Экологическая характеристика асбеста

Введение

Еще в глубокой древности люди столкнулись с удивительным волокнистым материалом, который не боится огня. Он получил название асбест (от греч. asbestos - неугасимый, неразрушимый). В Средней Азии асбест называли «фитильным камнем» и использовали в светильниках в роли «вечного» фитиля. Не зная точного происхождения волокон, по этому поводу строили различные предположения. В средние века думали, например, что асбест - это шерсть саламандры или перья птицы Феникс.

Волокна можно было прясть, что наводило на мысль об их растительном происхождении, что и нашло отражение в народном названии асбеста - «горный лен». Из асбеста делали скатерти, которые очищали от жирных пятен, помещая их на короткое время в горячую печь.

В XVIII-XIX в.в. из длинноволокнистого асбеста, добываемого в Пьемонте (Италия), изготавливали бумагу, пригодную для письма, делали кошельки и кружева. В середине XIX в. во Франции и Италии были сделаны попытки использования огнестойкости и низкой теплопроводности асбеста при изготовлении одежды для пожарных.

Главное событие в истории асбестовой промышленности России - открытие в 1885 году недалеко от Екатеринбурга Баженовского асбестового месторождения - крупнейшего в мире и по сей день. Крупные месторождения асбеста, открытые также на рубеже веков, находятся в Канаде и на юге Африканского континента.
 

1. Минеральные типы асбеста и их свойства

Асбест - собирательное название группы тонковолокнистых минералов класса гидросиликатов, образовавшихся из ультраосновных изверженных пород под действием гидротермальных вод. Геологи выделяют два главных минеральных типа асбеста - хризотиловый и амфиболовый, различающиеся составом, структурой и некоторыми свойствами.

Хризотиловый асбест (3МgО·2SiO2·2H2O) - гидросиликат магния, по химическому составу близкий хорошо известному всем минералу тальку (3МgО·4SiO2·H20), т.е. с химической точки зрения он абсолютно безвреден для организма. Кристаллы хризотил-асбеста имеют необычное строение: они представляют собой тончайшие полые трубочки-фибриллы диаметром 2,6·10-5 мм и длиной до 2…3 см. Такие кристаллы напоминают мягкие целлюлозные волокна хлопковой ваты. В то же время, будучи материалом неорганическим, волокна асбеста не горят и выдерживают высокие температуры; лишь при нагреве до 700°С они теряют химически связанную воду и делаются хрупкими. Плавится асбест при температуре около 1500°С.

Волокна асбеста по прочности на растяжение превосходят стальную проволоку; при этом асбест, благодаря высокой адсорбционной способности, хорошо сцепляется с твердеющим цементом. Поэтому такими удачными оказались асбестоцементные материалы - легкие, прочные, водостойкие и водонепроницаемые.

Асбест дает прочные ударостойкие композиционные материалы и с полимерными связующими; такие материалы незаменимы как электроизоляционные и уплотняющие прокладки, работающие при повышенных температурах. Еще одна особенность асбеста - высокий коэффициент трения по другим материалам. Это свойство в сочетании с высокой термостойкостью делает асбест незаменимым фрикционным материалом в авто- и тракторостроении. Хризотил-асбест стоек в нейтральных и щелочных средах, но разлагается в кислотах с образованием аморфного геля кремнезема.

Таким образом, хризотиловый асбест - материал с удивительной совокупностью физико-механических свойств, которой не обладает ни один из природных или искусственных материалов. Крупнейшие месторождения хризотилового асбеста расположены в Канаде, России и Казахстане.

Амфиболовый асбест в отличие от хризотилового является сложным гидросиликатом, включающим в себя оксиды железа и ряда тяжелых металлов. По физико-механическим свойствам амфиболовый асбест аналогичен хризотиловому, но в отличие от последнего стоек в кислых средах. Крупнейшие месторождения амфиболового асбеста есть на юге Африки.

