CC BY
30
Viši naucni saradnik dr Mirjana Anđelković--Lukić, dipl. inž.
EKOLOSKIASPEKTIPRIMENE PIRALENA
UDC: 621.315.615 : 504.06
Rezime:
Piralen se koristi kao rashladni fluid u električnim transformatorima visokog napona. Spada u najopasnije zagađivače čovekove okoline. U radu su prikazane njegove fizičko--hemijske karakteristike, postupci pri isticanju iz ambalaže ili transformatora usled požara, postupci dekontaminacije i način gašenja požara na piralenu i piralenskim transformatorima.
Kljucne reci: piralen, genotoksin, ulje za hlađenje, dekontaminacija, gašenje požara.
ECOLOGICAL ASPECT OF PYRALEN APPLICATION
Summary:
Pyralen is used as a cooling fluid in high voltage electrical transformers. It belongs to a group of the most dangerous polluters of the environment. In the article it is presented pyralen’s physical and chemical characteristics, procedures of decontamination and procedures in cases of leaking of pyralen from package or transformers, as well as procedures offirefight on pyralen and pyralen transformers.
Key words: Pyralen, genotoxis, cooling oil, decontamination, firefight.
Uvod
Životna sredina je s napretkom nauke i tehnologije sve ugroženija. Nekontrolisa-no izlivanje zagađenih industrijskih voda u otvorene vodotokove izaziva dugoročno zagađenje i otežano snabdevanje stanov-ništva vodom. Velika emisija gasova i ča-đi iz dimnjaka termocentrala na ugalj, ce-mentara, železara i drugih industrijskih grana u atmosferu, izaziva efekat staklene bašte, usled čega dolazi do povećanog za-grevanja zemljine atmosfere i promene kli-me i ugrožavanja života različitih životinj-skih i biljnih vrsta, ali i samog čoveka.
Očuvanje životne sredine danas je je-dan od najvažnijih zahteva koji se posta-
vlja pred proizvođače različitih hemijskih proizvoda. Ovi zahtevi odnose se na sma-njenje emisije otrovnih gasova (Protokol iz Kjota), prečišćavanje otpadnih voda ko-je se ispuštaju u otvorene vodotokove -reke, na zbrinjavanje (skladištenje) odre-đenih hemijskih međuprodukata i hemij-skog otpada koji ne mogu biti prerađeni, kao i na njihovo uklanjanje mehaničkim i hemijskim putem ili termičkom razgrad-njom. Većina proizvoda hemijske indu-strije su zagađivači okoline, među kojima posebno mesto zauzimaju raznovrsni sin-tetski materijali koji se nalaze u širokoj primeni: polietileni, polipropileni, polivi-nilhloridi, i druge vrste plastičnih materi-jala, koji se nekontrolisano izbacuju u vi-
348
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
du otpada u okolinu i čija razgradnja u prirodi traje dugi niz godina. U grupu za-gađivača spadaju i razne vrste sintetskog ulja, među kojima je najpoznatije tran-sformatorsko ulje, trgovačkog naziva „pi-ralen“ Transformatorska ulja koriste se za hlađenje električnih transformatora, ali se primenjuju i kao maziva u nekim specifič-nim slučajevima zatvorenih sistema. Ova ulja su nerazgradiva i spadaju u izuzetno opasne zagađivače čovekove okoline. Prodiranjem u tlo trajno zagađuju zemljiš-te i podzemne vode.
Njihovim sagorevanjem na otvore-nom prostoru oslobađa se veliki broj otrovnih kancerogenih produkata. Gaše-nje požara izazvanih gorenjem piralena, povezano je s velikim rizikom od trovanja i zagađenja okoline. Piralen je veoma sta-bilno, nerazgradivo ulje. Njegovo efika-sno uklanjanje vrši se razgradnjom, ter-mičkim putem, u posebno projektovanim pećima s filtrima, kako ni jedan opasan produkat sagorevanja piralena ne bi izašao u okolinu. Kod nas ovakav termički način uništavanja piralena ne postoji, pa se zbog toga izvozi u druge zemlje (Francuska), gde se vrši njegova inače izuzetno skupa termička razgradnja. Evropska unija ima veoma stroge ekološke propise i, s obzi-rom na to da je piralen toksičan i kancero-gen, njegovo korišćenje je trajno zabra-njeno. Požari na piralenskim transforma-torima vrlo su retki, tako da je iskustvo koje su naši vatrogasci stekli tokom gaše-nja požara na piralenskim transformatori-ma u toku agresije NATO-a novo i za stručnjake iz EU. Posebna nepoznanica je uticaj produkata sagorevanja piralena na zdravlje stanovništva.
