Защита городской среды

Обсуждены результаты экспериментальных исследований на Тайване с целью изучения влияния тяжелых металлов (Cr, Cd, Pb, Zn) на образование в твердой и газообразной фазах полициклических ароматических углеводородов (РАН) в процессе сжигания отходов. Наряду с этим определялась роль этих металлов на разделение РАН в оборудовании по контролю загрязненности окружающей среды. Экспериментальная система состояла из следующих основных элементов: системы подачи (загрузки) отходов и их температурной подготовки; печи с псевдоожиженным слоем, с двумя камерами для сжигания и дожигания отходов; камеры охлаждения; фильтров и скрубберов для извлечения летучей золы. Согласно методике, в отходы добавлялся один из тяжелых металлов. После сжигания определялось общее содержание РАН в золе циклонов и скрубберов, в воде скрубберов и в отходящих газах. Затем определялось содержание каждого из 16 РАН в твердой и газовой фазах. В выводах отмечается: роль тяжелых металлов в образовании РАН по степени убывания – Pb>Zn>Cd>Cr; независимо от присутствия этих металлов в подготовленных для сжигания отхода основную массу РАН составляют: нафталин, фенантрен, бензантрацен, бензфлюорены.

Обсуждены данные лабораторных исследований на Тайване с целью изучения механизма образования полихлорированных диоксинов и фуранов (PCDD/PCDF) на поверхности частиц летучей золы от сжигания твердых бытовых отходов. Определялось влияние температуры и содержания кислорода в потоке отходящих газов на образование PCDD/PCDF. Отмечается прямая зависимость значений оптимальной температуры образования диоксина от размеров частиц летучей золы. Оптимальное содержание кислорода для образования диоксина на поверхности частиц летучей золы из циклонов составляла 7,5%. Значение соотношения PCDD/PCDF увеличивается с повышением содержания кислорода. Считают, что диоксин образуется на летучей золе даже при отсутствии кислорода. Летучая зола содержала до 20% углерода. Содержание углерода, которое необходимо для образования диоксина, как полагают, составляет 5%.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и представлена информация о содержании различных компонентов в продуктах сжигания муниципальных и медицинских отходов. Исследования выполнялись с целью определения уровня содержания тяжелых металлов, неорганических солей и органических химических соединений в твердом остатке, зольном остатке и в летучей золе, образующихся в рассматриваемом процессе. Представлена информация о составе сжигаемых отходов и рассмотрена процедура выполнения исследований. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что коэффициент экотоксичности и уровень выщелачивания примесей из продуктов сжигания отходов существенно зависит от состава исходных смесей и изменяется от 12,967 мг/л до 1000000 мг/л для муниципальных отходов и от 2917 мг/л до 333150 мг/л для отходов, образующихся в больницах и др. медицинских учреждениях. Результаты химического анализа продуктов выщелачивания свидетельствуют о высоком уровне содержания в продуктах сжигания отходов свинца, сульфатов и хлорсодержащих соединений.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируется уровень эмиссии в окружающую среду продуктов сжигания отходов в г. Нью-Йорке на протяжении XX столетия. Представлена информация о количестве сжигаемых отходов и уровне эмиссии в атмосферу различных примесей от мусоросжигательных установок за период с 1908 г. по 1970 г. Рассмотрено влияние введения системы контроля состава эмиссионных газов на уровень поступления в окружающую атмосферу токсичных химических соединений от мусоросжигательных установок, эксплуатирующихся в этом регионе. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Представлена информация о методике проведения исследований и анализе состава и уровня эмиссии токсичных химических соединений в окружающую среду в г. Нью-Йорке за различные периоды XX столетия.

Обсуждены результаты экспериментов в Корее, проводимых в области снижения содержания полихлорированных диоксинов и фуранов (PCDD/F) в отходящих газах мусоросжигателей различного назначения. С этой целью проводилась оценка выбросов PCDD/F при использовании сжигателей твердых бытовых отходов (MSWIs), небольших установок сжигания (SIs), сжигателя отходов больницы (HWI) и сжигатель промышленных отходов (IWI). На базе этой оценки считают: 1) основными источниками загрязнения являются SIs; 2) гомологический состав PCDD/F в выбросах установок всех типов примерно одинаков, фракция фуранов превышает фракцию диоксинов; 3) характеристики эмиссии PCDD/F зависят от давности эксплуатации сжигателя, содержания CO и пыли в отходящих газах.