2. Применение асбеста в строительстве

асбест экологический строительство технический

В строительстве асбест начал применяться в конце XIX века в смеси с цементом. Из такой смеси изготовляли блоки и плиты с парадоксальными свойствами: они обрабатывались пилой, топором, гвоздились, были огнестойки и обладали электроизоляционными свойствами. Но из-за большого расхода асбеста они были экономически невыгодны. Более рентабельным оказалось предложенное в 1900 году чехом Л. Гатчиком производство тонких листов из смеси асбеста с цементом с использованием картоноделательных машин. В настоящее время производство асбестоцементных изделий (кровельных и облицовочных листов, труб и др.) стало крупной отраслью строительной индустрии.

В наше время асбест входит в состав более чем трех тысяч изделий в самых различных областях техники (строительство, автомобиле- и ракетостроение и т.п.).

Сегодня строительные материалы из хризотил-цемента производятся, импортируются и используются в более чем 60 странах. Спектр применения строительных материалов из хризотил-цемента варьируется от простого серого шифера до более сложных кровельных, прессованных материалов, таких как черепица, стеновые панели и фасады домов, исполненных в различных цветовых гаммах.

Также производятся хризотил-цементные трубы различных диаметров и предназначения: для транспортировки холодной и горячей воды, канализационные, дренажные, высокого и низкого давления. Трубы обладают такими свойствами как прочность, низкая теплопроводность, не подвержены коррозии, дешевы.

3. Степень экологической опасности различных видов асбеста

Антиасбестовая кампания

Поводом для этих публикаций послужили данные медиков о высоком уровне серьезных легочных заболеваний среди людей, работавших непосредственно с асбестом в 40-50-е годы. Среди заболевших в Германии, Италии и других европейских странах те, кто во время Второй мировой войны занимались устройством огнестойких переборок из асбеста на военных судах или после войны работали с теплоизоляционной торкрет-штукатуркой. Работы велись бесконтрольно, и люди длительное время вдыхали воздух с большим содержанием асбестовых волокон. Следует подчеркнуть, что применялся, в основном, доступный в то время амфиболовый асбест из Южной Африки.

В дальнейшем антиасбестовая кампания в странах Западной Европы продолжала расширяться: асбест не только стали запрещать к применению, но и начали разрушать старые здания, выполненные с применением асбеста. Порой дело доходило до абсурда: концентрация асбестовой пыли при разрушении здания в тысячи раз превышала обычные значения. Особенно яростно с асбестом боролись в тех странах, где собственных месторождений асбеста не было, а антиасбестовые настроения в обществе поддерживались производителями искусственных минеральных волокон. Надпись «без асбеста» на дисперсно-армированных материалах стала охранной грамотой, говорящей об экологической чистоте материала. Это выглядело тем более абсурдно, что факт ни вредности асбеста и ни безвредности его заменителей не был доказан.

К началу 90-х годов мир раскололся на два лагеря - защитников и противников асбеста. Во главе лагеря защитников асбеста стояли страны-производители асбеста - Канада, Россия, Казахстан.

Мнение медиков

Давайте посмотрим, что по поводу вредности асбеста думают медики.

При низких концентрациях асбестовых волокон их действие принципиально не отличается от действия других видов минеральной пыли (цемента, кварца и т.п.). Пыль оседает на слизистых оболочках верхних дыхательных путей и выводится из организма естественным путем. При повышенных концентрациях асбестовые волокна, попадая в легкие, могут внедриться в легочную ткань. Здесь они подвергаются воздействию фагоцитов. Именно на этом этапе обнаруживается принципиальная разница между амфиболовым и хризотиловым асбестом. Хризотиловый асбест в кислой среде, создаваемой фагоцитами, разрушается и выводится из организма, а кислотостойкий амфиболовый накапливается в легочной ткани, что может вызвать серьезные заболевания.

Попадание волокон хризотил-асбеста в организм с питьевой водой и пищей не грозит никакими серьезными последствиями. Так как продукты распада, как и сам хризотиловый асбест, по отношению к организму химически инертны.

Кислотостойкий амфиболовый не разрушается в организме человека. Кроме того, он содержит примеси тяжелых металлов. Именно поэтому при ссылках на вредность асбеста надо четко различать, какой асбест имеется в виду: хризотиловый или амфиболовый. Антиасбестовая кампания началась именно в результате неконтролируемого использования амфиболового асбеста.

