Тозымды тереңдеуден алынған резеңке ұнтағы

Кіріспе

Қалдық шиналардан алынған қайта өңделген каучук

Ұсақталған каучук – автомобильдер мен жүк көліктерінің қалдық шиналарынан өндірілген қайта өңделген каучук. Қайта өңдеу процесінде болат және шина жіптері (флюф) алынып тасталады, нәтижесінде ұсақ түйіршіктей консистенциясы бар шина каучугі қалады. Гранулятор немесе крекерлік станокпен, мүмкін криогендік әдістермен немесе механикалық жолмен одан әрі өңдеу бөлшектердің мөлшерін одан әрі кішірейтеді. Бөлшектер түрлі критерийлер бойынша, соның ішінде түсіне қарай (тек қара немесе қара және ақ) өлшемделіп, жіктеледі. Гранулатты экран арқылы өткізу арқылы өлшемдейді, өлшемі өлшемге (1/4 дюйм) немесе торға (дюймге тесіктер саны: 10, 20 және т.б.) сәйкес келеді. Ұсақталған каучук көбінесе жасанды газонға амортизациялық төсем ретінде қолданылады.

Өмірбаян

1964 жылы алғашқы синтетикалық шөп бетонға төселді және ол "Хем Грасс" деп аталды. Кейін, 1966 жылы Хьюстон Астродомында орнатылғаннан кейін "АстроТерф" деп атала бастады. Спортшылар осы алаңдарда ойнағанды ұнатпады, себебі қатты бетке байланысты жарақат алу қаупі жоғары еді. 2000 жылдардың басында "ұсақталған резеңке" негізінде жаңа жасанды газон жүйесі әзірленді. Қара ұсақ бөлшектер – ескі көлік шиналарын ұнтақтау арқылы алынған стирол-бутадиен резеңкесінің кішкентай кесектері. Шинаның ұсақ-түйектері жасанды шөп арасына құйылады, бұл жасанды алаңдарға қосымша серпімділік және қолдау береді. Бұл АстроТерф-ке қарағанда ауыр жарақаттардың азаюына әкелді.

Қайта өңделген тас жол материалдары

Резеңкеленген асфальт – АҚШ-тағы резеңке сынықтарының ең ірі нарығы, жылына шамамен 12 миллион немесе 12 миллионға жуық дөңгелекке дейін тұтынады. Резеңке сынықтары ойын алаңдарындағы жабдықтардың астындағы төсем ретінде, сондай-ақ жүгіру жолдары мен спорт алаңдарының беткі жабыны ретінде де қолданылады. Шиналарды қайта жаңарту үшін қолданылатын шина тілімдері таза, жаңа және құрғақ болуы керек. No.1 Шина түйіршігі – тек қара түсті, металл қалдықтары жоқ кепілдік берілген, өлшемі белгіленген шина сынықтарынан тұрады. Магниттік жолмен бөлінген материалдарға жол жоқ. Шина арқанынан алынған жіпшелер алынып тасталған. No.2 Шина түйіршігі – қара және ақ түсті, металл қалдықтары жоқ кепілдік берілген, өлшемі минус 40 торға дейін шина сынықтарынан тұрады. Магниттік жолмен бөлінген материалдарға жол жоқ. Шина арқанынан алынған жіпшелер алынып тасталған. No.3 Шина түйіршігі – тек қара түсті, магниттік жолмен бөлінген, өлшемі белгіленген шина сынықтарынан тұрады. Шина арқанынан алынған жіпшелер алынып тасталған. No.4 Шина түйіршігі – қара және ақ түсті, магниттік жолмен бөлінген, өлшемі белгіленген шина сынықтарынан тұрады. Шина арқанынан алынған жіпшелер алынып тасталған. No.5 Шина түйіршігі – жіктемеленбеген, өлшемі белгіленген, бөлінбеген, магниттік жолмен бөлінбеген, шина арқанынан алынған жіпшелер алынбаған шина сынықтарынан тұрады.

Артықшылықтары

Асфальт жабынымен жұмыс істегенде, қайшылық жарықтар пайда болып, төсемінің астындағы қаңқа жарықтарының пайда болуына әкелуі мүмкін. Резеңке модификацияланған асфальт, эластикалық қасиеттері арқасында қайшылық жарықтарды азайтатын, кернеуді сіңіретін мембраналарды қолданады. Жарықтардың саны азайғандықтан, жөндеу жұмыстары да азаяды, сондықтан ұсақталған резеңке күтім шығындарын азайтуға көмектеседі. Асфальттың беріктігі уақыт өте келе жоғалады, себебі ол көп рет қолданылады және түрлі факторларға ұшырайды. Жасанды резеңке жарықтардың пайда болуына қарсы тұрады және асфальтты жақсы күйде ұстайтын қартаюға қарсы әсерге ие.

