Вадим Романов - Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу

Крупными источниками ртути являются мусоросжигательные заводы (МСЗ). Так в США в Массачусетте МСЗ выбрасывает 19 тонн ртути в год, в Эвергладсе (Флорида) высокие уровни ртути в рыбе были прямо связаны с выбросами МСЗ [Н. Cole, R. Collins «Mercury Rising», Clean Water Action, January 1990].

Большую опасность представляют неорганизованные сжигания мусора, так как при них отходы фактически не горят, а тлеют. Список продуктов неполного сгорания (ПНС) насчитывает свыше ста идентифицированных опасных веществ. Среди них углеводороды и ароматические углеводороды, их хлорированные производные, токсичные фенолы и хлорфенолы, бром— и азотзамещенные вещества и, наконец, полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД), — фураны (ПХДФ) и — бифенилы (ПХБ). К ПНС относят, несколько условно, все выбросы, содержащие кислые газы: хлористоводородную кислоту (НС1), сернистый газ (S0 2) и окислы азота (NO x).

Первый из них НС1 вызывает большие проблемы из-за своей крайней химической активности. Основным источником выбросов НС1 является горение поливинилхлоридных пластмасс, находящихся в мусоре. Сернистый газ всегда образуется при горении отходов, так как органические остатки содержат серу (отсюда и тлетворный запах разложения).

Продукты неполного сгорания включают и трудноуловимые газы, такие как угарный газ (СО), который может образовываться в больших количествах при недостатке воздуха и температуре ниже БОО С. Этот газ нейтральный и потому очень трудно улавливается. Даже небольшие концентрации угарного газа в дыме выбросов вызывают блокаду гемоглобина и обусловленное этим кислородное голодание тканей, к которому наиболее чувствительна центральная нервная система организма.

Наличие во вдыхаемом воздухе высоких концентраций СО вызывает раньше всего изменение функционального состояния коры головного мозга, что в большей или меньшей степени отражается на состоянии внутренних органов реципиента.

В шлаках и дыме горящего мусора присутствуют в относительно ничтожных количествах так называемые микрозагрязнители. Пристальное внимание к микрозагрязнителям связано с тем, что в их число входят вещества крайне токсичные и весьма опасные для здоровья. Эти вещества, ПХДД, ПХДФ, ПХБ и полиароматические углеводороды (ПАУ), проявляют свои токсические свойства уже при столь малых концентрациях, что микроколичества их в газах продуктов горения мусора являются очень опасными. Если «обычные» токсиканты опасны при концентрациях мг на литр, то ПАУ опасны при концентрации мкг на кубометр, а диоксины при долях нанограмм в кубометре.

Особое место среди твердых отходов занимают пластмассы и синтетические материалы, так как они не подвергаются процессам биологического разрушения и могут длительное время (десятки, а возможно и сотни лет) находиться в объектах окружающей среды. Как уже ранее указывалось, при неорганизованном сжигании пластмасс и синтетических материалов выделяются многочисленные токсиканты, в том числе полихлорбефенилы (диоксины), фтористые соединения, кадмий и др. Общепризнано, что утилизация отходов из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена и его сополимеров может быть осуществлена только в результате их термической переработки. При этом должен быть использован комплексный подход, включающий в себя сбор, сортировку и подготовку изделий к переработке, включая их дробление, очистку, измельчение с последующей переработкой в высокотемпературном плавильном агрегате (рецикл).

Однако, как и прежде, повсеместно в России горят костры с бытовым мусором и в них тлеют, отравляя все живое, огромные массы изделий из пластмасс. Во многих европейских странах уже налажены промышленные процессы рецикла отходов пластмасс.

ПАУ являются самыми опасными из продуктов открытого горения (1 класс опасности) и обладают наибольшей по сравнению с другими родственными веществами канцерогенностью. В таблице № 5.5. приводятся значения относительных канцерогенностей различных ПАУ.

Таблица 5.5.

Относительная канцерогенность различных полиароматических углеводородов

Условные обозначения таблицы:? — неопределенно, 0 — неактивно, от + до +++Н— активный с разной степенью активности, СС — соканцерогенен с бенз[а]пиреном. TP, TI — соединения, способные вызывать опухоли разного характера, С — полный канцероген.

Таблица заимствована из Handbook of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Inc. N.Y.Basel, 1983, которая приведена в работе: Б.А.Руденко, Э.Б.Шлихтер «Полициклические ароматические углеводороды и их влияние на окружающую среду» ЦНИИТЭнеф-техим. Серия Охрана окружающей среды. Вып. 5. Москва, 1994.

Особенно много ПАУ остается в шлаках и золе на месте сжигания отходов. Поэтому не рекомендуется золу из неорганизованных мест сжигания мусора использовать для удобрений садовых насаждений.

Большое количество ПАУ содержится в продуктах сжигания твердых отходов мусоросжигательных заводов (МСЗ). Эти данные для МСЗ некоторых стран представлены в таблице № 5.6.

Таблица 5.6. составлена R.T. Williams in «Waste Incineration and the Environment». Ed. R.E.Hester and R.M.Harrison. The Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House, Science Park, Cambridge CB4 4WF. по данным A. Buekens, J. Schoeters, «Thermal Methods in Waste Disposal» EEC, Brussels, 1984. I. W.Davies et all. Environ. Sci. Technol. 1976, 10, 451. K. Olie et all. In «Chlorinated Dioxin and Related Compounds: Impact on the Environment» Ed. 0. Hutzinger et all. Pergamon Press, Oxford, 1982, p. 227.

Таблица 5.6.

Содержание ПАУ при сжигании твердых отходов МСЗ (мкг/г)

И, наконец, самыми опасными из продуктов неполного сгорания (ПНС) являются «диоксины»: смесь полихлордибензо-парадиоксинов (ПХДД) и полихлор-дибензофуранов (ПХДФ). Это короли токсичности и бесспорные разрушители природы; диоксинами пропитаны все среды в окрестности места сжигания.

Японские ученые исследовали волосы рабочих МСЗ и контрольной группы людей. Данные выражены в токсических эквивалентах TEQ, которые учитывают также и токсичные соединения ПХБ, как и диоксины, содержащиеся в выбросах МСЗ. Оказалось, что токсичность волос рабочих МСЗ в 3,7 раза выше контроля [Н. Miyata et al. Organohalogen Compounds, 30, p. 154, 1996.]. Аналогичный результат был получен и при анализе крови у рабочих МСЗ в США. В крови рабочих МСЗ содержание диоксинов в токсических эквивалентах TEQ было на 30 % выше, чем у контрольной группы: 16,6:21,9 пкг/г липидов [A.J. Schecter, et al. Med.Sci. Res. 1991, pp.331–332.].

Сжигания бытовых отходов и органического мусора, а также горение торфяников вносят довольно весомую лепту в состояние приземного слоя атмосферы, определяемого как смог (см. последний раздел главы 1). При фотохимических смогах оксиды азота и углеводороды, содержащиеся в выхлопных газах автомашин, под влиянием солнечной радиации образуют оксиданты, из которых наиболее распространен озон. Продолжительность смогов обычно от одного до нескольких дней, но интенсивность загрязнения атмосферы при этом бывает настолько велика, что смоги вызывают тяжелые последствия, нередко сопровождающиеся жертвами. В последнее время с развитием автотранспорта фотохимические смоги значительной интенсивности возникают во многих городах разных континентов.