U radu su prikazane karakteristike i upotreba sintetičkih transformatorskih ulja, njihovo štetno delovanje na čoveka i njegovu okolinu, način zbrinjavanja uko-liko iscure u okolinu i postupak gašenja požara na zapaljenim piralenskim tran-sformatorima.
Karakteristike transformatorskih
ulja i primena
Hlađenje velikih transformatora, ko-ji su u sastavu elektroenergetskih sistema, neophodno je za njihov bezbedan i ispravan rad. Za hlađenje se koriste transformatorska ulja (trafo-ulja) - prirodna i sintetička [1].
Prirodno transformatorsko ulje ili „obično trafo-ulje“ je laneno, kome su dodati aditivi - dielektrični stabilizatori, otrovne i genotoksične supstance. Ova trafo-ulja nisu trajna i svake godine mo-raj u da se prerađuju, odnosno, suše, jer su veoma higroskopna i apsorbuju vlagu iz vazduha. Njihova periodična prerada je neophodna, ali skupa i obavlja se u po-sebnim postrojenjima službe elektroodr-žavanja. Zbog toga se primena ovih ulja u preduzećima elektroprenosa sve više izbegava.
Sintetička, odnosno trajna ulja za hlađenje, sipaju se u transformatore kada se oni formiraju i traju koliko i sam tran-sformator, tako da je cena njihovog odr-žavanja zanemarljiva. Sintetička trafo--ulja imaju više naziva (hlorovani bifeni-li, polihlorovani difenili, polihlorovani polifenili, arohlor 1254, askarel, solvo-tol) od kojih je najrasprostranjeniji i sva-kako najpoznatiji piralen ili polihlorova-ni bifenil (PHB).
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
349
Struktuma formula polihlorovanih bifenila prikazana je na slici.
Strukturna formula polihlorovanih bifenila
Poznato je 46 izomera pentahlorbi-fenila. Za trajna transformatorska ulja najčešće se koristi pentahlorbifenil, bruto hemijske formule C12H5Cl5.
Pentahlorbifenil sa 54% hlora je ble-dožuta, viskozna tečnost sa blagim miri-som ugljovodonika. Fizičko-hemijske osobine pentahlorbifenila su sledeće [1]:
- molekulska masa 326 (aproksima-tivno);
- temperatura ključanja 365-369°С;
- temperatura topljenja 10°С;
- temepratura paljenja 222°С;
- rastvorljivost u vodi (na 20°C) <1mg/dm3;
- zapreminska masa 1,505 g/cm3.
Sintetička ulja su trajna, ne moraju
periodično da se prerađuju, što predsta-vlja veliku prednost u odnosu na prirod-na ulja. Međutim, sintetička trafo-ulja, piraleni, veoma su opasni zagađivači ži-votne sredine i zbog toga se u Evropskoj uniji trajno eliminišu iz upotrebe [2] .
Opasnost pri radu s piralenom
Polihlorovani bifenili, koji spadaju u „mešavine“, genotoksične su hemikalije i, prema katalogizaciji Svetske zdravstvene
organizacije pri UN, svrstane su u grupu 2A hemikalija sa verovatno kancerogenim delovanjem po ljude. Maksimalno dozvo-ljena količina (MDK) za piralen sa 54% hlora je 0,5 mg/m3, za prosečno 8 sati. Prema američkim standardima (NIOSH), MDK je 0,001 mg/m3, za radni dan od naj-više 10 sati i radnu nedelju od 40 sati. Piralen se smatra potencijalnim kanceroge-nom iz radne sredine (NIOSH 1992) [3].
