8 800 775 58 64

+7 (495) 256-35-86
e-mail
EN 
Оружие против диоксинов
  • Наука исходит из того, что нет явлений не познаваемых, есть только явления пока еще не познанные. Применительно к диоксинам можно сказать, что, несмотря на уникальную устойчивость и пугающую неуязвимость их молекул, управа на них все равно найдется или уже имеется. Собственно говоря, речь должна идти уже не в будущем времени, а в настоящем. Наука пустила против диоксинов почти всю свою мощь и возможности, кроме, разве атомного взрыва, и многого добилась. Дальше мы рассмотрим наиболее принципиальные методы уничтожения доксинов, разработанные к настоящему времени. Только в начале скажем себе, чего же мы хотим, что значит уничтожение диоксинов?

    Самый краткий ответ на вопрос содержится в стандарте США: любое устройство по уничтожению диоксинов должно делать это с эффективностью в 99,9999%. Установлено, что надо именно четыре девятки после запятой, если меньше — устройство превратится скорее в рассеиватель диоксинов в окружающую среду, если больше — слишком дорого. Прежде чем рассматривать методы уничтожения диокинов, еще раз подчеркнем, что трудности здесь вознкают не только из-за устойчивости их молекулы, но и по причине исключительной рассеянности и разнообразия сред, в которых они обнаруживаются. Если бы все 600–700 тонн диоксиновых ксенобиотиков, отравляющих нашу жизнь в прямом и переносном смысле, находились в одном месте, то не было бы особых проблем с их уничтожением.

    Наверное, самый напрашивающийся метод уничтожения диоксинов и родственных соединений — сожжение. Назовем этот метод по научному — термическим уничтожением. Оказывается, сжигание можно вести при очень высоких (до 5000 градусов) и относительно низких температурах. Соответственно различают высоко- и низкотемпературные технологии сжигания. При первой из них термического разрушения ядов добиваются с использованием прямого сжигания загрязненного объекта вместе с топливом в стационарных или передвижных печах разнообразной конструкции. Можно использовать также электрический нагрев или инфракрасное излучение. Во втором способе чаще всего используют электромагнитное волновое воздействие как в микроволновых кухонных печах, сжигание на открытом пламени при низких температурах или без открытого пламени, нагрев без контакта. Это только перечисление методов термического уничтожения. Рассмотрим теперь хотя бы несколько устройств поподробнее.

    Известна разработанная специалистами фрмы «Ширко» (США) установка, использующая ифракрасный нагрев. Вначале диоксинсодержащие отходы обрабатываются в стальной камере, футерованной керамикой, с помощью электронагревательных элементов из карбида кремния при 55–1050 градусах и времени 10–120 минут. Не разрушенные даже при таких условиях органические молекулы подвергаются повторному инфракрасному воздействию при 1260 градусах и времени контакта 2,2 секунды.

    Фирма «Хубер» (США) предлагает установку, использующую электрический пиролиз. Реактор выполнен из пористого графита, снабженного электронагревателями. Энергия обрабатываемому объекту передается через пористый каркас реактора, в поры которого постоянно подается инертный газ для предотвращения контакта отходов со стенками устройства. Понятно, что при жестоких условиях обработки — температура 2200–2500 градусов, время воздействия миллисекунды, яды разрушаются с требуемой полнотой.

    Энергию к обеззараживаемому объекту можно подвести и при помощи расплавов неорганических солей, чаще всего карбонатов натрия или калия. При этом удается обеспечить быструю и эффективную передачу тепла от расплава к отходам и их разрушение даже при относительно низких температурах 800–1000 градусов (фирма «Рокуэлл», США). Оказалось, что вместо расплава можно использовать и расплавленный алюминий (фирма «Детокс», США), инертный газ (фирма «Нукем», ФРГ), технологию так называемого кипящего слоя.

    Весьма перспективным из термических методов уничтожения диоксинов является метод высокотемпературного пиролиза в пироплазме. В этом случае (фирма «Вестингауз») отходы вводятся прямо в электрическую дугу, возникающую между электродами, где развивается температура до 5000 градусов. Такая адская температура характерна для внешней оболочки нашего светила Солнца. Приятно отметить, что высокотемпературное плазменное уничтожение диоксинсодержащих хлорорганических отходов успешно разрабатывается и в стерлитамакском «Каустике». Приятно потому, что сотням зарубежных способов и устройств по уничтожению диоксинов можно противопоставить хотя бы одну отечественную разработку.

    Наряду с термическими имеется целый ряд чисто химических методов уничтожения диоксинов, основанных на их дехлорировании, окислении и озонировании, восстановлении и т. д.

    В свое время отмечалось, что диоксины, потерявшие атомы хлора и имеющие их меньше четырех, теряют свою способность «злодействовать» и отравлять, опускаясь в этом отношении до уровня обыкновенных органических соединений. И живой организм, пытаясь избавиться от диоксинов, стремится лишить их атомов хлора — дехлорировать или же заменяет их на  что-то  другое — замещать. В любом случае происходит детоксикация — потеря токсичности, только вот происходит это слишком медленно. Однако в отличие от организма в колбе все это можно осуществить значительно быстрее.

