Книга: Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу

5.4. Опасность сжигания бытового мусора

5.4. Опасность сжигания бытового мусора

Неупорядоченное сжигание бытового мусора носит повсеместный характер и не считается несущим в себе угрозу большой угрозы здоровью, что является большим заблуждением. Рассмотрим основные угрозы, которые таят в себе подобные неорганизованные ликвидации отходов.

В таблице 5.4. представлены данные о содержании химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов [161]. Приведенные в ней «коэффициенты концентрации», это величины, показывающие насколько данного вещества в выбросах больше, чем в обычном воздухе (фактически относительно «фонового» значения). Следует заметить, что за прошедшие 15 лет со дня получения этих данных в выбросах, возросло содержание свинца, ртути и кадмия, то есть наиболее токсичных металлов.

Уже из данных этой таблицы видно, что в дымах бытовых отходов 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 находиться в природных средах неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью попадая в организм человека. Опасность токсичных металлов именно в том, что они (кроме ртути, которая активно мигрирует) могут накапливаться. Поэтому нормы ПДК могут оказаться не применимыми к таким выбросам.

Таблица 5.4.

Содержание химических элементов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов

Что касается ртути, то она попадает в атмосферу 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. По таким же цепочкам аккумулируется ртуть и на суше, ее конечным владельцем становятся хищники. Считается, что из-за ртути в Швеции исчезла пустельга, а поголовье соколов-сапсанов и ястребов сильно уменьшилось.

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 (S0₂) 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.

Высокие концентрации озона, которые иногда используют в качестве одного из показателей фотохимического смога, наблюдаются не только в местах его образования, но и на значительных расстояниях от них в результате переноса воздушных масс.

Кроме того, что смог снижает видимость, усиливает коррозию металлов и сооружений, он оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека. Интенсивный и длительный смог может явиться причиной повышения заболеваемости и смертности. Возникают гипокапния, затруднение диссоциации оксигемоглобина, ферментные нарушения тканевого дыхания; при острых отравлениях — головная боль, головокружение, тошнота, рвота, слабость, одышка, учащенный пульс; возможны быстрая потеря сознания, судороги, кома (с последующим двигательным возбуждением), нарушения кровообращения и дыхания, поражение зрительного нерва и т. д.; на 2-3-е сутки может развиться токсическая пневмония. Смог не является для России чем то экзотическим; он наблюдается в основном летом в городах с рельефом «котлованного» типа. Например, в городах Челябинск и Тольятти.

В Тольятти обычное явление, когда под действием солнечной радиации химические вещества, находящиеся в атмосфере, вступают в реакцию между собой. Этому явлению способствует высокая запыленность города, а также повышенное содержание фтористого водорода в воздухе от выбросов с химических предприятий. Выхлопные газы от автомобилей, пыль, химические выбросы сливаются в одно облако. Даже если содержание каждого химического вещества в отдельности находится в пределах допустимой нормы, совместно они оказывают пагубное воздействие на здоровье горожан. Особенно вредно влияние смога для сердечно-сосудистой и бронхо-легочных систем. Такой пылегазовоздушный «коктейль» вызывает аллергическую реакцию: слезотечение, покраснение и воспаление глаз.

В заключение этого раздела кратко остановимся на опасности сжигания травы и листвы. Такие сжигания в виде костров обычно устраиваются после листопада. Известно, что при сжигании органических веществ таких как трава и листья при относительно высокой температуре и наличии достаточного количества кислорода образуются углекислый газ, водяной пар и в небольших количествах окислы азота. Концентрации СО и N0 настолько незначительны при этом, что они не представляют какой-либо опасности для живых организмов.

Совсем иная картина наблюдается при неполном сгорании органики, когда либо слишком мало кислорода, либо недостаточно высокая температура в очаге горения. Костер при этом не горит, а тлеет, выделяя много аэрозольных и газообразных токсикантов. Если трава и листва влажные, то горит только часть кучи, непосредственно контактирующая с воздухом, а нижняя части кучи тлеет, выделяя большое количество дыма. По оценкам специалистов, при сгорании одной тонны растительных остатков образуется около 9 кг микрочастиц дыма. В их состав входят пыль, окислы азота, угарный газ и множество канцерогенных органических соединений. В тлеющих без доступа воздуха листьях выделяется бензоперен — вещество, вызывающее у человека раковые заболевания. В дыму костров из опавшей листвы также имеются соединения свинца, ртути и других тяжелых металлов, а также диоксины. Так как основным по массе компонентом дыма является химически активный угарный газ в концентрациях многократно превышающих уровень ПДК, то пребывание в дыму органики даже непродолжительное время может привести к отравлению.

Если трава и листва собраны вблизи автомагистралей, в городе с интенсивным автомобильным движением или с крупными промышленными производствами, то в продуктах их сжигания будет присутствовать весь «букет» выше описанных токсикантов, адсорбированных и накопленных растениями в период роста.