Как известно, для строительства зданий используют в том числе обводненные земли. А для отведения воды применяют подземные и наземные гидродренажные системы: каналы, коллекторы, трубопроводы, водохранилища, плотины, дамбы, насосные станции и водозаборы. Они обеспечивают оптимальный водный, воздушный, тепловой и питательный режим почв. Но такие системы могут отрицательно влиять на геосферу, так как материалы, например, пластики, из которых их производят, не всегда экологичны. Исследователи из Пермского Политеха оценили безопасность применения различных материалов и выделили наиболее экологичные из них.
Гидродренажные системы находятся в верхнем слое почвенной оболочки Земли и образуют открытые природно-техногенные системы. Процессы в них представляют собой биореактор периодического действия. Окружающая среда влияет на элементы конструкций и разрушает их, и это впоследствии меняет химический фон геосферы. Для комплексной оценки негативного воздействия материалов нужно изучать все стадии жизненного цикла гидродренажных систем, в том числе их длительность. Это поможет наиболее эффективно подбирать материалы для их возведения.
Ранее в конструкциях использовали металлы, асбестоцемент, цементобетон и керамику, а сейчас чаще применяют полимерные материалы. Долгосрочная эксплуатация пластиков может приводить к механическому и химическому загрязнению окружающей среды. Таким образом в нее попадают микропластик, углерод, стирол, формальдегид, фенол и другие вредные вещества. За продолжительный период пластик оказывает техногенное воздействие, которое превышает нормы, что требует значительных ресурсов на рекультивацию и очищение территории. Поэтому важно также учитывать время эксплуатации систем.
Ученые оценили устойчивость гидродренажных систем по показателям, которые выявили после оценки их жизненного цикла. В частности, к ним относятся наличие опасных химических соединений, загрязнение почвы, атмосферы и гидросферы, необходимость очищения почв после использования конструкций, химическая стабильность на всем протяжении эксплуатации и возможность ассимиляции окружающей средой. Экологи выявили индекс опасности материалов, из которых производят конструкции: пластиков, металлов, цементобетона, асбестоцемента и керамики.
Результаты исследования показали, что пластиковые материалы имеют наибольший индекс опасности для геосферы. Они содержат вредные химические соединения, компоненты которых при разрушении и взаимодействии с окружающей средой образуют канцерогены. Поэтому после окончания использования необходимо демонтировать конструкции и очищать почву. Цементобетон и керамика не оказывают техногенного воздействия на территории. По итогам оценки керамика стала наиболее безопасным материалом для применения на всем протяжении жизненного цикла конструкций.
Данные исследования ученых можно использовать для отведения воды в сферах строительства. В дальнейших планах исследователей — разработка ресурсосберегающей технологии получения керамических изделий, которая позволит снизить не только экономические затраты, но и нагрузку на окружающую среду.
По материалам Naked-scienic.
