Из материалов научно-практической конференции «Нерешенные экологические проблемы Москвы и Подмосковья»
http://rus-green.ru/wp-content/uploads/2012/12/Moscow_ecoproblems_2012.pdf
ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫЕ РЕАГЕНТЫ В МОСКВЕ
Д.М. ХОМЯКОВ, факультет почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Вопрос зимнего содержания городских территорий имеет огромное социальное и эколого-ресурсное значение. Площадь проезжей части объектов дорожного хозяйства (ОДХ) Москвы — около 70 млн м, а общая — около 90 млн м.
Начиная с 2000 г. создавалась и поэтапно внедрялась современная система зимнего содержания улично-дорожной сети. Накопленный опыт был обобщен и закреплен Постановлением правительства Москвы № 242-ПП от 10.04.2007 г. (в ред. от 13.11.2007 г.) «О порядке допуска к применению противогололедных реагентов для зимней уборки объектов дорожного хозяйства в городе Москве».
С 08.10.2009 г. начала действовать «Технология зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства города Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2–5 мм (на зимние периоды с 2009/10 г. и далее)» (Технология-2009). Были определены химический состав, технологические и экологические требования к противогололедным реагентам (ПГР). Положительное заключение государственной экологической экспертизы (ГЭЭ) сроком действия пять лет утверждено приказом Ростехнадзора от 07.10.2009 г. № 845. Средний разрешенный объем применения жидких реагентов — 265 тыс. тонн за сезон (расчет — на 100 обработок площади проезжей части при норме распределения 40 г/м2), твердых реагентов — до 85 тыс. тонн на 30 обработок проезжей части при норме 42 г/м2. Система упреждающего (до начала снегопада) использования жидких ПГР позволяла полноценно очищать поверхность объектов механическим способом. В период с 2004–2011 гг. ежегодно использовалось не более 232 тыс. тонн жидких ПГР (водных растворов солей 28% концентрации по массе, содержащих в сумме 65 тыс. тонн солей) и 83 тыс. тонн твердых ПГР (в сумме в среднем всего 148 тыс. тонн солей). Исходя из баланса, непосредственно на дорогах плавилось не более 12–15% снежной массы.
Улучшение экологической ситуации на придорожных территориях и объектах озеленения города Москвы до начала зимнего сезона 2011/12 г. было связано со следующими факторами: снижением суммарной (общей) солевой нагрузки (объема используемых ПГР); комбинированным использованием жидких и твердых реагентов; сочетанием хлоридов натрия и кальция, с высокой плавящей способностью; минимизацией неорганизованного и неконтролируемого распространения солей ПГР в окружающей среде; функционированием впервые созданной системы удаления снега с объектов и его утилизаций на стационарных и мобильных снегосплавных пунктах и станциях с дальнейшей очисткой стоков в системе городской хозяйственно-фекальной канализации. Данные мониторинга за последние семь лет свидетельствуют: городские почвы не засолены, а зеленые насаждения нормально развиваются. Поступление солей в объекты окружающей среды города — минимально.
Несмотря на очевидные положительные результаты, в Москве с зимнего периода 2011/12 г. стала использоваться кардинально измененная «Технология зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства города Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2–5 мм (на зимние периоды с 2010/11 г. и далее)» (Технология-2011). Положительное заключение ГЭЭ сроком действия десять лет утверждено приказом Департамента Росприроднадзора по ЦФО от 12.09.2011 г. № 08-Э (документы были размещены на официальном сайте Департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы).
В Технологии-2011 на ОДХ Москвы предусмотрено с 01.11.2011 г. по 05.04.2012 г. (зимний период, определенный в Москве продолжительностью 166 дней) использовать до 260 тыс. тонн жидких реагентов и до 200 тыс. тонн твердых ПГР. Начиная с 2012 г. предусмотрено резкое снижение объема использования жидких реагентов — не более 135 тыс. тонн. Имеющиеся оговорки легко могут свести данный объем к нулю, тогда каждая ликвидированная потенциальная обработка жидкими ПГР будет заменена обработкой твердыми, и в итоге этих реагентов можно будет использовать до 350 тыс. тонн.
