Особенности и проблемы заготовки и транспортировки металлолома Арктики



Особенности ипроблемы заготовки итранспортировки металлолома Арктики

Кириченко Илья Сергеевич, инженер-исследователь;

Алексахин Александр Викторович, кандидат экономических наук, доцент

Национальный исследовательский технологический университет (МИСИС)

Бабаян Петр Дмитриевич, кандидат технических наук, доцент

Московская государственная академия водного транспорта

Рассмотрено современное состояние и проблемы заготовки и транспортировки металлолома Арктики, экологические требования. Отмечены особенности технологического оборудования и даны предложения по совершенствованию технологических процессов.

Ключевые слова: металлолом, заготовка, транспортировка, технологии.

После того, как весной 2010 г. Премьер-министр РФ В. В. Путин побывал на Земле Франца-Иосифа и посмотрел на уходящие за горизонт, брошенные бочки, уже вмерзшие в лед, в России была инициирована масштабная программа по очистке.

В июне 2011 г. Правительство РФ утвердило программу мер по снижению и предотвращению негативного воздействия на окружающую среду в арктической зоне. Согласно программе должны быть реализованы меры по очистке территории от накопленного экологического мусора на Земле Франца-Иосифа, Новосибирских островах, архипелаге Шпицберген и о. Врангеля, а также меры для снижения угроз окружающей среде из-за расширения хозяйственной деятельности на континентальном шельфе. Главный элемент загрязнения Арктики — это различный металлолом, скопившийся здесь в огромных количествах во время развития и осуществления различных хозяйственных и военных проектов.

Заготовка лома черных металлов в стране достигла наибольших значений порядка 31 млн.тонн в год в 2004–2006 г. в период массового вывода металлоемких объектов и оборудования, оставшегося еще со строительства советских лет [1]. Излишки лома экспортировались, давая весомые валютные поступления. Максимальные объемы экспорта достигли 12,6 млн. тонн в 2005 году, из которых 10,8 млн. т было экспортировано морем [2, 3]. В настоящее время значительная часть черного лома сталей производства еще советского периода хозяйствования на континенте собрана [4]. Кроме того, происходит ухудшение качественного состава металлолома — снижение доли тяжеловесного лома, при относительном росте заготовки менее ценного легковесного транспортного лома, жести, стружки [5].

Переход отечественной металлургии на более активное использование электрометаллургических процессов, а также вытеснение ими мартеновского производства, предопределяет необходимость поддержания ломозаготовки в стране на должном уровне [6]. Арктический регион представляется одним из тех резервов, который позволит поддержать падающие валовые объемы ломозаготовки в России.

Сейчас очистка территории Арктики и другие мероприятия российского Правительства по освоению региона проходят в рамках подпрограммы “Освоение и использование Арктики”, входящую в целевую программу “Мировой океан“, утвержденную Правительством в 1998 г. Несмотря на значительные подвижки, ситуация всё ещё далека от совершенства.

Протекшие, 200-литровые бочки с горюче-смазочными материалами (ГМС), неиспользованное топливо, химреактивы антизамерзающих жидкостей, машины, запчасти, строительные материалы представляют характерный пейзаж Арктики, как на Большой Земле, так и на островах. По далеко не полной оценке, в Арктике оставлено до 12 млн. металлических бочек. Полных из них, по приблизительным подсчётам, около четверти миллиона, в которых хранится от 40 до 60 тысяч тонн различных жидкостей.

Полные бочки в Арктике преимущественно лежат смёрзшимся штабелем, поэтому наличие пустых или заполненных бочек внутри него трудно установить, без угрозы пролива жидкости, хранящейся в бочках. Обычно штабели бочек полностью разбирают непосредственно перед утилизацией, когда есть возможность и условия слива экологически опасных жидкостей в другие исправные емкости.

Бочки соседствуют с заброшенными хранилищами топлива, с цистернами, полными и пустыми, между которыми можно даже отыскать остатки трубопроводов, все это постепенно разрушается.

