Ртуть является одним из самых опасных загрязняющих окружающую среду металлов. Практически во всех странах она входит в «черные списки» химических веществ, подлежащих особому экологическому и гигиеническому контролю.
Ртутьсодержащие отходы по степени токсичности относятся к I классу опасности, представляя собой, по образному выражению, химическую бомбу замедленного действия. Ртуть уже отметилась несколькими экологическими трагедиями, наиболее известными из которых являются массовые заболевания и гибель людей в Японии в районе Минаматы и в Ираке.
Минамата - небольшой городок на берегу одноименного залива, омывающего юго-западный берег острова Кюсю в Японии. Всему миру этот город стал известен трагическими событиями, связанными с отравлением людей ртутью. В то время сами японцы говорили, что на страну обрушилась третья атомная бомба, сброшенная собственной промышленностью. В городке Минамата располагались химические заводы, являющиеся филиалом крупного концерна «Тиссо». Один из них производил винилхлорид, другой ацетальдегид, причем в качестве катализатора использовалась ртуть. Сточные воды заводов сбрасывались в залив Минамата. Они содержали ртуть, не только неорганическую, но и метилртуть, образующуюся в ходе технологических процессов. Всего в залив поступило более 300 т ртути, подавляющая часть которой накопилась в донных отложениях.
Ртуть и загрязнение окружающей среды
Ртуть накапливалась в воде и донных отложениях, включалась в морскую пищевую цепь, концентрируясь в моллюсках и рыбе. В водной среде начинали активизироваться процессы метилирования неорганической ртути, что еще больше увеличивало опасность. Большинство жителей города и окрестных деревень существовала за счет морского промысла, а морепродукты были их основной пищей. Так метилртуть попадала в организм людей (и животных), вызывая страшные отравления, вплоть до смертельных исходов.
Вспышка массового отравления ртутью в Ираке произошла зимой 1971-1972 гг. Здесь семенное зерно, обработанное метилртутным фунгицидом, было использовано для приготовления домашнего хлеба в сельских местностях по всей стране. Уже в конце декабря 1971 г. в больницу были доставлены первые пострадавшие. Общее число госпитализированных превысило 6000, причем большинство из них поступило в январе 1972 г. В больницах было зарегистрировано более 400 смертельных случаев, обусловленных отравлением метилртутью.
События в Японии и в Ираке инициировали развитие многочисленных исследований по изучению ртутного загрязнения окружающей среды во многих странах. Было установлено, что ртуть поступает в среду обитания не только с выбросами, стоками и твердыми отходами производств, использующих ее в технологических циклах. Она в повышенных концентрациях присутствует в выбросах, сточных водах и отходах многих видов производственной и бытовой деятельности. Ртуть поступает в окружающую среду при сжигании угля, мазута и других нефтепродуктов. Существенным источником загрязнения среды обитания ртутью являются предприятия металлургии и цементной промышленности. В свое время в сельском хозяйстве использовались ртутьсодержащие ядохимикаты (прежде всего, гранозан).
Ртуть - типичный компонент различных промышленных и бытовых отходов. В районе свалок в окружающей среде всегда отмечаются ее повышенные уровни. Формирование зон ртутного загрязнения в Москве связано не только с промышленными выбросами в атмосферу. Хорошо известно, что на предприятиях, в организациях и в быту используется значительное количество ртутьсодержащих изделий и приборов, которые после выхода из эксплуатации очень часто выбрасывались (по крайней мере, до недавних пор) в мусорный бак, а содержащаяся в них ртуть поступала в обитания.
Так, в Москве ежегодно образуется порядка 7-8 млн. отработанных люминесцентных ламп (ориентировочно в сумме содержащих 0,7-0,8 т ртути), около 250-300 тыс. дугоразрядных, бактерицидных и т. п. ламп (еще около 0,2т ртути), 15-20 млн. гальванических элементов с содержанием ртути от 0,1 до 1 % от массы элемента (при средней массе элемента в 50 г, а именно такие батарейки до недавнего времени преобладали в нашей стране, это дает от 1 до 10 т ртути, среднее значение - 5т). В медицинских, научных и производственных организациях и у населения ежегодно из строя выходит значительное количество ртутных термометров. Например, подсчитано, что в Санкт-Петербурге в год выбрасывается порядка 500 тыс. различных термометров, в сумме содержащих около 1 т ртути. Для Москвы эта цифра, видимо, может быть увеличена в 2-2,5 раза (т. е. около 2,5т ртути).
Кроме того, подразделениями Министерства по чрезвычайным ситуациям ежегодно собирается (при различных обстоятельствах) около 1 т металлической ртути. Примерно такое же количество ртути в составе различных изделий (выпрямители, реле, манометры и т. п.) поступает на демеркуризационное предприятие. Таким образом, в сумме получается порядка 10 т ртути в год (это очень большая цифра, практически равная годовому потреблению ртути электротехнической промышленностью нашей страны), потенциально способной рассеиваться в окружающей среде, что, безусловно, до недавнего времени и происходило. Ртуть присутствует в промышленных и бытовых сточных водах. В повышенных концентрациях она содержится в осадках сточных вод практически всех городов, причем для существенной части городов является ведущим поллютантом.
