Файл: Министерство образования Тверской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение.pdf

148 ровой полимерной промышленности – США, Германия и Япония. В прогнозируемый пе- риод ежегодный рост товарооборота составит для России 5%.
Полимерная промышленность играет важную роль в экономическом развитии практически всех отраслей промышленности и других сфер деятельности. Достижениями полимерной индустрии определяют конкурентоспособность таких отраслей как машино- строение, автомобилестроение, авиастроение, энергетика, лесная промышленность, легкая промышленность, сельское хозяйство.
Образование пластиковых отходов в России составляет значительную величину – около 3,3 млн. тонн в год, 34% которых составляют отходы из полиэтилена (ПЭ), 20,4% – из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), 17% – комбинированные материалы на основе бумаги и картона, 13,6% – из поливинилхлорида (ПВХ), 7,6% - из полистирола (ПС), 7,4% – из полипропилена (ПП) (рис. 4.1). Объем полимеров в структуре ТБО в 2010 году составил
3277,2 тыс. тонн, из которых лишь около 13% попали на переработку.
Экологическая ситуация усугубляется также специфическими свойствами полиме- ров. Известно, что требуется более 100 лет на естественное разложение пластика. Иссле- дованиями установлено, что разложение пластика опасно тем, что в контактирующие с ними среды (воздух, вода, почва) выделяются химические реагенты, нарушающие газооб- мен в почве и воде, негативно влияющие на организм человека и животных. Вредность указанных материалов в первую очередь зависит от выделяющегося мономера (стирол, фенол, формальдегид, уретан и др.).
Токсичными могут быть и вспомогательные компоненты (катализаторы, инициато- ры, растворители, пластификаторы и т.п.), используемые при производстве полимерных материалов.
Вместе с тем, ожидается, что в ближайшие 10 лет производство и потребление пла- стиков в России будет опережать темпы роста промышленного производства, а, следова- тельно, способствовать дальнейшему обострению экологических и экономических про- блем, связанных с ростом образования полимерных отходов.
Среди пластиковых отходов потребления выделяют:
- отходы одноразовой посуды;
- пленочную упаковку;
- пластиковые бутылки;
- бывшие в употреблении пластмассовые изделия;
- корпуса бытовой техники.

149
Производственные полимерные отходы состоят из:
- технологических отходов, образовавшихся в ходе наладки оборудования;
- брака в изделиях из полимеров;
- отходов тары и упаковки из-под сырья и материалов.
Еще одним параметром, по которому можно классифицировать пластиковые отхо- ды, является сложность и цена утилизации. Выделяют отходы:
- с хорошими свойствами (отходы, легко поддающиеся утилизации, чистые, рас- сортированные). При переработке возможно использование 70-90% таких отходов;
- со средними свойствами (отходы, содержащие определенное количество загряз- нений). Переработка этих отходов связана с издержками по сортировке, мойке и т.д., воз- можно использование 20-30% отходов;
- трудно утилизируемые (сильно загрязненные, смешанные отходы). Возможна пе- реработка только 3% подобных отходов.
Выделяют три основных способа обращения с пластиковыми отходами: сжигание, захоронение, переработка. В российских условиях переработке подвергается всего 13% отходов.
При переработке отходов пластмасс на примере ОАО «ИРЗ» при использовании отходов полимеров на 100% и 20% (в зависимости от особенностей технологии) основные экономические факторы можно выразить следующим образом:
1) сокращение платы за вывоз отходов и их захоронение;
2) сокращение расходов на закупку исходного сырья;
3) возможность освоения нового рынка за счет производства новой (однотипной) продукции (рис. 4.2).

150
Переработка твердых, жидких и газообразных отходов расширяет сырьевые ресур- сы и уменьшает загрязнение окружающей среды.
Интегральная экономическая оценка варианта переработки отходов должна учиты- вать расходы и ущерб от процесса переработки, снижение расходов и ущерб от получения и использования аналогичного природного сырья, расходы и ущерб от складирования или захоронения остатков переработки. При оценке должны учитываться и косвенные элемен- ты изменения расходов.
Например, длительное хранение отходов, образующихся при отливе полимерных изделий, должно производиться на специальных предприятиях и требует соответствую- щих издержек, но если отходы вывозить на полигоны, то фактически это означает изъятие из пользования вторичных материальных ресурсов. Опыт ОАО «ИРЗ» показывает, что от
20 до 100% полимерных отходов могут быть использованы в качестве вторсырья в тех же технологических процессах, что и исходные материалы.
Методические указания
Коэффициент изменения физического состояния отходов определяется по форму- ле: где П – размер частиц до переработки, мм; N – размер частиц после переработки, мм.
Экономичность процессов характеризуется количеством перерабатываемых отхо- дов на единицу затрат, которая рассчитывается по формуле: где V – годовой объем перерабатываемых отходов, т; З – текущие затраты на пере- работку отходов, руб.
Коэффициент отчуждения территории для размещения оборудования рассчитыва- ется по формуле: где S
об
– площади под оборудованием, м
2
Экологический ущерб от загрязнения окружающей среды рассчитывается по фор- муле: где У
уд
– удельный экологический ущерб от загрязнения водоемов, руб./усл. т; σ – коэффициент, учитывающий месторасположение водоема; β – показатель относительной опасности сброса в водоем, усл. т/т; М – общая масса годового сброса, т/год.
Если годовой экологический ущерб разделить на годовой объем производительно- сти перерабатываемых отходов, то получим следующее значение (руб./т):

