01.02.2007 14:35
Отрывок из книги С.С.Юфит"Мусоросжигательные заводы - помойка на небе"[...]
Когда вам рассказывают байки о почти полном отсутствии отходов и выбросов от
МСЗ, то будьте внимательны: не почти, но всегда это не правда. Такое опасное
производство не может, по чисто техническим причинам, быть безотходным.
Выбросы МСЗ охватывают все обычные для промпредприятий отходы:
загрязненный воздух,
загрязненные воды,
загрязненные твердые отходы.
Мы рассмотрим все вопросы, связанные с этими загрязнениями ниже. Для
снижения выбросов в воздух создаются мощные, эффективные, но крайне дорогие
очистные сооружения. Для уменьшения объемов золы и шлаков, подлежащих
захоронению, пытаются использовать их в строительных изделиях, что может
быть крайне опасно. Однако, для снижения отходов от работы фильтров и мокрых
скрубберов для нейтрализации кислых газов, ничего сделать нельзя, так как
чем лучше очистка, тем больше объем загрязненной воды, илов и загрязненной
массы с фильтров.
Работа любого мусоросжигательного завода опасна для окружающей среды и
здоровья населения. Даже по нашим весьма старым нормам строительств, когда
еще о диоксинах и не слыхивали, МСЗ относятся к опасным производствам, не
ниже 2 категории опасности.
Загрязнение воздуха
Металлы
Для начала приведу таблицу, из книги Саст Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др.
Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990, 335 с., которая процитирована в
той же самой брошюре И. Игнатовича и Н. Г. Рыбальского. Это как бы
официальная таблица, полученная для наших МСЗ и нашего ТБО. Обратите
внимание на "коэффициенты концентрации", это величина показывает насколько
данного вещества в выбросах МСЗ больше, чем в обычном воздухе, то, что
называется "фон".
Следует заметить, что за прошедшие 10 лет со дня получения этих данных в ТБО
и, соответственно в выбросах, возросло содержание свинца, ртути и кадмия, то
есть наиболее токсичных металлов.
Таблица 2
Содержание химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов
разных городов
Выбросы в воздух
Летучая зола
Элемент
содержание, %%
коэф. концентрации
содержание, %%
коэф. концентрации
Висмут
0,0003-0,0013
300-1300
0,01
10000
Серебро
0,0006-0,0021
86-300
0,003-0,01
430-1430
Олово
0,02-0,18
80-720
0,22-0,3
880-1200
Свинец
0,155-0,186
97-116
0,45-1
281-625
Кадмий
0,0005-0,0012
38-923
0,005-0,01
380-770
Сурьма
0,003-0,009
60-180
0,01-0,02
200-400
Медь
0,15-0,4
32-85
0,07-0,3
15-64
Цинк
0,18-0,56
22-68
1-3
120-360
Хром
0,06-0,16
7-20
0,08-0,6
10-200
Ртуть
0,00004-0,00009
5-10
-
-
Уже из данных этой таблицы видно, что в дымах МСЗ опасных металлов в
некоторых случаях в тысячи раз больше, чем в "обычном" воздухе. Токсичные
металлы выбрасываются в форме солей или окислов, то есть в устойчивом виде и
могут лежат неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью
попадая в организм человека. Опасность токсичных металлов именно в том, что
они (кроме ртути, которая любит мигрировать) могут накапливаться. Поэтому
нормы ПДК могут оказаться не применимыми к таким выбросам.
На рис. 3 показано, как распределяются выбросы металлов между выбросом в
воздух, пылью iа фильтрах и шлаком, вытекающим из сжигателя. Естественно,
что почти все железо (99%) уходит в шлак, но уже медь частично летит с пылью
и именно она ответственна за образование диоксинов в зонах охлаждения газов.
Впрочем. ученые только начали изучать этот процесс и на роль катализатора
рассматриваются и иные металлы. Один из самых токсичных и коварных металлов,
кадмий, летит с пылью и удержать его на фильтрах трудно, 12% улетает в
трубу. Но ртуть, о ядовитости которой все знают, почти вся (72%) следует за
кадмием. Тяжелые металлы оседают вокруг МСЗ по розе ветров и образуют
характерное пятно загрязнения, а уж потом начинаются миграционные процессы и
токсичные металлы, особенно ртуть, расходятся во все стороны к нам на стол.
