль. Оно позволяет получать сажу прямо из выхлопной трубы. Отработанные газы из двигателя попадают в герметичную емкость, установленную вместо глушителя. В емкости процесс очистки может идти в двух режимах-механическом и электростатическом. При механической очистке выхлоп становится чище на треть, при действии электростатического поля в атмосферу попадает не более 25% вредных веществ. Если учесть, что 1 т выброшенной в атмосферу сажи наносит вред окружающей среде на 150 руб., а количество машин, выделяющих ее в атмосферу, исчисляется сотнями тысяч, понятно, что использование устройства может принести немалый доход как за счет охраны среды, так и за счет утилизации цепного сырья.

Что делают с отходами резинотехнических изделий, которые по каким-либо причинам не используются вторично? Их сжигают. Имеются установки, которые позволяют уничтожать этим способом отходы без предварительного измельчения. Вроде бы в установках все предусмотрено: автоматический контроль и регулирование процесса, дожигание горючих газов и унос пылевидных частиц, обезвреживание вентиляционных выбросов, рациональное использование образующегося тепла. Конечно, это намного лучше, чем сжигать отходы на специальных полигонах при регенерационных заводах, как это делается в большинстве случаев. Специалисты Норвегии, Японии, Англии и Польши также выступили с предложениями сжигать покрышки, но несколько по-иному. Если в топки вращающихся цементных печей бросить покрышки, то можно сэкономить определенное количество топлива - каменного угля и природного газа.

Но лучше, если к этому новому топочному топливу добавить низкосортный бурый уголь и другие отходы - стеклопластики, картонную тару и т. п. В этом случае топка выработает дешевое тепло для обжига цемента и даст золу, которая пригодна для добавки в тот же цемент. Но и этот результат весьма далек от идеального. Все равно резина играет роль "простого" топлива, а может быть переработана в высококачественное топливо - мазут и гудрон. Попытки наладить промышленный выпуск этих продуктов из старых шин делаются во многих странах. В Англии, например, шины нагревают в контролируемой атмосфере до температуры 450 - 550° С. Существующая установка позволяет давать ежегодно до 20 тыс. т мазута стандартного качества плюс 15 тыс. т гудрона. Стоимость продуктов пока аналогична стоимости сырья, получаемого из нефти.

Запатентован способ получения из старых покрышек не только продуктов переработки нефти, но и самой нефти. Идея венгерского инженера Э. Брезнаи заключается в том, чтобы разлагать резину изношенных шин без доступа воздуха (пиролиз) достаточно оригинальным способом. Он предложил помещать измельченные покрышки в расплавленный чугун прямо в доменной печи. При высокой температуре резина разлагается, образуются углеводородные газы и твердый остаток, который может частично заменить кокс и служить топливом и восстановителем. Стальной корд также плавится и смешивается с чугуном. А в газопромывной воде скруббера в достаточно больших количествах собирается органическая жидкость, близкая по составу к нефти. Качество чугуна при этом не ухудшается.

Моторное топливо и нефть не единственные продукты, в которые могут быть переработаны покрышки. Ведутся исследования по приготовлению из них активных гранулированных углей. Специалисты Белоруссии доказали, что при удачно подобранном режиме пиролиза уголь получается не хуже древесного и вполне пригоден для рекуперации, очистки и осветления.

Старую покрышку не на свалку, на огород

Многие люди выбрасывают автомобильные покрышки на свалку, тем самым причиняя значительный ущерб природе, нашей окружающей среде.

А на самом деле старая покрышка может пригодиться в хозяйстве, в особенности в сельском.

Ров из старой покрышки. Старую покрышку от легкового автомобиля разрезают пополам по кругу. Полученные два кольца режутся поперек в одном месте.

Затем их надо положить под плодовое дерево так, чтобы внешний бортик был выше почвы на 1 см, а внутренний - на уровне почвы; поперечный разрез промазывается варом.

В кольца наливается простая вода - непреодолимое препятствие для всех ползающих насекомых. Кроме того, получается отличная поилка для пчел, ос, мелких птиц.

Если добавить в воду раствор хвойного концентрата или отвара полыни, репейника, то это отпугнет летающих насекомых. Значит, отпадает надобность в применении ядов.

Как эффективный способ избавиться от муравьев. А нас сосед научил, как попробовать избавиться от муравьев на даче при помощи птиц. Это очень необычный способ.

Мы нашли муравейник, откуда в дом приходили муравьи, и сделали рядом с ним бассейн, используя старые автомобильные покрышки.

Покрышки надо разрезать на пополам по направлению вдоль, и сделать для них ямки в земле. Налейте воды, вот и готова поилка, к которому будут всегда прилетать птички попить воды, а они не откажутся и закусить муравьями. Вот так вот, естественно и интересно можно попытаться избавиться от муравьев.

Спички из покрышки, как разжечь костер. Еще много лет назад один белорусский ученный назвал покрышку нефтью в консервах, а как известно нефть и все производные от неё очень хорошо горят.

Идея проста как мир и будет полезна всем кто хоть раз ходил в поход и разжигал костер, и заключается в том, что бы для разведения костра на начальном этапе использовать небольшие куски покрышки. Конечно, было бы хорошо провести сравнительный эксперимент между разжиганием костра обычным способом, с помощью сухого спирта и куска покрышки, но дополнительные качества, имеющиеся у куска покрышки умножают на ноль сразу все достоинства двух других методом.

Заключение

Если бы кто-нибудь постоянно раскладывал все отходы на земле ровным слоем, то через 10 - 15 лет нашу планету покрыл бы слой мусора толщиной 5 м. На такой планете жизнь стала бы невозможной, поэтому человечество пытается справиться с отходами самыми разнообразными способами. Так, в ходе работы появились интересные факты по вторичному использованию старых покрышек:

1. Специалисты Норвегии, Японии, Англии и Польши также выступили с предложениями сжигать покрышки, но несколько по-иному. Если в топки вращающихся цементных печей бросить покрышки, то можно сэкономить определенное количество топлива - каменного угля и природного газа.

2. Но лучше, если к этому новому топочному топливу добавить низкосортный бурый уголь и другие отходы - стеклопластики, картонную тару и т. п. В этом случае топка выработает дешевое тепло для обжига цемента и даст золу, которая пригодна для добавки в тот же цемент.

3. Запатентован способ получения из старых покрышек не только продуктов переработки нефти, но и самой нефти (идея венгерского инженера Э. Брезнаи).

4. Также стары автомобильные покрышки можно использовать в хозяйстве: ров, способ избавления от муравьев.

Эти результаты далеки от идеального, поэтому экологи сейчас продолжают искать способы переработки шин.

Список использованной литературы

1. Dv.sartpp.ru

2. www.websad.ru

3. Facepla.net

4. www.akahl.de

5. www.waste.ru

Размещено на Allbest.ru