В статье проведён анализ проблемного вопроса об утилизации и вторичной переработке изношенных автомобильных шин, а также других резинотехнических изделий, вышедших из эксплуатации. Представлен анализ и обзор способов и технологий утилизации автомобильных шин.
Ключевые слова: автомобильная шина, утилизация, износ шин
Одной из самых серьёзных проблем современности считается переработка и утилизация различных отходов. Миллионы тонн, которые ежегодно вывозятся на свалки, окружают со всех сторон крупные промышленные города. Масса вторичных ресурсов, переработка которых позволила бы существенно снизить затраты на производство различной продукции, годами разлагается на полигонах, нанося вред окружающей среде. Одной из таких проблем является утилизация автомобильных шин. В этих, никому не нужных шинах, содержатся оксиды серы и различные соединения цинка и других вредных веществ, которые при сгорании выделяются из резины. Сейчас в мировой практике активно ведутся новейшие разработки по проблеме утилизации отработанных автомобильных шин. И хотя в последние годы сделаны значительные шаги по внедрению передовых научных технологий по переработке шин, создаются пункты приёма использованных покрышек, этот вопрос по-прежнему стоит очень остро. Существующие предприятия, на которых изношенные шины превращаются в качественное сырьё, не способны в полном объёме справиться с огромной массой такого материала.
Количество автомобилей неуклонно растёт, а с ними и количество отработанной резины, что заставляет мировых лидеров серьёзно задуматься над проблемой утилизации и переработки такого вида отходов. Только в Европе ежегодно на свалку выбрасывается свыше 2 млн тонн изношенных шин. К сожалению, методом измельчения утилизируют около 10 % шин, 20 % идёт как топливный материал [3, с. 699]. В России этот вопрос стоит ещё острее. Согласно данным научно-исследовательского института шинной промышленности, проблема отработанных шин достигла в нашей стране довольно широких масштабов: ежегодно выходит из эксплуатации около 1 млн тонн и только в Москве каждый год образуется до 60 тыс. тонн изношенных шин. Вместе с тем на специализированных предприятиях перерабатывается только ничтожная доля этого материала — менее 17 %. Ещё до 20 % изношенных шин сжигается. Всё дело в том, что утилизацией шин занимается достаточно небольшое количество предприятий: с экономической точки зрения, завод по переработке шин является не слишком выгодной инвестицией. При этом в подавляющем большинстве российские предприятия по переработке изношенных шин являются маломощными.
Изношенные шины являются мощным источником загрязнения нашей атмосферы и не только автомобильные шины не могут естественным образом разлагаться; шины не являются огнеупорными, а при возгорании выделяют в воздух вредные канцерогены. Высокая экологическая опасность изношенных шин обусловлена, с одной стороны, токсическими свойствами материалов, из которых они изготовлены, с другой — свойствами более ста химических веществ, которые выделяются в окружающую среду во время эксплуатации, обслуживания, ремонта и хранения шин [3]. В наибольших количествах выделяются продукты разложения каучуков (мономеры), реакционные и токсичные химические соединения (ароматические углеводороды — бензол, ксилол, стирол, толуол), предшественники канцерогенов (алифатические амины), канцерогены (сероуглерод, формальдегид, фенолы). В воздух также поступают соединения хлора, серы и азота, оксиды металлов. Однако в отработанных шинах можно найти и положительные стороны — это набор полезного для переработки материала: металл, каучук, а также текстильный корд.
Сегодня проблема с отработанными шинами является очень актуальной, ведь переработка этого на первый взгляд «мусора» несёт в себе большой экологический и экономический потенциал. Уже достаточно давно ведущие компании мира ведут разработки и исследования в области переработки отработанных шин. Сегодня нам доступны технологии, позволяющие получать из шин энергию (сжигая их) и измельченный порошок для дальнейшего применения, например, для строительства автомобильных дорог.
Целью данного исследования является решение проблемы с утилизацией и переработкой отработанных автомобильных шин в России шин, а также возможные методы для достижения этой цели.
В Российской Федерации основным нормативно-правовым актом, регулирующим рассматриваемую сферу, является Федеральный закон об охране окружающей среды от 10.01.2002 № 7-ФЗ (статья 52) [1]. В конце 2008 года были внесены изменения в российское законодательство об охране окружающей среды, что привело к увеличению штрафных санкций в отношении не только должностных лиц, но индивидуальных предпринимателей и организаций.