Рис.3. Распределение металлов (%%) между отходящими газами, летучей золой и
шлаком.
Из статьи: P.H. Brunner, H. Monch. Waste Mange. Res. 1986, 4,105.
Ртуть
Ртуть вылетает из труб МСЗ в форме паров (7%) и в форме хлоридов (70%). И те
и другие весьма токсичны и являются потенциальными нейротоксинами.
Мигрируя по пищевым цепям, ртуть накапливается в морских и речных
организмах. Болезнь Минимата, которая поразила жителей на берегу залива в
Японии, была вызвана сбросом ртутьсодержащих отходов промышленным концерном,
производившим ПВХ-пластмассы. Металл накапливался в рыбе, постоянной пищей
японцев, и вызывал заболевание, После того, как 200 человек умерло
производство остановили, бухту у г. Минимата осушили, а ил (содержавший
ртуть) был удален. По таким же цепочкам аккумулируется ртуть и на суше, ее
конечным владельцем становятся хищники. Например в Швеции исчезла пустельга,
а поголовье соколов-сапсанов и ястребов сильно уменьшилось. МСЗ являются
крупными источниками ртути. 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 [H. Cole, R. Collins "Mercury Rising", Clean Water
Action, January 1990].
Продукты неполного сгорания
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, которые не относятся к газам "проскока", то
есть к тем летучим соединениям, которые содержались в исходной смеси,
подаваемой на сжиганеие, но не успели сгореть. В результате эту группу
попадают кислые газы хлористоводородная кислота (HCl), сернистый газ (SO2) и
окислы азота (NOX).
Первый из них HCl вызывает большие проблемы из-за своей крайней
агрессивности по отношению к металлу камер сжигания. Он же ответственен за
образование диоксинов по реакции Дикона в холодной зоне. Его удаляют
промывкой щелочными растворами извести и они дают большую часть тех твердых
отходов МСЗ, о которых мы еще будем говорить. Основным источником выбросов
HCl является горение поливинилхлоридных пластмасс, находящихся в потоке
мусора.
Сернистый газ всегда образуется при горении мусора, так как органические
остатки содержат серу (отсюда и мерзкий запах разложения). Полностью убрать
его не просто, и вместо извескового молока приходится брать дорогую щелочь.
Окислы азота весьма токсичны (ПДК для NO2 9 мг/м3 для остальных оксидов 5
мг/м3 в пересчете на NO2) и крайне трудно связываются со щелочами в обычных
скрубберах. Для нас важно знать, что чем выше температура сжигания, тем
больше окислов азота образуется. Это одна из причин, по которой очень
высокие температуры при сжигании, могут привести к крайне высоким выбросам в
атмосферу этих токсикантов. Если вспомнить, что диоксины, от которых
пытаются избавится таким образом, все-равно вновь возникнут в холодной зоне,
то такое рискованное "усовершенствование" технологии оказывается ненужной
тратой денег и оборудования. Для более или менее полной очистки газов от
оксидов азота приходится прибегать уже не к фильтрам и скрубберам, а к
eаталитическим дожигателям такого типа, как используют для дожига газов в
автомобильных двигателях, только подешевле и более сложного устройства. Это
обходится в копеечку.
Продукты неполного сгорания включают и нейтральные газы, такие как угарный
газ (СО), который может образовываться в больших количествах при
неправильном режиме работы сжигателя (мало воздуха, температура ниже 800°С и
другие нарушения), Этот газ нейтральный и потому очень трудно улавливается.
Он опасен и в очень малых концентрациях, чему пример жители Череповца, где
работают рядом с жилыми домами мощные металлургические производства,
выбрасывающие очень много СО, а в городе на улицах случались обмороки с
людьми.
Малые концентрации угарного газа вызывают блокаду гемоглобина и
обусловленное yтим кислородное голодание тканей, к которому, eак известно,
наиболее чувствительна центральная нервная система, это вызывает раньше
всего изменение функционального состояния коры головного мозга, что в
большей или меньшей степени отражается на состоянии внутренних органов. ПДК
0,03 мг/л.
Справочник практикующего врача.
