Касимов А.М. и др. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами
Подождите немного. Документ загружается.
- 81 -
10. Атабекян Т.В., Еременко Г.К. Формы нахождения токсичных
металлов в загрязненных почвах Донецко-Макеевской и
промышленно-городской агломерации // Экологические аспекты
загрязнения окружающей среды. Тез. докл. Международн. научн-
практ. конфер. – К.: 1996. Ч.2. С.24-25.
11. Касимов А.М., Романовский А.А. Изучение основных свойств
экологически опасных отвалов металлургических
заводов//Вестник НТУ «ХПИ». – 2004. – №47. – С. 9-13.
12. Савосько В.Н., Горбань Т.В., Гапон В.А. Некоторые
биологические подходы к нормированию содержания тяжелых
металлов в почве металлургических регионов. Там же, С. 210-211.
13. Касимов А.М., Романовский А.А. Пути сокращения ущерба
окружающей среде при размещении шламонакопителей
промышленных предприятий//Зб.наук. пр. „Проблеми охорони
навколишнього середовища та екологічної безпеки”. – Х.: Факт,
2004, С.237-244.
14. Касимов А.М., Джафаров В.Ю., Носова А.В. Воздействие
накопителей промышленных отходов на окружающую
среду//Людина i довкiлля. Проблеми неоекологiї. Вип. 5. 2004.
С. 64-67.
15. Лотош В.Е. Технология основных производств в
природопользовании. – Екатеринбург: Изд-во Ур. гос. эконом, ун-
та, 1998. 536 с.
16. Лотош В.Е. Экология природопользования. Изд-во Уральского
гос. эконом. ун-та, 2000. 510 с.
17. Тетянчук Н.С. Перспектива развития минерально-сырьевой базы
редких и редкоземельных металлов Донецкой области//Редкие
металлы Украины – взгляд в будущее. – К.: ИГН НАНУ, – 2001.
С. 92-93.
18. Горовой А.Ф., Горовая Н.А. Твердые промышленные отходы
Донбасса – нетрадиционный источник минерального сырья//Тез.
докл. II Междунар. конфер. „Сотрудничество для решения
проблемы отходов”.- Х.: ИД „ИНЖЭК”, 2005, С.142-146.
19. Касимов А.М., Александров А.Н. Эколого-экономическая оценка
эффективности освоения техногенных месторождений ценных
элементов.//Тр. Х Международной научно-технич. конференции
«Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного
бассейнов. Утилизация отходов», Щелкино, АР Крым. УкрГНТЦ
«Энергосталь». 2002. С. 507-510.
20. Касимов А.М., Романовский А.А. Шламонакопители
металлургических заводов – техногенная минерально-сырьевая
база тяжелых металлов//Восточно–Европейский журнал
передовых технологий. 2004. – №4 (10). С. 142- 149.
- 82 -
21. Касимов А.М. Терриконы и шламонакопители промышленных
отходов – сырьевая база редких металлов//Зб. наук. стат
«Екологична безпека: проблеми ш шляхи виришення. Міжнар.
наук.-практ. конфер. Алушта. Том П. – Х.: УкрНДИЕП, 2005.
С. 35-42.
22. Касимов А.М., Леонова О.Е., Коваленко А.М. Перспективы
развития минерально-сырьевой базы редких и рассеянных
элементов на основе отходов горно- металлургического
комплекса.//Сб. научн. стат. Междунар. научно-практич. конфер.
«Обращение с отходами – проблемы и решения ХХ1 века». –
Одесса: «Экспоцентр-Одесса», 2005. С. 112-119.
23. Касимов А.М. Отходы горно-металлургического комплекса –
потенциальная сырьевая база развития производства редких и
тяжелых металлов. Восточно-Европейский журнал передовых
технологий, №4/2(16), 2005. С. 147-150.
24. Россман Г.И., Петрова Н.В., Самсонов Б.Г. Экологическая оценка
рудных месторождений. – М.: РАН. 2000. 338 с.