Описанный выше механизм взаимодействия асбеста с дыхательной системой человека указывает, что при малых концентрациях асбестовых волокон в воздухе, организм способен легко справиться с ними.

Нужно отметить, что в воздухе над поверхностью земли повсюду содержится некоторое количество асбестовых волокон. Причина этого в том, что асбестосодержащая порода - серпентинит - широко распространена в природе. Редко встречаются лишь крупные месторождения асбеста. Хотя содержание асбеста в серпентените не велико, в результате его выветривания в атмосферу поступают асбестовые микроволокна. Этот естественный фон асбеста можно сравнить с естественным радиационным фоном. К таким фоновым дозам, будь то асбест или ионизирующее облучение, человек не просто адаптировался, а это стало органической частью среды его обитания. Мониторинг людей, никогда не имевших контакта с асбестом, показал, что в их легочной ткани всегда обнаруживаются в заметном количестве волокна асбеста. Это указывает на то, что существует пороговая доза содержания асбеста в воздухе, ниже которой он абсолютно безвреден.

Санитарными нормами разных стран на основании медико-биологических исследований установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) асбестовых волокон в воздухе жилых и производственных помещений. Они близки по абсолютным значениям: в Англии - 0,07 вол/см3, в Канаде - 0,04, во Франции - 0,025. Медиками России предложено ПДК асбеста 0,06 вол/ см3.

В помещениях зданий, где использованы асбестосодержащие материалы (в особенности, асбестоцементные, в которых асбест связан цементом), фактическая концентрация асбестовых волокон в 100-1000 ниже ПДК (по данным медиков США). Это указывает на полную безопасность использования таких материалов. Тем не менее, для полной гарантии безопасности Санитарными правилами и нормами России (СанПиН 2.2.3.757-99) разрешено применение асбестоцемента в интерьерах зданий при условии их защиты двумя или тремя слоями краски.

Что касается асбестоцементных труб, используемых для водоснабжения, то медиками достоверно доказана их полная безвредность. Более того, асбестоцементные трубы менее вредны, чем металлические и полимерные. На это указывает и факт снятия запрета на использование таких труб для водоснабжения в ряде стран Западной Европы.

Экологическая оценка асбеста

Суммируя все вышесказанное, можно сделать следующие выводы о санитарно-гигиенических свойствах асбеста и асбестосодержащих материалов:

• при оценке свойств асбеста надо различать, какой вид асбеста имеется в виду - хризотиловый или амфиболовый;
• безопасность труда на асбестодобывающих и асбестоперерабатывающих предприятиях обеспечивается контролируемым использованием асбеста;
• большинство материалов на основе асбеста пока не имеет альтернативы, т.к. аналогичные материалы на искусственных минеральных волокнах дороже, а зачастую и хуже по свойствам, а сами искусственные волокна не изучены в отношении их влияния на организм человека.

Радиационно-гигиеническая оценка асбеста и попутных продуктов его добычи и обогащения (щебня, песка, гали) показывает, что радиационный фон этих материалов намного ниже, чем у большинства других строительных материалов. Таким образом, утверждение о безусловной вредности асбеста, упорно культивируемое в странах Западной Европы и США, не имеет под собой медико-биологической основы, а носит явный экономический характер.

Сравнение асбеста и искусственных минеральных волокон с точки зрения экологии, т.е. по их полному жизненному циклу (добыча, использование, утилизация), показывает, что асбест экологичнее последних. Искусственные минеральные волокна, заменяющие асбест, получают ценой больших энергозатрат, необходимых для расплавления каменного сырья. При этом в атмосферу Земли выделяются газы от сжигания топлива. Энергетические затраты при получении асбестового волокна сводятся лишь к его добыче, т.к. их образование произошло в результате естественных процессов в земной коре.

К сожалению, на вопрос о последствиях воздействия его искусственных заменителей никто сейчас не в силах дать обоснованный ответ».

4. Защитные и предупредительные меры

Работодатели должны обеспечить, чтобы никто из работников не подвергался воздействию асбестовой пыли с содержанием в воздухе более 2 волокон на кубический сантиметр при средней продолжительности воздействия восемь часов, как определено стандартом Всемирной организации здравоохранения.