Ғылыми зерттеулер

Резеңке ұсақ-түйек резеңке толтыру кеңінен зерттелген тақырып. Бүгінгі күні мемлекеттік органдар мен тәуелсіз зерттеушілердің 100-ге жуық зерттеулері мен есептері бар, олар әртүрлі жолдармен әсер етудің денсаулыққа қауіп төндіру мүмкіндігін бағалады. Коннектикут штатының Қоғамдық денсаулық сақтау департаменті кең көлемді зерттеу жүргізді және сынық каучуктің қауіпсіздігі туралы үш сарапшылар қараған зерттеуді жариялады. Зерттеу нәтижесінде, жасанды газондық алқаптарда пайдаланылатын қайта өңделген шиналардан алынған химиялық заттарды тыныс алу немесе жұту арқылы қатерлі ісікке ұшыратудың ғылыми негіздемесі жоқ екені анықталды. 2015 жылы Массачусетс штатының Қоғамдық денсаулық сақтау департаменті де сынық каучукті зерттеді және ұқсас қорытындыға келді. АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) 2018 жылдың ортасынан соңына дейін АҚШ-тағы барлық зерттеулердің сарапшылар жетекшілігімен жүргізілген зерттеуін аяқтауға дайындалды. Зерттеу жолдары мен нақты өмірдегі жағдайлар арасындағы ақпараттық олқылықтарды толтыру үшін сарапшылар мен қоғамдық пікірлер, сондай-ақ медициналық ғылыми көзқарастар мен тәжірибелер пайдаланылды. Еуроодақта Еуропалық химиялық заттар агенттігі (ECHA) «XV қосымша» атты есеп дайындады, онда резеңке ұсақ-түйектерінің химиялық құрамы және оларға қатысты алаңдаушылықтар қарастырылды. Ол да, денсаулыққа және дене шынықтыруға байланысты пайдасымен салыстырғанда, қауіптің өте төмен екеніне жалпы қорытынды жасады. Алайда, 2017 және 2018 жылдары бұрын тіркелмеген басқа да химиялық заттардың тексеруі басталды. Өте қауіпті заттар (SVHC) – бұл канцерогенді химиялық заттар, эндокриндік жүйеге зиян келтіретін химиялық заттар және су ортасындағы тіршілікке қауіпті химиялық заттар. Олар ECHA REACH2018 бағдарламасында шектеуді қажет ететін заттар ретінде анықталды. Хризол, бензо(а)пирен, бензо(е)пирен, бензол және басқа да химиялық заттар енді шектеулер тізіміне енгізілді және «XIV қосымша» есебінің келесі нұсқасына қосылуға дайын.