Вывоз основной массы отработанных автомобильных шин на свалки, в том числе и те, которые образуются стихийно, приводит к негативным последствиям, среди которых — неблагоприятная экологическая ситуация в зонах свалок, выделение токсичных веществ при возгорании, неэффективное использование ресурсов, нарушение международных экологических норм. Такое положение дел связано с отсутствием системы организованного сбора шинных отходов. Больше половины изношенных покрышек образуется в частном секторе (в основном радиальные шины с металлокордом). При этом рядовой автопользователь не готов брать на себя затраты по транспортировке шин в пункт приёма и их дальнейшей утилизации. Действующие же в России перерабатывающие предприятия в основном работают с сырьём, которое поступает от промышленных компаний. Ситуацию усугубляет ещё тот факт, что качество отработанных покрышек должно соответствовать ГОСТу 8407–89 «Сырьё вторичное, резиновое. Покрышки и камеры шин» [2].
В зависимости от характера изменений, которые происходят с резиной, существующие сегодня технологии переработки изношенных автопокрышек можно разделить на пять групп: использование целых шин для различных целей; сжигание отработанных шин с получением энергии; измельчение шин с целью получения резиновой крошки и порошка; производство регенерированного промышленного материала; пиролиз автопокрышек. В бывшем СССР проводились разработки касательно утилизации автомобильных шин, ведь именно тогда инженеры изобрели и внедрили целый ряд установок, которые могли перерабатывать изношенные шины, правда только с текстильным кордом. До 1990 года функционировало более 10 заводов по производству регенерата из отработанных шин, при этом каждый завод имел в своём составе линию измельчения. Для переработки шин использовали технологию измельчения при положительных температурах на валковом и мельничном оборудованиях.
Самым популярным способом переработки автомобильных шин в современной России является механическое дробление, к которому прибегают 19 действующих в нашей стране предприятий. К альтернативным методам утилизации прибегают ЗАО «Завод переработки покрышек № 1» (криогенное дробление) и ООО «Экоинвест-Групп» (бародеструкционное дробление). Около 60 % переработки шин в России приходится на Волжский регенератно-шиноремонтный завод, Чеховский регенератный завод, компания «KCT экология» и Завод переработки шин № 1 [5].
Основным способом обращения с изношенными шинами является их сжигание. Значительно меньшую часть шин перерабатывают пиролизом или механической обработкой, которые требуют больших затрат. Пиролиз лома изношенных шин осложняется тем, что каучуки являются плохими проводниками тепла и деградация макромолекул требует значительных количеств энергии. Наиболее распространённым методом пиролиза является вращающаяся печь, в которой отходы должны находиться в течение 20 минут или более. Наличие больших градиентов температуры внутри вращающихся печей приводит к разнообразному набору веществ.
Большинство процессов сжигания происходят несанкционированно — гражданами или организациями, чтобы избавиться от отходов или для получения тепла (энергии). Предприятия, которые сжигают отработанные шины легально, часто не имеют надлежащих ресурсов для обеспечения необходимых уровней очистки газовых выбросов. Кроме этого, как уже отмечалось, значительная доля шин попадает на свалки, где часто происходит самовоспламенение.
Для построения социально ответственного производства по утилизационной переработке автомобильных шин в России целесообразно обратиться к европейскому опыту: европейская шинная промышленность направлена на оказание помощи и содействие в вопросе экологически и экономически выгодной переработки продукции, которая идёт на утилизацию. Промышленность по-прежнему способствует развитию соответствующих рынков для утилизации шин, обеспечивает технической и политической информацией об утилизации шин и отстаивает законодательную и нормативную базы, которые способствуют достижению этих целей.
Изношенные шины используются для построения искусственных рифов, которые могут стать местом обитания различных морских организмов. Фирмой «Гудер», например, недалеко от берегов Австралии был построен такой риф. На его монтирование ушло 15 тыс. шин. В Германии создано таким образом до 200 нерестилищ для рыбы [3, с. 700]. Отработанные шины служат защитой от селей и обвалов грунта — для этого склоны покрывают шинами, засыпают грунтом и засевают травой. Последней разработкой немецкой компании «Органик» является новейшая технология конструкции звукоизолирующих ограждений на автомагистралях. В шинах вырезают одну из сторон, затем эти стороны соединяют и заполняют грунтом. В результате образуется наклонный спуск, который можно озеленить. Одновременно конструкция служит ещё одним средством безопасности.
Сжигание отработанных шин воспринимается совсем неоднозначно представителями экологии. В результате горения шин выделяется оксид серы, а также некоторые соединения цинка. Ярким примером горения большого количества отработанных шин является серьёзный пожар, который произошёл на одном складе в Канаде (14 млн шин). В дыме над пожаром экспертами были обнаружены некоторые канцерогенные субстанции и немного вредного диоксина. Следует отметить, что пожар тушили целых 17 дней. В результате выброса ядовитых дымов пришлось эвакуировать население.