151
Коэффициент технологической ценности рассчитывается по формуле: где С – затраты на производство продукции из отходов, руб./т; Z – затраты на про- изводство продукции из первичного сырья, руб./т.
Задания для самостоятельного выполнения
Задача 1. Рассматриваются два варианта переработки полимерных отходов, кото- рые различаются только операцией дробления. При первом варианте дробление осущест- вляется в молотковой дробилке (ее производительность 0,15 т/ч), а при втором варианте – в щековой дробилке (ее производительность 360 т/ч). Удельный экологический ущерб от загрязнения водоемов (У
уд
) – 2217,5 руб./усл.т; коэффициент, учитывающий местораспо- ложение водоема – 0,47 (регион р. Невы); показатель относительной опасности сброса в водоем смачивателя – 3,33 усл.т/т.
Определите, какой вариант переработки полимерных отходов целесообразнее, если известны следующие данные:
Задача 2. Определите, какой из двух вариантов переработки полимерных отходов наиболее экономичен, если известны следующие данные:
Задача 3. Сравниваются два варианта переработки полимерных отходов, которые различаются только операцией дробления. При первом варианте дробление осуществляет- ся в ножевой дробилке (ее производительность 1,15 т/ч), а при втором варианте – в шаро-

152 вой мельнице (ее производительность 6,42 т/ч). Удельный экологический ущерб от за- грязнения водоемов (У
уд
) – 6304,5 руб./усл.т. (для Чувашской Республики); коэффициент, учитывающий месторасположение водоема – 1,5 (для Волго-Вятского района); показатель относительной опасности сброса в водоем смачивателя – 3,50 усл.т/т. Определить какой вариант переработки полимерных отходов наиболее целесообразен, если известны сле- дующие данные:
На дом: оформить отчет о практической работе в виде файла MS Word.

153
Раздел 5. Организация обращения с опасными отходами.
Тема 5.3. Проектирование и строительство полигонов для хранения токсичных отходов.
Занятия 56-58
ПР № 20: Проектирование полигона для хранения токсичных отходов.
Тип занятия: формирование умений и навыков.
Форма занятия: практическая работа.
Цель занятия: выработка новых умений и навыков.
Образовательные задачи занятия:
- актуализировать представления о захоронении опасных отходов;
- освоить методику проектирования полигона для захоронения токсичных отходов;
- отработать методику обследования полигонов.
Воспитательные задачи занятия:
- развитие понимания сущности и социальной значимости получаемой профессии, устойчивого интереса к ней;
- воспитание информационной культуры.
Развивающие задачи занятия: продолжить развитие умений
- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
- осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективно- го выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
- использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональ- ной деятельности;
- работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами;
- ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной дея- тельности.
Обеспечение занятия: методические указания к практическим работам, персональ- ные компьютеры, приложения MS Office.
Структура занятия:
1) Организационный этап.
2) Целеполагание.
3) Актуализация знаний (фронтальный опрос).
4) Выполнение практических заданий.
5) Контроль результатов выполнения практической работы.
6) Подведение итогов занятия, выставление оценок.
7) Домашнее задание, пояснения по его выполнению.
Практические задания
1. Изучите пособие по проектированию полигона для токсичных отходов, п. 7
(примерный проект полигона ТО).
2. Внесите в отчет перечень токсичных отходов, поступающих на полигон.
3. Рассчитайте процентный состав ТО, поступающих на полигон:

154
№ п.п.
Наименование отходов
Поступление тыс. т/год
%
1 Твердые, пастообразные и жидкие
2 Жидкие хлорорганические
3 Сточные воды с органическими и минеральными со- единениями
4 Растворимые I и II классов опасности
5 Нерастворимые II и III классов опасности
4. Распределите отходы из перечня ТО по участкам полигона, заполнив таб-
лицу:
№ п.п.
Наименование отхода
Участок полигона
На дом: оформить отчет о практической работе в виде файла MS Word.

