Влияние на окружающую среду лакокрасочных материалов

В конце двадцатого столетия три  фактора оказали существенное влияние  на основные направления развития мировой лакокрасочной промышленности.

Во-первых, ужесточение экологического законодательства относительно содержания так называемых летучих органических соединений (VOC - volatile organic compounds) в лакокрасочных  изделиях. Сегодня лакокрасочное  изделие без надписи «no-VOC» («без ЛОС») практически лишено шансов на коммерческий успех.

Во-вторых, это поиск заменителей  традиционной лакокрасочной продукции, использующей в качестве основы органические растворители (главным образом, сольвенты  и уайт-спирит, а также олифу).

В-третьих - экономический фактор, действующий во всю силу в связи  с ужесточением экологического законодательства. Его действие привело к  интенсивным  исследованиям, разработке новых типов  красок с улучшенными свойствами и новых технологий их применения.

В состав любых современных красок и лаков входят три известных  компонента: связующее вещество, пигмент  и растворитель. И, если хотя бы один из компонентов является синтетическим, об экологичности краски можно забыть.

 С одной стороны, лакокрасочные материалы - это химические продукты, которые содержат в своем составе вредные для человека вещества. Все товары бытовой химии, в том числе и лакокрасочные материалы, поступают в торговую сеть только после их тщательной проверки и с разрешения Главного санитарного врача Министерства здравоохранения РФ. Правила обращения с материалом указываются на этикетке или в специальной инструкции, приложенной   к   материалу.

С другой стороны, многие лакокрасочные  материалы, а также вспомогательные  вещества являются огнеопасными, и  даже взрывоопасными. Естественно, аварийная  ситуация создается только в особых условиях, но, для того чтобы предотвратить  эту опасную ситуацию, нужно неукоснительно соблюдать правила противопожарной  техники.

Задача огнезащитных материалов - защитить строительную конструкцию  при пожаре, но сами они при этом разрушаются. По консистенции и технологии применения они подразделяются на конструкционные: базальтовые, вермикулитовые плиты, на мастики и обмазки, штукатурки - и, наконец, тонкослойные материалы: лаки, краски, пропитки. Такие ЛКМ образуют покрытия, которые при повышении  температуры вспучиваются и создают  слой негорючей пены с малой теплопроводностью, которая и спасает конструкцию от опасного перегрева.

 Стремление увеличить огнестойкость  металлоконструкций до 1,5-2 часов  привело к тому, что огнезащитные  тонкослойные ЛКМ стали вытеснять  конструкционную громоздкую защиту  и оштукатуривание. Использование  технологии нанесения агрегатов  безвоздушного распыления высокого  давления делает работы по  огнезащите высоко- производительными  и экономичными. Среди наиболее  ярких представителей огнезащитных  красок в секторе защиты строительных  металлоконструкций - английская «Нуллифаер»,  итальянская «Протерм стил», российские  «Джокер», «Огракс», «Терма». 
Поверхностная пропитка дерева имеет срок действия 1-3 года при внутренних работах, а при наружных работах огнезащиту нужно повторять каждый год. Автоклавный метод пропитки более действенный, сроки огнезащиты повышаются до 10 лет.

Огнезащитные материалы предназначены для повышения огнестойкости различных строительных конструкций и инженерных коммуникаций. Основным требованием, предъявляемым к ним, является образование защитного слоя, препятствующего разрушению конструкций, воздействию теплового потока и распространению пламени в течение определенного времени, необходимого для спасения людей из горящего здания и начала действий по пожаротушению. Огнезащитные материалы должны быть экологически чистыми и не выделять токсичных компонентов при горении, долговечными, выдерживать деформации, возникающие в защищаемых конструкциях под воздействием тепла и пламени.

Огнезащитные материалы должны препятствовать распространению открытого  пламени и высоких температур в строительных конструкциях, состоящих  из горючих материалов или материалов, теряющих свои несущие свойства при  воздействии огня или высоких  температур. Лакокрасочные огнезащитные материалы и антипиринные пропитки составляют около двух третей всех применяемых в современных строительных работах огнезащитных материалов. Однако в силу объективных причин в последнее время наметилась тенденция применения конструктивной огнезащиты, которая не требует восстановления и выполняет свои функции на протяжении всего срока службы защищаемой конструкции. В первую очередь к такой защите можно отнести различные защитные экраны, штукатурки по сетке. Сегодня эта тенденция уже находит отражение в нормативных документах.