В период холодной войны в Арктике строились аэродромы, военные базы с жилыми городками, пункты ПВО с радиолокационными станциями, станции радиорелейной связи, организовывались склады ГСМ и др. С распадом СССР полярники стали покидать Арктику, бросая свои базы со всем оборудованием и складами, начиная от полуразрушенных зданий, автомобилей, и кончая остовами не улетевших из-за поломок грузовых самолетов. Однако хотелось бы отметить, что даже в то сложное время, там по-прежнему продолжали активно функционировать буровые комплексы и метеостанции.

Экологические проблемы нашли отражение в «Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года», утвержденной президентом В. В. Путиным в феврале 2013 г. По результатам проведенного обследования в арктической зоне России было выделено 27 приоритетных районов, из них 11 на суше и 16 в морях, и прибрежных зонах, где уже наблюдается экологически опасная ситуация [7].

«Подъем Сибири и Дальнего Востока — это наш национальный приоритет на весь XXI век», — подчеркнул Владимир Путин в ежегодном послании Федеральному Собранию.

В наши дни Россия возвращается в Арктику — воссоздается военная база и аэродром на Новосибирских островах, обновляют метеостанции и устанавливают различные виды связи, на архипелаге Новая Земля закончена модернизация взлетно-посадочной полосы на аэродроме двойного базирования «Рогачево» [8]. На архипелаге Новосибирских островов, на острове Котельный ведется строительство военного городка «Звезда», оснащенного всеми необходимыми современными элементами инфраструктуры. На островах Средний, архипелаг Северная Земля, острове Земля Александры, архипелаг Земля Франца-Иосифа, острове Врангеля и мысе Шмидта, в Чукотском автономном округе, и в поселке Рогачево на Южном острове, архипелаг Новая Земля, планируется построить пять стационарных объектов радиолокации и пунктов наведения авиации [9].

В рамках проектов строительства, перед военными стоят задачи по сносу ветхих или разрушенных строений, рекультивации территории, разбору завалов, извлечению металлолома и осуществлению ряда других мероприятий экологического характера.

Соответственно в последние годы число рейсов морских судов со стройматериалами, оборудованием, грузами снабжения строек в Арктику увеличилось в 4–5 раз. В обратном направлении эти суда чаще всего идут пустые и потенциально могут быть загружены ломом. С точки зрения экологов металлолом с территории Арктики выгоднее вывозить и переплавлять, как вторичное сырье, а не безопасно захоронять на месте. Повторное использование лома металлов отвечает современным экологическим подходам и концепции устойчивого развития, реализации которой уделяется большое внимание [10].

Однако на данном пути возникает целый ряд технических, технологических и правовых проблем [11]. И хотя заготовка лома в последние несколько лет осуществляется как в рамках экологических мероприятий, финансируемых из бюджета государства, так и военными, при очистке территорий своих возрождаемых гарнизонов, общие объемы вывоза лома не столь высоки и характеризуются данными Табл.1.

Таблица 1

Вывоз металлолома из Арктики морем вкаботаже впорты Мурманск иАрхангельск

Г Год	2009г.	2010г.	2011г.	2012г.	2013г.	2014г.
Объем перевозок, тыс. т	0,5	17,7	10,9	9,1	11,7	11,5

При общей оценке количества лома в Арктике и в промежуточных портах на трассе Севморпути (и непосредственно прилегающих к портам территориях) на уровне 300–350 тыс.тонн, и при таких темпах на заготовки и вывоза лома потребуется порядка 30 лет. За это время бочки успеют проржаветь полностью и горючее из них вытечет.