Микрозагрязнения
Анализ шлаков после дробления, летучей золы с фильтров и отходящих газов МСЗ
показал, что около 1% углерода, введенного в сжигатель, покидает его со
шлаком, 0,1% связывается с летучей золой и около 0,01% выбрасывается в виде
микрозагрязнений, Остальной углерод превращается в окислы углерода (главным
образом в углекислый газ) [P.H. Brunner et all. Waste Manage. Res., 1987, 5,
355]. Концентрация общего органического углерода (ООУ) в среднем в шлаках 10
г/кг, в летучей золе 40 г/кг, а в газах 20 мг/нм3. Источники микрозагрязнений
Основных источников микрозагрязнений три:
1. Неполное сгорание тех микрозагрязнений, которые присутствовали в исходном
мусоре. Не следует думать, что это пренебрежимо малые количества. Вот
примерный расчет выбросов: при величине эффективности разрушения и удаления
(ЭРУ) равной 99,999% (это требование для ПХБ) "проскок" равен 0,0001%.
Однако эта малая величина означает, что каждый сжигаемый килограмм ПХБ будет
давать выброс в окружающую среду равный 1 мг, что совсем не мало для таких
токсичных веществ. Если вы сожжете 1000 тонн, то выброс будет равен 1 кг
токсикантов. Есть о чем задуматься.
2. Синтез de novo диоксинов и фуранов (ПХДД и ПХДФ) при охлаждении горячих
газов и в фильтрах.
3. Органические вещества, попадающие в отходящие газы из других источников
таких, как воздух для сжигания, загрязнения из скрубберов, вода в системах
очистки и из дополнительного топлива, которое всегда вынуждены использовать
для сжигания мусора.
В США в списке опасных веществ, которые могут встречаться в отходящих газах
сжигателей, содержится свыше 400 опасных химических веществ, которые
включают как органические, так и неорганические соединения.
Пристальное внимание к микрозагрязнениям 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 МСЗ 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. В
таблице 3 показаны выбросы основных микрозагрязнений в отходящих газах МСЗ
Канады и Норвегии.
Таблица 3
Результаты обследования двух МСЗ. Выбросы микрозагрязнений в мкг/нм3
Канадский МСЗ
Норвежский МСЗ
Хлорбензолы
3,3-9,9
0,034-3,8
Хлорфенолы
5,1-23,7
не обнаружены
ПАУ
3,2-21,9
0,84-6000
ПХБ
1,7-7,0
<0,00003-0,06
Диоксины
0,063-0,597
0,047-1,8
Таблица составлена G. H. Eduljee 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
Ch. Benestad, M. Oehme, Waste Manage. Res. 1987, 5, 407. A. Finkelstein et
all in "Emission from Combustion Processes..." Ed. R. Clement et all. Lewis
Publishers, Boca Ration, 1990, p. 243.p
Видно, что во времена проведения этих измерений (1987-1990 гг) МСЗ в Канаде
работал намного хуже, чем в Норвегии. Надо сказать, что и в США сжигатели
того времени (то есть именно такие, которые нам теперь пытаются продавать)
работали чудовищно грязно. В 1994 году ЕРА провело обследования всех МСЗ -
166 штук. Правда в конечном итоге было проверено всего 12 МСЗ, но все они
показали крайне высокие уровни выбросов, которые, как теперь я понимаю, и
объясняют столь сильное загрязнение всей территории США диоксинами. Уровень
загрязнения пищи в Америке столь высок, что по оценке ЕРА уже угрожает
здоровью нации.
Выбросы некоторых сжигателей на МСЗ в США, проверенных в 1993-1994 году
[Waste Not #346, Sept. 1995].
Флорида
4400 нг/нм3
Гонолулу
5900 нг/нм3
Мэриленд
5884 нг/нм3
Мичиган
3254 нг/нм3
Огайо
12 998 нг/нм3
Вирджиния
42 995 нг/нм3
Учтите, что по теперешним европейским нормам выбросы в воздух не должны
превышать 0,1 нг ТЭ/м3. Естественно, что сжигатели были закрыты или
остановлены для переделки. Авторы исследования считают, что главную вину за
такие массированные выбросы несут горячие электростатические фильтры,
которые сами генерируют диоксины.
Примечание: Я думаю, что эти цифры (скажу еще раз - фантастически огромные!)
показывают общий, суммарный, выброс всех диоксинов. Тогда для перехода к
величине, выраженной в токсических эквивалентах ТEQ, эти цифры надо
разделить на эмпирический коэфициент, значение которого колеблется у разных
авторов от 30 до 60. Я считаю, что коэфициент равен 50+10. Но даже если мы
разделим данные по выбросам, приведенные в таблице на 100, то все равно,
такие выбросы абсолютно не допустимы и правильно сделало ЕРА, что остановило
эти сжигатели.