Как и все ЛКМ, огнезащитные ЛКМ  содержат пленкообразователь, как правило, горючий, и остальные ингредиенты: наполнители, пигменты, пластификаторы и т. д. Секрет в том, что в рецептуре  заложен комплекс веществ, которые  при горении покрытия начинают выполнять  специфические функции. Одни отвечают за понижение температуры за счет выделения газов при разложении, другие образуют углеродный скелет, на котором третьи строят пену из кокса  и вышеупомянутых газов. Сбалансировать этот сложный процесс, придав покрытию физико-механические свойства обычных  красок, очень непростая задача.

Огнезащитные краски и покрытия не горючи, и за счет своего состава не дают возможности воздействовать огню на конструкции. Они представляют собой систему пассивной противопожарной защиты, предотвращающей возгорание и препятствующей распространению огня, повышающей огнестойкость строительных конструкций и инженерных систем.

Как правило, огнезащитные лакокрасочные  покрытия создаются на водной основе и не содержат огнеопасных веществ. Лакокрасочные материалы, имеющие  в своем составе горючие компоненты, ограничены в применении, в частности  по толщине наносимого покрытия (обычно не более 2 мм). Причем горючие компоненты в этом случае выступают в роли добавок (незначительного процентного объема) к растворителям или разбавителям и испаряются вместе с ними в период высыхания покрытия.

Опасность для человека в условиях пожара определяется тремя основными  факторами: воздействиями высоких  температур, дыма и токсичных продуктов  горения. Из-за них люди гибли испокон  веку. Однако если раньше от ожогов погибало более 60% пострадавших, то в настоящее  время их удельный вес снизился до 20-15%, а число отравленных токсичными продуктами горения возросло в ряде случаев до 70-80% от общего числа погибших, что связывается исследователями  с широким внедрением во все отрасли  производства, строительство и быт  полимерных материалов.

Полимерные материалы и продукция  из них (соответственно и ЛКМ) относятся  к категории пожаровзрывоопасных  и горючих в соответствии с  ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ  и материалов. Номенклатура показателей  и методы их определения».

Огнезащитные ЛКМ имеют санитарно-эпидемиологические заключения с декларированием IV класса опасности согласно ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». По аналогии с этим ГОСТом классификация материалов по показателям токсичности также подразделяется на четыре класса. Ко второму классу относят формальдегид, акролеин, оксид азота (IV), цианид, хлорид и фторид водорода.

Многочисленные экспериментальные данные говорят о том, что возможно комбинированное и синергетическое действие СО и цианидов, СО и фенола, цианидов и сложных газоаэрозольных смесей, содержащих аэрозольные яды, что эти комбинации не сводятся к простому суммированию при инструментально-расчетном определении показателя токсичности. В целом, ориентировочно зная основные компоненты огнезащитных составов, можно говорить о малой токсичности продуктов горения. Основное условие - это отсутствие полимеров, смол, содержащих формальдегид, цианогруппы, хлор- и фторводороды.

Если в составе огнезащитных лакокрасочных материалов присутствуют летучие легковоспламеняющиеся  вещества, они токсичны. Однако в  общем объеме вредных веществ, образующихся при горении, доля канцерогенов, выделяемых лакокрасочными материалами, ничтожна по отношению к прочим продуктам  горения (пластичных и твердых полимеров, дерева и т. п.).

Общее правило работы с любыми химическими  продуктами заключается в том, что, получив препарат, нужно ознакомиться с его особенностями, порядком применения, условиями хранения, обратив особое внимание на предупреждающие знаки  и надписи. Для лакокрасочных  материалов, поступающих в продажу, эта информация дается на этикетке.

Все растворители, лаки, краски, эмали (кроме воднодисперсионных и водорастворимых) являются горючими материалами; большинство  растворителей   легко вспыхивает, а пары их могут взрываться. Поэтому недопустимо хранение больших количеств лакокрасочных материалов в домашних условиях. По возможности надо максимально сокращать время хранения материалов и постоянно следить за условиями их содержания.

Лакокрасочные материалы рекомендуется  хранить в плотно запирающихся шкафах или ящиках; в этом случае они  представляют меньшую опасность  в пожарном отношении. Хранить лакокрасочные  материалы рекомендуется в помещениях с температурой не выше 25° С, вдали  от нагревательных приборов, предохраняя  от попадания влаги и прямых солнечных  лучей.

Тара, в которой хранятся лакокрасочные  материалы, должна быть исправной, плотно закрывающейся, чистой, с заводской  маркировкой,  приведенной на этикетке.

Алюминиевая пудра при увлажнении склонна к самовозгоранию, поэтому  ее нужно держать в плотной  закрытой таре, тщательно оберегая от попадания влаги. Категорически  запрещается сушить алюминиевую  пудру при повышенных температурах даже при отсутствии открытого огня.

