CC BY
49
УДК 66.022
В.В. Кудрявцева*, Ю.А.Елеев , Н.Е. Кручинина, В.В. Афанасьев
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии», Москва, Россия
111024, Москва, ул. Шоссе Энтузиастов, д. 23 *е-ша11:уа1епуа.киёгуаусеуа.у@§шаЛ.сош
ЛИКВИДАЦИЯ ПОЛИГОНА ЗАХОРОНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ «БОЛЬШИЕ ИЗБИЩИ» В ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ
Проведено обследование территории полигона. Отобраны пробы. Проведен анализ проб загрязненного грунта. На основании полученных результатов разработана технология обезвреживания загрязненного грунта, с использование принципов энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Ключевые слова: Загрязненный грунт; Термообезвреживание; Пестициды
В России, в результате проведенной первичной инвентаризации на начало 2003 года официально выявлено 24 тыс. тонн пестицидов с истекшим сроком годности. Порядка 60% складов и полигонов захоронения не отвечают санитарным нормам и требованиям безопасности [1]. Пестициды и агрохимикаты, хранящиеся ненадлежащим образом, оказывают пагубное влияние на состав почвы, воды и воздуха, а также на живые организмы обитающие вблизи территории захоронения, и представляют экологическую опасность.
Одним из таких опасных объектов в РФ является полигон захоронения пестицидов «Большие Избищи» в Липецкой области. Полигон расположен вдали от административных центров и большинства крупных сельских поселений, практически в центре Липецкой области на водоразделе двух крупных водных артерий - Дона и Воронежа.
В 2015 году в РФ была принята федеральная целевая программа «Национальная система химической и биологической безопасности РФ (2015-2020 годы)» (далее Программа), целью которой является укрепление и развитие системы химической и биологической безопасности для последовательного снижения до приемлемого уровня риска воздействия опасных факторов на население и окружающую среду.
В соответствии с Программой осенью 2015 года было проведено обследование территории полигона по разработанной методике.
По всей площади полигона были отобраны пробы грунта с глубины до 4 м. Загрязнение грунта на территории полигона носило очаговый характер. Пробы, отобранные из очагов загрязнения с глубины ~3-4 м, обладали резким специфичным запахом. Общая площадь очагов составила ~2500 м2.
Проведенное химико-аналитическе исследование отобранных проб грунта выявило превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) гексахлорбензола (ГХБ). ГХБ является чрезвычайно устойчивым к воздействию биотических и абиотических факторов, а также практически не
подвергается гидролизу в почве. Кроме того, у ГХБ достаточно высокая проникающая способность в почве [2].
Также, в нескольких пробах грунта отмечено превышение ПДК по гексахлорциклогексану (ГХЦГ).
Наибольшая опасность как ГХБ, так и ГХЦГ заключается в их биоконцентрации и биоаккумуляции, что в конечном итоге может приводить к хроническим отравлениям при попадании в организм человека и оказывать пагубное влиянии на живые организмы [3].
Общий объем загрязненного грунта составил около 960м3.
Одним из наиболее распространенных способов уничтожения промышленных загрязненных грунтов является огневое обезвреживание [4]. Так, грунты, содержащие хлорорганические загрязнители, подвергаются нагреву во вращающихся барабанных печах, где органические соединения переходят в газовую фазу и далее направляются в камеру дожигания, где температура поддерживается на уровне 1200°С [5].
Нами был проведен анализ проб загрязненного грунта до и после термообработки при температурах 700°С и 800°С. Изначальное содержание ГХБ и ГХЦГ в пробах превышало ПДК более чем в 400 и 10 раз соответственно. После термообработки анализ показал, что содержание загрязнителей в грунте было ниже ПДК (Таблица 1).
На основании полученных результатов исследований была разработана технология термического обезвреживания загрязненного грунта, которая включает в себя следующие этапы (рис. 1):
Термическое обезвреживание загрязненного грунта в барабанной печи при температуре 700°С-800°С.
Дожигание несгоревших органических веществ в камерах дожигания и выдержки при температуре 1200°С в течение 2-3 секунд.
Таблица 1. Результаты анализа проб грунта
№ п/п Наименование пробы Определяемый компонент Единица измерения Результаты измерений Класс * опасности
1 Загрязненный грунт ГХБ мг/кг 18,29 II
ГХЦГ 4,26
2 Обожженный грунт (700 °С) ГХБ мг/кг 0,010 IV
ГХЦГ 0,004
3 Обожженный грунт (800 °С) ГХБ мг/кг 0,010 IV
ГХЦГ <0,001
по результатам токсикологического анализа методами биотестирования на гидробионтах
Рис. 1. Блок-схема установки термообезвреживания загрязненного грунта
Последовательная очистка дымовых газов до принятых экологических норм в закалочном скруббере, рукавном фильтре и санитарной колонне (абсорбер).