Жеңіл атлетика

Жасанды газон алаңдары бүкіл АҚШ-та кездеседі және көбінесе ірі жоғары мектептер мен спорттық кешендерде орналасқан. Бетін қауіпсіз ету үшін жасанды газон жүйелерінде ұсақ каучук толтыру ретінде қолданылады. Синтетикалық шөп кеңесінің мәліметінше, шамамен 13 000 алаңда ұсақ каучук пайдаланылады және жыл сайын 1 500-ге жуық жаңа нысан салынады. Нью-Йорк, Калифорния, Массачусетс және Коннектикут штаттарының үкіметтері, сондай-ақ ғалымдар мен мектеп жүйелері жасанды газонға қатысты туындаған барлық сұрақтарды зерттеді. Көптеген зерттеулер денсаулыққа қауіп төндірмейтінін көрсетті. Дегенмен, кейбір зерттеулер шикізаттың (автомобильдік шиналардың) құрамында полициклді ароматты көмірсутектер мен мырыш сияқты жоғары концентрациялы заттар бар екенін анықтады, олар теріге, жедел және ұзақ мерзімді денсаулыққа зиян келтіруі мүмкін. Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) (2015 жылдың күзінен бастап) ұсақ каучукқа байланысты денсаулыққа әсер ететін факторларды зерттеп жатыр, ал зерттеудің алғашқы нәтижелері 2016 жылдың басында күтілуде. Коннектикут штатының денсаулық сақтау департаменті мынадай қорытынды жасады: «Алынған нәтижелерге сәйкес, жабық және ашық алаңдардағы жасанды газонды пайдалану денсаулыққа қауіпті емес. Алайда, жабық алаңдардағы каучуктан бөлінетін ұшпалы және жартылай ұшпалы органикалық қосылыстардың жиналуын болдырмау үшін ғимарат операторларының жеткілікті желдетуді қамтамасыз етуі жөн. Ағымдағы зерттеу ыстық ауа райында жаңа алаңдарды бағалаған жоқ, сондықтан осы жағдайда қауіптіліктердің болуы мүмкін. Ағымдағы нәтижелер Нью-Йорк қаласы, Нью-Йорк штаты, USEPA және Норвегия жүргізген зерттеулермен сәйкес келеді, онда түрлі далалар мен ауа райы жағдайлары зерттелді. Осылайша, ағымдағы нәтижелер жабық және ашық алаңдардағы ұсақ каучукпен жабдықталған алаңдарда кездесетін жағдайларды дұрыс көрсетеді, бірақ бұл алдын ала қорытындыны қосымша зерттеулермен нақтылауға болады». Брайан Т. Павилонис және авторлар тобы жүргізген зерттеуде «Біз сынаған өнімдер мен алаңдарда ұсақ каучук пен жасанды газонға қатысты әсерлер көбінесе қабылданды, бірақ кейбір алаңдар мен материалдарда қорғасыннан басқа әсерлер болуы мүмкін» делінген. ФИФА-ның бас медициналық қызметкері профессор Жири Дворжак: «Көптеген зерттеулер жоғары беттік ауданы бар бөлшектерге қатысты жүргізілді және олар қазіргі уақытта қауіпсіз деп қорытындыланды. Сондықтан жасанды газонға қолданылатын ірі түйіршіктердің шығарындылары одан да аз болуы мүмкін. Мысалы, Данияның Қоршаған орта министрлігі жүргізген зерттеуде ескі шиналар мен ұсақ каучук бар балалар ойын алаңдарының денсаулығына қауіпті емес екені анықталды. Қолда бар зерттеулер жасанды газонның стерол-бутадиен (SBR) гранулаттарынан туындаған қатерлі ісік пайда болуы мүмкін деген болжамды растамайды». Scientific Instrument Services, 1999 жылғы «Автомобильдік шиналардан ұшпалы органикалық шығарындылар» (Santford V. Overton & John J. Manura): «A» брендінің шиналарында көптеген тік және тармақталған көмірсутектер, альдегидтер, спирттер, кетондар, фурандар және бензол туындылары бар екені анықталды. «B» брендінің шиналарында «көкөрт диоксиді (DOT), 2 метил-1 пропен, 2 пропан, 2 метил-2 пентен, 2,4 пентанедион, сірке қышқылы және 2,4 (1H, 3H) пиримидиндион қосылыстарының жоғары концентрациясы бар екені анықталды». Осы зерттеуде шикі шиналардан алынған химиялық заттар ұсақ каучук құрамында болады, ол шикі шиналарды ұнтақтау арқылы жасалады. Жоғарыда аталған химиялық заттарға канцерогендер және теріге, эндокриндік жүйеге әсер ететін басқа да зиянды заттар жатады.

Artificial turf fields are found all over the United States and are most commonly found at major high schools and athletic facilities. Crumb rubber is used as the infill in artificial turf systems to make the surface safe. The Synthetic Turf Council says there are about 13,000 fields using crumb rubber, with about 1,500 new installations annually. Volumes of research and testing from academics, federal and state governments including New York, California, Massachusetts and Connecticut, and school systems have examined everything called into question about synthetic turf. Many of these studies concluded that no health risks exist. Contradicting studies have found that the raw source material (automotive tires) contains high levels of polycyclic aromatic hydrocarbons and metals such as zinc which have proven dermal, acute, and long term health effects. The EPA is (as of fall 2015) investigating the health effects of exposure to crumb rubber and the initial results of this study were expected at the beginning of 2016. The Connecticut Department of Public Health concluded "Based upon these findings, the use of outdoor and indoor artificial turf fields is not associated with elevated health risks. However, it would be prudent for building operators to provide adequate ventilation to prevent a buildup of rubber related volatile organic compounds (VOCs) and semi volatile organic compounds (SVOCs) at indoor fields. The current study did not evaluate new fields under hot weather conditions and so the potential for acute risks under this circumstance is another uncertainty. The current results are generally consistent with the findings from studies conducted by New York City, New York State, the USEPA and Norway which tested different kinds of fields and under a variety of weather conditions. Thus, it appears that the current results are reasonably representative of conditions that can be encountered at indoor and outdoor crumb rubber fields, although this tentative conclusion could benefit from the testing of additional fields "

A study by Brian T. Pavilonis, et al. found “ that for the products and fields we tested, exposure to infill and artificial turf was generally considered , with the possible exception of lead for some fields and materials.”