Интенсификации заготовки лома мешает недостаточная проработанность ряда вопросов:

 Во-первых, зачастую непонятно, кому лом принадлежит. Так, вокруг поселка Амдерма, Ненецкий АО, с населением порядка 500 человек, скопилось приблизительно 60–80 тыс. тонн металлолома хорошего качества, в том числе 993 емкости ГСМ различного объема, 3 остова самолетов, 17 плавсредств, а также строительные металлоконструкции. Однако, так как не выявлен хозяин и его транспортировка по текущим расценкам достаточно дорога, это ценное сырье для металлургов продолжает ржаветь. Военные заготавливают весь лом, который образовался в границах выделенных им территорий. В более широком смысле полной юридической ясности нет.

 Во-вторых, заготовка бочек на лом требует определенного специального технологического оборудования, а для наполненных -дополнительного принятия особых экологических мер безопасности.

Арктическое топливо применяется при работе двигателей при температурах ниже -40 С. Температура застывания этого топлива −55 °C. Многие годы в Арктику завозились бочки как с готовым арктическим топливом, так и бочки с реагентами, добавка которого в топливо позволяла существенно повысить его морозостойкость. В 50–60-х годах прошлого века в качестве морозостойкого реагента с высокими диэлектрическими свойствами в масла и арктическое топливо добавляли полихлорированныйбифенил (ПХБ) — сильнейший яд. ПХБ входят в группу из 12 химических веществ, определяемых как стойкие органические загрязнители, подпадающие под действие Стокгольмской Конвенции ООН от 2001 г., когда 90 стран мира, таких как США и члены ЕС, приняли решение о сокращении или прекращении производства, использования и/или недопущения утечки ПХБ.

ПХБ представляет угрозу для здоровья человека и окружающей среды даже в самых небольших концентрациях. В частности, рыба может накапливать ПХБ в своих тканях в 740 тысяч раз превышающих содержание этих веществ в воде, в которой она обитает.

Производимое сейчас арктическое топливо и масла не содержит ПХБ. В настоящее время большинство бочек в Арктике настолько заржавели, что на них невозможно различить маркировку. Поэтому полные и частично заполненные бочки вскрывают и тестируют химическими тестами на наличие ПХБ. В дальнейшем содержимое бочки с химреактивами переливают в емкости, с особыми предосторожностями, и вывозят на материк для централизованного уничтожения. Утилизация таких материалов осуществляется на установках в высокотемпературной плазме при температуре за 1000°С.

Необходимо отметить, что полные бочки с топливом массово сохранились преимущественно на бывших военных складах, сейчас заготовкой лома на этих территориях занимаются специализированные военные подразделения армии, снабженные тестами на наличии в жидкости ПХБ.

Вокруг морских портов в Арктике, метеорологических станций, мест ведения геолого-разведовательных операций скопились груды преимущественно пустых бочек, ибо топливо на гражданские нужды всегда отпускалось ограничено и лимитировалось. Заготовку лома в таких местах ведут волонтеры или же коммерческие организации.

В связи с этим особую опасность представляют бочки, заполненные отработанным маслом двигателей или остатками старого арктического топлива, которые разбросаны по всему пространству Арктики. Потенциально в отработке содержатся остатки экологически опасных арктических масел. Сжигание на открытом воздухе отработки с ПХБ запрещено из-за ущерба окружающей среде и опасности для заготовителей, поэтому такие бочки должны свозиться в одно место и сливаться отдельно в новые емкости.

На ряде арктических объектов кроме РЛС в свое время были размещены зенитные ракетные комплексы первого эшелона. Жидкостные зенитные ракеты того времени заправлялись ракетным топливом непосредственно перед пуском. Запас топлива хранился в емкостях и в металлических бочках. Кроме того, отдельно завозились и хранились химреактивы –антидетонаторы и реагенты от замерзания топлива. Эти химреактивы представляют наибольшую экологическую опасность и требуют особых мер безопасности при утилизации.