Однако учёные отмечают, что продукты сжигания шин в печах могут не загрязнять атмосферу и в техническом отношении нет проблем в организации полного и безопасного сгорания шин в существующих печах, следует лишь оборудовать печи специальными фильтрами очистки выбросов. Однако построение печей и очистных конструкций для отлова вредных газов и соединений тяжелых металлов требует серьёзных материальных затрат. Существует информация, что использование шин в качестве топлива требует около 20–25 или даже 30–35 долларов США на тонну. Такой вид сжигания шин является не очень перспективным, также и с энергетической точки зрения: с учётом КПД при сжигании небольшой шины количество энергии, примерно равно полученной от сжигания 3 л нефти. По данным энергетических компаний, энергия, накопленная в шине, равна энергии, получаемой при сжигании 27... 30 л нефти (21 л расходуется на изготовление сырья и 6 л на процесс переработки) [3, с.702].
Следует сказать, что основным стимулом становления системы управления утилизацией изношенных шин в Европе стал запрет свалок в связи с разработкой политики управления отходами на национальном уровне. Производители шин также сталкиваются с растущим давлением широкой общественности в области защиты окружающей среды, а также со стороны других заинтересованных сторон, которые сконцентрировали своё внимание на несанкционированных свалках. По всем этим причинам в интересах шинной промышленности занимать активную позицию и быть ответственным за утилизацию изношенных шин.
Сегодня в рамках Европейского Союза существуют три различные системы для управления утилизацией изношенных шин: ответственность производителя, налоговая система, либеральная система (свободный рынок). Некоторые страны в настоящее время находятся в процессе перехода от одной системы к другой.
Учитывая опыт Европейского Союза в решении проблемы утилизации, в России, по нашему мнению, следует начать такие государственно-частные мероприятия: запрет вывоза шин на свалки, обеспечение экологической безопасности всей цепочки процесса утилизации, содействие эффективным и устойчивым экономическим решением в области производства шин.
Сейчас во всем мире актуальной проблемой является переработка изношенных автомобильных покрышек. Из общего числа всех покрышек сегодня перерабатывается всего около 20 %. Поэтому поиск путей утилизации старых шин — проблема планетарного масштаба. Ежегодно в России около 1 млн покрышек исчерпывают свой срок службы. Эта цифра растёт пропорционально росту автопарка страны. Отечественные предприятия по утилизации покрывают лишь около 17 % этого объёма шин, которые попадают на городские свалки.
Однако наряду с чисто фискальными мерами борьбы со старыми шинами в России, стоит и на законодательном уровне способствовать созданию Ассоциации переработчиков, запретить вывоз шин на свалки и всесторонне способствовать построению новых утилизационных предприятий.
Среди указанных направлений переработки шин мы считаем, что именно получение из отработанных шин резиновой крошки и порошка является перспективным направлением утилизации, так как это не приводит к вторичному загрязнению окружающей среды как пиролиз и сжигание, с одной стороны, а также позволяет получить ценные резиновмещаемые компоненты в отличие от других методов.
Реальные сроки службы асфальтобетонных покрытий в условиях интенсивного движения автотранспорта составляют во многих случаях не более 4–5 лет, а нередко 2–3 года. Такие малые сроки службы покрытий вынуждают дорожные организации проводить многократные ремонтные работы в процессе эксплуатации дороги, тратить значительные материальные, трудовые и финансовые ресурсы не на развитие дорожной сети и строительство новых дорог, а на поддержку необходимых транспортно-эксплуатационных показателей тех, что уже существуют. Продление сроков службы асфальтобетонных покрытий за счёт повышения качества битумов позволит существенно снизить затраты на ремонтные работы и высвободить сотни миллионов денег на улучшение состояния дорожной сети в целом.
Литература:
- Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 03.07.2016) «Об охране окружающей среды» // Российская газета. № 6. 12.01.2002.
- ГОСТ 8407–89 «Сырьё вторичное резиновое. Покрышки и камеры шин. Технические условия». — М.: Издательство стандартов, 1990 г.
- Валуев Д. В., Ананьева О. Р. Перспективы переработки автомобильных шин // Вестник науки Сибири. № 1. 2011. С. 699–704.
- Тарасова Т. Ф. Экологическое значения и решение проблемы переработки изношенных автошин / Т. Ф. Тарасова, Д. И. Чапалда // Вестник ОГУ. Т. 2. Естественные и технические науки. 2006. № 2. С. 130–135.
- Штанов В. Переработка шин: перспективный бизнес, который предстоит создать // Ведомости. № 3353 от 28.05.2013.