FIFA’s Chief Medical Officer Prof. Jiří Dvořák says that “The majority of the studies have been on higher surface area particles and have concluded they are currently acceptable. Therefore the larger granules used in artificial turf will have even less potential for emissions. For example a study undertaken by the Danish Ministry of the Environment concluded that the health risk on children’s playgrounds that contained both worn tires and granulate rubber was insignificant. The available body of research does not substantiate the assumption that cancer resulting from exposure to styrene butadiene (SBR) granulate infills in artificial turf could potentially occur.”

Scientific Instrument Services, Volatile Organic Emissions from Automobile Tires, 1999, Santford V. Overton & John J. Manura : Tire "Brand A were found to contain numerous straight and branched chain hydrocarbons, aldehydes, alcohols, ketones, furans and benzene derivatives." Tire brand B was "found to contain high concentrations of the compounds sulfur dioxide (DOT), 2 methyl 1 propene, 2 propanone, 2 methyl 2 pentene, 2,4 pentanedione, acetic acid and 2,4 (1H, 3H) pyrimidinedione." Chemicals extracted from raw tires in this study would be found in crumb rubber, which is made by grinding feedstock tires. The chemicals listed above include carcinogens, and other chemicals with dermal and endocrine disrupting impacts.

Қазіргі тыйым салулар мен шектеулер

2015 жылы Мэриленд штатындағы Монтгомери округі мемлекеттік қаржыландырылатын ұсақ резеңке грануласы бар жасанды шөп алаңдарына тыйым салды. 2017 жылы Вашингтон, округтік округте ұсақ каучук қолданылатын жасанды газонды орнатуға мораторий енгізілді. 2018 жылы Коннектикут штатының Вестпорт қаласында қалалық жердегі ойын алаңдарына жасанды толтыру материалдарын қолдануға тыйым салатын қаулы жарияланды. 2022 жылдың қыркүйегінде Еуропалық комиссия «жасанды полимерлік микробөлшектердің» адам денсаулығы мен қоршаған ортаға зиян келтіру мүмкіндігін азайту мақсатында, жасанды спорт жамылғыларында қолдануға арналған ұсақ гранулалы толтырудың сатылуын шектеу немесе тоқтату туралы жоба ұсынды.

Қоршаған ортаға әсері

Қиыршықталған резеңке жасанды газон алаңдарды толтыру үшін қолданылады. 2007 жылы осы мақсатта қолданылуы 300 миллион фунт резеңкенің қоқыс орындарын ластауына жол болдырмады. Әдетте, орташа футбол алаңын толтыру үшін 20,000–40,000 ескі шина қажет (Портленд қаласы, 2008 ж.).

Дегенмен, қиыршықталған резеңкенің кішкентай өлшемі микропластик ластануының маңызды көзі деп есептеледі. 2022 жылғы зерттеу резеңке сынықтарын кеңінен қолданудың және қоршаған орта жағдайларына ұшыраудың "ықтимал зиянды салдарларын" анықтады. Зерттелген қиыршықталған резеңкеде ПАҚ-тың жоғары деңгейі, сондай-ақ, әсіресе су организмдеріне қауіп төндіруі мүмкін концентрациядағы мырыш табылды. Коннектикут штатының Қоршаған ортаны қорғау департаменті 2010 жылғы зерттеуде, қиыршықталған резеңке арқылы өтетін жаңбыр суы цинк бойынша судағы жедел уыттылық шегінен асып түсетінін анықтады. Бұдан бөлек, жаңбыр сулары материалдармен жанасқаннан кейін мыс, барий, марганец және алюминийдің жоғары деңгейі анықталды. Сондай-ақ, жартылай ұшқыш органикалық қосылыстар мен ПАҚ-тардың деңгейі жоғары болды. Бұл қосылыстардың көпшілігінің деңгейі нормативтен жоғары болғанымен, қоршаған ортаны қорғау үшін су жолдарында белгіленген шектен төмен болды.

Тарату

Синтетикалық газонның қызмет ету мерзімі шамамен 10 жылды құрайды, ауыстырылған алаңдардан жыл сайын 330 миллион фунт салмақтағы қалдықтарды кәдеге шығару қажет болады. Резеңке қайта өңделгенімен, оның ұсақ бөлшектерін қайта пайдалану қиын, көбінесе олар полигонға тасталады.