Современные геоэкологические проблемы текстильной промышленности

В соответствии с оценкой для каждого конкретного случая следует решать, можно ли реализовать следующие технические решения на данном предприятии:

-замена отбелки хлорсодержащими веществами (например, гипохлоритом) на отбелку веществами, не содержащими хлор (например, HO);

-выделение, концентрация (например, с помощью ультрафильтрации) и повторное использование синтетических клеев (например, полиакрилатов и поливиниловых спиртов);

-не сбрасывать в сточные воды жидкие или твердые неиспользованные концентраты (например, остатки красителей, клеев или красящих паст);

-повторное использование гидроксида натрия из промывных вод от процесса мерсеризации;

-разделение горячих и холодных сточных вод для дальнейшего использования тепла;

-повторное использование слабозагрязненных промывных вод, например, в противоточных технологиях промывки при непрерывном процессе; при периодическом процессе следует избегать переливов (т.е. рабочие ванны должны опорожняться до того, как начнется промывка);

-использование оборудования, которое позволит экономить энергию, воду и химикаты (например, использовать автоматизированный контроль дозировки химикатов при разводке красителей с использованием компьютерных технологий для составления технологических режимов крашения) [11].

Эти методы можно наблюдать на рисунке 1.

Рисунок 1 - Методы снижения выбросов оксидов азота и серы [11]

Таким образом проанализировав содержание неорганических и органических полютантов (ПАВ, красителей, тяжелых металлов и др.) в сточных водах текстильных предприятий, выяснилось, что величина летальной дозы для этих веществ достигает 6-10 г на 1 кг живого веса, что существенно выше аналогичной величины даже для некоторых боевых отравляющих веществ. Поэтому изучив технологические решения, снижающие концентрацию загрязняющих веществ, можно отметить, что применение технологий (ВАТ) при производстве текстиля включают технологии переработки и очистки, направленные на снижение выбросов в воду и атмосферу [11].

3. Экологическая сертификация текстильной продукции

Экологические проблемы текстильной промышленности в большинстве случаев имеют отношение к решению задач, связанных с утилизацией и регенерацией отходов производства: очистки сточных вод; созданию системы оборотного водоснабжения ; очистки от пыли воздуха рабочей зоны и др. [12].

Необходимость проведения экологической сертификации текстильной продукции обусловлена, двумя основными факторами:

Первое - это желание современного потребителя быть уверенным в качестве, в том числе и в экологической чистоте, приобретаемой текстильной продукции. Потребитель должен быть уверен, что эта продукция не содержит токсичных веществ (или содержание этих веществ не превышает установленных пределов) и не представляет угрозы для здоровья. Особенно это касается детского ассортимента текстильной продукции. Решение этой проблемы в странах Западной Европы обычно достигается введением для текстильной продукции так называемых эко-этикеток, наличие которых на упаковке свидетельствует об экологической чистоте продукции [12].

Второй фактор - неизбежность в самом ближайшем будущем более широкого поступление белорусской текстильной продукции на западно-европейский и мировой рынки. Отсутствие экологического сертификата, соответствующего Международному Стандарту, на отечественную текстильную продукцию может существенно (если не полностью) ограничить это поступление, что в свою очередь не будет способствовать выходу российской текстильной промышленности из экономического кризиса [12].

Дан анализ существующих методов экологической сертификации текстильной продукции [13].

В основе Международных Стандартов, определяющих экологическое качество текстильной продукции, лежат Стандарты Международной Ассоциации по проведению научных исследований и испытаний в области экологии текстильного производства OEKO-TEX-100 и Стандарты управления качеством UNI EN ISO 9000. Эти Стандарты включают следующие основные испытания:

- Определение значения рН раствора, в который помещено текстильное изделие. Стандартами допускается широкий интервал изменения рН: от 4,0 до 7,5;

-Определение количества формальдегида на текстильном изделии. Анализ проводят путем экстракции формальдегида водным раствором с последующим взаимодействием его с ацетилацетоном и анализом продуктов реакции спектрофотометрически. Стандартами допускается содержание экстрагируемого формальдегида в пределах от 300 до 20 ррm (соответственно, для бесконтактных изделий и для текстильных изделий, предназначенных для детей ясельного возраста);

