СОЗ — стойкие и очень опасные

Проблема утилизации стойких органических загрязнителей (СОЗ) является важной для многих стран, в том числе и для России, именно поэтому она стала предметом обсуждения на IX Московском международном химическом саммите.

Три группы СОЗ

Стойкие органические загрязнители (СОЗ) − это первичные и побочные продукты промышленности. Как правило, СОЗ имеют некоторые общие характеристики: представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. Попав в воздух, СОЗ перемещаются на большие расстояния, вплоть до регионов, расположенных в тысячах километрах от первоначальных источников загрязнения — таких как Арктика. СОЗ накапливаются в жировых тканях животных и человека. При этом даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей могут приносить существенный вред, приводя к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам у детей, онкологическим заболеваниям. Под воздействием СОЗ произошло резкое снижение численности многих популяций морских млекопитающих.

К первой группе СОЗ относят устаревшие и запрещенные пестициды: альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, мирекс, гептахлор, гексахлорбензол, токсафен, дихлор-дифенил-трихлорэтан (ДДТ), хлордекон, пентахлорбензол, линдан (гамма-гексахлорциклогексан), альфа- и бета-гексахлорциклогексан. Практически все они, кроме ДДТ, не только давно запрещены, но и производство их закрыто. Остались только неизрасходованные запасы в хранилищах, да загрязненные ими почвы. Известный ДДТ стоит особняком, так как многие страны до сих пор используют его против опасных насекомых, переносчиков таких болезней, как малярия (Индия, некоторые страны Африки, Центральной и Южной Америки) или клещевой энцефалит (Россия).

Вторая группа включает промышленные продукты, которые используются в настоящее время. К ним относятся полихлорированные бифенилы (ПХБ), которые больше не производятся, а в ряде стран их производство запрещено. В эту группу входят 209 веществ, только половина из которых, обнаружена в природе. ПХБ устойчивы, токсичны, способны к бионакоплению. Они могут накапливаться в жировых тканях животных и человека и существовать там долгое время. ПХБ, содержащие больше атомов хлора, более устойчивы и рассматриваются, как наносящие существенный вред окружающей среде. Значительная часть произведенных ПХБ попали в окружающую среду. Остальное находится в связанном состоянии в старом электрооборудовании и отходах.

ПХБ присутствуют повсеместно и были обнаружены даже в тканях животных, обитающих в нетронутых диких ландшафтах. Другой промышленный продукт − гексахлорбензол (ГХБ) используется в пиротехнических составах в России. Его применяли также в качестве пестицида и гербицида. ГХБ устойчив, токсичен, способен к бионакоплению. Он токсичен для водной флоры и фауны, для наземных животных и растений, для человека.

Третья группа совсем особая, это полихлордибензодиоксины (ПХДД) и полихлордибензофураны (ПХДФ), их обычно называют диоксинами. Эти вещества не производятся и не используются, но они образуются во многих процессах, включающих хлор (например, целлюлозно-бумажное производство), и, особенно, при некоторых высокотемпературных процессах (устаревшие установки по сжиганию мусора, металлургическое производство и т. п.). Плохо обустроенные свалки твердых бытовых отходов, где мусор горит или постоянно тлеет, также являются источником диоксинов.

Диоксины и фураны обладают высокой токсичностью и сильно воздействуют на иммунную и эндокринную системы человека. Их допустимая суточная доза (ДСД), то есть доза, которая без видимых последствий может быть поглощена за сутки, исчисляется пикограммами. В последнее время диоксины широко распространились по всему миру и обнаруживаются в тканях людей и животных в любой части света. Исследования, проведенные в высокоразвитых промышленных странах, показали, что количество диоксинов, накопленных в тканях женщин, достигло уровня, способного отрицательно сказаться на состоянии иммунной и нервной системы их детей.

Источники и уровни загрязнения

Первые полихлорированные бифенилы (ПХБ) были произведены в США компанией Monsanto в 1929 году. В силу своих уникальных физико-химических свойств эти соединения нашли самое широкое применение во всех развитых странах. По экспертным оценкам из всего объема произведенных в мире полихлорбифенилов около 35 % поступило в окружающую среду и лишь 4 % подверглось разложению.

