CC BY
12
У 2006 та 2011 рр. тсля рубань освилення та прочищення насадження було повнютю сформовано згiдно з люогосподарськими вимогами. Причому ступiнь ерозп тсля рубання "освгглення" сягав показника 40/1/6), тобто люо-ва пiдстилка була частково пошкоджена, а при рубант "прочищення" повер-хня Грунту повнютю вщновилася i не пiддалася порушенню.
Порiвняно з iншими об'ектами дослщжень, пробна площа №1 вирiз-няеться найбiльшою крутизною схилу (24 о). Як результат дотримання люо-господарських вимог i правил, цикл "Перший прийом РПР - кшцевий прийом РПР - покрита люом площа - освилення - прочищення" був завершений iз мiнiмальним показником ступеня ерозп - / 0 / - поверхня Грунту не порушена.
Перший прийом РПР на пробнш площi № 3 на люосщ проводили во-сени, як вщомо ця пора року в Буковинських Карпатах супроводжуеться значними опадами [9]. Тому з метою збереження Грунтового покриву гусе-ничш трактори застосовували лише для перевезення деревини по укршленим магiстральним волокам (лiсовим дорогам). Для трелювання деревини до во-лоюв використовуеться гужовий транспорт. Внаслщок показник ерозп на ль сосщ становив 20/2/а), тобто лiсова тдстилка та гумусовий горизонт Грунту лише частково пошкоджеш.
Характерною особливiстю пробно! площi № 4 е високий потенщал ль сорослинних умов - тут запас л^щно! деревини на кожному гектарi стано-вить 650 м3. Це, своею чергою, призводить до значного навантаження на Грун-товий покрив пiд час заготiвлi та трелювання деревини. Тому обидва прийоми рiвномiрно-поступового рубання здiйснювали у зимовий перюд. Як i на ш-ших дослiджуваних нами об'ектах рiвномiрно-поступових рубань люогоспо-дарський цикл був завершений iз мiнiмальним показником ступеня ерозп.
Висновки. Пщ час здшснення лiсогосподарського циклу рiвномiрно-поступових рубань "Перший прийом РПР - кшцевий прийом РПР - покрита люом площа - освгтлення - прочищення" в прських умовах вологого буково-смерекового суяличника за рiзних напрямюв i крутизни схилу, висоти н.р.м., запасу деревостану та площi насаджень, найбiльший ступiнь ерозп за шкалою О.Ф. Полякова сягав показника 60/2/в): люова пiдстилка та гумусовий горизонт Грунту частково пошкоджеш. Причому на вшх дослщжуваних люо-сiках цей цикл був завершений iз мiнiмальним показником ступеня ерозп (- / 0 / -) - поверхня Грунту не порушена, вщновлена. Загалом тсля здшснення РПР на дослщжуваних дшянках не встановлено ступеня порушеностi люово-го Грунтового покриву 3-5 категорп за вшма пiдкатегорiями змитостi Грунту лiсосiки: слабкозмип, середньозмитi чи сильнозмитi дiлянки. На вих досль джуваних лiсосiках збершся верхнiй акумулятивний горизонт, що дае змогу повною мiрою використовувати природнш потенцiал лiсорослинних умов, зберiгати захисш функцп Грунтового покриву гiрських схилiв.
Отже, за умови дотримання люогосподарських, природоохоронних правил i норм, рiвномiрно-поступовi рубання е оптимальним варiантом рубань головного користування для змшаних ялицево-буково-смерекових де-ревостанiв гiрського регюну. Цi рубання мають значний Грунтозбершальний
2. Екологiя довкiлля
95
та природоохоронний ефект, оптим1зують негативний вплив на Грунтозахисш та водоохороннi властивостi люу.
Л1тература
1. Голубець М.А. Концептуальш засади сталого розвитку прського регюну / М.А. Голу-бець. - Льв1в : Вид-во "ПоллГ, 2007. - 288 с.
2. Горшешн М.М. Ероз1я прських люових Грунпв та боротьба з нею / М.М. Горшешн, В.С. Пешко. - Льв1в : Вид-во Льв1вського ун-ту, 1972. - 148 с.
3. Зб1рник законодавчих ак™ з охорони, захисту, використання та вщтворення лгав Ук-ра!ни. - Чершвщ : Вид-во "Зелена Буковина", 2011. - 256 с.
4. Лавров В.В. Приклад системного тдходу до формування програми штегрованого уп-равлшня водозб1рними басейнами Чершвецько! обласп з використанням еколопчно! рол1 л> шв / В.В. Лавров, В.Д. Солодкий // Лгавництво i агролюомелюращя : зб. наук. праць. - Харгав : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2004. - Вип. 107. - С. 40-49.