-Определение тяжелых металлов на текстильной продукции, к которым в соответствии со Стандартом относятся: мышьяк 1 ppm (0,2 ppm - здесь и далее в скобках указано допустимое содержание соответствующих металлов в текстильном изделии для ассортимента детского ясельного возраста, вне скобок - для обычного ассортимента текстильной продукции); свинец 1 ppm (0,2 ppm); кадмий 0,1 ppm (полное отсутствие); хром (общее количество) 2 ppm (1 ppm), в т.ч. хром - VI - 0; кобальт 4 ppm ( 1 ppm); медь 50 ppm (25 ppm); никель 4 ppm (1 ppm); ртуть 0,02 ppm. Здесь уместно акцентировать внимание на том, что, в соответствии с Международными Стандартами, определяемое количество тяжелого металла относится к массе текстильного материала, а не к его поверхности;

-Определение пестицидов и гербицидов, которые используются в процессе производства натуральных волокон и которые обладают высокой устойчивостью. К пестицидам, прежде всего, относятся альдрин, дильдрин, гексахлорциклогексаны, линдан, токсафен, а к гербицидам - 2,4-D и 2,4,5-Т. Особое внимание стандарты уделяют анализу содержания в текстильных материалах пентахлорфенола, который используется в процессе десикации хлопчатника и который, по-видимому, является основным «поставщиком» суперэкотоксикантов - диоксинов, содержание которых было установлено в сточных водах текстильных предприятий;

-Определение в текстильных материалах хлорированных органических соединений, которые могут попадать в эти изделия в результате использования на различных стадиях отделки текстильных материалов хлорсодержащих реагентов. Примером этому может быть анализ по влиянию отбеливающих агентов на содержание галогенированных органических соединений в сточных водах текстильных предприятий и в которой исследовано влияние H₂O₂, NaClO и NaClO₂ на содержание хлорированной органики в сточных водах;

-Тестирование красителей, позволяющие выявить их влияние на человека, и тестирование на прочность крашения. Здесь речь, прежде всего, идет о красителях, которые сами по себе являются канцерогенами, например, фуксин, дисперсный голубой, кислый красный и др. [13].

Анализ содержания металлов в соответствии со Стандартом может быть осуществлен с использованием искусственных растворов, моделирующих пот и слюну, и экстрагирующих металлы из текстильного материала. Экстрагированные металлы анализируют далее методами атомной абсорбционной спектроскопии (AAS) и спектроскопии (UV-VIS). Наиболее прогрессивный метод определения содержания металлов (особенно - в жидких образцах после экстракции) - масс-спектрометрия с ионизацией в индуктивно связанной плазме (PLASMA-QUAD PQ2-TURBO PLUS). Метод позволяет анализировать металлы (диапазон анализируемых масс: от 0 до 300 а.е.м.) в пробе при их содержании от 1х9-10 г/мл (ppb) до нескольких процентов. Обычно этот метод одновременно дает информацию о содержании в анализируемой пробе 74 элементов Периодической Системы, в том числе и о содержании тех металлов, анализ которых обязательно предусмотрен Стандартом OEKO-TEX-100. Положительные результаты по анализу металлов в составе текстильной продукции были получены методом плазменной фотометрии на приборе ICAP-9000 (THERMO-GERAL-H,USA). В этой работе проведен подробный анализ состава неорганического покрытия латексных лент, используемых в производстве эластичной галантерейной тесьмы, и установлено, что неорганическое покрытие содержит в своем составе в больших количествах соединения таких элементов как U, Pb и P, которые, либо орально, либо при контакте с незащищенной поверхностью тела, могут переходить в организм человека и оказывать на него отрицательное воздействие [13].