Согласно Технологии-2011, заявленный объем ПГР в зимний сезон 2011/12 г. позволял провести 67–72 полные обработки ОДХ твердыми ПГР (сухими солями) и 98 обработок жидкими ПГР (растворами солей 28% концентрации, по массе). Общее число обработок за зимний период составляет 165–170, или одна полная обработка противогололедными реагентами ОДХ каждый день календарной зимы!
Твердые реагенты (определено три вида) являются механическими смесями солей на основе хлористого натрия (поваренной соли технической). Именно он составляет 75–80% массы, до 20% приходится на хлористый кальций, формиат натрия и хлористый калий. Наличие формиатов натрия и хлористого калия (зачастую только декларация об их присутствии, скажем, в формулировке «содержание в продукте — до 20%», использование характеристик «и/или» при описании состава и т.д.) позволяет обосновать высокую стоимость продуктов и обеспечить, в ряде случаев, конкурентные преимущества производителю.
ПГР Технологии-2011 не выпускаются ни в одной стране мира. Они, исходя из заявленного химического состава, могут иметь меняющиеся технологические характеристики, токсичны для почвы и других компонентов окружающей среды, поскольку содержат агрохимикаты (минеральные удобрения и мелиоранты). ПГР Технологии-2011 являются физическими смесями от трех до пяти химических веществ. Различный гранулометрический состав компонентов, плотность и форма частиц приводит к резкому возрастанию потерь при распределении, невозможности строго выдерживать нормы расхода на ОДХ, неопределенности плавящей способности смесей.
В сложный период снегопадов и холодов (температуры атмосферного воздуха от -15°С до -24°С) в первой декаде февраля 2012 г. распределение твердых ПГР на объектах дорожного хозяйства Москвы не позволило обеспечить их своевременную механическую уборку и требуемые характеристики поверхности улично-дорожной сети. При снегопаде 1–1,5 см в сутки пробки достигали 10 баллов, число аварий — до 2,5 тыс. в день.
В экстремальных условиях, в частности при низких температурах атмосферного воздуха, для обеспечения безопасного движения автотранспорта в Москве ранее применялся хлористый кальций. Он имеет технологическое преимущество перед иными ПГР, содержащими свыше двух третей хлористого натрия. Для хлористого кальция эвтектические температура и концентрация раствора составляют соотвественно, -51°С и 32% по массе, реакция растворения соли приходит быстро, с выделением тепла, а температурная граница использования данного реагента достигает -32°С. В широком диапазоне концентраций и температур окружающей среды скорость коррозии металлов в растворах хлорида кальция низкая и всегда в 2 и более раз меньше, чем у хлорида натрия. Хлориды кальция не оказывают выраженного негативного воздействия на почву и зеленые насаждения, не приводят к их засолению и деградации. Эти свойства и являлись основной причиной широкого использования данного продукта в Москве после 2000 г.
В Технологии-2011, впервые с 2000 г., и в отличие от Технологии2009, твердый реагент на основе хлористого кальция (массовая доля основного вещества CaCl2 не менее 90%) отсутствует. Кроме того, в ней уменьшено значение предельного содержания хлорида кальция в противогололедных смесях до 15–20% против 25% по массе, выдерживающееся ранее.
До 2005 г. на тротуарах использовалось лишь 10–12 тыс. тонн модифицированной спрессованно-компактированной смеси хлористого кальция и хлористого натрия (так называемый ХКНМ). Во время и после зимы 2005/06 г., разрешалась только механическая уборка снега и обработка вердыми, инертными и не растворимыми в воде фрикционными материалами — гранитным щебнем фракцией 2–5 мм (цена 1,3–1,7 тыс. руб/т).
Согласно постановлению правительства Москвы от 26.10.2010 г. № 969-ПП «О готовности топливно-энергетического и жилищнокоммунального хозяйств города Москвы к работе в зимний период 2010/11 г.» (прил. 4) объем щебня, необходимый и для дворовых территорий, составил около 28 тыс. тонн.
Применение растворимых солей в Москве, впервые с 2005 г., в 2011 г. было разрешено не только на проезжей части улиц и дорог, но и на тротуарах, во дворах и пешеходных зонах. Для этого данные территории и объекты были включены в состав объектов дорожного хозяйства города!