ПАУ
Полиароматические углеводороды (ПАУ) являются опасными канцерогенами.
Выбросы этих соединений из МСЗ не достигают уровня самого грязного
сжигателя - дизелей, но довольно близки к ним. Если учесть, что дизели
(тяжелые грузовики) двигаются, а МСЗ стоят на месте и сжигают сотни тысяч
тонн мусора, то опасность загрязнения воздуха ПАУ вблизи МСЗ становится
реальной.
Таблица 4
Относительная канцерогенность различных ПАУ
Соединение
Канцерогенный потенциал
Биоактивность
2-метилнафталин
0
TP
Флуорантен
0
CC
2-Метилфлуорантен
+
C, TI
3-Метилфлуорантен
?
TI
Пирен
0
CC
Бенз[a]антрацен
+
TI
Хризен
+
TI
Бенз[c]фенантрен
+++
C
3-Метилхризен
+
TI
5-Метилхризен
+++
C, TI
7,12-Диметилбенз[a]антрацен
++++
C, TI
Бенз[b]флуорантен
++
C, TI
Бенз[j]флуорантен
++
C, TI
Бенз[a]пирен
+++
C, TI
Дибенз[a,h]антрацен
+++
C, TI
Индено[1,2,3-cd]пирен
+
TI
Бенз[ghi]перилен
0
CC
Пицен
+
TI
Таблица взята из Handbook of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Inc.
N.Y.Basel, 1983, которая приведена в очень полезной работе: Б.А.Руденко,
Э.Б.Шлихтер "Полициклические ароматические углеводороды и их влияние на
окружающую среду" ЦНИИТЭнефтехим. Серия Охрана окружающей среды.
Вып.5.Москва, 1994
Примечание. Условные обозначения: ? - неопределенно, 0 - неактивно, от + до
++++ - активный с разной степенью активности, CC - соканцерогенен с
бенз[a]пиреном. TP, TI - соединения, способные вызывать опухоли разного
характера, C - полный канцероген.
Особенно много ПАУ остается в шлаке МСЗ. Выше было сказано, что ООУ в шлаках
может быть до 10 г/кг. Вряд ли кто видел шлаки не черного цвета - это и есть
углерод. Распространенным заблуждением является утверждение проектантов МСЗ,
что их шлаки такие чистые, что не представляют никакой опасности. Конечно
это не так, Несмотря на высокие температуры органический углерод всегда
содержится в шлаках, а состоит он из ПАУ, диоксинов и других токсичных
веществ.
Таблица 5
Содержание ПАУ в твердых отходах МСЗ (мкг/г)
Нидерланды
Канада
Англия
Загрязнение
Шлак
Летучая зола
Летучая зола
Летучая зола
Флуорен
145
40
<0,5-64
-
Фенантрен
245
120
-
-
Флуорантен
350
70
0,5-440
58
Пирен
470
155
0,5-120
49
Бенз[a]антрацен
105
25
-
171 (сумма)
Хризен
180
45
-
-
Бензофлуорантены
170
36
-
-
Бенз[a]пирен
60
10
0,14*
147*
Таблица 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. O. Hutzinger et all. Pergamon Press, Oxford, 1982, p. 227.
*) Сумма бенз[a]пирена и бенз[e]пирена.
Диоксины
И, наконец, самыми опасными из ПНС являются "диоксины": смесь
полихлордибензо-пара-диоксинов (ПХДД) и полихлордибензофуранов (ПХДФ). Это
короли токсичности и бесспорные разрушители природы. О них отдельная лекция.
Однако сразу надо сказать, что диоксины пропитывают все среды вокруг МСЗ. Диоксины в трубе. Та часть диоксинов, которая попадает в трубу, почти
целиком связана с частицами пыли. Это естественно, так как диоксины очень
хорошо адсорбируются на любых материалах: их адсорбционная способность
огромна. На рис. 4 хорошо видно, что эмиссия диоксинов из трубы прямо
связана с пылью. Если вы внимательно рассмотрите таблицу выбросов диоксинов
после модернизации МСЗ в Нидерландах, то увидите, что количество
выбрасываеiой пыли уменьшилось в 16 (!) раз.
