В статье приведены результаты предварительной инвентаризации оборудования и грунтов в Казахстане, загрязненных полихлордифенилами (ПХД). Показаны результаты оценки существующих в мире технологий уничтожения ПХД-содержащего оборудования и грунтов и выбраны технологии, пригодные для условий Казахстана.
В настоящее время серьезное внимание уделяется проблеме загрязнения (контаминации) кормов и пищевых продуктов посторонними, или чужеродными, веществами, многие из которых являются токсичными для животных и человека, а некоторые обладают гепатотропным и канценрогенным действием. К посторонним химическим веществам пищевых продуктов, имеющим значение с точки зрения охраны здоровья человека, относится широкий круг примесей: антибиотики, пестициды, детергенты, дезинфектанты, тяжелые металлы, радиоизотопы, микотоксины, бактериальные яды, нитраты, нитриты и др. Помимо токсичности, многие из этих веществ обладают свойством нарушать ход технологических процессов при выработке пищевых продуктов, что приводит к снижению их качества и пищевой ценности [2].
22 мая 2001 г. была учреждена, а в июне 2007 г. ратифицирована Казахстаном, Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях (СОЗ), в которой ставится задача сократить и, в конечном счёте, полностью прекратить производство, использование, выбросы и хранение СОЗ [1].
В отношении преднамеренно производимых СОЗ Конвенцией предусматривается прекращение производства и использования химических веществ, которые отнесены к «грязной дюжине» и которые необходимо уничтожить: альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбензол, полихлорированные дифенилы (ПХД), токсафен, мирекс. Из химических веществ ограниченного применения в Конвенции обозначен ДДТ (производится и применяется в ряде стран в программах борьбы с переносчиками опасных заболеваний).
Таким образом, Конвенция ставит целью осуществление экологически безопасного управления запасами, отходами, продуктами и изделиями, превратившимися в отходы, которые состоят из СОЗ, содержат их или загрязнены ими.
В Казахстане производство СОЗ отсутствует. Основными источниками загрязнения СОЗ являются устаревшие и непригодные к использованию пестициды (в том числе обладающие свойствами СОЗ) в сельском хозяйстве, оборудование, содержащее СОЗ, использование в промышленности технологий, ведущих к непреднамеренному выбросу диоксинов и фуранов, образование диоксинов и фуранов в процессе открытого горения [2].
Наиболее изученной является ситуация с загрязнением территории Казахстана полихлордифенилами (ПХД) [3, 4]. Запасы чистых полихлордифенилов и масел на их основе (совол, совтол и др.) на территории республики отсутствуют. ПХД применялись в промышленном производстве с 1968 по 1990 гг. на Усть-Каменогорском конденсаторном заводе (УККЗ), в качестве жидкости для заполнения конденсаторов. Проблемой является оборудование, содержащее ПХД, и территории, загрязненные ПХД. В настоящее время в Казахстане имеется около 57 тысяч единиц оборудования, загрязненного ПХД. Объём содержащихся в них ПХД приблизительно оценивается в 980 т. В случае разгерметизации по мере достижения срока эксплуатации, оборудование представляет потенциальную опасность для работающих. Кроме того, в Казахстане выявлено 9 площадей, в разной степени загрязненных ПХД. Общий объём отходов, содержащих ПХД, оценивается в 250 тысяч т. По запасам отходов СОЗ Республика Казахстан занимает второе место среди стран Восточной и Центральной Европы после Российской Федерации. Остатки трихлордифенила на Усть-Каменогорском конденсаторном заводе и отходы производства после запрета использования ПХД в производстве в 1990 году были захоронены в пруде-накопителе завода вместе со снятым в районе завода сильно загрязненным грунтом. Таким образом, пруд-накопитель УККЗ в настоящее время является одним из самых опасных загрязнителей воздуха и, особенно, подземных вод, так как пруд-накопитель не имеет экранирующего слоя на дне.
Проведенное изучение частоты заболеваемости онкологической и других патологий в районе поселка Аблакетка (прилегающего к Усть-Каменогорскому конденсаторному заводу) [3], свидетельствует о большой вероятности воздействия стойких органических загрязнителей на здоровье населения, проживающего в районах с проявлениями СОЗ-загрязнений. За последние 10 лет показатели первичной заболеваемости возросли на 6–15 процентов по заболеваниям органов дыхания, крови и кроветворных органов, кожи.