5. Олшник В.С. Особливосп формування ерозшно-селевих процесiв у гiрсько-лiсових умовах Карпат / В.С. Олшник // Лгавництво i агролiсомелiорацiя : зб. наук. праць. - Харгав : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2000. - Вип. 98. - С. 110-115.
6. Ощнка i напрямки зменшення загроз бiорiзноманiттю Укра1ни / вщп. ред. О.В. Дуд-юн. - К. : Вид-во 'Жмджест", 2003. - 400 с.
7. Парпан В.1. Основш принципи сучасно! парадигми гiрського люознавства та лгавниц-тва Укра!нських Карпат / В.1. Парпан, Т. В. Парпан // Лгавництво i агролiсомелiорацiя : зб. наук. праць. - Харгав : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2008. - Вип. 114. - С. 7-12.
8. Поляков А.Ф. Влияние главных рубок и их технологий на почвозащитные свойства буковых лесов Закарпатья : автореф. дисс. на соискание учен. степени д-ра с.-х. наук: спец. 06.03.03 - Лесоведение, лесоводство и защитное лесоразведение, лесные пожары и борьба с ними. - К. : Вид-во УСХА, 1984. - 36 с.
9. Солодкий В.Д. Люи Буковини: Буковинсьга Карпати та Передкарпаття : монографiя / В.Д. Солодкий. - Чершвщ : Вид-во "Зелена Буковина", 2012. - 320 с.
10. Стойко С.М. Еколого-екож^чш принципи оптимiзацil трансформованих лгав Ук-ра!ни на засадах наближеного до природного лгавництва / С.М. Стойко // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Сер.: Еколопзащя економжи як шструмент сталого розвитку. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2005. - Вип. 15.6. - С. 165-169.
11. Швиденко А.З. Прогноз стану укра!нських лгав та люокористування на наступне стс^ччя / А.З. Швиденко, С. Ншьсон // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. -Сер.: Лгавницьга дослщження в Укра1ш. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 1996. - Вип. 5. - С. 222-227.
12. Швиденко А.Й. Люи та лгавництво в Укра1ш / А.Й. Швиденко. - Чершвщ : Вид-во "Рута", 2002. - 26 с.
Солодкий В.Д., Робулец С.В., Заячук В.Я. Проблемы сохранения почвенного покрова склонов Буковинских Карпат и Предкарпатья
Отражено позитивное влияние равномерно-постепенных рубок на сохранение верхних горизонтов почвенного покрова горных склонов, повышения почвозащитной, водоохранной, водорегулирующей роли лесов Буковинских Карпат.
Ключевые слова: горные склоны, деградация грунтового покрова, равномерно постепенная рубка, почвосохраняющий эффект.
Solodkyy V.D., Robulets S.V., Zayachuk V.Ya. Problems of maintenance of soil cover of slopes of Bukovina Carpathians
Positive influence is reflected even gradual deck-houses on the maintenance of overhead horizons of soil cover of mountain slopes, increases of bank-protection, role of the forests of Bukovina Carpathians.
Keywords: mountain slopes, degradation of the ground cover, evenly gradual deckhouse effect.
УДК 504.06:628.4 Проф. Л.1. Челядин, д-р техн. наук; доц. В.Р. Хомин, канд. техн. наук - 1вано-Франмвський НТУ нафти Ь газу; доц. П.В. Новосад, канд. техн. наук; доц. О.Р. Позняк, канд. техн. наук - НУ "Львгвська полгтехтка "
ТЕХНОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ВИГОТОВЛЕННЯ ТЕПЛО1ЗОЛЯЦ1ЙНИХ БУД1ВЕЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В 13 ЗОЛОШЛАМОШЛАКОВИХ В1ДХОД1В
Наведено даш щодо техногенних вщход1в в Укра1ш та в найбшьш забруднених областях, яга можна утил1зувати у тепло1золяцшш буд1вельш матер1али. Основою технологш е встановлення оптимального складу композицшних матер1атв 1 пара-метр1в термооброблення заформованних вироб1в. Показано, що методом математич-ного планування експерименпв оптим1зовано склад композицшних матер1ал1в, отри-маних низькотемпературним переробленням шлам1в водоочищення, за показниками мщност1, пористосп та коефщента теплопровщностг Перероблення таких в1дход1в шдвищуе еколопчну безпеку об'екта та регюну загалом.