25. Касимов А.М., Кузин А.К., Кирюхин А.М. Концепция обращения
с отходами в бассейне Северского Донца Украинский научно-
практический журнал «Регион: проблемы и перспективы».
Спецвыпуск. 2002, С. 2-13.
- 83 -
РАЗДЕЛ 2
ОСОБО ОПАСНЫЕ ОТХОДЫ
2.1. Оценка опасности и токсичности. Современные методы
аналитического контроля и идентификации отходов, их
классификация. Перспективные процессы переработки,
хранения, обезвреживания и захоронения.
В соответствии с понятием «опасный отход» к таковым нужно
относить вещества, материалы, оборудование и т.д., которые при основном
производстве, стихийных бедствиях или техногенных авариях оказались
загрязненными токсическими компонентами в опасных концентрациях,
что сделало их непригодными и опасными для использования.
Сравнительно недавно в массиве загрязняющих веществ стали
выделять понятие суперэкотоксиканты – вещества, которые в малых
дозах способны оказывать выраженное индуцирующее или ингибирующее
действие на ферменты. В их число входят диоксины и дибензофураны,
полихлорированные и полибромированные бифенилы, бензантрацены,
нитрозамины, нафтиламины и другие органические вещества.
К разряду суперэкотоксикантов часто относят радионуклиды,
некоторые тяжелые металлы (ртуть, кадмий) и металлоиды (мышьяк,
селен), хлор- и фосфорорганические соединения (в т.ч. пестициды),
являющиеся мутагенами и канцерогенами (веществами, вызывающими
мутации и онкологические заболевания) и др.
Суперэкотоксиканты характеризуются чрезвычайной стойкостью в
окружающей среде и практическим отсутствием предела токсичности
(сверхкумуляцией). В тех или иных концентрациях они присутствуют во
всех средах, циркулируют в них и через компоненты ОПС проявляют свое
действие на человека, вызывая мутагенный, канцерогенный эффекты,
подавляя клеточный иммунитет, поражая внутренние органы и приводя к
истощению организма.
Осуществление мониторинга суперэкотоксикантов, оценка
загрязнения и разработка методических подходов к выяснению их влияния
на ОПС проводятся на международном уровне, т.к. для определения
многих из этих веществ в природных объектах и биотканях необходимы
согласованные действия и исключительно высокая квалификация
специалистов-аналитиков.
Объективная оценка воздействия опасности воздействия ПО на
человека, ОПС и, опосредовано, на здоровье новых поколений, является
важным компонентом в системе построения эколого-экономических,
гигиенических и социальных отношений в современном обществе. Она
позволяет определить приоритеты в осуществлении новых проектов
- 84 -
экологической направленности и предотвратить возникновение
«внезапных экологических катастроф», характерных для ХХ-ХХI вв.
В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и
соединений, из которых 60 тыс. находят применение в деятельности
человека. На международном рынке ежегодно появляется 500-1000 новых
химических соединений и смесей.
Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом
человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в
состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в
процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и
последующих поколений.
Химические вещества (органические, неорганические, элементо-
органические) в зависимости от их практического использования
классифицируются на:
– промышленные яды, используемые в производстве: органические
растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители
(анилин);
– ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды;
– лекарственные средства;
– бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок
(уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены,
косметики и т.д.;
– биологические растительные и животные яды, которые содержатся
в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых
(змей, пчел, скорпионов);
– отравляющие вещества: зарин, иприт, фосген и др.
Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как
поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном
давлении. Однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное
действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших
количествах.
К промышленным ядам относят большую группу химических
веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых
продуктов встречаются в производстве.
В организм промышленные химические вещества могут проникать
через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную
кожу.
Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо
острых и хронических профессиональных интоксикаций промышленные
яды могут быть причиной понижения устойчивости организма и
повышенной общей заболеваемости. Токсическое действие вредных
веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с
которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные,
- 85 -
высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные.
Эффект токсического действия различных веществ зависит от
количества попавшего в организм вещества, его физических свойств,
длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими
средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола,
возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и
выведения, распределения в организме, а также метеорологических
условий и других сопутствующих факторов ОПС.