Для них предложен комбинированный реагент «КР 3 тв.» — смесь мраморной крошки и вышеназванных солей, преимущественно хлорида натрия. При расходе при разовой обработке 80–200 г/м2 годовой объем использования этих ПГР составляет 130–150 тыс. тонн. Реагент «КР 3 тв.» применяется в Москве без прохождения установленных в городе процедур оценки безопасности. В сентябре 2011 г. его было закуплено почти 135 тыс. тонн (по цене 18,6 тыс. руб./т — в 12 раз выше цены щебня).
Химический состав реагента «КР 3 тв.»: смесь карбоната кальция (мраморный щебень) по массе 20–50%, формиата натрия — 10–30%, хлорида натрия — не более 50%, хлоридов кальция и калия — не более 20%. Из этой формулировки следует, что химический состав «КР 3 тв.» весьма неопределенный. «Кр 3 тв.» не обладает технологическими преимуществами, поскольку содержит смесь фрикционных материалов и солей, использующуюся одновременно. Остатки мраморной крошки при таких сверхвысоких объемах применения неизбежно попадают с тротуаров в лотковую часть дорог, а затем в ливневую канализацию, накапливаясь и засоряя коллекторы и трубы. Этому способствует ливневый характер выпадения атмосферных осадкой весной и интенсивные многократные технологические мойки (промывки) ОДХ коммунальными службами после схода снега. Сейчас основная часть системы водоотведения с дорог не имеет песколовок со сменными и периодически вычищаемыми лотками.
Для облегчения механической уборки снежной массы рационально применять плавящую компоненту ПГР отдельно от фрикционной. Фрикционные материалы (гранитный щебень или песок) целесообразно использовать локально, при необходимости создать шероховатую поверхность на проблемных участках. Мраморная крошка быстро разрушается и истирается под механическим воздействием, нестойка в агрессивной солевой жидкой среде. Слой белого налета, периодически возникающий теперь на московских тротуарах, — это смесь кристаллов хлористого натрия, мраморной пыли и иных солевых загрязнений.
Комбинированные противогололедные реагенты экологически не безопасны, они способствует усилению пылеобразования, загрязнению и росту общей солевой нагрузки на территорию. Негативные последствия этого весьма ощутимы и вызывают справедливые возражения москвичей.
Использованный в Технологии-2011 норматив «допустимого содержания химических веществ, не относящихся к действующему веществу в составе ПГР» относится к особо опасным потенциальным загрязнителям окружающей среды: фтору, цинку, свинцу, ртути, меди, молибдену, хрому, мышьяку, кадмию, селену, никелю и кобальту. Для твердых ПГР суммарная разрешенная концентрация перечисленных поллютантов составляет 668 мг/кг, а для жидких — 238,2 мг/кг. Таким образом, в зимний период 2011/12 г. объемов реагентов на территорию Москвы должно было попасть порядка 300 тонн (!) этих особо опасных химических элементов. Результаты химических исследований ПГР Технологии-2011, проведенные в МГУ им. М.В. Ломоносова, ВНИИМС им. Н.М. Федоровского, ИМГРЭ и другими учреждениями, показывают, что перечень таких опасных и не относящихся к действующему веществу ПГР Технологии-2011 значительно шире.
Декларации о «полезности и безопасности» ПГР Технологии-2011 также не соответствуют действительности, поскольку эти ПГР содержат агрохимикаты — минеральные удобрения и мелиоранты. Хотя утверждается, что такие реагенты не оказывают негативного воздействия на объекты окружающей среды, и, напротив, гарантируется положительный эффект, для почвы и растений все агрохимические средства опасны при несоблюдении разрешенных регламентов их использования.
Современные природоохранные технологии должны обязательно сключать бесконтрольное попадание ПГР вместе со снегом и талыми водами в почву и, естественно, в водные объекты. Уже само включение в состав ПГР минеральных удобрений и иных агрохимикатов противоречит законодательству Российской Федерации (ФЗ от 19.07.1997 г. № 109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами», а также СанПиН 1.2.2584-10 «Гигиенические требования к безопасности процессов испытаний, хранения, перевозки, реализации, применения, обезвреживания и утилизации пестицидов и агрохимикатов» от 02.03.2010 г. № 17).
