«Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы»

VIII.5. Очистка и реабилитация объектов

VIII.5.1. Реабилитация загрязненных территорий

Большой опыт накоплен в различных странах при ликвидации последствий диоксиновых заражений заводских территорий. В табл. 24 обобщены данные, относящиеся лишь к событиям, связанным с авариями и массовыми профессиональными поражениями диоксинами при выпуске гербицида 2,4,5-Т и 2,4,5-ТХФ. Как видно, признана невозможность функционирования всех цехов, за исключением цеха N 19 ПО «Химпром» (Уфа). Только в Уфе цех продолжает работать для выпуска иной продукции, не пройдя, однако, необходимого обеззараживания от 2,3,7,8-ТХДД и других диоксинов.

Широко известны масштабные работы по обеззараживанию от диоксина I и родственных соединений, которые проводятся в окрестностях Севезо (Италия), пострадавших при крупной промышленной аварии [44].

Аналогичные меры принимаются в штате Миссури и в нескольких других районах США, зараженных диоксинами [242,1200].

Подход, примененный при принятии решения о судьбе г.Таймс Бич (Миссури), представляется особенно показательным. Анализ вероятностей развития событий [1245] позволил оценить, что выгоднее — десятилетиями платить жителям за риск проживания на зараженной территории или же выполнить дорогостоящее переселение всего города на новое место. Последняя вероятность оказалась менее очевидной и экономически много более благоприятной. Затраты на выкуп земель и переселение жителей составили 33 млн долларов.

Обеззараживанию почв на зараженных диоксинами участках штата Миссури предшествовали тщательный мониторинг и определение границ зараженных площадей [1246]. К снятию загрязненной почвы на отдельных участках приступили летом 1985 г. [1200]. Она транспортировалась для временного хранения на специально отведенные участки штата. Предполагалось полностью удалить всю почву, содержащую > 1 ppb диоксина I (было найдено 44 таких участков [133]). Одновременно один из участков штата (Таймс Бич) cтал использоваться для испытания и демонстрации новых технологий обработки загрязненных диоксинами почв. Результаты этих испытаний дают основание полагать, что в ближайшем будущем для обезвреживания почвы будет применяться новая, более совершенная технология, в том числе и методы обработки почвы in situ, т.е. без снятия загрязненного слоя грунта.

В США изучены и определены все объекты, а их несколько сотен, которые так или иначе были загрязнены диоксинами и подлежат обеззараживанию тем или иным методом [1247].

VIII.5.2. Очистка почв

Основной метод обезвреживания почв, загрязненных диоксинами, пока сводится к их удалению и складированию в специальных хранилищах. Другие методы используются много реже, и они еще не вышли из стадии эксперимента.

Термическая обработка почв состоит в снятии слоя почвы и ее нагреве до температур, при которых происходит выгорание диоксинов. Удобство метода — в отсутствии необходимости дальней транспортировки загрязненных почв.

При испытаниях в США передвижной опытной установки EPA по термическому уничтожению отходов показано, что концентрация I в обработанных почвах может быть снижена до < 1 ppb. Стоимость опытной установки составила 10 млн долларов [1102].

Передвижная установка c вращающейся печью фирмы ENSCO была испытана в 1987 г. на базе ВВС США в Гульфпорте (штат Миссисипи) при обработке более 10 тыс. т почвы, загрязненной «аgent orange» (скорость 100 т в сут; эффективность разрушения диоксинов 99,9999%) [1207].

Возможность обеззараживания с помощью ИК-нагрева на портативной установке фирмы «Ширко» продемонстрирована на примере почв в нескольких местах. В 1985 г. установка была испытана на зараженной диоксинами территории Таймс Бич (США). Эффективность уничтожения диоксина в почве превысила 99,9999% [244]. Стоимость обработки — 200 долларов за 1 т почвы. Цена установки 2-3 млн долларов [49,54]. Фирма ДЕКОНТА (DECONTA) обеззараживала с помощью этой установки почву зараженной территории завода «Ингельхейм» в Гамбурге и других местах [54].

Эффективность обезвреживания почв методом электрического пиролиза в электрическом реакторе фирмы «Хубер» проверена в Таймс Бич, штат Миссури (1984 г.) [244] и на базе ВВС в Гульфпорте, штат Миссисипи (1985 г.) [1224]. В последнем случае было обработано 450 кг почвы, концентрация I в результате обработки была снижена с 240 до 0,04 ppb [1224]. Стоимость обработки почвы — 350-550 долларов за 1 т [49,54].

Среди других методов отметим попытку окисления примесей суперкритической водой. Содержание I в почве удалось при этом снизить со 110 до <0,23 ppb [49,54]. Первый опыт обеззараживания почв методом термической десорбции — УФ-фотолиза был осуществлен в 1985 г. на базе ВВС США: во вращающейся печи было переработано 700 кг почвы, в результате чего содержание диоксина было снижено с 240 до <0,1 ppb. В дальнейшем работы были продолжены [1223,1224].