Анализ мирового опыта показал, что все технологии обезвреживания СОЗ-отходов можно разделить на три группы: термические, химические и биологические. Установлено, что наиболее универсальной является технология сжигания опасных отходов в печах. Однако этот метод дорогостоящий из-за высоких требований к конструкции печи, технологическому процессу и системе очистки отходящих газов, а также при снижении температуры при разложении хлорорганических продуктов возможно образование высокотоксичных диоксинов. Интерес представляет химическое разложение полихлордифенилов, которое заключается в окислении, восстановлении, дехлорировании, гидрогенизации, термическом разложении и других химических процессах, в результате которых образуются безвредные соединения типа метана, оксидов углерода, воды и хлористого водорода или хлорида натрия, иногда углеводороды. Эти технологии большей частью подходят только для чистых СОЗ или сильнозагрязненных грунтов. Уничтожать ПХД-загрязненное оборудование, такие как конденсаторы, загрязненные трубы или бетон, таким образом, к сожалению, невозможно.
Биологические методы представляют большой интерес и являются перспективным направлением, так как позволяют проводить утилизацию ПХД без высоких температур и вредных выбросов. Основная сфера биоремедиации – загрязненные грунты, при этом возможно разложение ПХД микроорганизмами непосредственно на месте загрязнения, что позволяет экономить средства за счет того, что отпадает необходимость в изъятии загрязненного грунта, его транспортировки к месту утилизации.
Перспективным направлением является плазмохимическое разложение отходов, содержащих ПХД [5]. Использование высокой температуры плазмы (1200–3000 °С) приводит к полному разложению полихлордифенилов до метана или монооксида углерода, воды и хлористого водорода. Существует несколько разновидностей плазмотронов, которые предназначены для уничтожения различных видов отходов: твердых или жидких.
Стоимость рекультивационных работ имеет очень значительные вариации (от 17 000 тенге за тонну до более, чем 1 млн. тенге за тонну) в зависимости от категории отходов, выбранной технологии и условий ведения работ.
Анализ материалов по имеющимся в настоящее время в Казахстане объемам ПХД-содержащих отходов и ПХД-загрязненного оборудования показывает значительное количество загрязненного материала, представленного трансформаторами и конденсаторами с ПХД-содержащим маслом, загрязненным в разной степени (от сильной до слабой), грунтом в различных районах Казахстана (в основном в Усть-Каменогорске), сильно загрязненным илом и водой (пруд-накопитель УККЗ).
ПХД – содержащее оборудование насчитывает около 57 тыс. единиц, что при среднем весе каждой единицы в 55 кг составит 3200 т общего веса. В пруде-накопителе УККЗ размером 150 на 250 м и средней глубиной более 5 м (с учетом ила) находится 60 000 т сильно ПХД –загрязненного ила и 80 000 т загрязненной воды. В районе УККЗ выявлена площадь до 1200 га средне загрязненных грунтов. С учетом загрязненных площадей в районе Экибастузской, Карагандинской, Кустанайской и других подстанций, площадей в районе Жангиз-Тюбинского и Державинского полигонов и подъездов к ним от станций Шар и Есиль, а также площадей в районе Западного и Северного побережья озера Балхаш, общая площадь загрязнения составит 2500 га. При этом на всех этих площадях выделяются участки с сильно загрязненным грунтом, общая площадь которых составляет 13,0 га, а вес загрязненного грунта 110 000.
В вопросе обращения с СОЗ-содержащими отходами имеется много нерешенных проблем. В республике отсутствует система управления, мониторинга и контроля ПХД-содержащего оборудования, отсутствует нормативная база по экологически безопасному управлению эксплуатируемого оборудования и обращения с отходами, отмечается недостаток обученного персонала, способного осуществлять мониторинг и контроль за эксплуатацией оборудования на предприятиях и со стороны контролирующих органов, отсутствуют специализированные помещения для временного хранения ПХД-содержащих оборудования и отходов.
Для организации эффективной системы обращения с ПХД необходимо утверждение и выполнение Национального Плана выполнения обязательств республики Казахстан по Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях. Для успешного выполнения Плана целесообразно правительственное решение об ответственности госорганов и частных структур за представление достоверных данных.