Экотоксикологическая характеристика в объектах окружающей среды соединений хлора

• уничтожение в высокоэффективном электрическом реакторе (fluid wall destruction);

• окисление суперкритической водой;

Проверена эффективность многих нетермических методов обеззараживания объектов, в том числе их комбинированных вариантов:

• химическое дехлорирование;

• химическое разрушение с помощью RuO4, пероксида водорода, озона и других мощных окислителей;

• химическое разрушение с помощью хлориодидов;

• фотодеструкция;

• гамма-радиолиз;

• комбинированные методы с использованием фотодеструкции (термическая десорбция, УФ-фотолиз и т.д.);

• биологическое разрушение;

• методы извлечения (сорбция, экстракция и т.д.);

• стабилизация-фиксация[5].

Термические технологии уничтожения

Среди термических технологий, использующих высокотемпературное сжигание, применяют один из видов нагрева - прямое пламя от сжигания отходов с добавлением топлива, ИК-излучение, электрические печи или плазменные горелки. В низкотемпературных технологиях сжигания отходов также используются четыре типа энергии: электромагнитное волновое воздействие, сжигание без открытого пламени, сжигание в пламени при низких температурах, бесконтактный нагрев с помощью теплообменников.

Технически наиболее проработанными и экологически самыми эффективными считаются методы высокотемпературного сжигания во вращающейся печи. Создано несколько стационарных и мобильных установок для термообработки во вращающейся печи зараженных диоксинами почв, а также твердых и жидких отходов.

Очень эффективным оказалосъ оксиление суперкритическои водой (SCW, super critical water). Известно, что в суперкритических условиях (температура 374°С, давление 215 атм) вода резко изменяет свои свойства. Из-за малой плотности у нее резко ослабевают водородные связи. Столь же резко снижается ее диэлектри-ческая постоянная (до 2). В результате вода становится аномально эффективным растворителем и разнообразных органических веществ, в том числе галогенорганических, а также кислорода, что делает ее превосходным окислителем. Таким образом, в этих условиях органические вещества оказываются практически полностью растворенными, а неорганические - осажденными. Суперкритическая вода включается в повторный оборот. В целом, эффективность разрушения диоксинов может доходить до 99,999%[5].

Химические технологии уничтожения

Предложено несколько химических способов обеззараживания от ПХДД и родственных соединений. Они включают дехлорирование, окисление и озонолиз, восстановление, хлоролиз и т.д.

Наиболее обещающим явилось дехлорирование хлорорганических соединений и, в частности, диоксинов, находящихся в отходах, а также извлеченных из зараженной почвы, путем их сплавления APEG (alkali polyethylene glycolates).

Технология химического дехлорирования, предложенная фирмой "Дегусса" ("Degussa"), предусматривает обработку свободных от воды отходов хлорорганических соединений с помощью диспергированного натрия, растворенного в парафиновом масле. Процесс проходит в реакторе при 190°С в течение 1 ч в жидком слое парафинового масла, заканчивается образованием хлористого натрия и осадка органических продуктов дехлорирования. Достоинство метода - возможность проведения работ по обеззараживанию непосредственно на свалке отходов.

Разработан ряд методов, позволяющих окислить диоксины и родственные соединения различного рода окислителями. Так, в некаталитических условиях окисление диоксинов кислородом протекает про температуре выше 500°С. Кроме того, разрабатываются катализаторы, позволяющие проводить окисление диоксинов при температурах ниже 100° С.

Показано, что диоксины в дымовых газах МСП могут быть окислены с помощью инжекции в их ток водного раствора пероксида водорода (концентрация 8 мг/м3 газа)[18].

Биологические технолгии разрушения

Разработки биологических методов разрушения диоксинов в почвах и различного рода отходах ведутся в нескольких направлениях. Пока ни один из них не может быть признан достаточно эффективным, чтобы занять место на практике. Однако наметилось несколько обещающих направлений.

В качестве своеобразного метода экстракции ПХБ из водных растворов можно рассматривать способ их биоконцентрирования водорослями некоторых типов. Как оказалось, они способны извлекать ПХБ из воды на 80-100%, в результате чего концентрация ПХБ в сухом веществе водорослей достигает 200 ppt при его содержании в воде не выше 40 мг/л

Делаются попытки с помощью методов генной инженерии приспособить микроорганизмы, обитающие в почвах и на свалках, к разрушению диоксинсодержащих отходов[20].

Совершенствование технологий

Программы модернизации действующих технологий, осуществляемые в промышленно развитых странах, имеют целью полное прекращение генерирования диоксинов. В тех случаях, когда это невозможно, предусматривается сокращение микровыбросов до уровней, считающихся безопасными.

В ряде стран активно ищутся новые подходы к решению проблемы диоксинов в выхлопных газах автомобилей. За счет изменения состава этилированного бензина снижены выбросы этих ксенобиотиков при его сжигании в автомобилях.

Хлорорганические производства

На химических предприятиях модернизируются технологии npoизводства ряда биоорганических соединений. Обновляется и их ассортимент.

Активно осуществляются программы сокращения выбросов диоксинов в окружающую среду из многочисленных МСП промышленно развитых стран - Швеции, Канады, Дании, Нидерландов и др. Внесение технических усовершенствований в процесс сжигания отходов обеспечило минимум образования диоксинов или же их полное разрушение. В особенности это касается конструкции новых МСП. Найден способ разрушения диоксинов при прохождении отходящих газов и летучей золы из МСП через слой катализатора. Отмечают, что в этом случае их разрушение проходит почти полностью при 350-450°С.

