Противогололедный реагент Бишофит и последствия его применения в городах России

Реферат

по химии

на тему:

Противогололедный реагент Бишофит и последствия его применения в городах России

Ростов-на-Дону

Оглавление

Введение 3

Противогололедный реагент Бишофит и последствия его применения в городах России 4

1.1 Бишофит - состав и свойства 4

1.2 Производство и применение Бишофита в России 7

Заключение 10

Список использованной литературы 11

Введение

Бишофит, рекламирующийся в том числе и как противогололедный реагент - природный минерал, основным компонентом которого является хлористый магний шестиводный.

В России имеются крупные запасы бишофита в Волгоградской области и в ряде других регионов. Во многом из-за этого данное вещество стало довольно активно использоваться в различных сферах, включая борьбу с гололедом.

Цель данного реферата - выяснить, является ли применение бишофита целесообразным и безопасным.

В связи с этой целью поставлены следующие задачи:

• проанализировать состав бишофита;
• выявить сильные и слабые стороны этого вещества;
• собрать информацию о технологиях его производства;
• проанализировать опыт использования бишофита в России.

Данный реферат состоит из оглавления, введения, основной части (включающей в себя два параграфа), заключения и списка использованной литературы.

Противогололедный реагент Бишофит и последствия его применения в городах России

1.1 Бишофит - состав и свойства

Противогололедный реагент Бишофит - это соль Древнего моря, содержащая гексагидрат MgCl₂⋅6H₂O (магний шестиводный), а также другие минеральные вещества: бор, бром, молибден, селен, медь, йод, железо и так далее.

Это вещество в 1877 году было открыто немецким геологом и химиком Карлом-Густавом Бишофом (Bischof), в честь которого и назвали минерал. Первыми месторождениями бишофита являются штасфуртские соленосные отложения в Германии. После открытия больших залежей бишофита в Поволжье, он перестал считаться редкостью и стал применяться в различных сферах: в строительстве, сельском хозяйстве, нефтедобыче, химической промышленности, медицине и дорожном хозяйстве.

Бишофит представляет собой кристаллическую соль, которая осталась на глубинах в 1-5 км после исчезновения древних морей более 200 миллионов лет назад. Внешне это вещество похоже на мелкую прозрачную соль с белым, розовым или коричневым оттенком, в зависимости от примесей. Раствор бишофита представляет собой маслянистый рассол без запаха.

Главное действующее вещество в составе бишофита - хлорид магния. MgCl₂ (хлорид магния) - это неорганическая соль. Данное вещество обладает высокой гигроскопичностью, растворяется в воде при 20 °С 35,3% по массе. Внешне представляет собой бесцветные кристаллы плотностью 2,316 г/см³, t_пл 713 °С. Магний хлористый образует кристаллогидраты (устойчивые соединения, состоящие из основного вещества и молекул воды) с 1, 2, 4, 6, 8 и 12 молекулами воды.

Бишофит используется для получения магнезиальных цементов, железистого магния и других элементов. Имеет 2-й класс опасности (высокоопасные вещества).

Многочисленные исследования доказали, что природный минерал бишофит, выступающий сырьем для производства противогололедных реагентов (ПГР) на основе хлорида магния, кроме магния содержит тяжелые металлы и галогены. Из-за высокой концентрации данных примесей, противогололедный реагент, изготовленный из неочищенного бишофита, опасен для здоровья человека и для окружающей среды.

Очистка вещества от примесей требует значительных капиталовложений, что делает бишофит неконкурентоспособным на рынке. Поэтому в качестве противогололедного реагента продают необработанный бишофит, “как есть”.

Рассмотрим подробнее воздействие бишофита на здоровье человека.

Бишофит используется в качестве лекарства для лечения суставов, но только точечно и в предельно малой концентрации. При его передозировке могут возникнуть следующие неприятные побочные эффекты:

• раздражение кожных покровов;
• аллергические реакции;
• заторможенность, апатия, нарушение сна, проблемы со щитовидной железой вследствие переизбытка йода и брома;
• слабость, низкое артериальное давление, расстройства дыхания вследствие переизбытка магния в организме.

