Ежегодно в мире накапливается до 10 млн. т отработанных шин, большинство из которых попадают на свалки или рассеиваются в окружающей среде без надлежащей утилизации и переработки.

Образование значительных объемов резинотехнических отходов приводит к неорганизованному их складированию на свалках или неконтролируемому рассеиванию в природной среде, повышает уровень опасности на прилегающих территориях в результате попадания вредных веществ из шин в окружающую среду.

Появляется целый спектр экологических проблем, начиная от нарушения эстетики природных и урбанизированных ландшафтов к повышению антропогенного воздействия на окружающую среду, загрязнение почв, наземных и подземных вод, атмосферы, ухудшение условий проживания населения.

Проблема эффективного управления изношенными шинами как отходами - многогранна. С одной стороны, изношенные шины опасны для окружающей среды и здоровья человека, а с другой - выступают ценным источником вторичных материально-энергетических ресурсов.
Современная шина для любого транспортного средства - это комплексная конструкция на основе высококачественных материалов. Для изготовления протекторов, боковин и бортов шины используют специальные резиновые смеси.

Нейлон, сталь и/или кевлар используют в качестве армирующих материалов, они придают форму продукту и удерживают ее. Массовое содержание составляющих компонентов в шинах неодинаково и зависит от производителя и функционального назначения продукта.

В отличие от других отходов потребления, изношенные шины даже на послеэксплуатационном этапе жизненного цикла продолжают сохранять в полной мере свои физико-химические свойства. Поэтому, учитывая, что изношенная шина - это комплекс ценных материалов, большинство из которых являются дефицитными и добываются с невозобновляемого природного сырья, отработанные шины необходимо утилизировать и перерабатывать с получением вторичных материальных и энергетических ресурсов.

С другой стороны, шины, оставленные на свалках, становятся потенциальным источником опасности для здоровья населения и окружающей среды в целом. Растут экологические риски, то есть повышается вероятность возникновения опасности в результате взаимодействия составляющих изношенной шины с компонентами окружающей среды.

Выделяют следующие риски, связанные со складированием отработанных шин на свалках:

  • загрязнение атмосферы, преимущественно в результате возникновения пожаров: выделяются канцерогенные и токсичные вещества, парниковые газы и другие опасные соединения;
  • деградация и загрязнение почв: загрязнение тяжелыми металлами, органическими и неорганическими соединениями, уплотнения грунтов, деструктивные изменения в экосистемах;
  • загрязнение подземных и наземных вод: загрязнение органическими и другими химическими соединениями, тяжелыми металлами, проникающих в водоносные горизонты;
  • опасность для здоровья населения: распространение инфекционных болезней, в случае пожара - поражение организма человека.

Благодаря особенностям структуры и устойчивости к воздействию внешних факторов (таких как солнечный свет, кислород, озон или микроорганизмы) шины длительное время сохраняют физическую форму, не разлагаются биологическим путем. В отличие от других видов отходов, которые при попадании на свалки уплотняются, сжимаются и уменьшаются в размерах, изношенные шины не подвергаются самовольном уплотнению или сжатию. Поэтому попав на свалку они занимают достаточно много физического пространства, занимая значительные территории. Это не только отчуждает свободные земли, но ухудшает эстетические качества природного ландшафта.

Не менее 1,5% от общей массы шины составляют вещества, чрезвычайно опасные для окружающей среды. Учитывая, что количество опасных веществ в одной шине равна ~ 100 г, то при годовом мировом приросте в 10 млн. шин масса вредных соединений, которые могут попасть в окружающую среду, составляет не менее 10000000 т.

В многочисленных исследованиях доказано, что неконтролируемое накопление шин на свалках приводит к загрязнению и деградации почв, в том числе и тяжелыми металлами. Концентрация таких металлов как цинк, кадмий и свинец превышает допустимые нормы в почвах на шинных свалках (свалка шин вблизи Лондона), а именно: содержание кадмия составляет 31 мг/кг (ПДК = 3 мг/кг), свинца - 163 мг/кг (ПДК = 20 мг/кг), а цинка - 174 мг/кг (ПДК = 85 мг/кг).

В полостях шин накапливаются атмосферные осадки, формирующие в толще свалки техногенный водоносный горизонт, который, просачиваясь через почву, загрязняет грунтовые воды и наземные водоем. Многочисленные лабораторные испытания доказывают, что независимо от условий хранения и от размера шины (целая или измельченная), хранящиеся на свалке, определенные химические соединения (например, органические соединения, полициклические ароматические углеводороды и др.) попадают в окружающую среду в результате их вымывания из шин.

Наиболее опасными являются пожары на шинных свалках. Во время возгорания шинных отходов происходит загрязнение:

  • атмосферного воздуха: выбросы содержат летучие органические соединения, соединения серы, полициклические ароматические углеводороды, нафтеновые и парафиновые масла; оксид углерода и оксид азота твердые частицы; легкие фракции ароматических углеводородов и т.д.;
  • почв жидкими отходами (продукты термической деструкции шин) и твердыми отходами в виде недокуренные остатков и золы;
  • наземных и подземных вод: высокая температура горения шин обусловливает их деструкцию с активным протеканием окислительно-восстановительных реакций, в результате чего образуется жидкая маслянистая жидкость, по своим свойствам подобна нефтепродуктов.

Экологическая опасность связана с первую очередь с тем, что жидкие отходы способны просачиваться в почву и достигать водоносных горизонтов, а твердые отходы продолжают загрязнять окружающую среду еще длительное время
после пожара.

О рисках для здоровья населения. Следует отметить, что коэффициент мутагенности выбросов при сжигании шин на открытом воздухе в 16 раз превышает аналогичный показатель при сжигании древесины в каминах (печах) и в 13000 раз выше, чем при сжигании угля. В пожарных и у населения, проживавшего в районе возникновения пожаров на свалках, отмечали раздражение кожи, глаз и слизистых оболочек, поражение дыхательных путей, угнетение нервной системы и развитие раковых заболеваний.

Экологические риски при неконтролируемом накоплении изношенных шин на свалках имеют постоянный характер, если эти отходы не перерабатываются, и временный, если шины сохраняют до момента их утилизации и/или переработки.

Мировой опыт в области управления изношенными шинами как отходами показывает, что затраты на безопасное хранение этих многотоннажных отходов и/или расходы на возмещение убытков, причиненных окружающей среде в результате ее загрязнения, могут существенно превышать затраты на переработку отработанных шин на специальном оборудовании.