Кроме того, бочки как лом должны быть предварительно подготовлены для морской перевозки. Пустая бочка в среднем весит 20 кг и занимает слишком много места в трюме судна, поэтому их рационально прессовать перед транспортировкой [12, 13]. В спрессованном виде бочки в большей мере отвечают возросшим требованием электрометаллургии [14]. Бочки со следами топлива из-за их пожароопасности допустимо перевозить только в носовом, обычно самом малом по вместимости, трюме судна, оборудованном специальной системой тушения. В других трюмах эксплуатируемых судов отечественного флота можно перевозить только отожженные внутри бочки, с которых предварительно слили топливо.

Отработанный технологический процесс заготовки и подготовки к транспортировке бочек заключается в следующем:

Бочку прокалывают, вскрывают крышку и сливают остатки топлива в емкость. Рис.1.

Затем в бочку ставят факел горелки, который ее обжигает. После чего бочка прессуется на мобильном специализированном прессе. Так, например, на мобильном 45-тонном прессе блин высотой 0,15–0,2 м получается за 6 минут, что позволяет уплотнить лом бочек в 4–5 раз. Обычно трюма судна загружают вначале прессованными бочками, а затем на них ставят пустые отожженные бочки, чтобы полностью использовать вместимость трюмов.

Рис.1. Прессовка бочек в Арктике (Источник: http://arctic.ria.ru/chapter4/#7)

При заготовке тяжеловесного лома, брошенного автотранспорта, строительной техники, маломерных судов применяют газобаллонную резку. В отношении бывших в употреблении колесных и гусеничных транспортных средств (вездеходов, автомобилей, бульдозеров, прицепов и пр.) в полной мере должны применяться предписываемые экологические меры по предварительному сливу в емкости оставшихся масел, гидравлических жидкостей, антифризов [15]. А при утилизации брошенных малотоннажных судов (буксиров, катеров) — дополнительные меры, предписываемые при разделке судов на лом. [16]. Применяемые при этом технологии, должны отвечать экологическим требованиям [17, 18]. Учитывая высокие требования к морозостойкости ответственные конструкции на ряде объектов в Арктике были изготовлены с широким использованием нержавеющих сталей и цветных металлов. При ломозаготовке к ним также должны применяться соответствующие технологии [19].

На островах погрузку лома приходится вести на необорудованном берегу. При отсутствии причала порожние стальные “волокуши” при благоприятных погодных условиях — волнении моря, ветре и ледовой обстановке, устанавливают на плашкоут или понтон для техники и буксируют его к берегу, где автокраном погружают в них подготовленный лом. Груженые “волокуши” судовым краном снимают с понтона, а затем лом высыпают в трюм (Рис.2). После чего порожнюю “волокушу” возвращают за следующей партией лома. Логистика морских перевозок лома в значительной мере предопределяет экономические результаты деятельности по его заготовке [20, 21].

Рис. 2. Выгрузка лома в трюм

При наличии на судне современных гидравлических кранов, грузоподъемностью 24 т и более для транспортировки лома с берега на судно становится эффективным применение специализированных крупнотоннажных контейнеров с открытым верхом соответствующей грузоподъемности [22, 23]. Увеличение массы подъема ведет к сокращению стояночного времени судна под погрузкой.

Ломозаготовку в Арктике ведут в летний навигационный период. Для обслуживания специализированного оборудования, а также учитывая специфику обращения с ПХБ для выполнения работ необходим подготовленный персонал. При работе на островах необходимая техника, а также бытовки для проживания завозятся первым рейсом судна. С окончанием сезона техника и бригада вывозится на материк. Для производительной работы оборудования и персонала необходимы — стабильное обеспечение автономного энергопитания, работа средств связи, бытовые условия проживания.

В целом в российской Арктике имеются значительные резервы лома черных и цветных металлов, однако для его заготовки необходимо специализированное оборудование и технологические процессы, отвечающие экологическим требованиям, а также обученный персонал для его обслуживания. Без применения этих мер, возникшие экологические проблемы данной, столь ранимой, территории не могут быть разрешены.