155
Раздел 6. Организация обращения с радиоактивными отходами.
Тема 6.2. Обеспечение безопасного обращения с радиоактивными отходами.
Занятие 72
ПР № 21: Оценка опасности жидких РАО.
Тип занятия: формирование умений и навыков.
Форма занятия: практическая работа.
Цель занятия: выработка новых умений и навыков.
Образовательные задачи занятия:
- актуализировать представления об опасных свойствах РАО;
- освоить методику оценки опасности РАО.
Воспитательные задачи занятия:
- развитие понимания сущности и социальной значимости получаемой профессии, устойчивого интереса к ней;
- воспитание информационной культуры.
Развивающие задачи занятия: продолжить развитие умений
- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;
- осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективно- го выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;
- использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональ- ной деятельности;
- работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами;
- ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной дея- тельности.
Обеспечение занятия: методические указания к практическим работам, персональ- ные компьютеры, приложения MS Office.
Структура занятия:
1) Организационный этап.
2) Целеполагание.
3) Актуализация знаний (фронтальный опрос).
4) Выполнение практических заданий.
5) Контроль результатов выполнения практической работы.
6) Подведение итогов занятия, выставление оценок.
7) Домашнее задание, пояснения по его выполнению.

Практические задания
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При работе с радиоактивными препаратами руководствуются действующими сани- тарными правилами по работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирую- щих излучений и нормами радиационной безопасности [1, 2]. Радиоактивные препараты используют учреждения, располагающие необходимыми условиями для правильной и безопасной работы с ними и имеющие разрешение органов санитарного надзора и внут- ренних дел. По окончании работы с радиоактивными препаратами образуются радиоак- тивные отходы, подлежащие сбору, удалению и обезвреживанию. Для уменьшения их от- рицательного воздействия на человека и окружающую среду руководствуются норматив- ными документами, действующими в данной области.
При оценке опасности, возникающей при работе с жидкими радиоактивными отхо- дами, используют следующие определения.

156
Нуклид – вид атомов с определенным числом протонов и нейтронов в ядре.
Радиоактивность – свойство некоторых нуклидов испускать излучение при спон- танном превращении их ядер в ядра других нуклидов или при изменении энергетического состояния ядра.
Радионуклид – радиоактивный нуклид.
Изотопом называется нуклид с одинаковым числом протонов, но отличающийся числом нейтронов в ядре. Радиоизотопы – радиоактивные изотопы.
Активность нуклида – отношение числа спонтанных ядерных превращений нукли- да, происходящих в данном препарате или образце за интервал времени, к этому интерва- лу времени.
В соответствии с Международной системой единиц измерения (СИ), активность нуклида в радиоактивном источнике выражают в с
-1
. В настоящее время допускается при- менение единицы кюри (Ки) и производных от нее – милликюри и микрокюри (мКи, мкКи). Активность радиоактивного источника равна 1 Ки, если в нем происходит 3,7·10 10
распадов (радиоактивных превращений) в секунду.
Активность радионуклида с течением времени уменьшается по экспоненциальному закону. Время, в течение которого активность радионуклида уменьшается в 2 раза по сравнению с первоначальной величиной, называется периодом полураспада.
С периодом полураспада связана постоянная радиоактивного распада
(1) где λ – постоянная радиоактивного распада; T
1/2
– период полураспада (справочная величина).
Удельная активность радионуклида – это отношение активности радионуклида в образце или препарате к массе образца (препарата) или к массе элемента (соединения).
Объемная активность радионуклида (радиоактивная концентрация) – отношение активности радионуклида в препарате (образце) к объему препарата (образца).
Удельную активность и объемную активность, как и полную активность, указыва- ют на определенную дату (время), так как распад радионуклида происходит непрерывно.
Минимально значимая активность (МЗА) – наименьшая активность открытого ис- точника на рабочем месте, при которой еще не требуется разрешение специальных орга- нов на использование этого источника (табл. 1).
Таблица 1
Значения допустимого уровня активности отдельных радионуклидов
Радионуклид
Период полураспада Допустимая концен- трация радионукли- да в воде, Ки/л
МЗА, мкКи
Тритий-3 12,35 года
4·10
-6 100
Натрий-22 2,6 года
3·10
-8 10
Натрий-24 15 ч
2,8·10
-8 10
Фосфор-32 14,29 сут
1,9·10
-8 10
Фосфор-33 25,4 сут
1,4·10
-7 100
Сера-35 87,44 сут
6,3·10
-8 10
Калий-42 12,36 ч
2·10
-8 10
Хром-51 27,7 сут
1,5·10
-6 10
Железо-55 2,7 года
7,9·10
-7 100