Материал: Инженерные способы защиты окружающей среды. Сафонова Л.Б., Звягина Л.Н
низм человека цианида калия (KCN) и других солей синильной кислоты (HCN) приводит к нарушению дыхания, к резкому снижению способности тканей потреблять кислород. Смертельная доза цианида калия (KCN) для человека составляет 0,12 г. Соединения сурьмы вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного тракта. При хроническом отравлении данными веществами нарушается обмен веществ, поражается нервная система, ухудшается работа сердца. При гидролизе хлорида сурьмы (SbCl3) в организме образуется соляная кислота (HCl), вызывающая воспаление лёгких и дыхательных путей и нарушение функций пищеварительной системы. Повышенную опасность представляют отходы, содержащие соединения свинца, хлорид меди, сульфат меди, щавелевокислую медь и др. Свинец и все его соединения оказывают токсическое действие на живые организмы. В результате отравления может наступить поражение нервной системы, крови и сосудов. Токсическое действие свинца объясняется в первую очередь тем, что его ионы образуют с сульфгидрильными группами SH-содержащих ферментов устойчивые меркаптиды и таким образом вызывают блокировку этих ферментов. Взаимодействие свинца с сульфатами и SH–группами может привести к повреждению генетического аппарата клетки. Свинец нарушает биосинтез гемоглобина, нуклеиновых кислот, гормонов.
Попадание сульфата меди (CuSO4) или щавелевокислой меди (Cu(CH3COO)2) в желудок человека приводит к тошноте, рвоте, болям в животе, к появлению гемоглобина в моче. Хроническое отравление солями меди вызывает расстройство нервной системы, нарушений функций печени и почек.
Под утилизацией отходов понимают извлечение из них и хозяйственное использование различных полезных компонентов. Реутилизация включает в себя повторную, иногда мно- гократно-последовательную переработку отходов. Захоронением отходов называется помещение их под землю таким способом, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ в окружающую среду. Под детоксикацией отходов подразумева-
76
ется освобождение их от токсичных компонентов на специализированных установках.
В настоящее время существуют следующие направления ликвидации и переработки твердых промышленных отходов: 1) захоронение их на полигонах; 2) огневая переработка; 3) пиролиз; 4) складирование в поверхностных хранилищах.
Обезвреживание токсичных твердых промышленных отходов осуществляется на специальных полигонах. Чтобы избежать загрязнения почв и подземных вод, отходы обрабатывают цементом, жидким стеклом, битумом и т. д. Выбор земельных участков для размещения полигонов производится в соответствии с СНиП 2.01.28–85 «Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов».
Метод огневой переработки классифицируется в зависимости от типа отходов и условий обезвреживания на следующие группы:
1. Сжигание отходов, которые способны гореть самостоятельно. Горение должно осуществляться при температуре не ниже 1200 – 1300 С.
2.Огневой окислительный метод обезвреживания негорючих отходов, представляющий собой сложный физикохимический процесс;
3.Огневой восстановительный метод, в результате которого образуются дымовые газы и шлак.
4.Огневая регенерация, которая позволяет извлекать из отходов производства ценные реагенты.
Если оптимальные условия огневой переработки отходов нарушаются, то это может привести к образованию в дымовых газах токсичных веществ, например, угарного газа (СО), бенз(а)пирена, диоксинов.
Пиролизом называется разложение веществ под действием высоких температур. Выделяют два типа пиролиза: окислительный пиролиз и сухой пиролиз. Окислительный пиролиз представляет собой процесс термического разложения промышленных отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Под
77
сухим пиролизом понимают процесс термического разложения без доступа кислорода. В результате этого процесса образуется пиролизный газ, жидкий продукт и твердый углеродистый остаток. В зависимости от температуры, при которой протекает пиролиз, выделяют:
1.Низкотемпературный пиролиз или полукоксование (450 – 550 С). Этот вид пиролиза характеризуется максимальным выходом жидких и твердых (полукокс) остатков и минимальным выходом пиролизного газа.
