Каменный уголь вред для здоровья

Анализ каменного угля, как источника попадания токсичных соединений в организм человека и сельскохозяйственных животных

Publication in electronic media: 11.11.2011 under http://journal.forens-lit.ru/node/470
Publication in print media: Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики, Барнаул-Новосибирск 2011 Вып. 17

М.В. Бойченко, Г.А. Слащинин, Т.С. Шахворостова

На сегодняшний день основным источником загрязнения окружающей среды принято считать промышленные предприятия нефтеперерабатывающего и энергетического комплексов. Также большая роль в загрязнении окружающей среды фтором отводится таким промышленным гигантам, как Красноярский алюминиевый завод и Ачинский глиноземный комбинат. Считается, что основной вред, который могут наносить окружающей среде предприятия, работающие на твердом топливе (ТЭЦ, котельные) – это загрязнение прилегающих территорий продуктами неполного сгорания (окись углерода, пыль, сажа и др.). Однако, каменный уголь это довольно разнообразная биологическая структура, которая под действием высокой температуры может разлагаться и образовывать различные вещества, зачастую токсичные для окружающей среды. При его сжигании возникает сильный поток горячего воздуха, который разносит пыль и большое количество летучих соединений на большие территории, загрязняя их. Осевшие на почву соединения угля органического и неорганического происхождения, в дальнейшем, попадают в растения, а затем по пищевой цепи в организм животных, и как конечный результат, в организм человека.

Цель работы: Исследование основных путей распространения в окружающую среду вредных веществ, образующихся при сгорании каменного угля. Для ее достижения были поставлены следующие задачи: 1.Изучить возможный спектр токсических соединений, который содержится в воздухе при сгорании данного вида топлива. 2. Изучить содержание токсических металлов, которые могут выбрасываться в окружающую среду с пеплом и золой.

Объекты и методы исследования. Объектом исследования был выбран каменный уголь, используемый в г. Ачинске и доставляемый из Балахты. Для определения летучих соединений проба угля измельчалась и подвергалась перегонке с водяным паром. Токсические компоненты извлекались хлороформом, который, в дальнейшем, исследовался с использованием метода хромато-массспектрометрии (ГХ/МС). Для исследования на содержание токсичных металлов (таких, как свинец, кадмий, медь и цинк), измельченная проба сжигалась при температуре 450°С, затем растворялась в смеси муравьиной кислоты и воды в соотношении 1:9. Полученный раствор исследовался вольтамперометрическим методом на приборе ТА-4. Кроме того, проводился отбор и исследование на наличие тяжелых металлов золы, полученной после промышленного сжигания каменного угля.

Результаты исследований и их обсуждение: В хлороформенном извлечении, подвергнутому хромато-масс-спектрометрическому анализу, наряду с «топливными компонентами» были обнаружены хлорированные бифенилы. Полихлорированные бифенилы (ПХБ) относятся к классу ароматических соединений, состоящих из двух бензольных колец, соединенных через межъядерную связь С-С и содержащие от одного до десяти атомов хлора. Всего существует 209 индивидуальных конгенеров ПХБ. По своим физико-химическим свойствам конгенеры ПХБ близки к диоксинам. Размеры молекулы (I) находятся в диапазоне 9-10,5Å в длину и около 3Å в ширину. ПХБ обладают рядом уникальных физических и химических свойств: исключительными теплофизическими и электроизоляционными характеристиками, термостойкостью, инертностью по отношению к кислотам и щелочам, огнестойкостью, хорошей растворимостью в жирах, маслах и органических растворителях, высокой совместимостью со смолами, отличной адгезионной способностью.

Это обуславливает их широкое применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, гидравлических жидкостях, в качестве теплоносителей и хладоагентов, смазочных масел, компонентов красок, лаков и клеевых составов, пластификаторов и наполнителей в пластмассах и эластомерах, антипиренов, растворителей. В основе промышленного получения ПХБ лежит заместительное хлорирование бифенила в присутствии катализатора электрофильного замещения (обычно Fe).

Уникальные технологические свойства, огромные объемы производства, заметная летучесть и растворимость и высочайшая химическая инертность привели к глобальному распространению ПХБ-содержащего оборудования и материалов и, как следствие, всеобъемлющему загрязнению этими веществами. Как это часто бывает, опасность ПХБ долгое время недооценивалась. Действительно, по своему острому токсикологическому воздействию, ПХБ идентичны другими веществам, относимым к четвертому классу опасности. Синтез ПХБ, как и других ароматических полихлорированных соединений, приводит в образованию самых опасных из известных человечеству химических веществ – полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов. Но и на этом не ограничивается опасность ПХБ, среди них имеются 12 конгенеров, воздействие которых на организм в 1997 году ВОЗ было признано аналогичным воздействию диоксинов.

На практике оказывается, что вклад диоксиноподобных ПХБ (ВОЗ-ПХБ) в общую токсичность (ДЭ-ВОЗ) зачастую не уступает и, даже, может превышать вклад ПХДД и ПХДФ.