Сделан ряд попыток обеззараживания почв химическими методами. Эффективность окисления хлорорганических веществ с помощью RuO4 продемонстрирована на примере обеззараживания от ТХДД образца экстракта из почвы базы ВВС Эглин (штат Флорида, США) в лабораторных условиях. Считается, что метод может оказаться экономически выгоден и в полномасштабных экспериментах [49,1104,1219].

Наиболее дешевыми в принципе могут оказаться методы обработки почв in situ, т.е. без снятия зараженного слоя. В 1982 г. был проведен успешный опыт по обеззараживанию с помощью APEG почв, загрязненных ПХДД, в лабораторных условиях. В США разрабатывается способ обработки зараженных почв реактивом APEG непосредственно на месте без перемещения ее на полигон [49,242,1213,1224]. Сообщается [1248] о полевых опытах по обеззараживанию почв, загрязненных диоксином 2,3,7,8-ТХДД, путем обработки натриевой солью PEG. Как оказалось, результаты полевых и лабораторных испытаний сопоставимы.

Показана возможность обеззараживания почв от ОХДД и других биоустойчивых веществ с помощью нетрадиционного использования реактива Фентона [1216]. В реальном опыте в образце почвы ОХДД разлагался в течение 30 мин. Метод предложен для обработки in situ почв, верхние слои которых заражены диоксинами.

В целом, несмотря на большой опыт, далеко не все методы обеззараживания почв оказываются эффективными и экономичными в реальных условиях. В зависимости от задачи могут быть рекомендованы следующие способы их обезвреживания от ПХДД и других диоксинов:
- удаление загрязненного почвенного покрова и складирование его в специальных хранилищах;
- удаление почвенного покрова, транспорт и термическая обработка в стационарных условиях в специальных печах или термообработка непосредственно на месте с использованием подвижных установок для сжигания;
- обработка почвы in situ с помощью APEG;
- обеззараживание почвы in situ биологическими методами, например с использованиеми грибка белой гнили.

VIII.5.3. Очистка воды

Очистка и обеззараживание высокотоксичных сточных вод уже рассмотрены. При очистке и обеззараживании менее токсичных вод от диоксинов могут быть рекомендованы следующие методы:
- адсорбция примесей с использованием активированного угля;
- адсорбция примесей на глине, активированной гидроксидом алюминия;
- озонирование;
- химическая коагуляция.

VIII.5.4.Обеззараживание поверхностей

Опыт обеззараживания поверхностей в полевых условиях пока не очень значителен.

Сообщается об успешном применении УФ-облучения для обезвреживания поверхностей электрических трансформаторов, загрязненных ПХБ [1221]. Фотореактор, состоявший из четырех флуоресцентных ламп дневного света, обеспечивал освещение 1,5 м² поверхности с интенсивностью 4600 мкв/см². Эффективность облучения характеризуется следующими данными: после 21 ч работы концентрация ПХБ на поверхности (пол, настил) была снижена с 81 до 43 мкг/100 см² [1221]. Полагают, что метод может быть использован при обеззараживании поверхностей от ПХДД и ПХДФ.

Особенно эффективен при обеззараживании различных поверхностей CDP-процесс [1212,1215]. Так, одна из смесей PEG, основания и пероксида или какого-то иного инициатора радикалов была испытана при химическом обеззараживании гладких и пористых поверхностей, загрязненных ПХБ, ПХДФ и ПХДД в результате пожара (административное здание в Бингхамптоне, США) [1212].

Опыт обеззараживания поверхностей в Севезо включал очистку домов ПАВ, растворителями (гладкие поверхности), механическим соскабливанием (пористые поверхности), вакуумированием (внутренность помещений) [44]. Остаточные загрязнения изолированы новыми покрытиями лакокрасочных материалов. Очистка производилась до достижения остаточных уровней (в нг/м²)[44,605]:
на внешних поверхностях — 750;
на внутренних поверхностях — 10.

В целом методы обеззараживания поверхностей зданий, сооружений и оборудования от диоксиновых загрязнений могут включать следующие действия:
- механическая очистка пористых поверхностей с помощью соскабливания, песко- и водоструйной очистки;
- очистка гладких поверхностей с использованием специфических ПАВ и/или органических растворителей с последующим сбором и обезвреживанием промывных вод и растворителей;
- обезвреживание любых поверхностей с использованием специальной дегазирующей смеси (смесь PEG, основания и пероксиды);
- изъятие и ликвидация сильно загрязненных и легко удаляемых частей строений;
- обеззараживание с использованием УФ-облучения или путем выжигания( > 1000°С) труднодоступных частей строений и оборудования..