2.Среднетемпературный пиролиз или среднетемпера-
турное коксование (до 800 С) дает выход большего количества газообразного продукта и меньшего количества жидкого остатка и кокса. 3. Высокотемпературный пиролиз или коксование (900 – 1050 С), приводящий к минимальному выходу жидких и твердых продуктов и максимальной выработки газа.
Для защиты от твердых бытовых отходов широко применяются следующие методы: 1) строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки; 2) сжигание отходов на мусоросжигательных заводах; 3) компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива); 4) ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.); 5) предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов; 6) пиролиз.
При строительстве полигонов для хранения твердых бытовых отходов и частичной их переработки, серьезное внимание следует уделить гидроизоляции этих полигонов, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Проводимые мероприятия по уменьшению экологического риска и предотвращению необратимых последствий для окружающей среды основаны на принципах контроля качества складируемых отходов, выборе места расположения полигона (элементов естественной защиты) и его технологического и технического оформления (элементов искусственной защиты). Охрана атмосферного воздуха на полигоне обеспечивается за счет регулярной наружной изоляции уплотненного слоя твердых бытовых отходов грунтом толщиной 15 – 25 см, исклю-
78
чающим возможность возникновения пожаров. Для охраны прилегающих к полигонам земель от захламления производится установка сетчатых ограждений. Они не позволяют ветру разносить легкие фракции твердых бытовых отходов. Наружная изоляция твёрдых бытовых отходов, их дробление и последующее уплотнение предотвращают контакты мух и грызунов с твёрдыми бытовыми отходами. Ливневые и талые воды с находящихся выше земельных массивов перехватываются канавой и выводятся за пределы полигона.
Для переработки твёрдых бытовых пищевых отходов применяют метод компостирования с аэробным окислением органического вещества.
4. Газовые и дымовые выбросы промышленных предприятий в атмосферу. Почва может накапливать опасные загрязняющие вещества, оседающие на нее из атмосферы, например, тяжелые металлы, радионуклиды.
5. Нефть и нефтепродукты. Причинами этого загрязнения являются аварии на нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи и т. д.
III. Вторичное засоление и заболачивание. Усиление природного засоления почв в процессе хозяйственной деятельности называется вторичным засолением. Оно может возникать при чрезмерном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Засоление почв уменьшает их вклад в поддержание биотического круговорота веществ. Заболачивание почв происходит в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземных областях России, в зоне вечной мерзлоты. Оно ухудшает агрономические свойства почв и может сопровождаться накоплением неразложившихся органических остатков на поверхности.
IV. Опустынивание. Под опустыниванием подразумевают процесс необратимого изменения почвы и растительности, а также снижение биологической продуктивности, который, в конечном итоге, может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пусты-
79
ню. Опустынивание представляет собой одновременно соци- ально-экономический и природный процесс.
V. Отчуждение земель для промышленного и комму-
нального строительства. Почвенный покров необратимо нарушается при отчуждении земель для строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки дорог, трубопроводов и т. д.
Основными видами антропогенного воздействия на горные породы являются:
1.Статические нагрузки. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений возникает зона активного изменения горных пород, распространяющаяся приблизительно до глубины 70 – 100 м.
2.Динамические нагрузки. Вибрация, толчки и другие динамические нагрузки создаются при работе транспорта, строительной техники, заводских механизмов и т. д. Вибрацией называется совокупность механических колебательных движений, повторяющихся через короткие промежутки времени. Вибрация распространяется только в твердых телах. Она передается человеку при непосредственном контакте с движущимися аппаратами или их частями. Очень опасным видом динамических нагрузок являются взрывы, применяемые для разрушения горных пород при строительстве автомобильных и железных дорог, гидротехнических плотин и т. д. Нарушая природное равновесие, взрывы могут вызвать оползни, обвалы и т. п.
3.Тепловое воздействие. Повышение температуры гор-
ных пород приблизительно до 40 – 50 С может происходить, например, в основании доменных и мартеновских печей. Как и большинство видов антропогенного воздействия, тепловой поток влияет не только на горные породы, но и на другие компоненты природной среды. Нарушения затрагивают почвы, подземные воды, растительность.
4. Электрическое воздействие. Линии электропередач, электрифицированный транспорт создают в горных породах искусственное электрическое поле, которое порождает блуж-
80