Несмотря на это, в настоящее время отсутствует нормирование содержания диоксиноподобных бифенилов в продуктах питания или иных объектах, что, безусловно, является сдерживающим фактором в развитии мероприятий по контролю и снижению поступления ПХБ в организм человека. Крайне высокая стабильность ПХБ в окружающей среде и отсутствие действенных механизмов детоксикации, делает контроль качества продуктов питания практически единственным эффективным инструментом по защите здоровья населения.

Хорошо известно, что из пищевых продуктов наибольшие количества персистентных органических загрязнителей содержатся в рыбе, точнее в рыбьем жире. При этом загрязнители, содержащиеся в рыбе, могут попадать в пищу человека не только непосредственно с рыбой, но и с продукцией птицеводства или животноводства, где рыбная мука используется в качестве корма. В каменном угле бифенилхлориды могут образовываться путем хлорирования высококипящей каменноугольной смолы в присутствии катализатора. Если при этом в угле оказывается дифенил, то как раз и образуются хлорированные ди(би)фенилы.

При анализе угля на содержание токсичных металлов был получен следующий результат (табл. 1). Как видно из приведенных данных, в угле и золе содержится достаточно большое количество свинца – опасного токсиканта окружающей среды, обладающего большой степенью накопления. Таких металлов, как кадмий, медь и цинк в угле и золе, полученной при его сжигании, содержится фоновое количество.

Таблица 1. Анализ угля на содержание токсичных металлов.

Так же обращает на себя внимание и тот факт, что после сжигания содержание, например, свинца уменьшилось, по сравнению с исходной концентрацией в 4,9 раза, но полностью свинец не исчез. Это свидетельствует, что почти 80% свинца было выброшено в атмосферу и разнесено ветром на различные расстояния. Такое же уменьшение концентрации претерпели и другие металлы, загрязнив при этом, прилегающую к источнику выбросов территорию. Зола, полученная после сжигания, зачастую долгое время находится под открытым небом, что создает вероятность вымывания токсичных металлов из золы и попадания их в почву, вместе с дождевыми водами или другими осадками.

Таким образом, наши исследования показывают, что в летучих фракциях каменного угля могут содержаться достаточно токсичные вещества – хлорированные бифенилы, что требует дополнительных мер контроля за окружающей средой. Как свидетельствуют результаты анализов, уголь может содержать в себе довольно большое количество свинца, почти 80% которого может выбрасываться в атмосферу и загрязнять окружающие территории. Такое же действие оказывает процесс сжигания на остальные металлы. Так как зола может содержать остаточные количества токсичных металлов, то следует предусмотреть меры, препятствующие попаданию их в окружающую среду.

Источник

Угольный шлак, насколько это опасно для здоровья?

Добрый вечер! У нас в деревне, в трех метрах от моего дома, сосед устроил подъезд к своему участку. Привез порядка 10 камазов угольного шлака. При этом угольная дорога получилась приподнятой над моим участком. Вся вода во время дождей и таяния снега стекает на мой участок(огород). В 10 метрах у меня колодец с питьевой водой. Насколько это опасно для здоровья?

Дата: 30.01.2020 11:46

В консультации принимал участие

Ответ эксперта

Угольный шлак относится к малоопасным отходам и принадлежит к 4 классу опасности согласно Федеральному классификационному каталогу отходов.

Опасные свойства золошлака для окружающей среды заключается в пылении при хранении открытым способом. Высокодисперсные грунты наряду с низкой фильтрацией обладают способностью поглощать токсичные элементы, а в некоторых случаях способствуют впитыванию вредных веществ.

В угольном шлаке присутствуют тяжелые металлы, кислота и сера.

Но в мировой практике повсеместно используется как зола, так и угольные отходы для удобрения почвы.

Безусловно, говорить о пользе такого способа удобрения не приходится. Тем более в Вашем случае, сосед использует отходы от сжигания угля в твердом состоянии, что говорит о высокой концентрации вредных веществ.

Необходимо получить сертификат соответствия от организации, где он приобретал угольный шлак, т. к. минимальный срок для уничтожения вредных веществ из него составляет 1 год.

Виктория Берковская

Спасибо за ответ! Насколько мне известно, угольный шлак запрещен к использованию в населенных пунктах. В нашей деревне находится объект культурного наследия Вологодской обл. Усадьба Брянчаниновых. Сосед отсыпал шлаком не только у нашего дома, на землях жилой застройки(ЛПХ), но и еще дорогу , которая ведет в деревню и то же входит в особо охраняемый объект культурного наследия. Обращались много куда, в природоохранную прокуратуру, губернатору и так далее. кругом тишина, все друг на друга спихивают и ни чего не делается. Может быть есть какие то законы, за которые можно ухватится? Летом в жаркую погоду такой кошмарный запах стоит. Мы окна боимся открывать. Да, забыл написать, отсыпано самовольно, без всяких на то разрешений. Местная администрация привлекать его за эту отсыпку не хочет или боится.

По законодательной базе я подготовлю Вам информацию. Делаю анализ.

Виктория Берковская

Заранее спасибо. Жду.

