3 Группа. Уничтожение, захоронение и преобразование отходов

Опыт последних десятилетий показал, что промышленные и иные отходы, предназначенные для выведения из оборота цивилизации, также могут отказаться черезвычайно опасными для человека и природы, в особенности те, что содержат диоксины или их предшественники. Опасность возникает не только на этапе сжигания, но и на этапах захоронения и складирования. Наконец, не менее опасными могут оказаться попытки частичной или полной утилизации отходов.

Из практики последних 10-15 лет следует, что отходы особенно опасны в тех ситуациях, когда вопрос о "судьбе" переносимых ими или порождаемых диоксинов предварительно не рассматривается. Случаи такого рода не были редки в прошлые годы, сохранились они и в наши дни.

Термическое уничтожение отходов

Долгие годы считалось, что термические технологии, широко используемые в индустриально развитых странах для уничтожения бытовых и нетоксичных промышленных отходов, а также установки для уничтожения токсичных отходов и обеззараживания сточных вод - наиболее эффективный способ их обезвреживания, в том числе с попутным получением энергии. В рамках этих представлений, вредные и/или ненужные вещества при высокой температуре окисляются кислородом воздуха в нетоксичные и легко удаляемы- продукты. Между тем, термические технологии - это и стабильный, и очень мощный источник поступления диоксинов в живую и неживую природу. Размеры бытовых отходов, образуемых цивилизацией, очень велики. В частности, в Италии ежедневно на одного человека приходится 0,8-1 кг бытового мусора, что означает необходимость утилизации по стране 16-18 млн т мусора в год.

Первая мусоросжигательная печь (МСП), предназначенная для уничтожения бытовых отходов, была построена в Великобритании в 1876 г. В настоящее время установки различного назначения, в том числе с попутным получением энергии, действуют на территории Западной Европы, Северной Америки и Японии. Широко распространены печи для уничтожения промышленных отходов.

Впервые микропримеси диоксинов были найдены в летучей золе в 1977-1978 гг. практически одновременно двумя исследовательскими группами - нидерландской и шведско-швейцарской (количественное определение). В последующие 5-6 лет диоксиновые микропримеси были обнаружены и количественно определены в выбросах МСП (летучей золе и газовой фазе) очень многими научными группами.

В настоящее время проблема загрязнения окружающей среды диоксинами из-за их генерации в печах для сжигания бытовых и технических отходов осознана во всех промышленно развитых странах - США, Канаде, Великобритании, Италии, Германии, Франции, Бельгии, Японии, Австрии, Дании, Норвегии, бывшей Чехо-Словакии. Подготовлены подробные обобщающие документы на эту тему национальными и международными официальными органами. По существу, лишь в бывшем СССР эта проблема оказалась незамеченной многие годы.

Оценка общих источников хлора в бытовом мусоре привела к выводу, что в целом хлор присутствует во всех компонентах мусора. Особенно большие количества его содержатся в бумаге (четверть) и пластмассах (половина). При этом бумага содержит от 1/3 до половины хлора в водорастворимой форме, тогда как в пластмассах он присутствует главным образом (90%) в водонерастворимой форме.

Была выполнена оценка распределения хлора по отдельным компонентам выбросов в одном из типов МСП. Как оказалось, лишь 12% общего хлора захватывается летучей золой, тогда как 78%, оказывается в конденсате и затем в отходящих газах. Остальной хлор так или иначе остается в МСП. Интересно, что на распределение хлора между фракциями выбросов МСП практически не влияет его исходная форма - неорганическая (водорастворимая) или органическая (водонерастворимая).

Пути накопления диоксинов в выбросах МСП выяснены не до конца. Считают, что они образуются при переработке мусора или остаются неразрушенными при сгорании компонентов мусора, содержащих диоксины в следовых количествах. Например, предшественники диоксинов хлорфенолы получаются при сгорании других органических материалов в присутствии неорганических соединений хлора.

По оценкам, МСП средней производительности (50-200 тыс. т) выбрасывает от 1 до 100 нг/м³ или от 1 до 100 г в год диоксинов в сопоставимых концентрациях. Их количество зависит от режима сжигания и характера отходов. Однако, в целом ни одна из существующих технологий сжигания мусора пока не исключает их образование.

В настоящее время сложилось убеждение, что диоксины образуются во всех высокотемпературных процессах, включающих углерод и любые соединения хлора в любом валентном состоянии. Катализаторы в таких сложных гетерогенных системах всегда находятся, ими оказываются как металлические поверхности, так и поверхность частичек летучей золы.

Известные данные об источниках позволяют проводить оценки общих объемов диоксиновых микровыбросов. Кроме того, определяются размеры заражения диоксинами конкретных территорий, а также его динамика в зависимости от различных факторов.

Известно например, что с каждым миллионом тонн сжигаемого городского мусора образуется примерно 34 тыс. т летучей золы с сопутствующей ей смесью ПХДД и ПХДФ, причем 95-99% этого количества осаждается на электростатических фильтрах и оказывается на свалках, а остальные вместе с газами попадают в атмосферу.

Считается, что при производстве и применении 1 млн т хлорной продукции (а ее объем только в бывшем СССР составляет 2 млн т в год) в природу вносится до 1 т ПХДД и ПХДФ. Аналогично при отбеливании 1 т целлюлозы в природу вносится 1 г диоксинов, а ее производится в мире не менее 50 млн т в год.

При осуществлении мониторинга на диоксины необходима более детальная характеристика наиболее опасных диоксиногенных технологий - поставщиков ПХДД, ПХДФ и других диоксинов в окружающую среду. Это связано с тем, что в отдельных странах преобладающими могут оказаться источники разных типов и мощности.

Так, в 1989 г. в Германии суммарное количество ПХДД и ПХДФ (без выделения наиболее токсичных изомеров), образовавшихся вместе со шламами на предприятиях по очистке сточных вод, оценивалось в 50 кг. Диоксиновое загрязнение Великобритании происходит преимущественно за счет производства и применения полихлорфенолов (4,5 кг диоксинов в ДЭ при годовом производстве хлорфенолов 2 тыс.т). С другой стороны, в Нидерландах основным источником диоксинов считаются МСП (ежегодное поступление в окружающую среду оценивается в 2 кг). В Норвегии ежегодный выброс диоксинов только одного металлургического предприятия оценивался в 0,5 кг.

В ряде случаев размеры выбросов диоксинов и способы захоронения диоксинсодержащих отходов плохо известны или вообще неизвестны, а их существование становится очевидным, скорее, по последствиям, относящимся к здоровью населения и состоянию окружающей среды.