В бывшем СССР наиболее широкое промышленное применение получили трихлорбифенил, а также различные марки совола, представляющие собой очищенные смеси тетра- и пентахлорбифенилов, и совтола (смесь совола и трихлорбензола). Производство полихлорбифенилов (ПХБ) осуществлялось в период 1939–1993 годы. К настоящему времени в энергосистемах и других отраслях промышленности находится около 10 тысяч трансформаторов и 500 тысяч конденсаторов, в которых в качестве диэлектрика используется ПХБ. Общий объем ПХБ в этом оборудовании оценивается в 30 тысяч тонн.

ПХБ производились на двух предприятиях, расположенных в европейской части РФ, — «Oргстеклo» (Дзержинск) и «Оргсинтез» (Новомосковск). Эти предприятия произвели около 180 тысяч тонн ПХБ трех основных марок: совол — смесь тетра- и пентахлорированных бифенилов (использовался как пластификатор в красках и лаках, а также и в конденсаторах); совтол — смесь совола с 1,2,4-трихлорбензолом, в отношении 9:1, называемый совтол-10 (использовался в трансформаторах); и трихлорбифенил (ТХБ) — смесь изомеров трихлорбифенила (использовался в конденсаторах). В небольших количествах ПХБ-содержащие материалы (гексол — смесь пентахлорбифенила с гексахлорбутадиеном) некоторое время производили на опытном заводе ВНИТИГ (Всесоюзный научно-исследовательский институт гербицидов, Уфа). Частично совол применялся также в промышленности в смеси с хлорнафталинами или трихлорбензолами.

Смесь совола (92,5 %) и -нитронафталина (7,5 %) получила название нитросовол. Для пропитки бумажных конденсаторов, работающих при повышенных температурах, использовали смеси ПХБ с добавлением парафина и церезина. Совол пластификаторный использовался, в основном, лакокрасочными предприятиями в качестве добавки для улучшения свойств красок. Выявлено 6 лакокрасочных предприятий, выпускавших ПХБ-содержащую продукцию. Эта часть ПХБ разошлась вместе с красками к многочисленным потребителям и к настоящему времени давно использована по назначению. В СССР ПХБ использовали, в основном, как диэлектрики в конденсаторах и трансформаторах и в относительно небольших количествах — в качестве пластификаторов в лаках, пластических массах (получение поливинилхлорида), а также в качестве смазок, для улучшения пожаростойкости и электроизоляционных свойств электропроводов и, в очень ограниченных количествах — в качестве фунгицида для защиты древесины.

Как выше указано, в настоящее время в России на складах и в технических устройствах (трансформаторах, конденсаторах) скопилось не менее 30 тысяч тонн ПХБ. Общая картина загрязнения ПХБ по регионам выглядит следующим образом: 62 % ПХБ приходится на два региона (Поволжский, Уральский), по Дальневосточному округу и Калининградской области данные отсутствуют, в остальных регионах эта цифра колеблется от 0,2 до 8,3 %.

Вклад различных отраслей промышленности в выбросы диоксинов различен. Более 35 % приходится на горящие полигоны ТБО, четверть выбросов — на черную металлургию. Серьезную опасность загрязнения диоксинами представляют мусоросжигательные заводы (МСЗ), работающие по устаревшим технологиям, которые выбрасывают основные количества диоксинов, а в силу своей близости к крупным населенным пунктам воздействуют на большое число людей.

В России термическая переработка ТБО началась с середины 1970-х прошлого столетия, когда в восьми городах СССР было установлено 10 мусоросжигательных заводов первого поколения. Все эти заводы не были оснащены оборудованием для газоочистки и почти не использовали вырабатываемое тепло. В настоящее время они морально устарели и не отвечают современным требованиям по экологическим показателям, большая часть этих заводов закрыта, а остальные подлежат реконструкции.

Серьезной проблемой в обеспечении экологической безопасности остается хранение пестицидов и наличие значительных количеств пришедших в негодность, устаревших, запрещенных и обезличенных пестицидов, многие из которых относятся к СОЗ. Всего устаревших (непригодных) пестицидов в РФ — от 25 тысяч тонн до 50 тысяч тонн. По данным, представленным на парламентских слушаниях в ГД РФ в 2004 году, и по материалам рассмотрения вопросов о пестицидах и СОЗ в Совете Безопасности Российской Федерации (2002–2004 гг.) в исследованных (проведена инвентаризация) регионах России хранящиеся запасы запрещенных к применению хлорорганических пестицидов составляют около 1,1 тыс. т, в том числе: ДДТ — 151 тонн, ГХЦГ (гексахлорциклогерсан) — 39 тонн, ПХК (полихлоркамфен) — 90 тонн, ПХП (полихлорпинен) — 28 тонн, гексахлоран — 305 тонн. Однако большая часть хранящихся в РФ пестицидов неидентифицированы.