Ключовг слова: вщходи, технологи, утил1защя, екобезпека.
Вступ. Унаслiдок перероблення природних ресуршв в Украш утво-рюеться близько 0,5 млрд т вiдходiв на рiк. Найбiльше таких вiдходiв е в енергетицi - золошлаки ТЕЦ, у вуглевидобуваннi - шлами флотацп, у прниц-тв^ нафтохiмiчнiй, електроннiй та машинобудiвнiй промисловосп - шлами водоочищення, якi утворюються в процеш очищення стiчних вод рiзних про-мислових пiдприемств об'емом близько 10 млрд м3 на рж. На сьогоднi вони очищаються недостатньо - стутнь вiддiлення шюдливих компонентiв стано-вить 65-78 %. Золошлаки i шлами, якi е багатотонажними выходами, зберша-ються на великих територiях i контактують з атмосферою, пдросферою та, вiдповiдно, забруднюють довкшля, впливають на екологiчну безпеку, а в ль тературi iменуються як техногенна сировина (ТС). Однак методи !х перероблення е енергоресурсозатратними та складними, що тдтверджуеться збшь-шенням ТС в середньому на 5 % щорiчно. Всього у вщвалах ТЕЦ, териконах шахт, шламо- та мулонакопичувачах господарського комплексу Укра!ни наг-ромаджено близько 25-28 млрд т твердих промислових вiдходiв. Крiм цього, дiяльнiсть пiдприемств прничо!, енергетично!, хiмiчноl, газо- i нафтопере-робно! галузей i експлуатацiя рiзних видiв транспорту спричиняе видiлення значного обсягу шкiдливих компонентiв обсягом близько 5000 тис. т з вщхщ-ними газами в атмосферу.
Постановка проблеми. Золошлаки i шлами, як е багатотонажними вiдходами, збершаються на великих територiях i контактують з атмосферою та пдросферою, впливають на еколопчну безпеку. Зменшення кшькосп заб-руднень, що надходять у довкшля з об'екпв i встановлення рiвня !х впливу на довкшля е актуальною проблемою сьогодення, мае еколопчне, сощальне та господарське значення. Розроблення нових технологш перероблення золош-ламових вiдходiв i вдосконалення методiв i засобiв водогазоочищення спри-ятимуть зменшенню кiлькостi техногенних забруднень, що тдвищить рiвень еколопчно! безпеки об'екпв, регiону та держави.
Мета роботи. Розроблення ресурсоощадних технологш перетворення золошламiв у теплоiзоляцiйнi матерiали та дослщження !х властивостей.
Анал1з останшх джерел 1 публ1кац1й. Захист навколишнього середо-вища вiд шюдливих iнгредiентiв, якi видiляються в процесах виробництва та життeдiяльностi людини, е загальною проблемою людства. В Украш, врахо-вуючи необгрунтоване використання природних ресуршв, надмiрне розмщен-ня хiмiчних виробництв на окремих територiях призводить до високого техногенного навантаження на природне навколишне середовище [1]. Питома кшьюсть золошлакових вiдходiв у найбшьш забруднених областях Укра1ни становить т/км2: у Донецькш - 6008,4; Дншропетровськш - 2513,0; 1вано-Франювськш - 2087,0; Луганськш - 1773,8; Львiвськiй -1241,6. Згiдно з дани-ми статуправлшня, в Iвано-Франкiвськiй обл. нагромаджено 44,84 млн т тех-ногенних вiдходiв, зокрема: III класу небезпеки - 842,1 тис. т (шлами водо-очищення), IV - 43984503,0 т (шлаки ТЕС та ш.). Вщповщно до стандартiв СС забруднення довкшля оцiнюють показником накопичення вiдходiв (ПНВ) на одну людину, який, за нашими розрахунками, для Укра1ни становить 101,2 т. Вони нагромаджеш у сховищах органiзованого складування i ПНВ для найбiльш забруднених областей Укра1ни становить, зокрема: у Дншропетровськш обл. - 295,6 т, у Заж^зькш - 280,6 т, Донецькш - 263,8 т, Харювсь-кш - 224,6 т, Ьано-Франювськш обл. - 214,6 т. Основними забруднювачами регюну е золошлаковi вдаоди Бурштинсько1 ТЕС, яких нагромадилось близь-ко 26,6 млн т. Шлами гальвашки вмiщують сполуки III класу небезпеки i за-гальна 1х кiлькiсть на територп Iвано-Франкiвськоl обл. становить 1568,7 т, причому найбшьша кiлькiсть шламу зберiгаеться на територп Коломийського заводу "Сiльмаш" - близько 1000 т. Об'ем шламових вiдходiв водоочищення стiчних вод гальванiчних виробництв, прничо-енергетичних, нафтохiмiчних та комунальних галузей щорiчно зростае, що приводить до забруднення ат-мосфери i пдросфери та зниження рiвня еколопчно1 безпеки об'екпв, регiону. Аналогiчна ситуацiя техногенного забруднення довкшля золошлаками ТЕС i шламами водоочищення стокiв iснуе у вшх регiонах Укра1ни й близького за-рубiжжя та е ютотним чинником еколопчно1 небезпеки, що зумовлюе необ-хiднiсть розроблення нових методiв 1х утилiзацil та перероблення.