    На деле дехлорирование проводится достаточно просто — обработкой загрязненного диоксинами объекта продуктом взаимодействия полиэтиленгликоля (ПЭГ — его получают из того же этиленгликоля, что и известный автолюбителям тосол) и щелочи. Уже при 90–100 градусах, особенно в присутствии некоторых добавок, реактив APEG, как он называется, на 96–98% не только дехлорирует диоксины, но и разрушает их. Этот метод обладает удивительной универсальностью и может быть применен для обеззараживания жидких и твердых отходов, почв, поверхностей зданий и т. д.

    Для избавления от диоксинов вполне применимой оказалась и простая вода. Правда, не совсем обычная, а так называемая суперкритическая. Такое мудреное название вода получает при сжатии до 215 атмосфер и нагреве до 374 градусов. Название вполне соответствует изменившимся в указанных условиях свойствам воды. Суперкритическая воада имеет малую плотность, резко сниженную диэлектрическую постоянную, резко ослабленные водородные связи. Все это придает воде способность эффективно растворять и окислять благодаря растворенному кислороду разнообразные органические соеднения. Трудно сказать, из каких соображений специалисты фирмы «Модар» (США) пришли к идее использовать суперкритическую воду для уничтожения диоксинов, но они это сделали. Способ, осуществленный на практике, выглядит достаточно просто: смесь отхода и воды сдавливается и нагревается до нужных параметров. Эффективость разрушения диоксинов — три девятки после запятой.

    Для обеззараживания почв и дымовых газов мусоросжигающих печей предложено использовать окисление перекисью водорода; для очистки сточных вод — озонирование.

    Изощренность человеческого ума не знает границ. Все вышеуказанные методы воздействия на диоксины эффективны сами по себе. Оказалось, что еще лучше использовать их комбинации. В настоящее время предложены комбинации: термической десорбции и  УФ-фотолиза , окисления и  УФ-фотолиза , дехлорирования и восстановления и др.

    Наконец, в наш век всеобщего увлечения микроорганизмами для разнообразных целей, было бы удивительно, если бы кто-нибудь  не догадался разрушать диоксины с их помощью. Оказалось, что грибкам белой гнили вполне по  «зубам» многие хлорорганические соединения, в том числе, печально известный ДДТ, ПХБ, диоксины и др. Однако плохо то, что микроорганизмы лениво работают и не переносят холода. Поэтому ученые пытаются вывести их новые разновидности методами генной инженерии.

    Помимо уже рассмотренных методов уничтожения диоксинов, очень привлекательными представляются использование иных исходных принципов. Зачем, например, уничтожать — достаточно ведь все произведенные и рассеянные в природе диоксины собрать в одно место и надежно захоранивать. Ничто не ново под луной и до изложенной идеи уже давно додумались. Соответствующие технологии называются технологиями извлечения и фиксирования.

    Извлечение диоксинов из сточных вод и жидких отходов обычно производится с помощью различных сорбентов: специальным образом подготовленных глин, активированного древесного угля и др. Наглотавшиеся гадостей сорбенты хотя и могут быть регенерированы и повторно использованы, однако их предпочитают захоранивать. Согласно имеющимся данным осаждение диоксинов происходит и в ходе давно известных процессов очистки воды коагуляцией и флокуляцией. При этом из воды удаляется до 49–72% диоксинов.

    Сорбенты могут использоваться и для избавления от диоксинов отходящих газов мусоросжигающих печей. В Германии для этого применяются фильтры из буроугольного кокса. В результате такой простой обработки — пропускания дымовых газов через слой сорбента толщиной 1–1,5 метра, удается уменьшить содержание диоксинов более ста раз и уложиться в установленные жесткие нормативы.

    Среди технологий фиксирования наиболее подготовлены к практическому применению такие. Если в почву поместить электроды и подать электрическое напряжение в 4000 вольт, то при определенном расстоянии между электродами возникает зона нагрева до температуры в 2000 градусов и выше. При этом органические соединения «всплывают» к поверхности почвы и догорают. После остывания все превращается в стеклообразную массу.

    Другой пример технологии фиксирования заключается в смешивании диоксиносодержащих отходов с золой, водой и связующими веществами. Вся образовавшаяся масса высушивается, формуется, покрывается битумом и захоранивается. В выщелачиваемых стоках содержание диоксинов было в 200–300 раз меньше, чем в загрязненной почве, которую фиксировали описанным способом.

    Из вышеизложенного следует, что человек не беспомощен перед диоксинами и родственными соединениями. У него уже имеется целый арсенал разнообразого оружия для их уничтоженя. С течением времени это оружие станет еще более эффективным. Однако как и на настоящей войне вопрос выступления против диоксинов решают не ученые, а политики, точнее — власти. Именно поэтому в Башкортостане не открыт фронт против диоксинов. Не опоздать бы.

