Утилизация вредных химических веществ

Зачастую, чтобы растопить такие печи, тоже используются отходы. Это делается для того, чтобы ещё больше интенсифицировать процесс очистки, направляя дымовые газы навстречу кускам высушенного материала.

3.Пиролиз отходов.

Вопреки ошибочным представлениям, не является прямой аналогией сжигания,таккаквсяреакцияпроисходитбезпрямоговоздействиякислорода. В результате проведённых действий из любого по составу вещества остается только углеродсодержащий остаток.

Различается низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз. Главное отличие – в рабочих температурах процесса. Первый проводится, как правило, при 450 и выше градусах, второй – при 900 и выше. Высокотемпературный эффективнее, так как большая часть всего загруженного впечьматериала превращается сразу вгаз,минуя расплавление.

Кроме того, нужно упомянуть быстрый пиролиз. При нем вещество, которое нужно расщепить, нагревается до заданной температуры скачкообразно, либо к нему сразу подводится громадное количество тепла. В результате не происходит частичного превращения в смолу какого-то объема вещества, а значит, большая его часть сразу становится газообразной.

Одной из отличительных черт быстрого пиролиза является выделение громадного объема тепла. Оно может быть использовано как для вторичного обогрева, так и для получения электроэнергии. Продукты сгорания при этом могут образовывать мазут, который тоже потом используется как топливо.

4.Окисление с хлорированием.

Применяется для особо сложных химических соединений, имеет практически стопроцентный эффект. В химической промышленности используется для получения сложных веществ с заданными свойствами. При работе с отходами учитывается их общий состав для принятия решения по применению этого метода. В основном полезен в таких случаях:

•Переработке метанаили сероуглерода.Это агрессивныеиопасные

для человека вещества, но после реакции они образуют четыреххлоритый

12

углерод или тетрахлорметан. Это хороший растворитель и помощник в медицине;

• Превращениевредногодлячеловекафенолавпентахлорфенол.Он тоже высокотоксичен, но применяется в ускорителях роста и созревания растений при сверхмалых дозах.

Отходы этих реакций тоже могут быть использованы в качестве сырья для изготовления лекарств или других химических препаратов. В Москве утилизация химических отходов этого типа показала высокие результаты, а их продукты используются для создания высокопроизводительных удобрений

[7].

В 1993 году в Париже государствами – участниками ООН была открыта для подписания Конвенция о химическом оружии, запрещающая производство и накопление многих химических средств. «Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении» (КЗХО) вступила в силу 29 апреля 1997 года для 87 государств-участников (еще 22 страны ратифицировали Конвенцию в течение 180 дней после ее вступления в силу) [8].

Важнейшим обязательством, согласно Конвенции, является уничтожение химического оружия. Это также наиболее дорогостоящий элемент осуществления Конвенции.

Химическое оружие – один из видов оружия массового поражения, действие которого основано на использовании боевых токсичных химических веществ (БТХВ). К БТХВ относятся отравляющие вещества (ОВ) и токсины, оказывающие поражающее действие на организм человека и животных, а также фитотоксиканты, которые могут применяться в военных целях для уничтожения различных видов растительности.

Большая часть расходов по уничтожению связана с инвестициями в современную технологию, обеспечивающую сведение к минимуму опасности для населения и окружающей среды на каждом этапе транспортировки и

уничтожения боеприпасов, а также в процессе удаления и уничтожения

13

отравляющих веществ, в связи с чем, уничтожение должно проводиться на высокоспециализированных объектах.

Существуют два основных технологических подхода к уничтожению отравляющих веществ – прямое сжигание ОВ и нейтрализация посредством различных химических реакций. Государства-участники должны представлять в Технический секретариат подробные планы, в которых указывается процесс, который будет использоваться в деятельности по уничтожению, и сроки, подлежащие соблюдению.

Одно из основных требований – обеспечение безопасности людей и окружающей среды, достигается применением современного прогрессивного метода деструкции ОВ, который был разработан российскими учеными – двухстадийная технология уничтожения химического оружия, путем гидролиза, когда на первой стадии ОВ уничтожается путем воздействия химического реагента и на второй стадии, образовавшаяся реакционная масса подвергается прокаливанию в термической печи (до 1000 градусов по Цельсию).

В сентябре 2013 года США объявили, что переходят на двухстадийную технологию уничтожения химического оружия. Сегодня это единственная в мире технология успешно прошедшая совместную международную экспертную оценку в лабораторных условиях как на американских, так и на российских ОВ и получившая положительную оценку международной Организации по запрещению химического оружия (ОЗХО).

Процесс уничтожения химических боеприпасов начинается с их доставки из хранилища в производственный корпус. Доставка осуществляется в герметичных транспортно-технологических контейнерах, на специально оборудованном автомобильном транспорте.