Наличие большого числа различных физико-химических методов определения металлов в текстильных изделиях требует безусловной коррекции их применения в случае проведения оценок в соответствии со Стандартом. Особое внимание обращено на присутствие в тканях детского ассортимента таких токсичных элементов, как Zn, Cu, Fe и Cd, содержание которых по данным авторов составляет: Zn 0,13-0,56 мг/м²; Cu 0,02-0,5 мг/м²; Cd - следы; Fe 0,8-1,8 мг/м². Несмотря на несомненную важность полученных результатов, необходимо отметить некоторое несоответствие приведенных показателей данным Стандарта - железо не относится к числу анализируемых элементов, а содержание элементов должно быть выражено в массовых концентрациях. Существенно более сложным оказывается анализ на содержание в текстильных материалах пестицидов, гербицидов и хлорированных органических соединений, включая пентахлорфенол. Для этих целей Стандартом предусмотрено использование совмещенных методов газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектроскопии (ХМС). В текстильной промышленности известно использование этого совмещенного метода для анализа органических компонентов, присутствующих в сочных водах текстильных предприятий. Сочетание именно этих аналитических инструментальных методов обычно используется для определения полихлорированных бифенилов (ПХБ), полихлордибензо-диоксинов (ПХДД) и полихлордибензо-фуранов (ПХДФ). Для этих целей обычно используют газожидкостной хроматограф фирмы HEWLETT-PACKARD (USA), модель 5880 с пламенно-ионизационным детектором. Разделение проводят на капиллярной хроматографической колонке OV-1 длиной 50 метров. Пробу экстракта органического слоя вводят в испаритель без разбавления; температура испарителя и детектора - 300 ^оС; температура термостата колонок - 250 ^оС. Наилучшее качество разделения удается достигнуть при использовании программируемого повышения температуры в термостате колонок со скоростью 1 град./мин при начальной температуре 80 ^оС. Расшифровку соединений, содержащихся в пробе органического слоя, проводят методом ХМС с использованием хромато-масс-спектрометра фирмы HEWLETT-PACKARD (USA) модели 5988А с MS-детектором. Для анализа используют хроматографическую капиллярную колонку OV-1 длиной 12 метров. В испаритель вводят пробу органического слоя (1 мкл), предварительно разбавленную бензолом в 10 раз. Температура испарителя - 300 ^оС; программируемая температура термостата колонок: 60 ^оС - (5 град./мин) - 100 ^оС - (10 град./мин) - 200 ^оС - (20 град/мин) - 280 ^оС. Анализ осуществляют с делением потока в соотношении 1:30. Поиск и идентификацию органических соединений проводят с использованием специализированной компьютерной базы данных NBS-43K. Подробно результаты анализа приведены в работах [13].

Полученные результаты анализа позволили обнаружить в органическом слое большое количество галогенсодержащих органических веществ, а в одном из потоков были обнаружены диоксины. Эти данные свидетельствуют о том, что, по-видимому, следы этих же соединений присутствуют и в отечественной текстильной продукции [13].

Таким образом, проведение комплексной оценки качества текстильной продукции в соответствии с Международными Стандартами - одно из возможных путей получения положительных результатов как в области охраны окружающей среды в текстильной промышленности, так и в сфере маркетинга текстильной продукции [13].

В рамках тематики настоящей статьи не менее интересным представляется решение вопроса о выпуске так называемой «экологически чистой текстильной продукции» (по образу экологически чистых продуктов питания), для получения которой заведомо будут использованы соответствующие «экологически чистые» технологии например, при крашении - природные красители, при отбелке - только пероксид водорода и т.п. Исходным материалом для этой текстильной продукции должен быть волокнистый материал, не содержащий в своем составе в качестве примесей пестицидов, гербицидов, хлорсодержащих органических соединений и других вредных веществ [13].

Из выше сказанного можно сделать следующие выводы: с введением экологической сертификации появился целый ряд вопросов в основном правового характера. И тем не менее, экологическая сертификация должна стать привычным процессом для современного производства. Это непростая задача, так как мы уже очень привыкли пользоваться тем, что научились создавать экологически нечистым путем. Теперь мы должны научиться создавать это экологически чисто или отказаться от этого. От данного решения будет зависеть здоровье наших потомков и судьба человечества в целом [13].

Заключение

В результате проведенного исследования получены следующие результаты: в 2013 г., по сравнению с 2002 г., выросли выбросы углеводородов (на 45,5 тыс. т), метана (на 40,6 тыс. т.), сажи (на 1,7 тыс. т.) и ряда других веществ.

Отмечено снижение выбросов ЛОС (на 5,2 тыс. т.), диоксида серы (на 2,8 тыс. т.), твёрдых веществ (на 2,2 тыс. т.). Зональность угля, поступающего от отдельных поставщиков на ТЭС, превышает 79 %, что увеличивает выбросы летучей золы в атмосферу. ТЭС, работающие на твёрдом топливе, интенсивно выбрасывают в атмосферу продукты угля и сланцев, содержащих до 50 % негорючей массы и вредных примесей.

