3886

Желатинизация клея происходит при достижении кислотности среды порядка рН = 2,5-3,5, после чего наступает быстрый переход клея в твердое состояние [24, 362]. Введение сорбентов-наполнителей также оказывает влияние на величину рН клеевой композиции и может существенно влиять на время желатинизции, а также другие физикохимические и эксплуатационные показатели связующего. В связи с этим проводили испытания основных харакеристик клеевых композиций (таблица 4.16) для исследуемых рецептур (таблица 4.17).

Полученные результаты испытаний позволяют сделать вывод о возможности снижения эмиссии свободного формальдегида из готовой фанеры. Наименьшее снижение данного показателя наблюдается при добавлении в состав связующего необработанного клиноптилолита и составляет 8 %, тогда как его термообработка увеличивает этот показатель до 18 %. Влияние температуры на аэсросил практически идентично воздействию на цеолит и обеспечивает снижение эмиссии свободного формальдегида на 19 %. При этом обработка цеолита полем ЭМП СВЧ приводит к самому значительному снижению уровня эмиссии свободного формальдегида из готовой фанеры, которое для клея на основе смолы KRONORESS CB1100 составляет 15 %, а для КФ-Н66Ф – 33 %.

В работе определено влияние температуры и влажности окружающей среды на выделение формальдегида из фанеры, полученной с использованием связующего (на основе КФ-Н66Ф), изготовленного с добавлением клиноптилолита, активированного в ЭМП СВЧ. Результаты исследований представлены в таблицах 4.24-4.25.

Таблица 4.24 – Эмиссия свободного формальдегида из фанеры при изменении температуры окружающей среды

Эмиссия свободного формальдегида из фанеры, мг/м3

Рост температуры с 20 до 40 0C увеличивает выделение формальдегида из готовой фанеры на 12 % при добавлении в клеевую композицию клиноптилолита, активированного в ЭМП СВЧ.

При изменении влажности с 30 до 50 % эмиссия формальдегида увеличилась на 20 % для образцов фанеры, изготовленных на основе связущего с использованием клиноптилолита, активированного в ЭМП СВЧ. Однако для всех рассмотренных условий эксплуатации фанеры обеспечивается эмиссия формальдегида ниже уровня токсичности Е1.

Таблица 4.25 – Эмиссия свободного формальдегида из фанеры при изменении влажности окружающей среды

Эмиссия свободного формальдегида из фанеры, мг/м3

В ходе работы было установлено, что полное замещение традиционных наполнителей (древесная мука и каолин) клиноптилолитом, активированным в ЭМП, обеспечивает меньшее значение предела прочности при скалывании по клеевому слою, а также обеспечивает аналогичное снижение уровня эмиссии, что и частичное замещение традиционных наполнителей.

Таким образом, результаты исследований позволяют сделать вывод о возможности использования клиноптилолита, активированного термически и с помощью изучаемых физических полей, для снижения уровня эмиссии свободного формальдегида из готовой фанеры. При этом использование исследуемых рецептур клеевых композиций позволяет обеспечить уровень эмиссии ниже заявленного Е1 [255], что в совокупности с другими методами снижения эмиссии может позволить достичь данного показателя.

«Фанплит» при использовании разработанной рецептуры клеевой композиции с добавлением клиноптилолита, активированного в электромагнитных полях.

Таблица 5.3 –Экономические показатели ОАО «Фанплит» за 2013 г.

Предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха описывает значение экономического эффекта от снижения возможных отрицательных воздействий промышленных выбросов загрязняющих веществ. Данный показатель выражается в денежной форме и включает ряд факторов, которые удается избежать в результате природоохранной деятельности [261].

Расчет данного параметра для стационарных источников может проводиться для одного крупного источника или нескольких описываемых источников с применением значений удельного ущерба, который характеризует оценки ущерба от выброса единицы (1 условной тонны) приведенной массы загрязняющих веществ (в денежном эквиваленте), выбрасываемых в атмосферный воздух [261-263].

Предотвращенный экологический ущерб за счет уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников загрязнения (Упр, руб.) определяется по формуле

Мпк – масса выбросов вредных веществ от стационарных источников загрязнения, не поступивших в атмосферу за счет проведенных природозащитных мероприятий, усл. т; КЭ – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния

усл.т) загрязняющих веществ в атмосферный воздух Ууд рассчитывается из соотношения значения совокупного воздействия осуществленного экологического ущерба от выбросов вредных веществ за определенный промежуток времени к приведенной массе выбросов загрязняющих веществ, имевших место за тот же период времени в рассматриваемом регионе.

загрязняющих веществ в атмосферу в i-ом экономическом районе, тыс. руб./год;

М – приведенная масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в i- ом регионе, тыс. усл.т/год.