Летучее органическое соединение (ЛОС) - любая органическая жидкость или любое твердое органическое вещество, присутствующее в лакокрасочном материале, самопроизвольно испаряющееся при определенных значениях температуры и давления атмосферы.

При производстве лакокрасочного материала  к вредным веществам относят  пары летучих органических соединений, аэрозоли, представляющие собой дисперсные системы, состоящие из жидких частиц летучих органических соединений и/или  твердых частиц пигмента и/или наполнителя, находящихся во взвешенном состоянии  в воздухе рабочей зоны.

Загрязняющее вещество (лакокрасочного материала) - вещество или смесь веществ  лакокрасочного материала, которые  в количестве и/или концентрации, превышающих установленные для  химических веществ нормативы, оказывают  негативное воздействие на окружающую среду.

Токсичность лакокрасочного материала - совокупность свойств, внутренне присущих химическим веществам, входящим в состав лакокрасочного материала, характеризующих  способность химических веществ  оказывать вредное воздействие, которое проявляется только при  контакте с живым организмом.

Вредные вещества, входящие в состав лакокрасочных материалов, могут  оказывать воздействие на организм человека через дыхательные пути, кожу и пищеварительный тракт. Вместе с воздухом через дыхательные  пути в легкие человека попадают пары растворителей и аэрозоль, содержащий как твердые частички, так и  жидкий компонент краски. При этом вредные вещества, попавшие в организм через дыхательные пути, оказывают большее отрицательное воздействие, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт, так как в этом случае они быстрее попадают в кровь. Большое значение имеет летучесть растворителей: чем она выше, тем быстрее загрязняется воздух помещений. По летучести растворители, применяемые в быту, распределяются на легколетучие (бензин, ацетон) и среднелетучие (бутилацетат, ксилол, бутанол, сольвент).

Почти все растворители оказывают  на организм отрицательное воздействие; при невысоких концентрациях  это проявляется в возбуждении, а при высоких концентрациях - в головных болях, головокружении, сонливости, повышенной раздражительности, тошноте  и рвоте.

Отдельные растворители (ацетон, бензин, спирты и др.) раздражают слизистые  оболочки глаз и верхних дыхательных  путей и могут также вызвать  кожные заболевания воспалительного  и аллергического характера. Растворители, попавшие в организм в большом  количестве, могут вызвать острую форму отравления. Это может произойти  при окраске больших поверхностей без надлежащего проветривания  помещения. Окраска подогретыми  лакокрасочными материалами также  может привести к созданию высокой  концентрации паров растворителей  в зоне дыхания и острому отравлению.

В пищеварительный тракт вредные  вещества могут попасть при приеме пищи (если руки плохо вымыты), курении.

Согласно ГОСТР 52362- 2005, безопасность лакокрасочного материала - состояние лакокрасочного материала в течение его жизненного цикла, характеризуемое отсутствием недопустимого риска, связанного с причинением вреда жизни или здоровью граждан, окружающей среде, в том числе жизни или здоровью животных и растений, а также имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу. Безопасность лакокрасочного материала обеспечивается оптимальным балансом компонентов лакокрасочного материала, позволяющим понизить до приемлемого уровня риск нанесения ущерба здоровью потребителей и окружающей среде.

В обычных синтетических ЛКМ  содержится множество летучих органических соединений (ацетон, ксилол, толуол, этилбензол и т.д.), которые представляют серьезную  опасность для здоровья. Через  легкие и кожу они попадают в кровь, накапливаются в организме человека, вызывая аллергии и другие болезни. Потом эти соединения становятся частью городского смога, а затем  поднимаются выше, разрушая озоновый слой. В ряде европейских стран  при производстве красок уже пользуются директивой по применению летучих соединений, что снижает вред для тех, кто  работает с краской. Однако, проблема проживания в окрашенном таким образом  жилище и проблема глобального вреда  для всей планеты в этом случае все-таки остается.

Результаты обследования экологического состояния городской среды показали, что жить в городе стало опасно (данные ВОЗ). Так, например, в центре Москвы такие вредные элементы как  кадмий, медь, никель, свинец, цинк, хром присутствуют в количествах, превышающих  все допустимые нормы, их присутствие  было обнаружено в почве, траве, в  листьях деревьев, даже в детских  песочницах. А ведь накопление в  первую очередь именно этих элементов  в организме человека приводит к  развитию серьёзных заболеваний. Откуда же берутся тяжелые металлы в  городской среде? Каждый из нас, наверняка, сумеет назвать несколько факторов. И один из них: разлагающиеся синтетические  краски, искусственные строительные и отделочные материалы, которые  создают неблагоприятный химический фон в жилище.