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:
1,18:4,36. [H. Miyata et al. Organohalogen Compounds, 30, p. 154, 1996.]
Аналогичный результат был получен и приии анализе крови у рабочих МСЗ в США.
Если волосы отражают загрязнение, идущее в организм, то загрязнение крови
это и есть загрязнение самого организма. 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.].
Опасно ли это? Вот самые последние исследования, проведенные в Японии
(Dioxin"97, v.32, p.155). Неподалеку от МСЗ (напомню, что японские МСЗ одни
из лучших в мире) была выявлена зона с высокими показателями смертности от
рака. Изучение загрязнения диоксинами окрестностей завода показали, что в
зоне до 1,1 км к югу от завода из 57 умерших в течение 1985-95 гг., 24
умерли от рака (42%), а в зоне от 1,1 до 2,0 км из 167 умерших только 34
умерли от рака (20%). Последняя цифра близка к средней для этого региона
(25-28%). Тяжелые частицы, несущие диоксин выпадают как раз в зоне,
прилегающей к трубе МСЗ, однако более мелкие частицы разносят диоксины по
всей стране. Голландцы показали, что даже на расстоянии 24 км хорошо
прослеживается диоксиновое загрязнение. Имеющиеся у нас МСЗ довольно
грязные, так как построены еще тогда, когда о диоксинах и не слышали. Так
летучая зола мурманского МСЗ содержит 2 нг/г, что на порядок выше западных
МСЗ. Соответственно и выбросы в воздух должны быть на порядок выше.
Содержание диоксинов в грудном молоке мурманских матерей (27,5 пкг ТЭ/г
жира) во многом связано с работой этого завода, если в Мурманске построят
еще один завод, ситуация резко ухудшится.
Рис.4. Связь между выбросами пыли и выбросами диоксинов.
Загрязнение твердых отходов
К таким отходам относятся шлаки, летучая зола и отходы с фильтров очистки
воздуха. Мы уже неоднократно упоминали о загрязнении шлаков и летучей золы,
поэтому коснемся только некоторых частных вопросов.
Шлаки
Нет никаких разумных оснований, ни экономических, ни экологических, для
того, чтобы превращать три тонны мало токсичного мусора в тонну высоко
токсичной золы.
Пол Коннет
Шлаков образуется около тонны на 3-4 тонны мусора. В тех сжигателях, в
которых в печь добавляют известняк в качестве флюса, шлаков еще больше.
Предпринимаются самые разнообразные попытки использовать шлаки и золу МСЗ.
Из них пытаются делать бордюрные камни, барьерные рифы и блоки для
строительства, вводить их в асфальт и использовать для других дорожных
покрытий. Наши умельцы предлагают делать из шлаков шлаковату для утепления
зданий и керамзитоподобный материал для строительных работ. Фантазии их
беспредельны.
Это удивительно для материала, который образуется при температурах не ниже
1000°С, но шлаки довольно токсичны (и наши разработчики МСЗ никак не могут в
это поверить). Их токсичность складывается из токсичности ПАУ, диоксинов и
неопознанных органических токсикантов и, кроме того, токсичных металлов.
Конечно, шлаки менее опасны, чем летучая зола с фильтров, так из 11 образцов
летучей золы разных МСЗ 9 оказались высоко токсичными, а такая же проба для
16 образцов щлаков выявила только 2 токсичных образца, которые требовали
захоронения как особо токсичные отходы. Примечание. Стоимость захоронения обычного мусора (в среднем) 23 доллара за
тонну, а опасных отходов 210 долларов за тонну! Следует учитывать, что
диоксины относятся к весьма устойчивым токсикантов и все эти бордюрные камни
и плиты из шлаковаты будут токсичными многие десятилетия и отрава достанется
не только нашим внукам, но и пра-правнукам.
Теперь о металлах в шлаках. Вот данные одного исследования, проведенного
Фондом защиты окружающей среды [R. Denison "Ash utilization: an idea befor
its time?" Environmental Defense. 1989].
