чем вреден шлак для здоровья
Чем вреден шлак для здоровья
Введение
На предприятиях черной металлургии образуется большое количество твердых отходов, пригодных для использования в качестве исходных компонентов при производстве строительных материалов. К ним можно отнести доменные, мартеновские, сталеплавильные и ваграночные шлаки, осадки сточных вод, пылевидные отходы систем газоочистки. Складирование, хранение и захоронение данных отходов является крупной экономической и экологической проблемой [2, 4, 5]. Отходы черной металлургии могут замещать щебень, минеральный порошок, песок, выступать в качестве вяжущего материала. Щебень используется при строительстве дорожных оснований, в укреплении грунтов и приготовлении асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Шлак в строительстве применяют довольно продолжительное время, при этом на первое место ставятся физико-механические свойства получаемых продуктов, экологическому вопросу использования данных продуктов уделяется недостаточное внимание.
В дорожном строительстве наиболее часто отходы металлургии используют в виде щебня. Для понимания экологической опасности применения шлакового щебня необходимо выявить основное негативное экологическое воздействие на окружающую среду. Для его установления необходимо сравнение физико-механических и химических свойств щебня разного происхождения и определить миграцию тяжелых металлов в модельные среды.
Материал и методы исследования
Природный щебень делится на гранитный, гравийный и известняковый. Основные физико-механические показатели щебня различного происхождения приведены в табл. 1[1].
Таблица 1. Основные физико-механические показатели щебня различного происхождения
Насыпная плотность т/м 3
Доменные и сталеплавильные шлаки по физико-механическим характеристикам полностью удовлетворяют требованиям ВСН 38-90 и могут быть использованы для дорожного строительства в качестве материала для строительства основания дорожной одежды или входить в состав цементобетонной смеси при устройстве цементобетонных оснований или покрытий.
Сравнение химического состава шлаков черной металлургии различного происхождения приведены в табл. 2[3].
Таблица 2. Химический состав щебня из металлургического шлака
Химический состав шлаков во многом зависит от того, какой чугун или сталь получают при плавке. Дополнительно шлаки могут содержать медь, ванадий, свинец, цинк и их оксиды.
По содержанию основных компонентов (SiO2, Al2O3, MgO) и физико-механическим свойствам шлаковый щебень подобен гравийному, который широко используют для получения бетонов различной прочности. В отношении магния, титана и ванадия, если исключить разновидности шлаков, специально обогащенные этими элементами, не обнаруживается большой разницы в их содержании, по сравнению с изверженными породами. В отдельных случаях наблюдается большое сходство в химизме шлаков и основных магматических пород, в особенности некоторых богатых глиноземом базальтов, а также габбро.
При кажущемся химическим сходством природного и шлакового щебня шлаковый содержит больше водорастворимых и подвижных форм окислов металлов, которые при некоторых условиях эксплуатации изделий могут мигрировать в окружающую среду и приводить к загрязнению тяжелыми металлами литосферу и гидросферу.
Результаты исследования и их обсуждение
Рис. 1. Миграция ионов ТМ из шлакового щебня в дистиллированной воде
Рис. 2. Миграция ионов ТМ из шлакового щебня в ацетатно-аммонийном буферном растворе
Выщелачивание ТМ из образцов шлакового щебня в аммонийно-ацетатный буферный раствор, имитирующий агрессивные среды (рис. 2), происходит по экспоненциальной зависимости.
Выводы
Проведенные экспериментальные исследования по выявлению и оценке закономерностей миграции тяжелых металлов в случае использования металлургических шлаков в качестве щебня для дорожного строительства показали, что данный щебень будет производить загрязнение близлежащей территории тяжелыми металлами. Это загрязнение будет проходить активнее в кислых почвах. В связи с этим необходимо брать во внимание условия эксплуатации материалов, содержащих шлаковый щебень.
Чем вреден шлак для здоровья
Вред и польза шлаковых отвалов
Борис Семенович Баталин, доктор технических наук,
профессор кафедры строительных материалов и специальных технологий
Пермского государственного технического университета.
“Месторождения” полезных ископаемых
Утилизации шлаков посвящено множество разработок ученых, технологов, экологов. И в ряде случаев уже предпринимаются меры по переработке в строительные материалы: щебень, песок, вяжущие материалы. Задача эта весьма сложна, поскольку связана с технологическими, техническими и экономическими трудностями.