Что касается того, как бишофит воздействует на окружающую среду, то согласно экспертному заключению “Оценка воздействия ПГР на состояние объектов окружающей среды городов” Зав кафедрой почвоведения МГУ им. Ломоносова профессора, дтн, Д. М. Хомякова, бишофит в высоких концентрациях представляет потенциальную опасность для растений и животных. 5% раствор бишофита является губительным для насекомых, а раствор с концентрацией более 5% вызывает ожоги листьев и плодов. Магний же накапливается в почве и вытесняет другие микроэлементы, обедняя ее.

При всех рисках, сопутствующих применению бишофита, его характеристики как средства для борьбы со льдом тоже оставляют желать лучшего. Плавящая способность бишофита меньше, чем у хлоридов кальция и натрия в значительном интервале отрицательных температур до –16 ⁰С. Это связано со строением гексогидрата: на 2 молекулы магния - 6 молекул воды. То есть основного вещества, которое может плавить лед, в бишофите лишь треть. Остальное - вода, находящаяся в виде кристаллической влаги.

Вязкость же хлористого магния и растворов бишофита в два раза превышает нормы, которые установлены на федеральном уровне. Это приводит к образованию скользкой пленки на проезжей части и, соответственно, способствует возникновению аварий.

Следует отметить агрессивные коррозионные свойства, которые имеет противогололедный реагент бишофит - по данным испытательной лаборатории “Реактив” ФГУП ИРЕА коррозионная активность вещества имеет значение 1.1 мг/см²*сут (при воздействии на сталь марки 3) при допустимом значении 0.8.

Делаем вывод, что свойства бишофита как противогололедного реагента неудовлетворительны. Почему же такой вредный для здоровья человека и для окружающей среды и при этом неэффективный состав периодически пытаются применять для борьбы с гололедом в городах России? К каким последствиям это приводит? Данные вопросы будут рассмотрены в следующем параграфе.

1.2 Производство и применение Бишофита в России

Добыча бишофита ведется с помощью растворения залежей минерала водой и последующего откачивания смеси (выщелачивания). Это простая и малозатратная технология.

Для получения твердого безводного хлорида магния бишофит обезвоживают до MgCl₂⋅2Н₂О, а затем проводят дегидратацию MgCl₂⋅2Н₂О в токе HCl при 100 - 200 °С. Сложность процедур делает безводный хлорид магния довольно дорогим веществом для использования в качестве противогололедного реагента. Кроме того, безводный хлорид магния чрезвычайно гигроскопичен - поглощает влагу из воздуха, теряя при этом свою структуру. Это делает его хранение и распределение по дорожному покрытию проблематичным. Следует также отметить, что многочисленные исследования доказали - магниевые производства опасны для человека и экологии.

Одним из самых крупных предприятий по добыче бишофита и по производству продукции на его основе является ООО "Волгоградский Магниевый Завод" (ООО ВМЗ), а также ООО “Никомаг”. Оба предприятия расположены в Волгоградской области. Такое месторасположение неслучайно, именно на территории Волгоградской области находятся залежи бишофита. Естественно, терять такую золотую жилу никто не собирается, несмотря на то, что жители Волгограда и области вот уже много лет протестуют против функционирования вредного производства в непосредственной близости от населенных пунктов. По европейским нормам в радиусе 30 км от подобных заводов должна быть нежилая зона. Между тем до центра р.п. Городище, где располагается ООО “ВМЗ”, от места переработки бишофита менее 3 км, до центра Волгограда - менее 10 км, до северного района Волгограда - менее 7 км. Это ставит под угрозу жизни и здоровье людей в случае техногенных аварий на производстве.

Что касается результатов применения бишофита как противогололедного реагента в российских городах, то они удручающие.

Например, в Москве бишофит запретили в 2004 году. Токсическое воздействие на окружающую среду, критическое засоление почв и черная скользкая пленка на дорогах побудили чиновников отказаться от опасного противогололедного реагента. В 2012 году бишофит, который производит ООО “Волгоградский магниевый завод”, получил отрицательное заключение государственной экологической экспертизы.

В феврале 2013 года жители Ростова-на-Дону устроили акцию протеста против применения бишофита. С просьбой дать оценку этому средству ростовчане обратились в Центр независимой химико-экологической общественной экспертизы. Эксперты назвали использование бишофита в качестве противогололедного реагента (ПГР) нежелательным и недопустимым в больших объемах. Как пояснил кандидат химических наук Максим Дунаев, противогололедный реагент бишофит (хлорид магния) относится ко второму классу токсичности, то есть он высокотоксичен. На рынке реагентов в основном предлагается природный, неочищенный бишофит, который также содержит соединения свинца, мышьяка, брома, ртути, селена. На дорогах соединения бишофита могут создавать скользкую пленку, которая повышает риск возникновения аварий. Также бишофит имеет высокую коррозионную активность, превышающую предельно допустимую для противогололедных реагентов. Это значит, что “благодаря” применению бишофита автомобили быстрее ржавеют. Также разрушению подвергаются металлические дорожные конструкции.