Уменьшение на 93-98% диоксиновых выбросов МСП и энергоустановок, работающих на твердых отходах, достигается использованием модифицированного гидроксида кальция - сорбалита. Эффективность улучшается добавкой активированного угля. В Германии разработана технология сорбции ПХДД и ПХДФ из отходящих и дымовых газов с использованием фильтров из буроугольного кокса. Как оказалось, для этого достаточно слоя кокса в абсорбере толщиной 1-1,5 м, причем диоксины поглощаются его первыми же слоями. Отмечается малая стоимость и высокая адсорбционная емкость фильтров. При этом удается понижать концентрацию диоксинов в очищаемом газе по крайней мере на 2 порядка, доводя ее до допустимых норм.

Вместе с тем считают, что кардинальное решение проблемы уничтожения твердых бытовых отходов невозможно без того, чтобы переработке предшествовали сепарация по группам отходов с использованием компонент усора в качестве вторичного сырья[20].

Целлюлозно-бумажная промышленность

B Швеции, Канаде, США и  других промышленно развитых странах развернуты работы по модернизации предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Они предусматривают внедрение новых технологий отбеливания целлюлозы, практически не сопровождающихся образованием диоксинов. В частности, этому способствует технология "биоотбеливания", испытанная в Финляндии.

Коагулянты и полимерные вещества, введенные в сточные воды целлюлозно-бумажных производств, способствуют освобождению их лигнина, таннина и диоксинов. Для этого стоки пропускают через взвешенный осадок - сфлокулированный лигнин и таннин. Пилотная установка непрерывного действия обеспечивает освобождение сточных вод от диоксинов и других веществ на 90-95%.

Нa основании уже полученных результатов разработаны рекомендации, выполнение которых позволяет резко сократить содержание диоксинов в бумажной продукции. В их число входят, помимо прочего:

• эффективная очистка сырой воды, исключающая стадию хлорирования;

• тщательная промывка целлюлозы перед хлорированием, исключающая образование конденсатов;

• применение кислородной отбелки;

• высокоэффективное перемешивание целлюлозы и хлора;

• высококачественная промывка белёной целлюлозы с использованием чистой подогретой нехлорированной воды.

Программа перехода на выпуск бумаги, "свободной от диоксинов", с концентрацией 1 ppt, была обнародована в Швеции в 1988 г. В настоящее время такую бумагу уже выпускают многие компании мира, Особенно жесткий контроль установлен за качеством бумаги для детей. Сформулированы также пределы диоксиновых выбросов и сбросов предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, которые должны быть достигнуты в разных странах в 1989-1995 гг. и они строго контролируются[19].

 

Заключение

Проблема защиты окружающей среды от опасностей, тесно связанных с антропогенной деятельностью, приобрела исключительную значимость по мере ускорения темпов технического прогресса. Стало очевидным, что в результате преобразующей деятельности человека возникли новые противоречия между его биологическими особенностями и созданными им факторами среды. В настоящее время они уже соизмеримы с действиями природных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой.

Человек, как живое существо и человеческий род, неотделим от природы и в биологическом обмене постоянно находится в единении с окружающей средой. Природа остается постоянным условием жизни человека и развития общества. Однако, в результате производственной деятельности специфика экосистемы "Человек - Окружающая среда" включила в себя не только физические и биологические факторы, но и социально-экономические условия, которые по мере развития общества приобретают все большее значение в отношении человека и природы. Человек стал главной силой, изменяющей процессы в биосфере. НТП значительно опередил наши знания законов биосферы, что привело к заметному нарушению биосферного равновесия, превышению возможностей природных сил по самоочищению. Образованный таким способом новый вид обмена имеет уже техногенный характер, являясь, по существу, антропогенным обменом веществ.

Антропогенный обмен веществ существенно изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. При этом экологическое несовершенство заключается и в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов, как правило, черезвычайно низок, а отходы производства не предусматривают саморазложения до исходного состояния.

Таким образом, взаимоотношения человека с окружающей средой - одна из сложнейших проблем современного естествознания. Необходимость познания и использования человеком законов развития природы требует пристального рассмотрения и широкого внедрения природоохранительных мер.

Охранять природу не значит сохранять ее в первозданном виде. Напротив, человек в силу своей хозяйственной деятельности будет и в дальнейшем оказывать на нее непосредственное влияние. Речь идет о такой охране, которая обеспечит становление равновесия между использованием и восстановлением природы, непрерывное поддержание мощности биосферы.

На современном этапе осознание проблемы охраны и оздоровления окружающей среды способствовало разработке методологических основ медико-экологического мониторинга токсикантов на уровне локальных территорий, обеспечивающих возможность выявления фактического загрязнения, проведения оценки реальной опасности и управления ситуацией.

Во многих странах имеются национальные программы природоохраны. Они учитывают местную специфику. Но какие бы не принимались меры локально, они не смогут охватить весь комплекс вопросов.. Загрязнения глобального характера представляют определенную сложность в прогнозировании и разрешении их последствий, поэтому проблема природоохраны из региональной превращается в национальную, а затем и глобальную, решение которой зависит от всего мирового сообщества.

 

Список использованной литературы

1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности. М. Дашков, 2000

2. Бабенко О.В. Диоксины - Проблема 21 века. // Медицинская помощь, 2005

3. Мурин М.Б., Бражник Н.П. К проблеме профилактики интоксикации диоксинами // Военно-медицинский журнал, 2007, сс 21-22

4. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. СПб, Лань, 2000

5. Полихлорированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны. М. Медицина. 1993

6. Потапов А.И. Гигиенические подходы к оценке риска воздействия диоксинов на здоровье населения // Здравоохранение РФ , 1999-4, сс 18-20

7. Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М. Наука. 1993

8. Позняков С.П., Румак В.С., Софронов Г.А., Умнова Н.В. Диоксины и здоровье человека. Научные основы выявления диоксиновой патологии. – СПб: Наука, 2006. – 274 с.