Очень высокие содержания ртути в г. Клину связаны с поступлением на очистные сооружения сточных вод завода по производству ртутных термометров. Присутствие ртути в осадках сточных вод свидетельствует о ее вероятном поступлении в реки, в которые сбрасываются сточные воды. Действительно, изучение распределения ртути в отложениях рек показывает, что она является ведущим поллютантом рек Московской области.
Постоянное присутствие и высокие содержания ртути в городской среде и в различных видах отходов в существенной мере связаны с использованием и периодическим выходом из строя разнообразных ртутьсодержащих изделий (люминесцентные и ртутные лампы, термометры, гальванические элементы, различные приборы и т. п., многие из которых можно увидеть на приводимых фотографиях).
В зависимости от технологии и типа в каждой люминесцентной или специальной ртутной лампе, особенно широко используемых в нашей стране, содержится от 20 до 300 мг ртути, в наиболее распространенных типах -от 60 до 120 мг, а в некоторых лампах ее количество достигает 350-560 мг. В России в эксплуатации единовременно находится 450-500 млн. люминесцентных ламп.
Если принять, что в среднем каждая лампа содержит 100-110 мг ртути, то в них находится около 50 т ртути. Около 100 млн. ламп ежегодно выходит из строя, большая часть которых до недавних пор в лучшем случае выбрасывались в мусорный бак и вывозились на свалку, т. е. в конечном счете в окружающую среду ежегодно поступало примерно 10 т ртути.
Ртутьсодержащие лампы представляют особую опасность с позиций локального загрязнения среды обитания токсичной ртутью. Так, скорость испарения металлической ртути в спокойном воздухе при температуре окружающей среды 20°С составляет 0,002 мг с 1 см в час, а при 35-40°С на солнечном свету увеличивается в 15-18 раз и может достигать 0,036 мг/см в час.
При разбивании ртутной лампы, содержащей 80 мг металла, образуется свыше 11 тыс. шариков ртути диаметром 0,01 см с общей суммарной поверхностью 3,53 см2 . Этого количества ртути, при условии ее полного испарения, достаточно для того, чтобы загрязнить до уровня ПДК помещение объемом в 300000 м3. Естественно, что в процессе эксплуатации часть (возможно, значительная) парообразной ртути сорбируется стеклом и люминофором, тем не менее существенное ее количество попадает в воздух.
Значительные количества ртути, как мы уже знаем, попадает в среду обитания при выбрасывании вышедших из строя ртутных термометров. В США, например, таким образом ежегодно теряется 50 тонн ртути. Во многих странах длительное время значительное количество ртути расходовалось на производство различных химических источников тока (гальванических элементов). В России в начале 1990-х гг. в мусор ежегодно выбрасывалось более 800 млн. гальванических элементов, а с ними около 50 тонн ртути, 20 тыс. тонн железа, 15тыс. тонн диоксида марганца, 7,5тыс. тонн оксида цинка, 5тыс. тонн щелочи.
Экологические проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды ртутью, обусловили развитие целой промышленности по производству из ртутьсодержащихотходов вторичной ртути. В России известно несколько предприятий, специализирующихся на утилизации (демеркуризации) ртутьсодержащих отходов потребления, главным образом, люминесцентных ламп. Одним из таких предприятий является НПП «Экотром» (г. Москва), которое в 2000 г. успешно переработало около 4,5 млн. вышедших из строя люминесцентных ламп, атакже другие ртутьсодержащие изделия.
Переработка (утилизация и обезвреживание) люминесцентных ламп в НПП «Экотром» осуществляется на оригинальной установке «Экотром-2» (патент № 2050051). Процесс переработки основан на разделении ламп на главные компоненты: стеклобой, алюминиевые цоколи, ртутьсодержащий люминофор.
Для очистки воздуха, отводимого в атмосферу, применяется многоступенчатая система, последовательно включающая: циклон -рукавный фильтр - кассетный фильтр - производственный адсорбер - цеховой адсорбер - санитарный адсорбер. Стеклобой и алюминиевые цоколи являются конечными продуктами переработки. Ртутьсодержащий люминофор направляется для извлечения ртути на специализированные предприятия. Экологический аудит показал, что установка «Экотром-2» полностью соответствует существующим в России экологическим требованиям.
Использование этой установки определяется лицензией, «Экологическим сертификатом соответствия», «Гигиеническим сертификатом», а также соответствующими документами и сертификатами на ряд конечным продуктов, получаемых в ходе переработки ламп.
Как правило, заводы, специализирующиеся на утилизации получаемого в ходе переработки люминесцентных ламп люминофора, расположены в других городах и даже в других государствах. Для облегчения транспортировки в НПП «Экотром» была разработана технология получения цементно-люминофорных блоков (смесей), помещаемых в специальные герметичные мешки из полиэтилена, что позволяет их транспортировать к месту назначения, где блоки размельчают и люминофор поступает на переработку.
Экспериментальные исследования по санитарно-гигиенической оценке цементно-люминоформных блоков и технологии их получения, выполненные специалистами НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды Российской академии медицинских наук, показали, что при соблюдении условий, исключающих возможность нарушения герметичности упаковки, цементно-люминофорная смесь, являясь вторичным сырьем, может перевозиться на любые расстояния и в любые районы.
Источник: НПП «Экотром» |