Во-первых, в одном и том же отвале часто складируются шлаки разных металлургических производств предприятия, например доменные, мартеновские и конвертерные. А состав и свойства шлаков в них неодинаковы. Меняются, кроме того, руды, флюсы, технология производства. Все это сказывается на составе и свойствах шлака.
Во-вторых, в отвале происходит механический распад шлака (крупные куски из-за медленных изменений фазового состава рассыпаются в порошок) и химический (силикатный, марганцовистый, железистый виды), вызванные внутренними и внешними причинами. Отдельные компоненты шлака могут взаимодействовать с дождевой и снеговой водой, образуя новые соединения, и тогда меняются его дисперсность и агрегатное состояние. За счет этого частицы могут фракционироваться по размеру, отвал становится слоистым. Состав и свойства шлака оказываются разными и по высоте, и по простиранию этой почти геологической структуры.
Модуль основности самораспадающихся шлаков близок к двум, поэтому стекловидная фаза в них не образуется даже при резком охлаждении. Из минералов же преобладает ларнит Ca 2 [SiO 4 ] (в металлургической отрасли принята стехиометрическая запись состава минералов: ларнит обозначают 2CaO·SiO 2 и называют ортосиликатом кальция). Такой шлак не способен твердеть при смешивании с водой, подобно тому как это происходит с портландцементом, одним из важнейших строительных материалов, хотя по химическому составу тот и другой весьма близки.
Почему твердеет цемент
Получение портландцемента начинается со спекания строго рассчитанной смеси из молотого известняка и глины в специальной печи при температуре 1450°С. О дальнейших стадиях нет необходимости рассказывать здесь, однако стоит упомянуть, что в производстве этого строительного материала предусмотрены добавки, например гипс, который регулирует схватывание будущего цемента, и активная минеральная добавка, повышающая его стойкость к некоторым видам коррозии.
Рис. 1. Полиморфные превращения ортосиликата кальция.
Сюрприз лежалого шлака
Рассыпавшийся шлак с площадки распада транспортируют в отвал. Трудно описать, сколько вреда приносит хранение этого пылевидного шлака! Ветер разносит его по округе, отчего у местного населения возникают заболевания легких и глаз. Смытая дождями и талыми водами шлаковая пыль загрязняет почву и водоемы, растворимые компоненты проникают в грунтовые воды, а затем в родники и колодцы…
Переходные элементы, или d-элементы (например скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь и цинк), как известно, легко образуют комплексные соединения, которые могут служить катализаторами разных реакций, способствовать кристаллизации аморфных фаз, в частности, силикатных стекол.
При получении портландцементного клинкера некоторые переходные элементы в небольших количествах (доли процента) присутствуют в составе сырьевой смеси и обеспечивают ускоренное образование минеральных кристаллогидратов. А это повышает активность портландцемента, прочность затвердевшего цементного камня.
Шлак под микроскопом
Все эти превращения в конечном счете связаны с фазовыми переходами в системе. Но какие именно переходы осуществляются при активации гидравлически неактивных веществ? Нельзя исключить, что присутствующий в Чусовском шлаке ванадий влияет на свойства ортосиликата кальция.
В результате удалось подтвердить, что свежий шлак с водой практически не реагирует. В поле зрения микроскопа было видно, что лишь очень незначительная часть поверхности его зерен обрастает едва заметной бахромой гидратных новообразований (рис.3). Но даже после года твердения эти образцы не превращались в прочное твердое тело.
Рис. 3. Зерна шлака в поле зрения электронного микроскопа
Бахрома гидратных новообразований видна в виде мелких зазубрин по краям зерна (увел. в 200 раз).
Лежалый шлак ведет себя по-другому. Через семь суток появляются новообразования в виде кристалликов гидросиликата кальция (он всегда возникает при твердении портландцемента и довольно хорошо изучен), а к концу шестого месяца по размерам становятся больше контрольных зерен синтетического ортосиликата (рис. 4). Прочность образцов через 28 суток составляла около 25 МПа. В контрольных препаратах, содержащих не менее 0.7% ванадия, кристаллогидраты образовывались так же быстро и не отличались от тех, что обычно возникают при твердении цемента.
Рис. 4. Кристаллы синтетического гидросиликата кальция (увел. в 200 раз).
Активизированный, т. е. содержащий ванадий, шлак был использован в дальнейшем вместо цемента для приготовления бетона. В нем, судя по результатам электронной микроскопии, присутствовали такие же кристаллики гидросиликата, что и в твердеющем цементе (рис.5).