ПДК пыли растительного и животного происхождения зависит от содержания в ней двуокиси кремния и составляет:

-с примесью двуокиси кремния более 10 % (лубяная, хлопковая, хлопчатобумажная, льняная, шерстяная пуховая и др.) - 2 мг/ м³ ;

- с примесью двуокиси кремния от 2 до 10 % (хлопковая, льняная, пуховая и др.) - 4 мг/ м³ ;

-с примесью двуокиси кремния менее 2 % (мучная, хлопчатобумажная, древесная и др.) - 6 мг/ м³.

Содержание в воде сточных вод текстильных предприятий ПАВ составляет 0,4-3,0 мг/дм³ и придаёт ей горький привкус, а 0,2 -2,0 мг/дм³ - мыльно керосиновый запах.

Особо следует отметить, что при реагентных методах очистки и выполнении технологических регламентов остаточные концентрации основных ионов тяжелых и цветных металлов в очищенных стоках достигают следующих минимальных величин, мг/г:

- Fe(OH)₂ - 0,3-1,0;

- Zn(OH)₂- 0,05;

- Cu(OH)₂- 0,1-0,15.

Представлены, в основном, в виде их гидроксидов, легко диссоциируемых и растворимых в слабокислых водных растворах.

Интенсификация реагентного метода очистки сточных вод текстильных предприятий при совместном использовании коагулянтов и флокулянтов заключается в резком снижении доз минеральных реагентов - с 350-400 мг/л до 175-200 мг/г при весьма небольших дозах флокулянтов - 2-4 мг/л, введение таких доз флокулянтов снижает также объемы образующихся осадков с 6,8-9,5 % до 3,5-5,6 %.

Экологическая сертификация должна стать привычным процессом для современного производства.

Список использованных источников

1 Хромова, Т.В. Текстильная промышленность / Т.В. Хромова - М.: МГУИЭ, 1987. - 243 с.

2Трегубова,А.А.Современныеэкологическиепроблемытекстильной технологии. Современные наукоемкие технологии / А.А. Трегубова. - М.: Металлургия, 2007. - 104 с.

3 Клюев, Н.А. Проблемы определения полихлорированных дибензодиоксинов и диоксиноподобных соединений в окружающей среде. Труды XV Менделеевского съезда по общей и прикладной химии / Н.А. Клюев. - Л.: Химия, 1993, - 342 с.

4Павлов, Н.Н. Разработка методов очистки сточных вод от токсичных ионов металлов и утилизация этих отходов. Сб. «Машиностроение, приборостроение, энергетика»/ Н.Н. Павлов. - Изд. МГУ, 1995, - 305 с.

5Артемов, А.В. Анализ состава неорганического покрытия латексных лент. Текстильная химия / А.В. Артемов. - Л.: Химия, 1992. - 75 с.

6Гатти,Ф. Некоторые аспекты применения международных стандартов ISO 9001-2-3 в текстильной промышленности. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-98)» / Ф. Гатти. - М.: Иваново, 1998. - 23 с.

7 Гатти, Ф. Стандарт Oeko-Tex 100: знак характеризующий конечную продукцию и ее токсичность для человека и новое направление связанное с развитием экологически чистого текстильного производства в Европе. Препринт Текстильного центра хлопка и одежды / Ф. Гатти. - М.: Изд. Бусго-Арсицио, Италия, 1998. - 198 с.

8 Ипполитов, Е.Г. Диоксины - опаснейшие загрязнители биосферы. / Е.Г. Ипполитов. - М.: МГУИЭ,1999. - 128 с.

9Ефимов, А.Я. Очистка сточных вод предприятий легкой промышленности / А.Я. Ефимов. - М.: Техника, 1995. - 50 с.

10Артемов, А.В. Источники попадания диоксинов в сточные воды предприятий текстильной промышленности. Тезисы докладов Международной конференции «Инженерная защита окружающей среды» / А.В. Артемов. - М.: МГУИЭ, 1999. - 44 с.

11Павловская, А.А. Особенности сертификации тканей. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс - 98)» / А.А. Павловская. - М.: Иваново, 1998. -274 с.

12Димов, Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация / Ю.В. Димов. - Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2009. - 432 с.

13Сергеев, А.Г. Метрология, стандартизация и сертификация / А.Г. Сергеев. - Изд. 2 - М.: Логос, 2008. - 560 с.

Размещено на Allbest.ru