Таблица 6
Содержание семи токсичных металлов в блоках из цемента, блоков с добавками
летучей золы и блоков с добавлением смеси летучей золы и щлаков МСЗ
Блоки с летучей золой
Блоки со шлаком и летучей золой
Обычные цементные блоки
Портланд-цемент
Цинк
18618
4482
53
29
Свинец
7278
5137
4
1
Медь
606
4668
13
9
Никель
78
109
47
18
Хром
190
146
31
38
Кадмий
731
44
0.26
0.04
Мышьяк
73
5
33
2
"Зеленые" Америки и Агентство по охране окружающей среды США (US EPA)
находятся в остром конфликте из-за оценки токсичности этих смешенных блоков.
Суть конфликта в том, что ЕРА, которая все-таки ближе к промышленникам, чем
к "зеленым", утверждает, что при тщательном контроле смешанные блоки
безопасны. Главный аргумент "зеленых" состоит в утверждении, что хоть через
сто лет, но токсичные металлы будут выброшены в окружающую среду. Они
напоминают, что те, кто красил стены и окна свинцовым суриком десятки лет
назад, давно уже умерли, а теперешние жильцы таких домов вынуждены
соскребать ядовитую краску, чтобы сохранить здоровье своих детей. Это
аргумент чисто экологический и его невозможно опровергнуть. Но людей, к
сожалению, больше волнуют сиюминутные беды. Такая беда в том, что токсичные
металлы могут вымываться дождями из блоков. Именно здесь и находятся корни
конфликта с ЕРА. Эта организация опубликовала методику определения вымывания
металлов из блоков. Методика хорошая, но в ней указана определенная
кислотность вымывающей воды. При такой кислотности металлы практически не
вымываются и, следовательно, блоки могут использоваться в строительстве и
пр. Однако хитроумные "зеленые" ученые усомнились в правильности выбранной
величины кислотности и показали, что при ее изменении, что всегда возможно
"по метеоусловиям", металлы начинают вымываться в таком количестве, который,
по правилам самого ЕРА, считается опасным. Спор идет...
"Летучая зола"
На рис. 5 хорошо видно, что диоксины (как мы уже говорили) образуются вновь
(de novo) в зоне охлаждения, часть из них попадает в летучую золу
(технический термин "зола уноса"), а часть улетает в трубу, к нам. Зола
уноса это та пыль, которая осаждается на фильтрах. В ней содержатся не
только диоксины, но и еще множество опасных веществ. Подробное исследование
токсичных свойств летучей золы (ЛЗ) было проведено в Нидерландах [Th.
Helder, E. Stuttrheim, K. Olie. Chemosphere, Vol. 11, No. 10, pp.952-972,
1982].
Рис.5. Образование диоксинов в зонах охлаждения отходящих газов МСЗ.
Вы и сами можете провести этот опыт: в аквариум с мальками радужной форели
(почему-то токсикологи любят проводить испытания на этих рыбках) было
добавлено некоторое количество ЛЗ или экстрактов ее. На рис. 6 видно, что
спустя два месяца погибло 100%. При этом они вовсе не все время были в этой
отравленной воде, а только 4 дня, после чего аквариумы промыли чистой водой.
Авторы указывают, что экстракт золы оказался крайне токсичным, и по их
расчету в золе было 75-125 нг/г токсических эквивалентов диоксинов. Из самой
золы в воду диоксины почти не переходили, что естественно, так как они в
воде растворяются крайне плохо. Из этого опыта, а таких исследований было не
мало, был сделан вывод: Летучая зола весьма токсична и токсичность ее только
частично связана с диоксинами. Иными словами, наряду с медленно действующими
диоксинами, в ЛЗ содержатся сильные канцерогены. Эти опыты и предопределили
отношение к ЛЗ как к токсическому продукту. Однако, отвозить ее на
спецполигоны для токсичных веществ очень дорого, поэтому предпринимаются
усилия по изготовлению из нее или из смесей с ЛЗ различных строительных
изделий, асфальта, бетона и т. п. В таблице.6 было показано содержание
токсикантов в ЛЗ и изделиях, в которых применена ЛЗ. А в таблице 7 общее
содержание металлов в ЛЗ, полученной на угольных тепловых станциях и на МСЗ.
Такие сравнения обычно проводят для того, чтобы показать, что угольные ТЭЦ
еще хуже МСЗ, однако мощные ГРЭС строят вдали от городов и вблизи мест
добычи угля, а МСЗ - вблизи мест образования мусора, около нас.