Рис. 5. Кристаллы гидросиликата кальция в образце бетона,
для приготовления которого использовался шлак, содержащий ванадий.
Для чего все это нужно
На первый взгляд не очень-то целесообразно получать из шлака вяжущий материал, прочность которого ниже, чем у цемента самой низкой марки. Нет! Оказывается, низкомарочные вяжущие материалы давно и настоятельно необходимы строительству. Ведь на приготовление их растворов сегодня расходуется дорогостоящий портландцемент. А из самораспадающегося шлака получается вяжущее вещество как раз низкомарочное, наиболее подходящее для штукатурных и кладочных строительных растворов. Да к тому же с более высокой, чем у портландцемента, водостойкостью.
Кстати, марки рядового строительного гипса тоже невысоки, кроме того, их водостойкость очень низка. А вяжущий материал из шлака и прочнее гипса, и, как сказано, имеет более высокую водостойкость, и медленнее схватывается. И к тому же он белого цвета.
Если считать, что гипотетическое превращение все же существует, то нужно искать способы его ускорения. Ждать полгода, пока произойдет желанный переход, явно нетехнологично. Здесь уже упоминалось о так называемой сульфатной активации нетвердеющего самораспадающегося шлака добавлением гипса с последующим автоклавированием.
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований. Проект 01-03-96495-р2001урал Р.
1. Горшков В.С., Александров С.Е., Иващенко С.И., Горшкова И.В. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в строительстве. М., 1985.
3. Гатт В., Нерс Р. Фазовый состав портландцементного клинкера // Тезисы VI Международного конгресса по химии цемента. 1976. Т.1. С.78-88.
4. Баталин Б.С., Беляева И.В., Макарова Л.Е. О взаимосвязи между фазовым составом феррованадиевого самораспадающегося шлака и его вяжущими свойствами // Журн. прикл. химии. 1996. Т.69. Вып.1. С.162-164.
Безопасна ли угольная зола?
Утилизация угольного шлака и золы – актуальный вопрос для жителей сельской местности.
Поводом для очередной ссоры соседок Надежды Масловой и Марии Кондратьевой стали угольная зола и шлак, которыми ежедневно Надежда Петровна щедро посыпает проезжую часть улицы.
— Куда это девать? Под забор нельзя, там пожар может случиться. А для овощей в огороде уже целую бочку золы припасла, — говорит Надежда Петровна. – Я же всем лучше делаю, засыпаю улицу там, где машины ездят и люди ходят. Весной всё меньше грязи будет!
С этим способом утилизации угольной золы и шлака Мария Кондратьева категорически не согласна. По словам пенсионерки, в одной из телепередач рассказывали, мол, древесную золу можно использовать и для подкормки растений, и для других нужд, что нельзя сказать про угольную.
— Зола и шлак от каменного угля считаются вредными из-за возможного содержания тяжелых металлов и радиоактивных элементов! Травить себя и соседей не дам!- возмущается Мария Ивановна. – В небольших количествах она, быть может, не так вредна, но если на маленькой улочке в частном секторе сразу несколько хозяев, купивших по 3-5 тонн угля, будут высыпать из своих печей золу и шлак на дорогу, во что превратится улица? А самое главное — как это скажется на здоровье людей?
Кстати, пару лет назад на одной из большереченских улиц тлеющий угольный шлак стал причиной сильного ожога ног ребёнка – играя с детьми, мальчик прыгнул в горячую кучу, угли попали в сапоги. Ребёнок проходил курс лечения в ожоговом центре Омска. По словам государственного инспектора Минприроды области Владимира Матайлова, и в так называемом сельском «дорожном строительстве» золой и шлаком минусов больше, чем плюсов.
— Зола и шлак – это отходы, имеющие 4-ый класс опасности. Да, часто люди высыпают отходы на дорогу, что делать запрещено. Зола попадает при дыхании в легкие, разлетается по воздуху, загрязняет окружающую среду химическими веществами. То, что зола как-то улучшит дорожное покрытие — это абсурд, а вот в почву и подземные воды она попасть может, что нежелательно!
Не стоит забывать, что зола и шлак могут стать причиной пожара. Сотрудники МЧС в своей практике сталкивались буквально с анекдотическими случаями, когда, например, мужчина выгреб горячую золу в ведро с деревянным дном, которое оставил на ночь в сарае на деревянном столе, в результате чего постройки уничтожены огнём. К пожару может привести и высыпание золы и шлака к стенам сараев, дровников, домов.