У лiтературi описано технологiчнi процеси з перероблення золошла-кошламових вiдходiв, як здебiльшого потребують значних енергетичних затрат та е технолопчно складними i малопродуктивними, а тому зазначеш ви-ще вiдходи нагромаджуються та забруднюють довкiлля. Вiдомi технологи очищення стiчних вод е недостатньо ефективними з позицп вiддiлення шюд-ливих компоненпв (ступiнь очищення 55-85 %). Iснуючi реальнi методи очищення вщхщних газiв пiдприемств (об'ектiв) та транспортних засобiв вiд токсичного карбон (II) оксиду i шрковмюних сполук, якi проводять з викорис-танням каталiзаторiв, що е досить дорогими та енергоемними.
Еколопчна безпека у наукових публжащях рiзних науковщв характе-ризуеться певними свiтоглядними позищями вiдносно стабiльного безпечно-го розвитку суспшьства за умови збереження довкшля - зменшення забруднення атмосфери та бюсфери. Спроби авторiв обгрунтувати i визначити еко-логiчну безпеку через певний показник описано у робот [2]. У цiй робот
запропоновано формулу розрахунку штегрального показника еколопчно! безпеки промислового об'екта з урахуванням забруднень, що скидаються у довкiлля з нього, та його продуктивное^ i площi. Однак у цiй формулi не враховано геологiчнi ризики, що спричиняють вплив на довкшля, яю обумов-ленi утворенням геологiчних пустот унаслщок дiяльностi прничо! галузi -видобутку корисних копалин (нафти, газу, шрки, калiйних солей тощо). Для лжвщацп гiрничих пустот у надрах земт, що утворились внаслiдок видобутку корисних копалин, у публжацп [3] пропонують заповнення 1х пластовими водами, шламами водоочищення та шшь
На основi даних [4, 5] встановлено, що внаслщок дiяльностi тд-приемств, органiзацiй та установ област у 2010 р. утворилось 1097,9 тис. т вiдходiв I-IV клашв небезпеки, з яких 99,6 % - це вщходи IV класу небезпе-ки, 0,3 % - вщходи III класу небезпеки. Вщходи I та II клаив небезпеки ста-новили, вщповщно, 8 т та 0,5 тис. т. Найбшьшу питому вагу (88,6 %) у за-гальнш кiлькостi вiдходiв, що збершаються в спецiально вiдведених мюцях та на територп пiдприемств, станом на 1 шчня 2011 р., становлять вщходи пило-газоочищувальних споруд та установок (золошлаки, шлами водоочищення)-31501,8 тис. т. Внаслщок промислово! дiяльностi на целюлозно-паперових ком-бiнатах (ЦПК) Укра!ни утворюеться велика кiлькiсть шламу водоочищення (скоп) згщно з даними [6], що становить 358,5 тис. т/рж, iз них на Жидачiвсь-кому ЦПК 81,5 тис. т/рш. Однак технологи його утжтзацй е енергоемнi та малопродуктивнi, а тому незначну частину його переробляють. Основну час-тину вивозять на певш територп, якi забруднюються органiчними та неорга-нiчними компонентами внаслiдок контакту скопу з опадами, атмосферою [7].
Автори [8, 9] вважають, що прюритетним напрямком з мiнiмiзацil антропогенного впливу техногенних вiдходiв на довкшля е !х зменшення за ра-хунок розробки нових технологш використання промислових вiдходiв, особливо багатотоннажних, як вторинно! сировини. В основу розроблених технологш перетворення техногенних вiдходiв [10, 11 тощо], а саме шлаку ТЕС i шламiв гальвашки, нафтоперероблення закладено фiзико-хiмiчнi перетворення, оскiльки хiмiчний склад !х та вологiсть найбiльше впливають на техноло-гiчний процес високотемпературного перероблення та енергетичш затрати у процеш !х перероблення.