Определение концентраций волокон в воздухе или эквивалентный стандартный метод. Настолько быстро, насколько это возможно, ДУВ (допустимый уровень воздействия) должен быть снижен до 1 волокна/куб. см при среднем восьмичасовом воздействии. Работодатель должен измерять концентрации асбестовой пыли в воздухе на рабочем месте и контролировать подверженность рабочих воздействию асбеста через строго соблюдаемые интервалы с использованием методов, предусмотренных компетентным органом. Рабочие, которых это касается, их представители и службы надзора должны иметь доступ к этим записям и принимать участие в процессе.

Спецодежда и средства защиты органов дыхания

В отраслях промышленности, связанных с асбестом, работодатель обязан обеспечивать надлежащую спецодежду, которая не должна покидать пределов рабочего места. Предприниматель несет ответственность за очистку, содержание в порядке и хранение рабочей одежды, специальной защитной одежды и индивидуальных средств защиты.

Обучение и подготовка рабочих

Компетентный орган должен разработать надлежащие мероприятия, после консультаций и при участии наиболее представительных организаций предпринимателей и рабочих, занятых в этой сфере, для содействия распространения информации и обучения всех заинтересованных сторон в отношении рисков здоровью вследствие воздействия асбеста, а также методам их предотвращения и контроля.

Маркировка

Надлежащая маркировка со специальными пиктограммами и предупредительными надписями на языке страны должна быть размещена на мешках с асбестовыми волокнами и продукции, содержащей асбест, с целью информирования о недопущении образования пыли путем использования соответствующего оборудования.

В общественных зданиях должны размещаться бросающиеся в глаза предупредительные знаки в тех стратегических местах здания, в которых находится продукция, содержащая рыхлый асбест.

Разборка или реконструкция зданий или сооружений, содержащих изоляционные материалы на основе рыхлого асбеста, должны предприниматься только работодателями или подрядчиками, которые признаны компетентным органом, а также рабочими с надлежащей подготовкой.

Обращение с отходами и утилизация

Предприниматели должны обращаться с отходами, содержащими асбест, таким образом, который не представляет риска для здоровья связанных с этим рабочих или населения в районах, располагающихся поблизости от предприятия. Утилизация в утвержденных местах и быстрое захоронение под различными материалами применяются для отходов с рыхлым асбестом. Отходы, содержащие высокоплотную продукцию, утилизируются на обычных мусорных свалках для строительных материалов.

Транспортировка

Любая асбестовая пыль или отходы, состоящие из рыхлого асбестосодержащего материала, должны храниться и транспортироваться в герметичных контейнерах.

Предотвращение загрязнения окружающей среды

Компетентным органом и работодателям должны предприниматься надлежащие меры с целью предотвращения загрязнения окружающей среды асбестовой пылью, образовавшейся на месте производства.

Медицинский надзор

а) медицинский осмотр до назначения на работы;

б) периодические медицинские осмотры через соответствующие интервалы (не реже одного раза в 3 года);

в) другие тесты и исследования, в частности, рентгенограммы грудной клетки и проверка легочной функции, которые могут быть необходимыми для наблюдения за состоянием их здоровья в отношении производственного риска и для идентификации ранней стадии заболевания, вызванного асбестом;

г) копия их медицинской книжки.

Контроль

Применение закона / постановления по асбесту должно обеспечиваться адекватной системой контроля. Такие проверки могут осуществляться двумя признанными независимыми лабораториями путем контроля пыли или государственным органом.

Замена

При необходимости защиты здоровья работников и там, где это практически осуществимо, государственные законы должны предусматривать замену асбеста проверенными менее вредными материалами.

5. Нормативно-техническая документация

Работа с асбестом и асбестосодержащими материалами: СанПиН 2.2.3.757-99

Безопасность труда в строительстве (в части, касающейся охраны труда при производстве строительно-монтажных работ с применением материалов и изделий, содержащих асбест): СНиП 12-03-2001

Перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве. Гигиенические нормативы: ГН 2.1.2/2.2.1.1009-00.