Zbog dobre resorpcije preko kože, rad s ovim uljem je rizičan bez zaštitne opreme, čak i za navedene koncentracije MDK. Piralen spada u kumulativne otro-ve i ima sistemske efekte trovanja [3], koji se ispoljavaju u bliskoj ili daljoj bu-dućnosti.
Velika opasnost u radu s piralenom je mogućnost nastajanja požara jačim za-grevanjem. U dodiru s plamenom piralen gori, usled čega nastaje čitava lepeza ge-notoksina koji se kondenzuju u čađi ili se jednostavno nalaze u dimu. Neki od na-stalih genotoksina su: polihlorovani di-benzofurani; hlorovani benzo-para-diok-sini; hlorovani fenoli; hlorovani naftale-ni; ugljenmonoksid i hlorovodonik.
Sva jedinjenja nastala gorenjem pi-ralena su otrovna i kancerogena. Pored navedenih jedinjenja, tokom gorenja pi-ralena nastaje i znatna količina čađi, kao čvrst proizvod sagorevanja.
Zaštita od kontaminacije piralenom
Kontaminacija ljudi piralenom mo-guća je na nekoliko načina, udisanjem kontaminiranog vazduha, kontaktom s očima, apsorpcijom preko kože, i guta-njem, pri konzumiranju hrane, vode ili pušenju.
350
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
Ako piralen dođe u dodir s kožom, to mesto treba odmah isprati s mnogo vode, i to je najefikasnije uraditi ispod slavine, a za-tim oprati vodom i sapunom više puta. Ode-ća kontaminirana piralenom treba odmah da se skine i da se telo opere, kako je opisano. Odeća se odlaže na propisana mesta i pere. Osobe koje peru odeću treba da budu upo-zorene na opasna svojstva piralena, posebno na mogućnost resorpcije preko kože.
Vatrogasci koji gase požar na tran-sformatorima s piralenom ne smeju u istom odelu i istim cipelama da odlaze van područja ugroženog požarom, kako ne bi došlo do dalje kontaminacije piralenom. Neposredno posle gašenja požara obavezno je detaljno pranje celog tela to-plom vodom i sapunom (ne deterdžen-tom ni šamponom). Svi vatrogasci anga-žovani na gašenju požara na transforma-torima s piralenom moraju da koriste zaštitna odela, rukavice, čizme i maske.
Piralen ima veliku sposobnost pro-diranja kroz različite polimerne materija-le koji se koriste i za izradu delova zaštit-ne opreme, pa pri izboru materijala za zaštitnu opremu vatrogasaca angažova-nih na gašenju piralenskih požara o tome treba voditi računa.
U tabeli je prikazana otpornost raz-ličitih materijala na prodor piralena [4]:
Tabela
Vreme prodora piralena kroz različite materijale (debljina folije 2 mm)
R. br. Materijal Vreme prodora piralena (h)
1. Butil guma > 8
2. Neopren guma > 8
3. Teflon plastika > 8
4. Viton guma > 8
5. Nitril guma 1-4
6. Prirodna guma (*) < 1
7. Polietilen plastika (*) < 1
(*) ne preporučuje se zbog moguće razgradnje
Zaštitna odeća posle gašenja na transformatorima s piralenom mora da se dekontaminira pranjem vodom. Takođe, ona mora da se čuva od ulja i maziva, ka-ko bi bila efikasna za zaštitu od piralena.