Литература:

1. Кириченко С. А., Кириченко И. С. Морской экспорт лома // Вторичные металлы. 2012. № 4. С. 35.
2. Кириченко И. С. Экспорт лома в I полугодии // Вторичные металлы. 2012. № 5. С. 38.
3. Сёмин А. Е., Смирнов Н. А. От лома до качественной стали // Электрометаллургия. 2008. № 5. С. 44–46.
4. Кириченко С.А. Морские порты на службе у ломопереработчиков // Pынок вторичных металлов. 2007. № 3. С. 30–35.
5. Кириченко И. С. Экспорт лома черных металлов в 2012 году // Вторичные металлы. 2013. № 2. С. 37.
6. Чижиков А. Г., Семин А. Е., Черноусов П. И. Среднесрочный прогноз ситуации на рынке черных металлов // Вторичные металлы. 2011. № 6. С. 29.
7. Соколов Ю. И. Арктика: к проблеме накопленного экологического ущерба // Арктика: экология и экономика. 2013. № 2 (10). С. 18–27.
8. Брошенная Арктика [Электронный ресурс].- URL: http://russlovo.today/rubricator/obshchestvo/broshennaya-arktika (дата обращения: 15.12.2014).
9. Юрий Гаврилов. Все объекты военной инфраструктуры в Арктике создадут до конца года [Электронный ресурс]. — URL: http://www.rg.ru/2015/05/30/arktika2-site-anons.html (дата обращения: 30.05.2015).
10. Гагарский Э. А., Кириченко И. С. Концепция устойчивого развития и новые подходы в сфере рециклинга металлов и техногенного сырья // Вторичные металлы. 2013. № 3. С. 34.
11. Кириченко С.А. Региональные проблемы экспорта лома // Национальная металлургия. 2002. № 1. С. 17–20.
12. Ефремов Д. Б., Кириченко И.С. Утилизация брошенной бочкотары // Вторичные металлы. 2012. № 1. С.48–50.
13. Кириченко А. С., Сипаро К. А., Букин А. В. Экспорт черного лома и проблемы обеспечения морских перевозок // Вторичные металлы. 2014. № 5. С. 20.
14. Супрун В. Н., Семин А. Е. Плавление лома и предъявляемые к нему требования // Рынок вторичных металлов. 2007. № 2. С. 24.
15. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Авторециклинг в московском регионе // Вторичные металлы. 2013. № 5. С. 41.
16. Кириченко А. С., Букин А. В., Алексахин А. В. Прогрессивные технологии и организационные схемы авторециклинга- утилизации строительной техники // Техника и технология: новые перспективы развития. 2014. № XV. С. 135–141.
17. Кириченко А. С., Серегин А. Н., Чимшир В. И., Бабаян П. Д. Повышение экологических требований к технологии разделки судов на лом // Молодой ученый. 2015. № 8 (88). С. 252–256.
18. Бобина М. А., Ермолов В. М. Экологичность — основа современных технологий авторециклинга // Молодой ученый. 2014. № 11. С. 40–44.
19. Кириченко И. С., Алексахин А. В., Серегин А. Н. Особенности и тенденции рынка лома нержавеющих сталей // Молодой ученый. 2015. № 7. С. 148–153.
20. Кириченко С. А., Полянцев Ю. Д., Цыганкова В. И. Роль логистики в эффективности экспорта лома металлов // Интегрированная логистика. 2015. № 1. С. 13–18.
21. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Полянцев Ю. Д., Дугин Г. С. Транспортно-технологические системы на основе укрупненных грузовых единиц — главный фактор энергоэффективного инновационного развития транспорта // Интегрированная логистика. 2013. № 6. С. 33–37.
22. Кириченко С. А., Кириченко А. С. Упущенные возможности при морском экспорте лома // Вторичные металлы. 2009. № 6. С. 21.
23. Кириченко С. А., Кириченко А. С. Антикризисная контейнеризация // Вторичные металлы. 2009. № 3. С. 70.