Передотправкойбоеприпасы подвергаются 100% выходному контролю. На первом этапе в производственных помещениях боеприпасы еще раз

проверяются и готовятся к уничтожению.

14

Далее боеприпас перемещается в агрегат расснаряжения, в котором происходит рассверловка корпуса боеприпаса и извлечение ОВ. С этого момента все операции с боеприпасом осуществляются в автоматическом режиме.

Управление технологическим процессом производится с дистанционного пульта управления, с использованием микропроцессоров автоматического регулирования, средств сигнализации, блокировки и систем противоаварийной защиты.

Извлеченное ОВ перегружается в реактор, в котором осуществляется процесс детоксикации с получением реакционных масс. Образованные реакционные массы подлежат дальнейшей переработке, которая заключается в их термическом разложении с многоступенчатой системой очистки газообразных выбросов.

Транспортировка жидких ОВ, полученных реакционных масс по трубопроводам осуществляется с помощью вакуума, создаваемого вакуумнасосами.

После извлечения ОВ боеприпас многократно промывается дегазирующим раствором. На следующем этапе боеприпас подвергается термической обработке, при которой осуществляется термодеструкция остатков ОВ в микропорах и в лакокрасочном покрытии корпуса, что гарантирует безопасное проведение дальнейших операций. На завершающей стадии корпуса боеприпасов отправляются на необратимую деформацию, где они приводятся в непригодное для дальнейшего использования состояние.

В случае превышения пороговых концентраций ОВ в воздухе производственных помещений автоматически включается аварийная вентиляция, и принимаются меры к ликвидации загазованности. Загазованность постоянно контролируется автоматическими приборами газового контроля.

Для обеспечения экологической безопасности при уничтожении на

каждом объекте по уничтожению ОВ работают несколько независимых служб

15

экологического мониторинга. Это служба объекта, на котором происходит уничтожение, государственные центры экологического контроля и мониторинга, контролирующие органы местных экологических служб, а также иностранные наблюдатели.

К2013 году Россияуничтожилаболее76 % запасовхимическогооружия

–порядка 30 тысяч тонн [9].

16

РАЗДЕЛ 3. ПЕРСПЕКТИВЫ И ИННОВАЦИИ В ОБЛАСТИ УТИЛИЗАЦИИ ВРЕДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Одним из ключевых факторов успешного решения проблемы утилизации химических отходов является внедрение передовых технологий и методов, которые не только обеспечивают безопасную переработку, но и позволяют получать из отходов полезные продукты. Это направление имеет значительный потенциал для развития и может принести существенную пользу как для экологии, так и для экономики.

Современные технологии утилизации химических отходов могут значительно сократить расходы на хранение и переработку, а также уменьшить экологические штрафы и сборы. Кроме того, многие инновационные методы позволяют получать из отходов ценные вещества, которые могут быть использованы в производстве, что способствует развитию циркулярной экономики.

Инновационныетехнологииутилизациихимическихотходовпозволяют существенно снизить вредное воздействие на окружающую среду. Современные методы переработки обеспечивают высокую степень очистки и нейтрализации токсичных веществ, что способствует улучшению качества воздуха, воды и почвы.

Современные исследования и разработки в области утилизации химических отходов предлагают множество инновационных решений, которые значительно повышают эффективность и безопасность этого процесса.

Плазменная газификация – это метод переработки отходов, при котором они разлагаются под воздействием высокотемпературной плазмы. Этот процесс позволяет разрушить даже самые стойкие химические соединения, превращаяихвсинтез-газ,которыйможетбытьиспользовандляпроизводства электроэнергии или химических продуктов. Плазменная газификация отличается высокой эффективностью и минимальными выбросами

загрязняющих веществ.

17

Биоремедиация представляет собой использование микроорганизмов для разложения и нейтрализации токсичных химических веществ. Этот метод отличается экологической безопасностью и эффективностью при утилизации органических отходов. Современные биотехнологии позволяют создавать специализированные микроорганизмы, которые способны разлагать даже сложные химические соединения.

Каталитическое окисление – это метод переработки химических отходов, при котором используются катализаторы для ускорения химических реакций окисления. Этот процесс позволяет эффективно нейтрализовать токсичные вещества при низких температурах, что снижает энергозатраты и минимизирует выбросы вредных веществ. Каталитическое окисление широко применяется для очистки выбросов в химической и нефтехимической промышленности.

Электрохимическая переработка основана на использовании электрического тока для инициирования и ускорения химических реакций. Этот метод позволяет эффективно разлагать токсичные вещества и получать из них полезные продукты. Электрохимическая переработка отличается высокой точностью и возможностью регулирования процесса, что позволяет достигать оптимальных результатов при минимальных затратах энергии [10].