Preventivne mere
Zbog opasnosti od izlivanja polihlo-rovanih bifenila i njihovog prodora u la-nac ishrane, kao i opasnosti od produkata sagorevanja koji nastaju pri požarima ovih opasnih hemikalija, preventivne mere su od izuzetnog značaja. Da bi se rizik od posledica primene ove hemikalije sveo na minimum, neophodno je sprove-sti sledeće mere bezbednosti:
- piralen mora biti skladišten prema uputstvu proizvođača i zahtevu o zaštiti daleko od oksidacionih sredstava, kao i od transformatora u eksploataciji koji sa-drže piralen. To se posebno odnosi na prekidače i drugu opremu koja sadrži ovo opasno ulje. U slučaju ratnih opasnosti, bombardovanja ili bilo kojih neregu-larnih i nestabilnih stanja, transformatori i oprema koja sadrži piralen moraju biti isključeni, kako voltin luk ne bi upalio trafo-ulje i izazvao požar;
- transformatori s piralenom i sam piralen moraju biti zaštićeni od plamena požara, a piralen uskladišten u posebnoj prostoriji bez prisustva ikakvih drugih zapaljivih ili opasnih materijala;
- bezuslovno sprečavanje požara na transformatorima i piralenu imperativ je svakog preventivnog delovanja.
Ove mere zaštite neophodne su ka-ko bi se eliminisali uzroci gorenja, izlivanja ili curenja piralena u okolnu sredinu.
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
351
Gašenje požara na transformato-
rima i skladištima piralena
O transformatorskim uljima pripadnici vatrogasnih jedinica nisu bili dovoljno oba-vešteni, jer su požari na piralenskim tran-sformatorima bili izuzetno retki [4]. Tako-đe, o njima nisu mnogo znali ni stručnjaci koji se bave ekologijom. Postoje različita mišljenja o štetnosti transformatorskih ulja, ali se svi slažu da ona ostavljaju dugoročne posledice po živi svet. Korisnici ovih ulja, pak, ističu da su bezopasna i da spadaju u obična trafo-ulja, jer alternativno, a efikasno hlađenje bez ovih ulja nije moguće.
Za gašenje požara na postrojenjima koja sadrže piralen koriste se različita sredstva, a reagovanje na požar mora da bude brzo.
Mali požar na skladištima piralena lakše se neutrališe nego požar na tran-sformatorima ili drugoj opremi koja sadr-ži ovo opasno ulje, a postoji i opasnost od visokog napona. Požar na buradima u kojima se skladišti piralen treba gasiti prahom, halonima (vrsta pene), ugljendi-oksidom, običnom srednjom ili teškom vazdušno-mehaničkom penom i rasprše-nom vodom. Ako je u pitanju požar na postrojenju pod visokim naponom, gaše-nje malih požara vrši se ugljendioksidom do nazivnog napona od 10 000 volti, od-nosno halonom i halogenim derivatima ugljovodonika do 100 000 volti.
Veliki požar na piralenskim tran-sformatorima ali i samog piralena, uspeš-no se može gasiti jedino halonima. Preko nazivnog napona od 100 000 volti gaše-nje se mora obustaviti do isključenja transformatora sa napona. Po isključenju transformatora sa napona, za gašenje po-žara primenjuje se srednja vatrogasna pena. Dobre rezultate daje i fino raspršena voda, kao i vodena magla [4].
Zbog genotoksičnosti piralena i još veće opasnosti od produkata nastalih sa-gorevanjem ovog opasnog ulja, pri gaše-nju požara vatrogasci treba da deluju sa što veće udaljenosti, s kompletnom zaš-titnom opremom, uvek iz smera duvanja vetra, s najmanjim mogućim brojem ljudi u zoni hemijske kontaminacije.
Pri gašenju požara vatrogasci ne treba da povećavaju zonu kontaminacije pi-ralenom korišćenjem snažnih mlazeva vode, niti da dozvole da piralen prodire u zemlju, vodu ili vazduh, naročito pri upotrebi pogrešnih sredstava za gašenje požara.
Požari na piralenu, nažalost, prou-zrokuju žrtve u bliskoj i daljoj budućno-sti, zavisno od količine akumuliranog piralena i oslobođenog genotoksina koji je nekontrolisano rasejan u životnoj sredini.
Postupak s izlivenim piralenom
Ukoliko dođe do isticanja piralena na tlo usled vanrednih okolnosti (požari na piralenskim transformatorima) ili iz oštećene ambalaže u kojoj je smešten (plastična burad), preduzimaju se mere čišćenja i sprečavanja prodiranja piralena i njegovih produkata u tlo [1].