Данная технология термообезвреживания загрязненного грунта полностью отвечает стандартам экологичности и энергоэффективности, принятым в Российской Федерации, за счет следующего комплекса мер:
Использование камеры дожигания, в которой при 1200°С, избытке кислорода не менее 6% и времени пребывания в камере более 2 с., позволяет осуществить практически полную термическую деструкцию органических соединений, в т.ч. диоксинов, образующихся в процессе сжигания хлорорганических отходов ( рис. 2)
Применение закалки дымовых газов позволяет избежать образования вторичных диоксинов при охлаждении дымовых газов. Закалку проводят резким охлаждением дымовых газов до температуры 200°С с 1200°С при сжигании хлорорганических соединений. Для этих целей в качестве охлаждающего агента применяется слабый водно-солевой раствор щелочи.
Осаждение пыли, которая относится к загрязнителям с локальным характером распространения и воздействия [7], последовательно осуществляется на рукавном фильтре (частицы размером до 1 мкм) и абсорбированием в санитарной насадочной колонне (частицы размером до 10 мкм).
Для снижения выбросов кислых газов в атмосферу, в качестве абсорбента используется раствор щелочи. Кроме того, использование раствора щелочи позволяет снизить эмиссию диоксинов за счет их дегидрохлорирования [8].
Для улавливания возможных количеств диоксинов предусмотрено распыление
измельченного активированного угля в газовый
поток перед рукавным фильтром. Также, активированный уголь способствует
структурированию солевого осадка на рукавном фильтре, что, в конечном итоге, облегчает его выгрузку.
11ро.|\к'1Ы а»рання \.к>р»[)1 аиическну вущусш
СО, СО:. Н>. НО, ()2, НСЦС12 ♦
сус4, С12,02
Рис.2. Схема образования диоксинов и диоксиноподобных веществ в продуктах сгорания хлорорганических отходов
Установка термообезвреживания работает под разрежением. Данная мера исключает попадание пыли и продуктов горения в атмосферу через зазоры в местах соединения технологического оборудования.
Отсутствие водных отходов производства, выбрасываемых в окружающую среду. Это достигается за счет организации замкнутого водяного контура «санитарная колонна-закалочный скруббер». Так, в закалочный скруббер, который работает в режиме распылительной сушилки,
подается водно-солевой раствор. Водяные пары вместе с дымовыми газами при температуре 200 °С выходят из закалочного скруббера проходят рукавный фильтр и попадают в абсорбционную колонну, где охлаждаются до температуры 70-80 °С. За счет разницы между значениями влагонасыщения газовоздушной смеси в санитарной колонне образуется конденсат, который повторно направляется в закалочный скруббер.
Кудрявцева Валерия Валерьевна, студентка 1 курса магистратуры Факультет биотехнологии и промышленной экологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва; Старший лаборант-исследователь ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии», Россия, Москва
Елеев Юрий Александрович, кандидат технических наук; Ведущий научный сотрудник ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии», Россия, Москва Кручинина Наталья Евгеньевна, доктор технических наук; Декан факультета БПЭ, зав. кафедрой ПЭ РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Афанасьев Владимир Васильевич, кандидат технических наук; Начальник отдела ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии», Россия, Москва
Литература
1. Петров В.Г., Липанов А.М., Трубачев А.В., Чечина А.А. Обезвреживание опасных веществ на перепрофилированном объекте по уничтожению люизита // Химическая физика и мезоскопия. 2009. Т. 11, №1. С. 54-58.
2. Michael A. Kamrin, John H. Montgomery. Agrochemical and Pesticide Desk Reference / CRC Press. 1999 - 280 p.
3. Victor O. Sheftel. Indirect Food Additives and Polymers: Migration and Toxicology / CRC Press. 2000 - 1320 p.
4. СНиП 2.01.28-85 Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию.
5. Stanley E. Manahan. Industrial Ecology: Environmental Chemistry and Hazardous Waste / CRC Press. 1999 - 334p
6. Ballschmiter K., Swerev M. Reaction pathways for the formation of polyclorodibenzodioxins (PCDD) and -furans (PCDF) in combustion processes // Z. Anal. Chem.1987.Vol. 328. P. 125-127.
7. Глухан Е.Н., Сметанин А.В., Казаков П.В., Хохлов Р.В., Баранов Ю.И., Кондратьев В.Б., Полков А.Б. Вероятностная оценка риска как показатель экологической безопасности на примере объекта по уничтожению химического оружия в поселке Горный // Российский химический журнал. 2007. Т. LI (2). С. 52-59.
8. Кунцевич А.Д., Головков В.Ф., Рембовский В.Р. Дибензо-и-диоксины. Методы синтеза, химические свойства и оценка опасности // Успехи химии. 1996. Т. 65 (1). С. 29-42.
Kudryavtseva V.V *, Eleev Y.A, KruchininaN.E, Afanasiev V.V
D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
Federal State Unitary Enterprise "State Research Institute of Organic Chemistry and Technology" * e-mail: [email protected]
THE ELIMINATION OF PESTICIDES LANDFILL "BOLSHIE IZBISCHI" IN THE LIPETSK REGION
Abstract
Examination of the ground territory was conducted. Tests was selected. The test of polluted soil was made. On the basis of the received results the technology is developed neutralizations of the polluted soil, about use of the principles power - and resource-saving technologies.
Key words: The polluted soil; Thermoneutralization; Pesticides.