Таблица 7
Сравнение выбросов металлов с золой уноса при сжигании угля на тепловых
электростанциях и мусора на МСЗ (мг на кг топлива)
Металл
МСЗ
Угольная электростанция
As
180
490
Ba
2100
1900
Be
4
30
Cd
500
30
Cr
650
370
Co
140
40
Cu
1450
300
Pb
20 000
2100
Hg
>130
5
Sr
290
1800
V
160
850
Zn
48 000
2800
Таблица взята из A. Buekens, J. Schoeters, "Thermal Methods in Waste
Disposal" EEC, Brussels, 1984.
Примечание. Загрязняющая способность МСЗ очевидна, но для правильной оценки
мощности выбросов в данной местности необходимо учитывать и количества
сжигаемых материалов - угля и мусора. Уголь тоже довольно грязное топливо.
Загрязнение воды
Связывание диоксинов на частичках происходит не только в воздухе,
аналогичная картина и в воде. В Англии, к северу от Бирмингема работал
сжигатель опасных отходов (фирма Coalite Chemical). В 1991 году в молоке
коров на трех фермах были обнаружены опасные количества диоксинов и продажа
молока с этих ферм была запрещена. Обследование района показало, что
диоксины накопились не только в почве вокруг сжигателя, но и по фарватеру
реки Doe Lea. Даже на расстоянии 1,5 км от места сброса сточных вод были
найдены высокие концентрации диоксинов. (Waste Not, #187, March 1992).
Расстояние от выпуска сточных вод
Концентрация в токсических эквивалентах, нг/г донных отложений
Диоксины
Фураны
1 км выше выпуска
0,02
0,003
40 м выше выпуска
0,03
0,004
40 м ниже выпуска
13,0
12,0
1,2 км ниже выпуска
79,0
5,7
1,5 км ниже выпуска
97,0
9,4
Наше исследование донных отложений Северной Двины показало, что выброс
диоксинов после целлюлозно-бумажных комбинатов распространяется на десятки и
даже сотни километров, хотя, как я уже сказал, в чистой воде они растворимы
плохо, но на частичках илов их может быть очень много.
Рис. 7
Рис.6. Опыты с мальками радужной форели и летучей золой МСЗ.
Из статьи: Th. Helder, E. Struttrheim, K. Olie. Chemosphere, Vol. 11, #10,
pp. 952-972, 1982. < br>
Так они погибали:
< br>
1. Гидроцефалия мозга.< br>
2. Некроз плавников.< br>
< br>
Но откуда же идет загрязнение воды? Что является источником загрязнения
сточных вод? Первым источником загрязнения является вода для охлаждения
щлака, который образуется при сжигании мусора. Шлак содержит много тяжелых и
токсичных металлов. На рис. 3 видно, что если металл не летуч, то он уходит
в шлак, а если летуч, то попадает и туда и сюда, а если это ртуть, то искать
ее надо в отходящих газах.
Другим источником являются скрубберы для улавливания кислых газов, после
охлаждения газов при выходе из печи и вода для смыва осадков с фильтров. Все
эти воды весьма токсичны и требуют специальной очистки. Именно эти воды
загрязнили речку Doe Lea в Англии, так как этот сжигатель уничтожал только
жидкие токсичные отходы и не имел шлаков.
В таблице 8 приведены результаты работы кислых скрубберов. Хорошо видно, что
оксиды азота и угарный газ вообще не задерживаются в этих очистителях.
Таблица 8
Типичный состав отходящих газов МСЗ до и после промывки в скруббере
Газ до скруббера
Газ после скруббера, мг на кубометр
Вода
10-18 % по объему
Углекислый газ
6-12% по объему
Кислород
7-14% по объему
Пыль
2-10 грамм/м3
20-30 (снижение в 1000 раз)
Хлористоводородная кислота (HCl)
250-2000 мг/м3
10-30
Фтористоводородная кислота (HF)
0,5-9 мг/м3
0,5-2
Сернистый газ (SO2)
200-1000 мг/м3
200-300
Окислы азота (NOX)
100-400 мг/м3
100-400
Угарный газ (CO)
50-100 мг/м3
50-100
Общий органический углерод (то есть все иные органические вещества в пересчете на углерод)
<20 мг/м3
<20
Таблица взята из "Review of Municipal Solid Waste Incineration in UK", 1991.
and L. Barniske, Waste Manage. Res., 1987, 5, 347.