Данные величины были определены по методике [261] на основе поиска и анализа информации об оценке экономических ущербов загрязнения атмосферного воздуха в различных регионах Российской Федерации. Полученные данные рассчитывались Росстатом, учитывая экономические и социальные показатели различных субъектов России. При этом применяли математические зависимости, полученные с помощью методов множественной регрессии показателей, влияющих на конечный ущерб в том или ином регионе. В ходе этого учитывалась масса выбросов загрязняющих веществ в пределах данного региона и поступившая из сопредельных регионов в результате трансграничного переноса. Показатель удельного ущерба от загрязнений атмосферного воздуха (Ууд) для региона, где находится ОАО «Фанплит», составляет 57,3 руб./усл.т

[264].

Приведенная масса выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников выбросов, не поступивших в атмосферный воздух, в результате осуществления природоохранного мероприятия, приведшего к снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (Мпк, усл.т), определяется по формуле

где mn – фактическая масса n-го загрязняющего вещества или группы веществ с одинаковым коэффициентом эколого-экономической опасности, не поступивших в атмосферный воздух от стационарных источников выбросов в результате осуществления природоохранного мероприятия, т;

Кэn – коэффициент относительной эколого-экономической опасности n-го загрязняющего вещества или группы веществ;

n - индекс загрязняющего вещества или группы загрязняющих веществ; N – количество учитываемых групп загрязняющих веществ.

Та как вычисляли приведенную массу годового выброса только для формальдегида, то формулу (5.10) можно записать следующим образом:

воздух от участков, применяющих клей на основе карбамидоформальдегидной смолы, т. Величина коэффициента относительной эколого-экономической опасности

загрязняющего вещества формальдегида (2 класс опасности), выбрасываемого в атмосферу, Кэф-да = 500.

где Мф-да – выбросы формальдегида в атмосферу от источников, использующих традиционную клеевую композицию;

Мф-да* – выбросы формальдегида в атмосферу от источников, использующих разработанную клеевую композицию;

Тф – годовой фонд времени работы оборудования.

Расчет выбросов формальдегида в атмосферу при изготовлении фанеры от источников, использующих карбамидоформальдегидные смолы, можно осуществлять, исходя из концентрации свободного формальдегида в жидких смолах в соответствии с литературными данными [263]:

свободного формальдегида в клеящем составе; 0,5 – количество свободного формальдегида, остающегося в готовой

продукции (в атмосферу поступает примерно 50 % валового количества свободного формальдегида);

Qгод – объем выпуска фанеры в год; qкл – расход клея (смолы), кг/м3;

Тф – годовой фонд времени работы оборудования

где m – число рабочих смен в сутки;

N – число дней работы оборудования в году; Т – продолжительность смены, ч.

На основании приведенных формул (5.6-5.15) определили конечное значение эффективности снижения экологического ущерба за счет снижения выбросов формальдегида в атмосферу при производстве фанеры с применением разработанных способов активации сорбентов-наполнителей. Полученные данные представлены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Снижение экологического ущерба

Согласно данным таблицы 5.1 и 5.2, можно рассчитать общий годовой экономический эффект для ОАО «Фанплит», который состоит из эффекта от снижения стоимости клеевой композиции, что приводит к уменьшению себестоимости готовой фанеры, и предотвращенного экологического ущерба в результате снижения выбросов формальдегида в атмосферу при производстве фанеры.

Для ЭМП СВЧ Э = Эс + Упр=848 292,60 + 832 230 =1 680 522,6 руб./год. Для СИМП Э = Эс + Упр=848 292,60 + 416 115 =1 264 447,6 руб./год.

Библиографический список

1.Промышленная экология в деревообработке , лабораторный практикум / Л.И. Бельчинская, О.А. Ткачѐва, Н.А. Ходосова, Л.А. Новикова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО ВГЛТА. – 2012 – 72с.

2.Бельчинская Л. И. Экология древесины [Текст] : методические указания для самостоятельной работы / Л.И. Бельчинская ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г. Ф. Морозова». – Воронеж, 2016. – 34с.

3.Справочник по древесине, Боровиков А.М. , Уголев Б.Н, М., Лесная промышленность

1989

4.Химия древесины и ее основных компонентов, учеб. для вузов, Кононов Г.Н., М., изд.

МГУЛ, 1999, -247 с.

5.Энциклопедия древесных пород. Справочник сортов древесины, изд. Кладезь-Букс,

2015,- 192с.

6.Арбузов В.В. «Композиционные материалы из лигнинных веществ», М. : Экология,

1991.

7.Евсенеев Э.И. Химия древесины - С-Пб.: изд Политехнического университета, 2007.

8.Анисимов М.В. Разработка теории и методов воздействия электромагнитных полей на наполнители клеевых композиций для улучшения экологичности и прочности фанеры, дис. на соиск. уч. степени к.т.н., Воронеж 2014. 202с.

Лариса Ивановна Бельчинская

Экология древесины

Лабораторный практикум

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»