Нецелесообразность применения бишофита в качестве противогололедного реагента получила в Ростове-на-Дону и практическое подтверждение - 6 февраля 2013 года произошла крупная автомобильная авария (22 автомобиля) на мосту. Причиной ДТП послужила скользкая проезжая часть (бишофит, обладающий повышенной вязкостью, при низких температурах образовал на дорожном покрытии маслянистую пленку).

Жители Тамбова тоже столкнулись со всеми “прелестями” применения бишофита. В 2012 году реагент зарекомендовал себя не самым лучшим образом. Стало очевидно, что он плохо растапливает лед, ухудшает дорожную обстановку из-за того, что при его применении образуется скользкая пленка и автомобили теряют сцепление с дорогой, кроме того, смесь льда, снега и бишофита становится очень вязкой, что также сказывается на безопасности движения. К тому же это не самый дешевый реагент. Тем не менее всего через год - в 2013 году чиновники решили снова закупить 100 тонн бишофита, применение которого вызвало акции протеста экологов в городах, где его использовали. Такое неоднозначное решение было встречено бурной волной негодования со стороны горожан, тем более после заявления властей, что использоваться бишофит будет на тротуарах и парковых территориях, так как на автодорогах он повышает уровень скользкости. Видимо чиновники решили - о том, что противогололедный реагент бишофит токсичен и ведет к загрязнению почв и гибели растений, можно забыть.

Применение бишофита в российских городах является нецелесообразным и, более того, опасным для окружающей среды и здоровья людей. А высокая вязкость и коррозионная активность средства делают его использование на дорогах для борьбы с гололедом неприемлемым.

Заключение

На основании данных, собранных в ходе написания реферата, можно сделать вывод, что противогололедный реагент бишофит не подходит для применения в качестве средства для борьбы со льдом: у вещества большая вязкость, не слишком высокая плавящая способность и при этом сильная коррозионная активность на металл и бетон. Также оно вредит здоровью людей и негативно влияет на окружающую среду.

Из заключения экспертов Государственной экологической экспертизы Росприроднадзора следует, что использование бишофита на дорогах недопустимо по следующим причинам:

• бишофит относится ко второй группе опасности (высокоопасные вещества);
• в противогололедном средстве используется природный, т. е. неочищенный бишофит, который содержит соединения мышьяка, свинца, брома, селена, ртути. Концентрация некоторых из этих веществ превышает допустимые нормы в 20 раз (пример - селен)! Соответственно, бишофит вредит людям (вызывает аллергические реакции, проблемы с дыханием и т.д.) и животным. Экосистема тоже страдает - бишофит отрицательно влияет на процессы биологической активности в почвах;
• коррозионная активность бишофита может превышать максимально допустимые значения;
• бишофит ускоряет разрушение бетонных конструкций - магнезиальная коррозия;
• бишофит вызывает “вторичную” скользкость из-за высокой вязкости;
• Применение в российских городах (Ростов-на-Дону, Тамбов, Москва и т.д.) бишофита приводило к аварийным ситуациям вследствие образования на дорогах скользкой пленки. Кроме того, данный противогололедный реагент отличается высокими агрессивными свойствами по отношению к обуви и меху.

Список использованной литературы

1. Заключение экспертов Центра общественной химико-экологической экспертизы “ЭХО” об использовании хлорида магния в качестве противогололедного средства в качестве однокомпонентного реагента и в составе многокомпонентных противогололедных материалов.

2. Отчет ФГБУ “Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина” по теме: “Сравнительная гигиеническая характеристика основных химических компонентов некоторых противогололедных материалов”

3. “Толковый словарь по химии и химической технологии” под редакцией Ю.А. Лебедева. М. “Русский язык” 1987г.

4. Разъяснения о возможности применения бишофитов №39/22-РЭТ от 14.05.212

5. ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения

6. ОДМ 218.2.027-2003 Требования к противогололедным материалам. Утвержден распоряжением Минтранса РФ № ОС – 548 р от 16.06.03.