Для прогнозирования характера изомеров указанных орг. соединений создана прогнозирующая модель, полученная путем модификации известной модели (IIG model), с упрощенными ур-ниями. Проведено сравнение эффективности обеих моделей.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируются процессы, протекающие при электродуговой плавке зольного остатка, образующегося при сжигании муниципальных отходов. Исследования выполнялись с целью определения возможности применения рассматриваемого способа плавления зольного остатка для снижения мобильности хрома, меди, цинка, свинца и кальция. Отмечено, что использование процесса электродугового плавления зольного остатка обеспечивает удаление из него 75% примесей свинца, около 50% цинка благодаря испарению этих металлов при высоких температурах. Приведена схема и описание экспериментальной лабораторной установки. Рассматривается технология подготовки проб и методика выполнения экспериментов. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты и анализируется структура и физико-химические свойства получаемого материала.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируется распределение тяжелых металлов (кадмия, хрома, меди и цинка) в продуктах сжигания муниципальных отходов, содержащих производные производные поливинилхлорида. Эксперименты осуществлялись на мусоросжигательной установке при различном содержании поливинилхлорида в массе исходного материала. В состав последнего входили бумага, текстиль, древесина, полимерные продукты и пищевые отходы. Отмечено, что соотношение хлорсодержащих компонентов и тяжелых металлов в исходной смеси изменялось в пределах от 3 до 200. Приведена схема и описание экспериментальной лабораторной установки. Рассматривается технология подготовки проб и методика выполнения экспериментов. Отмечено, что температура в рабочем пространстве мусоросжигателя поддерживалась на уровне 800°C. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Представлена информация о содержании тяжелых металлов в составе зольной пыли, в отходящих газах и в зольном остатке мусоросжигательной установки. Отмечено, что основными компонентами зольной пыли являются хлорсодержащие соединения щелочных и щелочноземельных металлов. В зольном остатке мусоросжигателя были также обнаружены диоксид кремния, метакремнекислый марганец, комплексные соединения алюминатов и силикатов. Оценивается влияние поливинилхлорида, на эмиссию химических соединений, содержащих примеси тяжелых металлов.

Обсуждены результаты совместных (Германия, Греция) лабораторных исследований с целью поиска ингибиторов процессов образования полихлорированных дибензо-пара-диоксинов и дибензофуранов (РСDD/F) при сжигании твердых бытовых отходов. В качестве ингибиторов, содержащих серу или азот, испытывались: мочевина, амидосульфоновая кислота (ASA), гидроксиламино-орто-сульфоновая кислота, сульфамид, элементарная сера. Топливом служила горючая фракция смеси отходов – пластики, бумага, резина, металлы, картофельные очистки, отбросы мяса и костей, которые содержат исходные соединения для образования РСDD/F. Перед сжиганием в топливо добавлялся испытуемый ингибитор. После сжигания в эмиссии определялось количественное содержание РСDD/F с различным числом атомов хлора в молекуле (от 4 до 8). По результатам экспериментов отличается: 1) добавка неорганич. соединения среды наиболее эффективно, например, ASA в количестве 1% и 5% весовых, снижает содержание токсичных веществ в эмиссии на 96% и более; соединение азота (мочевина) является слабым ингибитором, поскольку снижает количество токсичных веществ в эмиссии только на 28%; 2) в эмиссии от сжигания ядовитых отходов среди полихлорированных гомологов РСDD/F основную массу составляют изомеры с количеством атомов хлора от 5 до 7, в то же время при сжигании твердых бытовых отходов содержание менее хлорированных РСDD/F преобладает по сравнению с РСDD/F с более высоким содержанием хлора; 3) для разработки и внедрения технологии ингибирования процессов образования РСDD/F требуются дополнительные исследования.

Сжигание городских отходов считает наиболее эффективным процессом их ликвидации, однако несмотря на относит. чистоту метода его считают источником опасных загрязнений, напр. тяжелыми металлами, выбросами диоксинов и фуранов. Для уменьшения опасных выбросов осуществляют регулирование рабочих параметров печей. Согласно европейскому законодательству летучая зола считается токсич. отходами. Разработан плазменный процесс для исследования св-в хлорорг. соединений, захваченных летучей золой, с применением масс-спектрометрии в реальном масштабе времени. Проведены исследования, показавшие существование хим. р-ций между продуктами плазменного процесса, и неорг. молекулами, десорбированными из летучей золы при плазменной обработке газообразных отходов. Особое внимание уделяется физ.-хим. св-вам летучей золы (состав и пр.).