Токсикологическая классификация вредных веществ.
Общее токсическое воздействие.
Токсичные вещества.
Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и
параличи).
Кожно-резорбтивное действие (местные воспалительные и
некротические изменения в сочетании с общетоксическими
резорбтивными явлениями).
Общетоксическое действие (гипоксические судороги, кома, отек
мозга, параличи).
Удушающее действие (токсический отек легких).
Слезоточивое и раздражающее действие.
Психотическое действие (нарушение психической активности,
сознания).
Фосфорорганические инсектициды (хлорофос, карбофос, никотин,
0В и др.).
Дихлорэтан, гексахлоран, уксусная эссенция, мышьяк и его
соединения, ртуть (сулема).
Синильная кислота, ее производные, угарный газ, алкоголь, его
суррогаты, отравляющие вещества (0В).
Оксиды азота, 0В.
Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, 0В.
Наркотики, атропин.
Яды наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они
представляют наибольшую опасность для определенного органа или
системы организма.
Показатели токсиметрии и критерии токсичности вредных
веществ – это количественные показатели токсичности и опасности
вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и
концентраций ядов может проявиться функциональными и структурными
(патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом
случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и
недействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных
концентраций.
Смертельные или летальные дозы LD при введении в желудок или в
- 86 -
организм другими путями или смертельные концентрации CL могут
вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или
гибель всех организмов (абсолютно смертельные). В качестве показателей
токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями:
LD
50
, LC
50
– это показатели абсолютной токсичности. Средне смертельная
концентрация вещества в воздухе LC
50
– это концентрация вещества,
вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4-часовом
ингаляционном воздействии (мг/м
3
); среднесмертельная доза при введении
в желудок (мг/кг) обозначается как LDж
50
, среднесмертельная доза при
нанесении на кожу – LDK
50
.
Степень токсичности вещества определяется отношением 1/LD
50
и
l/LC
50
; чем меньше значения токсичности LD
50
и LC
50
, тем выше степень
токсичности. Об опасности ядов можно судить также по значениям
порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога
специфического действия.
Порог вредного действия (однократного или хронического) – это
минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии
которой в организме возникают изменения биологических показателей на
организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных
реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Опасность вещества – это вероятность возникновения
неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях
производства или применения химических соединений. Возможность
острого отравления может оцениваться коэффициентом опасности
внезапного острого ингаляционного отравления (КОВОИО):
При утечке газа или летучего вещества возможность острого
отравления тем выше, чем выше насыщающая концентрация при
температуре 20°С. Если КОВОИО меньше 1 – опасность острого
отравления мала, если КОВОИО выражается единицами, десятками и
более, существует реальная опасность острого отравления при аварийной
утечке промышленного яда, например для паров этанола КОВОИО меньше
0,001, хлороформа около 7, формальгликоля около 600.
Показатели токсикометрии определяют класс опасности вещества
(КО). Определяющим является тот показатель, который свидетельствует о
наибольшей степени опасности. Например, озон, будучи веществом
остронаправленного действия, относится к 1-му КО, его ПДК=0,1 мг/м
3
;
оксид углерода относится также к веществам остронаправленного
действия, однако по показателям острой и хронической токсичности для
него установлена ПДК=20 мг/м
3
, 4-й КО. Классификация
производственных вредных веществ по степени опасности осуществляется
в соответствии с ГОСТ 12.1.007 – 76. Показатель – класс опасности: 1; 2; 3;
4 (в Российской Федерации КО от 1 до 5).
Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.
- 87 -
Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате
аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований
безопасности труда. Они характеризуются кратковременностью действия
токсичных веществ, не более чем в течение одной рабочей смены;
поступлением в организм вредного вещества в относительно больших
количествах – при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме
внутрь; сильном загрязнении кожных покровов.
Хронические отравления возникают постепенно, при длительном
поступлении яда в организм в относительно небольших количествах.
Отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества
в организме (материальной кумуляции) или вызываемых ими нарушений в
организме (функциональная кумуляция).
Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием
перенесенной однократной или нескольких повторных острых
интоксикаций. К ядам, вызывающим хронические отравления в результате
только функциональной кумуляции, относятся хлорированные
углеводороды, бензол, бензины и др.
Сенсибилизация – состояние организма, при котором повторное
воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее.
Эффект сенсибилизации связан с образованием в крови и других
внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организма
белковых молекул, индуцирующих формирование антител. Повторное,
даже более слабое токсическое воздействие с последующей реакцией яда с
антителами вызывает извращенный ответ организма в виде явлений
сенсибилизации.
В случае предварительной сенсибилизации возможно развитие
аллергических реакций, выраженность которых зависит не столько от дозы
воздействующего вещества, сколько от состояния организма.
Аллергизация значительно осложняет течение острых и хронических
интоксикаций, нередко приводя к ограничению трудоспособности. К
веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его
соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и
т.д.
При повторяющемся воздействии вредных веществ на организм
можно наблюдать и ослабление эффектов вследствие привыкания. Для
развития привыкания к хроническому воздействию яда необходимо, чтобы
его концентрация (доза) была достаточной для формирования ответной
приспособительной реакции и нечрезмерной, приводящей к быстрому и
серьезному повреждению организма.
Биологическое действие вредных веществ осуществляется через
рецепторный аппарат клеток и внутриклеточных структур. Во многих
случаях рецепторами токсичности являются ферменты (например,
ацетилхолинэстераза), аминокислоты (цистеин, гистидин и др.), витамины,
- 88 -
некоторые активные функциональные группы (сульфгидрильные,
гидроксильные, карбоксильные, амино- и фосфорсодержащие), а также
различные медиаторы и гормоны, регулирующие обмен веществ.
Первичное специфическое действие вредных веществ на организм
обусловлено образованием комплекса «вещество – рецептор».
Токсическое действие яда проявляется тогда, когда минимальное
число его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее
жизненно важные клетки-мишени. Например, токсины ботулинуса
способны накапливаться в окончаниях периферических двигательных
нервов и при содержании 8 молекул на каждую нервную клетку вызывать
их паралич.
Таким образом, 1 мг ботулинуса может уничтожить 1200 т живого
вещества, а 200 г этого токсина способны погубить все население Земли.
Классификация веществ по характеру воздействия на организм и
общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003 – 74.
Согласно ему, вещества подразделяются на вызывающие:
– токсические – отравление всего организма или поражающие
отдельные системы (ЦНС, кроветворения), патологические
изменения печени, почек;
– раздражающие – раздражение слизистых оболочек дыхательных
путей, глаз, легких, кожных покровов;
– канцерогенные – злокачественные новообразования (циклические
амины, ароматические углеводороды, Cr, Ni, асбест и др.);
– сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид,
растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений и др.);
– мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода,
изменению наследственной информации (Pb, Mn, радиоактивные
изотопы и др.);
– влияющие на репродуктивную функцию (Hg, Pb, стирол,
радиоактивные изотопы и др.).
Три последних вида воздействия вредных веществ – мутагенное,
канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также ускорение
процесса старения сердечнососудистой системы относят к отдаленным
последствиям влияния химических соединений на организм. Это
специфическое действие, которое проявляется в отдаленные периоды,
спустя годы и даже десятилетия.
Отмечается появление различных эффектов и в последующих
поколениях. Эта классификация не учитывает агрегатного состояния
веществ, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающих
выраженной токсичностью, следует выделить фиброгенный эффект
действия ее на организм.
К ним относят аэрозоли дезинтеграции угля и угольных пород,
аэрозоли кокса (каменноугольного, пекового, нефтяного, сланцевого),
- 89 -
сажи, алмазов, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли)
животного и растительного происхождения, кремнийсодержащие пыли,
алюмосиликаты, аэрозоли дезинтеграции и конденсации металлов.