В соответствии с пунктом 85 Правил противопожарного режима в Российской Федерации, утверждённых Постановлением Правительства Российской Федерации от 25 апреля 2012 года № 390, зола и шлак, выгребаемые из топок, должны быть залиты водой и удалены в специально отведенное для них место.
Угольный шлак, насколько это опасно для здоровья?
Добрый вечер! У нас в деревне, в трех метрах от моего дома, сосед устроил подъезд к своему участку. Привез порядка 10 камазов угольного шлака. При этом угольная дорога получилась приподнятой над моим участком. Вся вода во время дождей и таяния снега стекает на мой участок(огород). В 10 метрах у меня колодец с питьевой водой. Насколько это опасно для здоровья?
Дата: 30.01.2020 11:46
В консультации принимал участие
Ответ эксперта
Угольный шлак относится к малоопасным отходам и принадлежит к 4 классу опасности согласно Федеральному классификационному каталогу отходов.
Опасные свойства золошлака для окружающей среды заключается в пылении при хранении открытым способом. Высокодисперсные грунты наряду с низкой фильтрацией обладают способностью поглощать токсичные элементы, а в некоторых случаях способствуют впитыванию вредных веществ.
В угольном шлаке присутствуют тяжелые металлы, кислота и сера.
Но в мировой практике повсеместно используется как зола, так и угольные отходы для удобрения почвы.
Безусловно, говорить о пользе такого способа удобрения не приходится. Тем более в Вашем случае, сосед использует отходы от сжигания угля в твердом состоянии, что говорит о высокой концентрации вредных веществ.
Необходимо получить сертификат соответствия от организации, где он приобретал угольный шлак, т. к. минимальный срок для уничтожения вредных веществ из него составляет 1 год.
Виктория Берковская
По законодательной базе я подготовлю Вам информацию. Делаю анализ.
Виктория Берковская
Заранее спасибо. Жду.
Золошлаковые отходы, прошедшие обезвреживание, обработку, переработку и получившие сертификат соответствия природоохранным и санитарно-гигиеническим требованиям, пригодны для получения вторичной продукции (о чем я Вам написала в первом ответе)
Из золошлаковых отходов, пригодных для получения вторичной продукции, изготавливают золошлаковые материалы, на которые может быть получен сертификат соответствия требованиям технических регламентов, стандартов, сводов правил и международных договоров для целей дальнейшего использования в хозяйственном обороте (ГОСТ Р 54098-2010).
Золошлаковые отходы подлежат сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, хранению и захоронению, условия и способы которых должны быть безопасными для здоровья населения и среды обитания и которые должны осуществляться в соответствии с СанПиН 2.1. 7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления» и иными нормативными правовыми актами РФ.
Золошлаковые отходы можно хранить навалом, насыпью, в виде гряд.
При хранении отходов на открытых промплощадках должны соблюдаться следующие условия (СанПиН 2.1. 7.1322-03):
временные склады и открытые площадки должны располагаться с подветренной стороны по отношению к жилой застройке;
по периметру площадки должны быть предусмотрены обваловка и обособленная сеть ливнестоков.
Действие активированного угля на организм человека
Активированный уголь относится к мощным абсорбентам естественного (природного) происхождения.
Его получают из различных органичных веществ (торф, уголь из шахт, древесины и т. д.), а после специальной тепловой обработки происходит образование пористой структуры.
Что такое адсорбент?
Это вещество со способностью впитывания большого количества ядовитых компонентов. Благодаря применению угля их можно быстро и эффективно вывести из организма. Таблетки используют в качестве вспомогательного средства дезинтоксикации при наличии простудных, инфекционных заболеваний, а также при различных специальных диетах (с очистительной целью).
Полезные свойства активированного угля
Уголь – простое и действенное средство, отлично фильтрующее воду. Известно, что он поглощает ряд тяжелых металлов, включая ртуть и свинец. При этом полезным для организма минералам вред не наносится. С помощью угля можно эффективно очищать спирт или водку домашнего приготовления с дальнейшим безопасным ее применением для изготовления лечебных настоек.
Адсорбирующее действие активированного угля способствует:
Активированный уголь назначают для лечения хронической почечной недостаточности, цирроза печени и бронхиальной астмы, при повреждениях костей, для препятствования инфекционным, гнойным и легочным осложнениям.
Общепринятая доза – одна таблетка на десять килограмм веса. Принимать не более десяти дней.
Социальная сеть аптек Столички реализует большой перечень различных адсорбентов по самым низким ценам. Смотрите каталог на сайте.