    То, что против диоксинов есть оружие — это хорошо. Однако самое лучшее все же не война, а хотя бы худой мир. И в данном случае было бы гораздо лучше иметь не успехи в уничтожении диоксинов, а создать такую ситуацию, когда диоксины в окружающей природе вообще отсутствуют или по крайней мере их мало. Диоксины ведь сами по себе не получаются и они чужды природе. Их даже называют ксенобиотиками, т. е. рукотворными, без человека отсутствующими в окружающей среде органическими соединениями. Именно человек — родитель диоксиновых ксенобиотиков. Поэтому естественно возникает вопрос: а нельзя ли эти яды не порождать и дело делать — разъезжать на автомобилях, вовсю синтезировать полезную химическую продукцию, производить и потреблять огромное количество бумаги и т. д.? Оказывается, можно, только нужно осознать необходимость этого. Вот известные уже примеры.

    Гербициды на основе 2, 4-Д пока еще широко производятся и применяются, но при этом в виде примесей получаются диоксины. Как мы уже отмечали, специалисты фирмы «Дау Кемикл» была разработали специальную технологию производства 2, 4-Д , которую если и нельзя назвать бездиоксиновой, то вполне можно обозначить как диоксинобезопасную. Другой пример: автомобиль с бензиновым двигателем на 1 км пути выбрасывает 30–540 пг в ЭТ диоксинов при условии использования этилированного бензина. Как уже отмечалось, США уже с 1986 года перешли на неэтилированный бензин. Это означает в то же время переход на новую технологию производства бензинов в этой стране. Коснемся еще одного случая, имеющего крайне важное значение.

    Трудно себе представить нашу жизнь без бумаги. Бумага — это книги и газеты, деньги и документы, упаковочный материал и салфетки и пр. Получают бумагу в основном из древесной целлюлозы и вторичного сырья: макулатуры и тряпья. Писчая бумага должна быть белой, это один из показателей ее качества. Однако сама по себе бумага белой не бывает. Для этого бумажную массу отбеливают хлором и его соединениями. Можно себе представить как неприятно были удивлены исследователи, впервые обнаружившие диоксины в сбросах и выбросах целлюлозно-бумажной промышленности (1985 год, США и Швеция). Вскоре яды были найдены и в бумажной продукции: в фильтровальной бумаге  том числе в пакетиках для кофе и чая), упаковочной бумаге, бумажных салфетках, детских пеленках и т. д. Из всех диоксинов, найденных в бумаге, около 20% приходится на долю токсичных. Оказалось, что особенно много диоксинов содержится в бумаге, полученой из вторичного сырья. Согласно имеющимся данным, в 1988 году типичным было следующее содержание диоксинов в наиболее массовой бумажной продукции (пг/г в ЭТ): газетная бумага (0,3), кофейные фильтры (1,7), косметические салфетки (5,6), лабораторные фильтры (1,8).

    В процессе использования бумажных изделий диоксины неизбежно переходят в пищу: кофе, молоко, чай, жиры и т. д. Известно, что кожные покровы и слизистые ткани достаточно охотно «перехватывают» диоксины из бумаги. Поэтому очень опасно применение загрязненной диокснами бумаги в детских пеленках, гигиенических тампонах, носовых платках и пр. изделиях, соприкасающихся со слизистой тканью и кожей.

    Что же делать? Отказаться от бумаги? Ни в коем случае! Осознав порок бумаги, получаемой по старой технологии, во многих странах: США, Финляндии, Канаде, Швеции и др. перешли на более совершенные технологии производства. Главное в новой технологии — отказ от применения хлора при отбеливании бумажной массы (целлюлозы). Вместо отбеливания хлором можно, оказывается, применить «биоотбеливаие», кислородную или же перекисную отбелку. Более того, даже сохранив хлорную технологию отбелки, удалось разными технологическими ухищрениями значительно уменьшить образование диоксинов и их попадание в конечную продукцию.

    Таким образом, из рассмотренных примеров следует, что создание диоксинобезопасных технологий не только возможно, но это генеральное направление решения проблемы диоксинов. Говорят, что умный способен найти выход из любого трудного положения, а мудрый — не допустит, чтобы такое положение возникало. Можно не сомневаться, что при решении проблемы диоксинов и других суперэкотоксикантов человечество проявит мудрость.

    Учитывая вышесказанное, наибольшей привлекательностью обладают технологии низкотемпературного пиролиза (термохимическая деструкция без доступа кислорода), при которых процесс может проходить вообще без образования диоксинов!

    По материалам www.bashedu.ru

заказать обратный звонок

Ваше имя*

* — поля, обязательные для заполнения

Мобильный телефон*

заказать обратный звонок

Ваше имя*

Мобильный телефон*

Ваш E-mail*

* — поля, обязательные для заполнения

Сообщение*