Международный проект

1 мая 2004 года Международная сеть по ликвидации СОЗ (International POPs Elimination Network) в сотрудничестве с Организацией ООН по промышленному развитию (ЮНИДО) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) приступила к реализации глобального проекта под названием — Международный проект по ликвидации СОЗ (International POPs Elimination Project — IPEP). Основное финансирование по проекту предоставлено Глобальным экологическим фондом (ГЭФ). Так вступила в силу Стокгольмская конвенция СОЗ, которую подписали 170 стран.

Перед IPEP были поставлены следующие основные задачи:

• поощрять и давать возможность НПО из 40 развивающихся стран и стран с переходной экономикой заниматься деятельностью, которая вносит конкретный и непосредственный вклад в усилия стран, направленные на подготовку к выполнению Стокгольмской конвенции;
• повышать квалификацию и знания НПО для развития их потенциала как эффективной группы, заинтересованной в процессе выполнения Стокгольмской конвенции;
• помогать устанавливать национальную и региональную координацию НПО и развивать их потенциал во всех регионах мира для поддержки долгосрочных усилий, направленных на достижение химической безопасности.

IPEP поддерживает подготовку отчетов с описанием ситуации с СОЗ в странах, состояния «горячих точек», политики в области СОЗ и региональной деятельности. IPEP оказывает помощь в выполнении следующих видов деятельности: участие в разработке и осуществлении Национальных планов выполнения, проведение тренингов и образовательных семинаров, организация кампаний по информированию общественности.

Российские обязательства

В 2011 году Стокгольмская конвенция по СОЗ была одобрена правительством РФ и ратифицирована Федеральным Собранием. Таким образом, Россия взяла на себя обязательства по запрету и контролю СОЗ, принятию мер для уничтожения или уменьшения выбросов СОЗ, переходу на технологии, которые минимизируют или исключают непреднамеренное производство СОЗ.

Согласно конвекционным обязательствам в отношении ПХБ, Россия должна прекратить использование ПХБ в период до 2025 года. В течение периода вывода ПХБ из потребления Россия обязана:

• вывести из эксплуатации поврежденное оборудование,
• использовать ПХБ только в неповрежденном и герметичном оборудовании  обеспечивать выполнение правил эксплуатации оборудования,
• своевременно выявлять утечки ПХБ.

Обязательства РФ по диоксинам, прежде всего, заключаются в проведении полномасштабной инвентаризации поступления их в окружающую среду, организации контроля выбросов диоксинов, мониторинга содержания диоксинов в продуктах питания и питьевой воде, а также в разработке и внедрении рекомендаций по сокращению выбросов диоксинов. Что касается пестицидов, то в РФ после регистрации запасов непригодных пестицидов и мест их размещения, идентификации смесей и обезличенных препаратов, выявления СОЗ-пестицидов и создания банка данных необходимо обеспечить безопасное хранение этих веществ, создать нужные склады и полигоны.

Технологии ликвидации

Во всем мире остро стоит проблема разработки природоохранных технологий уничтожения СОЗ. Среди имеющихся методов наиболее распространенным является сжигание. Более 85 % СОЗ сжигается в ротационных, циклонных, цементных или доменных печах. В России на установке высокотемпературного уничтожения отходов мощностью 100–150 кг/час при температуре процесса — 1200–1250 °С и времени пребывания в зоне высоких температур ~ 2 сек, степень уничтожения ПХБ составила 99,9999 % и содержание диоксинов менее 0,1 мг/м3, как того требует Стокгольмская конвенция.

Химические процессы по уничтожению СОЗ в жидкой фазе применяются в Австралии и частично в Канаде. Процессы в газовой фазе требуют скорейшего внедрения. Создание природоохранных технологий уничтожения СОЗ-пестицидов, обезвреживание мест их хранения, рекультивация земель, также является задачей, требующей скорейшего решения.

Конечно, можно существенно снизить риск, связанный с воздействием СОЗ на окружающую среду и человека, добившись запрещения производства и использования этих опасных химикатов и их уничтожения. Однако некоторые СОЗ играют важную роль в экономике многих стран. Поэтому до полного отказа от СОЗ необходимо найти альтернативные нетоксичные вещества, которые позволят решать возникающие проблемы без ущерба для социального и экономического развития общества.

Юрий Трегер, генеральный директор НИИЦ «Синтез»