Сточных вод в среднем образуется 2,5 м3 на тонну сжигаемых отходов. Эта вода
сильно загрязнена солями и токсичными металлами (Таблица 9). Она всегда либо
сильно щелочная, либо сильно кислая, и то и другое плохо, так как требует
специальной обработки. В тех сжигателях, где нет отбора тепла для получения
энергии, в горячие газы впрыскивают воду, которая полностью испаряется и с
газами попадает на очистные фильтры, а оттуда в сборник сточной воды.
Рис. 7 . Загрязнение диоксинами донных отложений рек Вычегда и Северная Двина.
Кроме загрязненной воды - отходов МСЗ, существует еще одна опасность,
связанная с водой, промывающей шлаки, вывезенные на свалки. В этой воде
оказалось много не только токсичных металлов, но и опасные количества ПАУ
[I. W. Davies et al. Environ. Sci. Technol., 1976, 10, 451.]
Таблица 9
Содержание загрязнений в сточных водах МСЗ (мг/л)
Загрязнение
Вода из скруббера отходящих газов
Вода охлаждения шлаков
рН
0,95
8,8
Cl
12900
1540
SO2
502
590
F
52
1,7
Cr
0,69
0,10
Cu
1,28
0,26
Ni
3,7
0,25
Zn
14,1
1,8
Cd
0,46
0,15
Pb
6,8
0,80
Hg
6,6
0,038
Таблица взята у V.Ozvacic et al. J. Air Pollut. Control Assoc., 1985, 35,
849.
Эффективность государственного регулирования
Для того чтобы представить себе влияние государственного регулирования при
выдаче разрешений на строительство и функционирование заводов по сжиганию
мусора, полезно сопоставить две таблицы, приведенные ниже. В первой показаны
выбросы из МСЗ в Нидерландах до принятия государственного плана по
ограничению газовых выбросов "Директива по сжиганию 1989". Указано состояние
на 1990 год, то есть на начало работ по перестройке заводов и очистных
сооружений на них, которое началось с 1985 года после принятия
соответствующего правительственного решения. В 1990 году выбросы диоксинов
(полихлорированных дибензо-пара-диоксинов, ПХДД и полихлорированных
дибензофуранов, ПХДФ) составили 611 грамм (в токсических эквивалентах I-TEQ)
в год или 79% от суммы всех выбросов в стране. За 5 лет, прошедших после
введения "Директивы по сжиганию 1989" в 1990 году, 4 завода из 12-ти
работавших было закрыто, а остальные переоборудованы таким образом, чтобы
они соответствовали нормам этой Директивы. На переоборудование было
потрачено несколько миллиардов голландских гульденов. В результате в 1995
году выбросы диоксинов уменьшились больше, чем на 99% и составили всего 4,1
грамма за год или 4-7% от суммарных выбросов диоксинов. Иными словами МСЗ
перестали быть главным источником диоксинов в Нидерландах, что позволяет
перенести внимание правительства на другие "главные" источники. Из таблиц
хорошо видно, что одновременно резко снизились и все остальные выбросы: пыль
почти в 20 раз; HCl в 110 раз (!); CO в 7.5 раз; SO2 в 13 раз; NOx почти в 3
раза и т. д.
Практические результаты такого резкого сокращения выбросов диоксинов не
заставили себя ждать. По самым последним данным [P. F*rst, K. Wilmer
Dioxin"97 1997, v.33, p. 116-121] ежедневное попадание диоксинов с пищей
снизилось с 127.3 пикограмм (в токсических эквивалентах) на человека в день
(около 2 пкг/кг/день) в 1989 г. до 69.6 пкг на человека в день (около 1
пкг/кг/день) в 1996 году, то есть на 50%. Аналогично уменьшилось и
загрязнение грудного молока кормящих матерей: дневное поступление диоксинов
с грудным молоком снизилось с 163 пкг/кг веса ребенка в 1989 г. до 68 пкг/кг
веса в 1996 году, то есть в 2.4 раза. Это огромное достижение Европейского
Сообщества в области защиты человека и окружающей среды от диоксинов.
Таблица 10
Состав выбросов от МСЗ в Нидерландах в 1990 году
Компонента выбросов
Эмиссия от МСЗ
Вклад выбросов от МСЗ в суммарный выброс в Нидерландах
На удалённых базах ВМС США мусор утилизируют с помощью пиролиза
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