Хлорид калия (хлористый калий), который входит в состав «КР 3 тв.», а также твердых ПГР Технологии-2011, является минеральным удобрением (агрохимикатом) и запрещен к использованию в городах и вне агротехнологий. Плавящая его способность — низкая. В ПГР Технологии-2011 присутствуют в качестве «биокомпонентов» такие агрохимикаты-мелиоранты, как карбонат кальция (CaCО3), известняковая мука и мел рыхлый.
Правовые нормы, регулирующие обращение с агрохимикатами, потому и появились, что указанные вещества обладают высокой биологической активностью. Негативные последствия от нецелевого использования агрохимикатов в городе будут весьма существенны для природы и человека.
Как показали работы ОАО «Институт МосводоканалНИИпроект» в 1999–2011 гг., снег, вывозимый с ОДХ Москвы, содержит кроме ПГР (соли), продукты разрушения дорожных одежд, различные нефтяные загрязнения, бытовой мусор, минеральные взвеси (щебень, крошку, песок, ил и пыль), резину, пластик, металл, стекло, бумагу и т.д. и, по сути, является отходом высокого класса опасности.
С 2011 г. фактически разрешен и распропагандирован «новый» способ утилизации твердых, жидких и комбинированных ПГР, являющихся фактически отходами, путем их перемещения на придорожные объекты озеленения и городские почвы вместе с убираемым снегом. Коммунальные службы и подрядные организации получили уверения в безопасности данных действий и даже «их пользе». В результате после прошедшего зимнего сезона газоны и дворовые территории стали усыпаны остатками мраморной крошки, а растворимая компонента (соли), естественно, попала в почву вместе с талыми водами. Федеральным законом от 24.06.1996 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» «Запрещается захоронение отходов в границах населенных пунктов, лесопарковых, курортных, лечебно-оздоровительных, рекреационных зон, а также водоохранных зон, на водосборных площадях подземных водных объектов, которые используются в целях питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения...» (п. 5 ст. 12).
Использование заявленного в Технологии-2011 количества твердых ПГР и такая кратность обработок (ежедневно) городских ОДХ не только нецелесообразны с точки зрения технологии зимнего содержания города, но и опасны по санитарно-экологическим последствиям.
Во-первых, это просто не нужно, поскольку за зиму в Москве бывает до 70 циклов перехода температуры воздуха через 0 °С, и римерно 50 снегопадов. Поэтому не всегда требуется полная сплошная обработка ОДХ твердыми солями: в подавляющем большинстве случаев нужна выборочная (на сложных участках) или дополнительная (комбинированная) обработка (при сильных снегопадах).
Во-вторых, это неоправданно технологически, поскольку не обеспечивает улучшения состояния поверхности дорог, если вовремя не осуществлена механическая уборка. Напротив, частый проход колонн спецтехники осложняет дорожную ситуацию. Данные действия приводят к росту неконтролируемого поступления солей на окружающую территорию, оказывают воздействие на инженерные коммуникации и автотранспортные средства (усиление коррозии металлов, разрушение асфальтобетонных покрытий и т.д.) и негативно скажутся на здоровье москвичей вследствие интенсивного распространения солевых аэрозолей.
В-третьих, такое число обработок реально невозможно осуществить, учитывая наличие спецтехники, требуемого времени на выполнение перечисленных выше операций первой и второй очереди, загруженность улиц и дорог города.
В-четвертых, планируемое с 2012 г. уменьшение обработок проезжей части ОДХ жидкими реагентами до 51 (вместо 100 обработок по Технологии-2009), при сохранении 65–72 обработок твердыми ПГР, не позволит полностью предупредить и своевременно устранить проявление гололедных явлений, обеспечивать выполнение всех регламентируемых требований к состоянию ОДХ. Обработка твердыми ПГР требует технологической «выдержки» — интервала времени от 30 минут до 1 часа с момента начала снегопада. Убранную дорогу без присутствия на ней снега обрабатывать нельзя, поскольку при этом до 85% солей уносятся с поверхности воздушными потоками при движении автотранспорта и ветром. Это — принципиальное технологическое и экологическое ограничение. Основную упреждающую предварительную обработку делают только жидкими ПГР, которые смачивают поверхность дороги до начала снегопада, а затем плавят снег на всем его протяжении, предотвращая образование наледи и наката. Использование твердых ПГР — необходимое дополнение только при длительных обильных снегопадах. Гранулы соли действуют сверху вниз, частично расплавляя снежно-ледяные образования до асфальтобетонных покрытий, а основное разрушение наледи и наката обеспечивают колеса движущегося автотранспорта. Сокращение обработок дорог жидкими ПГР приведет к росту числа и тяжести аварийных ситуаций, снизит и так невысокую пропускную способность улиц и магистралей.