Pri prosipanju manjih količina piralena na beton koristi se suv pesak ili dru-gi adsorbensi, kako bi se genotoksin upio. Pesak s upijenim piralenom pakuje se u plastične kese ili burad. Korišćeni alat, kontaminirana odeća i obuća dobro se zatvore u tu istu burad. Pri velikom is-ticanju piralena na beton ili u uljnu jamu, neophodno je ograničiti razlivanje. Ako je spoljašnja temperatura manja od 10°C, piralen će očvrsnuti i tada se može lako
352
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
sakupiti. Pri većim spoljašnjim tempera-turama (iznad 10°C) mora da se obavi prepumpavanje pumpama u plastičnu bu-rad ili vreće. Pri tom se za upijanje kori-sti pesak, kao i za mala isticanja.
Kada se dogode isticanja piralena u zemlju ili peščano tle, neophodno je da se:
- angažuje stručno lice za dekonta-minaciju;
- otpočne skidanje uljne mrlje od periferije ka centru, tako da se obuhvati i jedan deo nekontaminiranog tla, oko 50 cm od ivice mrlje;
- delovi kontaminiranog tla pakuju u plastičnu ambalažu, koju treba dobro zatvoriti;
- kontroliše kvalitet dekontaminaci-je tla preko ovlašćenih laboratorija;
- dekontaminacija ponavlja sve dok hemijske analize ne pokažu da piralen ni-je prisutan u zemlji;
- vreće i burad sa kontaminiranim materijalom uskladište na sigurno mesto, podlogu sa ilovačom.
Zbog svojih genotoksičnih karakte-ristika, ova ulja ne smeju da se prosipaju u okolinu ni pod kakvim uslovima.
Zaključak
Transformatorska ulja koriste se za hlađenje električnih transformatora, ne-razgradiva su i spadaju u izuzetno opasne zagađivače čovekove okoline. Piralen, smeša hlorovanih bifenila s različitim sa-držajem hlora, najčešće 54%, sintetički je proizvod, izuzetno stabilan i nerazgradiv.
Rasuti piralen mora brzo i efikasno da se mehanički ukloni sa površine tla, kako ne bi prodro u zemljište i dospeo do podzemnih voda. Prodiranjem u tlo traj-no zagađuje zemljište i podzemne vode.
Jedini efikasan način uklanjanja ovog ulja vrši se termičkom razgrad-njom, odnosno precizno vođenim postup-kom sagorevanja, kako ni jedan opasan produkat sagorevanja ne bi izašao u spoljnu sredinu.
Sagorevanjem piralena na otvore-nom prostoru oslobađa se veliki broj otrovnih i kancerogenih produkata. Gaše-nje požara na piralenu rizično je, jer po-stoji opasnost od trovanja i zagađenja okoline.
Požari na piralenskim transformato-rima izuzetno su opasni, kako po vatro-gasce, tako i po okolno stanovništvo, zbog oslobađanja velike količine opasnih produkata koji nastaju sagorevanjem pi-ralena.
Piralen spada u genotoksične i kance-rogene supstance s produženim vremenom delovanja, pa je njegova upotreba trajno zabranjena u zemljama Evropske unije.
Literatura:
[1] Sovrlić, M.; Stevanović-Čarapina, H.: Komercijalna upotreba polihlorovanih bifenila i moguće zagađenje životne sre-dine, Elektroprivreda, br.2, Beograd, 2002, 63-71.
[2] Jovičić, Z.: Opasne materije, Institut za kvalitet radne i ži-votne sredine 1 maj, Niš, 1996.
[3] Anđelković-Lukić, M.: Produkti detonacije i sagorevanja eks-plozivnih i drugih materija izazvanih NATO bombardovanjem SRJ - ekološko razmatranje, Kumulativna naučno-tehnička in-formacija br.11, Vojnotehnički institut, Beograd 2004.
[4] Karabasil, D. i dr.: Gašenje požara na transformatorima sa piralenom, Zbornik radova - 7. jugoslovensko 4. međuna-rodno savetovanje zaštite od požara i eksplozije, Novi Sad 2000, 268-276.
V OJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
353