В России в 2018 г. был разработан комплекс для утилизации опасных химических отходов. Он позволяет без сжигания перерабатывать их в экологически нейтральные материалы. По мнению экспертов, это может стать прорывом в области обращения с вредными веществами.

Ученые из ВНИИ охраны окружающей среды совместно с корпорацией «ГазЭнергоСтрой» разработали комплекс утилизации опасных химических отходов, который не наносит вреда окружающей среде. Он использует технологию низкотемпературного термолизного разрушения. Уничтожаемые вещества разлагаются без доступа атмосферного воздуха.

Без кислорода под воздействием химических веществ происходит

разложение отходов и образование органических молекул. 18

Многостадийное обезвреживание, сокращение выброса дымовых газов, сниженный расход топлива позволяют почти полностью нивелировать негативное воздействие на окружающую среду. На выходе получается полностью безопасный не растворимый в воде остаток. Его можно использовать в строительстве, благоустройстве и рекультивации.

Первая подобная установка в ближайшее время заработает в Нижегородской области рядом с городом Дзержинском. С ее помощью уничтожат крупнейшую в Европе свалку промышленных отходов «Черная дыра». Здесь накоплено около 72 тыс. кубометров жидких и пастообразных веществ.

В соответствии с проектной документацией, система сможет перерабатыватьдо 7,5 т.отходоввчас.Это позволяетликвидировать«Черную дыру» через полтора года после выхода установки на полную мощность.

По мнению экспертов, успех проекта может привести к настоящему прорыву в технологиях переработки отходов [11].

19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Утилизация вредных химических веществ представляет собой важнейшую задачу для современного общества. Эти вещества несут значительную угрозу для окружающей среды и здоровья человека, а их неправильное обращение может привести к серьезным экологическим и социальным последствиям.

Эффективная утилизация требует сочетания традиционных методов, таких как термическая деструкция и химическая нейтрализация, с инновационными технологиями, включая биоремедиацию, плазменную газификацию и электрохимическую переработку.

Особое значение имеют международные инициативы, такие как Конвенция о запрещении химического оружия и Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях, которые устанавливают правовые рамки

испособствуют развитию глобального сотрудничества в данной области. Опыт различных стран демонстрирует необходимость комплексного подхода, включающего экологический мониторинг, технологические инновации и активное вовлечение общества.

ВРоссии также наблюдаются значительные успехи в области утилизации химических отходов, включая разработку технологий низкотемпературного термолиза и реализацию крупных экологических проектов. Однако для повышения эффективности необходимы дальнейшие усилия, включая модернизацию инфраструктуры, усиление контроля за предприятиями и развитие программ экологического просвещения.

Таким образом, решение проблемы утилизации вредных химических веществ требует комплексных мер, включающих технологические, правовые

исоциальные аспекты. Внедрение современных технологий, соблюдение международных норм и повышение осведомленности населения станут ключевыми шагами на пути к обеспечению экологической безопасности и устойчивого развития.

20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.МЧС России: Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий : офиц. сайт. – URL: mchs.gov.ru (дата обращения: 08.12.2024).

2.ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности :

межгосударственный стандарт : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10 марта 1976 г. № 579 : введен впервые : дата введения 1977-01-01. (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу) // Кодекс : электрон, фонд правовой и норматив.-техн. информ. URL: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (дата обращения: 09.12.2024).

3.Хлюстова,Я.Классификациявредныхвеществ:чтоэтоидлячегоонанужна // Трудовая оборона : электрон. журн. 2023. URL: https://oborona.media/hazardclassification/. Дата публикации: 12.04.2023.

4.Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении : учеб. пособие для хим., хим.-технол. и биол. спец. вузов / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, И. Н. Лозановская. – М.: Высш. шк., 2002. – 334 с. – ISBN 5-06- 004-099-2.

5.Жуйкова, Т. Источники появления токсичных веществ в окружающей среде

/Т. Жуйкова, В. Безель. – Текст : электронный // Studme.org : [сайт]. – 2019. – URL: https://studme.org/331148/ekologiya/istochniki_poyavleniya_toksichnyh_veschest v_okruzhayuschey_srede#aftercont (дата обращения: 09.12.2024).

6.Способы утилизации химических отходов. – Текст : электронный // vtothod.ru : [сайт]. – 2024. – URL: https://vtothod.ru/utilizatsiya/sposoby- utilizatsii-himicheskih-othodov?ysclid=m4hd555wzy202696481 (дата обращения: 09.12.2024).

7.Отходы химического происхождения 1-4 классов опасности. – Текст :

21