Попадая в органы дыхания, вещества этой группы вызывают
атрофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей,
задерживаясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в
воздухообменной зоне и фиброзу легких. Профессиональные заболевания,
связанные с воздействием аэрозолей, пневмокониозы и пневмосклерозы,
хронический пылевой бронхит занимают 2 место по частоте среди
профессиональных заболеваний.
В зависимости от природы пыли пневмокониозы могут быть
различных видов: например, силикоз – наиболее частая и характерная
форма пневмокониоза, развивающаяся при действии свободного диоксида
кремния; силикатоз может развиваться при попадании в легкие аэрозолей
солей кремниевой кислоты; асбестоз – одна из агрессивных форм
силикатоза, сопровождающаяся фиброзом легких и нарушениями функций
нервной и сердечнососудистой систем.
Наличие фиброгенного эффекта не исключает общетоксического
воздействия аэрозолей. К ядовитым пылям относят оксиды Cr (V1), Pb, Be,
As и др. При попадании их в органы дыхания помимо местных изменений
в верхних дыхательных путях развивается острое или хроническое
отравление.
Вредные вещества могут попадать в организм человека через
неповрежденные кожные покровы, причем не только из жидкой среды при
контакте с руками, но и в случае высоких концентраций токсических паров
и газов в воздухе на рабочих местах.
К ним относят легко растворимые в воде и жирах углеводороды,
ароматические амины, бензол, анилин и др.
Важно отметить комбинированное действие вредных веществ на
здоровье человека. На производстве и в ОПС редко встречается
изолированное действие вредных веществ; обычно работающий на
производстве подвергается сочетанному действию неблагоприятных
факторов разной природы (физических, химических) или
комбинированному влиянию факторов одной природы, чаще ряду
химических веществ.
Комбинированное действие – это одновременное или
последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том
же пути поступления. Различают несколько типов комбинированного
действия ядов в зависимости от эффектов токсичности: аддитивного,
потенцированного, антагонистического и независимого действия.
Аддитивное действие – это суммарный эффект смеси, равный
сумме эффектов действующих компонентов. Аддитивность характерна для
веществ однонаправленного действия, когда компоненты смеси оказывают
- 90 -
влияние на одни и те же системы организма, причем при количественно
одинаковой замене компонентов друг другом токсичность смеси не
меняется.
При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси
действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект
комбинированного действия при синергизме выше аддитивного, и это
учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных
производственных условиях. Потенцирование отмечается при совместном
действии диоксида серы и хлора; алкоголь повышает опасность отравления
анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами.
При независимом действии комбинированный эффект не
отличается от изолированного действия каждого яда в отдельности.
Преобладает эффект наиболее токсичного вещества. Комбинации веществ
с независимым действием встречаются достаточно часто, например бензол
и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыли. Возможно
комплексное действие ядов, когда они поступают в организм
одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-
кишечный тракт, органы дыхания и кожу и др.).
2.2. Нормирование качества ОПС. Классификация нормативов
качества ОПС и принципы их определения
Оценка качества ОПС осуществляется дифференцированно по
следующим направлениям: качество воздушного бассейна, водного
бассейна, почвенного слоя, продуктов питания и др. Для оценки
используют нормативы, ограничивающие воздействие вредных факторов,
в основе обоснования которых лежит общий принцип: естественная
адаптационная возможность человеческого организма [1-7].
При воздействии вредного вещества на организм человека возникает
адаптация, затем предболезнь и в дальнейшем при сохранении той же
интенсивности воздействия развиваются болезненные патологические
эффекты, включающие токсические, канцерогенные, мутагенные,
аллергенные, гонадотропные и эмбриотропные. Эти эффекты могут
вызывать болезни и даже приводить к летальному исходу.
Нормативы качества ОПС подразделяются на санитарно-
гигиенические, экологические, производственно-хозяйственные и
временные. К санитарно-гигиеническим нормативам относят
гигиенические и санитарно-защитные нормативы. Под гигиеническими
нормативами понимают предельно допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах и почве, уровни
допустимых физических воздействий – вибрации, шума,
электромагнитного и радиоактивного излучения, не оказывающие
вредного воздействия на организм человека в настоящее время и в