Теоретичн1 та експериментальш досл1дження. Головнi проблеми у сферi поводження з вiдходами на сьогодш - це !х утилiзацiя та ефективна пе-реробка (рециркулящя) з подальшим використанням. Використання твердих промислових вiдходiв як вторинно! сировини на сьогодш е одним iз прюри-тетних напрямкiв мiнiмiзацil антропогенного впливу на довкшля. З щею метою розроблено технолопю утжтзацй таких промислових вiдходiв, як зола та скоп (вщходи виробництва целюлозно-паперового комбшату), з отриманням конструктивно-теплоiзоляцiйних та сорбцшних матерiалiв. Хiмiчний склад сировинних матерiалiв наведено в табл. 1. На рис. 1 зображено фотографа вiдходiв виробництва целюлозно-паперового комбiнату (скопу).
Табл. 1. Хiмiчний склад сировинних матерiалiв
Компонент, % БЮ2 М2О3 Ге2Оз СаО Ка2О К2О ВПП
Зола 48,46 24,90 15,93 2,73 1,54 1,96 3,45 1,03
Скоп ЦПК 25,00 16,20 7,27 28,80 0,30 0,24 1,65 20,54
Негашене вапно 7,60 4,80 2,10 76,10 1,14 0,04 4,32 3,90
Цемент 21,44 5,22 4,84 66,18 0,35 0,30 0,95 0,72
Рис. 1. Вiдходи виробництва целюлозно-паперового комбтату (скоп)
Розроблений метод утжтзацп передбачае нейтралiзацiю скопу нега-шеним вапном з наступним змiшуванням та формуванням дослiдних зразюв з портландцементом та золою. За допомогою методу експериментально-ста-тистичного моделювання проведено визначення складу теплоiзоляцiйних ма-терiалiв, а саме стввщношення мiж портландцементом та вапном, та досль дження його впливу на властивосп розроблених матерiалiв. З щею метою на основi портландцементу ПЦ 1-500 ВАТ "1вано-Франювськцемент" з рiзною кiлькiстю скопу (40; 50; 60 мас.%) та вапна (10; 15; 20 мас.%) готували ком-позицiйнi матерiали. У табл. 2 наведено результати повного двофакторного експерименту та матрицю планування.
Табл. 2. Матриця планування i результати повного _двофакторного експерименту_
№ з/п Матриця планування Границя мщност на стиск, МПа Пориспсть, % Коефщент теплопро-ввдноста, Вт/м • К
Х1 Х2
1 1 1 5,2 16 0,25
2 1 5,4 31 0,13
3 1 -1 4,3 20 0,20
4 -1 2,6 48 0,11
5 0 3,9 39 0,12
6 1 0 4,8 18 0,23
7 0 -1 6,8 28 0,15
8 0 1 5,2 21 0,18
9 0 0 6,6 25 0,17
Aнaлiз отримaних резyльгaгiв свщчигь, що геплоiзоляцiйнi мaгерiaли, якi мiсгягь 40-б0 мaс.% скопу, хaрaкгеризyюгься мiцнiсгю 2,б-5,4 Mna, по-рисгiсгю 31-4S % тa коефiцieнгом геплопровiдносгi 0,11 -0,1З Вг/м' К, що дae змогу рекомендyвaти ïx, тсля додaткових aпробaцiйних дослiджень, в рiзних теxнологiяx очищення гaзовиx i рщинних потокiв вiд шкiдливиx компонен-пв, що зaбрyднюють довкiллЯ' Зменшення вмюту скопу зaбезпечye зростaння мiцностi до 5,2... б,8 Mna, зменшення порисгосп до 20-2S % i збшьшення ко-ефiцieнтa теплопровiдностi до 0,15-0,2 Вг/м. К, що дae змогу вщнесги ïx до констрyкцiйно-теплоiзоляцiйниx мaтерiaлiB'
Ha основi огримaниx резyльгaгiв побyдовaно грaфiчнi зaлежносгi мщ-носгi, пористосп, геплопровiдносгi виробiв вiд спiввiдношення вмюту скопу i вaпнa (рис. 2-4).
вапио,
Рис. 2. l3onapaMempu4ui дiaгрaми змши границ Mi^ocmi на cmucK mеплoiзoляцiйниx Mamepimie
"вапио, мас.%
Рис. 3. bonapaMempmm дiaгpaми змши кoeфщieнma meплoпpoeiднoсmi meплoiзoляцiйниx Mamepimie