Примером безуспешных попыток обеспечить должное состояние улично-дорожной сети использованием преимущественно только твердых (сухих) ПГР служить современный опыт ряда крупных северных городов России, а также опыт Москвы до 2000 г. Последние 20–25 лет за рубежом в городах с интенсивными круглогодичными транспортными потоками для зимнего содержания ОДХ в основном применяют жидкие ПГР. Широкое распространение получили современные экологически менее опасные и высокоэффективные технологии, предусматривающие распределение на дорожном полотне твердого хлористого натрия, увлажненного раствором хлористого кальция (20–30% по массе) непосредственно при использовании. В Германии, Австрии, Чехии, Словакии данные смеси известны как FS30 (соотношение сухой соли к раствору в пропорции 70 : 30 при норме расхода 8 г/м2 сухой соли). Именно эту технологию предлагалось испытать и апробировать в Москве, однако в 2011–2012 гг. система зимнего содержания ОДХ города вернулась примерно на 15 лет назад.
В 1994–2000 гг. на объекты дорожного хозяйства Москвы попадало не менее 350 тыс. тонн технической соли. Качество уборки оставалось низким, возникали проблемы с движением электрического транспорта, разрушались покрытия, фундаменты, провода и инженерные коммуникации. Засоление и деградация городских почв, угнетение и гибель зеленых насаждений, загрязнение вод стали серьезными проблемами.
Была разработана и реализована новая система зимнего содержания ОДХ на основе отказа от хлорида натрия как единственного твердого ПГР, введение в общегородской баланс жидких и твердых ПГР, использования технологически эффективного и экологически менее опасного хлорида кальция. Эта система успешно функционировала в Москве, при среднем расходе за зимний период 148 тыс. тонн солей.
В зимний период 2011/12 г. в Москве вновь разрешено использование преимущественно твердого хлорида натрия (до 420 тыс. тонн солей)и разрешена обработка химическими веществами дворовых территорий. С ними попутно в окружающую среду попадает порядка 300 тонн особо опасных химических элементов (включая кадмий, свинец, ртуть, хром, мышьяк, цинк, селен). Стало широко использоваться (особенно в пешеходных зонах и дворах) складирование и хранение на придорожных территориях снега, содержащего ПГР, иные отходы и комплексные загрязнения.
Хлористый калий и карбонат кальция как агрохимикаты не должны применяться для противогололедной обработки улично-дорожной сети и пешеходных зон. Негативные последствия их использования для природы и человека обязательно проявятся. Общая стоимость ПГР для нужд Москвы для зимнего периода 2011/12 г. возросла более чем в 3 раза по сравнению с периодом 2010/11 г. (соответственно 4,5 и 1,3 млрд руб.), суммарное количество солей, распределяемых в зимний период на территории города увеличилось в 2,8 раза, соответственно, кратно возросли санитарно-экологические и технологические риски.
По ряду оценок для зимы 2012/13 г. на закупку ПГР город планирует потратить до 7 млрд руб., а солевая нагрузка на территорию города может увеличиться до 500 тыс. тонн. Данные процессы происходят на фоне прогнозируемой расчетной величины дефицита бюджета Москвы в 2012 г. на уровне не ниже 252 млрд руб.
Происходит планомерное и целенаправленное разрушение созданной и апробированной на протяжении десяти лет, технологически и экологически эффективной, максимально безопасной инженерной системы, обеспечивающей зимнее содержание объектов дорожного хозяйства Москвы. Введение ее в эксплуатацию потребовало колоссальных бюджетных инвестиций, огромного труда коллективов ученых, проектировщиков, строителей, инженеров. На сегодняшний день она является уникальной и самой передовой среди городов-миллионников России.