В соответствии со ст. 8.2 КоАП РФ, несоблюдение экологических и санитарно-эпидемиологических требований при сборе, накоплении, использовании, обезвреживании, транспортировании, размещении и ином обращении с отходами производства и потребления, веществами, разрушающими озоновый слой, или иными опасными веществами, влечет наложение административного штрафа:
на граждан — от 1 000 до 2 000 руб.;
на должностных лиц — от 10 000 до 30 000 руб.;
на индивидуальных предпринимателей — от 30 000 до 50 000 руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток;
на юридических лиц — от 100 000 до 250 000 руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток.

Золошлаковые отходы, прошедшие обезвреживание, обработку, переработку и получившие сертификат соответствия природоохранным и санитарно-гигиеническим требованиям, пригодны для получения вторичной продукции (о чем я Вам написала в первом ответе)

Из золошлаковых отходов, пригодных для получения вторичной продукции, изготавливают золошлаковые материалы, на которые может быть получен сертификат соответствия требованиям технических регламентов, стандартов, сводов правил и международных договоров для целей дальнейшего использования в хозяйственном обороте (ГОСТ Р 54098-2010).

Золошлаковые отходы подлежат сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, хранению и захоронению, условия и способы которых должны быть безопасными для здоровья населения и среды обитания и которые должны осуществляться в соответствии с СанПиН 2.1. 7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления» и иными нормативными правовыми актами РФ.

Золошлаковые отходы можно хранить навалом, насыпью, в виде гряд.

При хранении отходов на открытых промплощадках должны соблюдаться следующие условия (СанПиН 2.1. 7.1322-03):
временные склады и открытые площадки должны располагаться с подветренной стороны по отношению к жилой застройке;
по периметру площадки должны быть предусмотрены обваловка и обособленная сеть ливнестоков.

Самый основной закон в данной ситуации- «»Закон о защите окружающей среды». Также можете ознакомиться с Требованиями к эксплуатации золошлакоотвалов, которые регламентированы СО 34.27.509-2005 «Типовая инструкция по эксплуатации золошлакоотвалов» .

Источник

Воздействие угольной золы на здоровье — Health effects of coal ash

Угольная зола , также известная как остатки сгорания угля (CCR), представляет собой минеральный остаток, который остается от сжигания угля. Воздействие угольной золы и содержащихся в ней токсичных веществ может представлять опасность для здоровья рабочих угольных электростанций и жителей, проживающих вблизи свалок угольной золы.

СОДЕРЖАНИЕ

Угольная зола производится на угольных электростанциях . Уголь измельчается, а затем сжигается для выработки электроэнергии. Частицы, которые остаются после сжигания угля, называются угольной золой, в основном состоящей из летучей золы и зольного остатка . Другими побочными продуктами сгорания угля являются котельный шлак, гипс для десульфуризации дымовых газов и другие виды остатков десульфуризации дымовых газов. В зависимости от типа сжигаемого угля химический состав угольной золы может варьироваться. Угольная зола, полученная при сжигании битуминозного угля, состоит в основном из оксида алюминия (Al 2 O 3 ), оксида кальция (CaO) и диоксида кремния (SiO 2 ). В составе угля есть много потенциально опасных веществ, повышенная концентрация которых во вдыхаемых частицах может вызвать серьезные проблемы со здоровьем человека. К таким компонентам, которые содержатся в угольной золе в различных концентрациях, относятся мышьяк , кадмий , хром , кобальт , медь , свинец , литий , ртуть , молибден , селен , таллий и уран .

Угольная зола в Индии хранилась в золоотвалах и загрязнила окружающую землю и водоемы. В США в 2012 году образовалось около 110 миллионов тонн угольной золы. Более половины угольной золы, произведенной в США, было сброшено в золоотвалы (поверхностные водохранилища; влажное захоронение) или на свалки (сухое захоронение). По состоянию на 2020 год в США насчитывается 310 действующих свалок на территории и 735 действующих поверхностных водохранилищ.

Проблемы гигиены труда

Угольная зола содержит много токсичных веществ, которые могут повлиять на здоровье человека, если люди подвергаются их воздействию выше определенной концентрации в виде твердых частиц. Таким образом, необходимо избегать ситуаций, в которых сотрудники, работающие на угольных электростанциях, или представители общественности, проживающие вблизи свалок угольной золы, будут подвергаться воздействию высоких концентраций угольной золы. Воздействие на здоровье пыли угольной золы можно рассматривать как частный случай воздействия твердых частиц (загрязнение частицами). Соответственно, необходимо оценить риск для здоровья мельчайших частиц угольной золы (вдыхаемых частиц), поскольку они могут попасть в легкие. Чтобы оценить этот риск, уровни воздействия твердых частиц на рабочих или население сравниваются с «безопасными пороговыми уровнями». Что касается здоровья рабочих, ACGIH ежегодно публикует буклет с таблицами, в которых представлены значения пороговых уровней (ПДК) — максимально допустимые концентрации — для широкого спектра веществ и материалов. Частицы угольной золы относятся к категории, называемой «PNOS — частицы, не указанные в других спецификациях». Для этой категории, также известной как «мешающая пыль», значение ПДК составляет 3 мг / м3 для вдыхаемых частиц (менее 10 микрометров).

Воздействие на здоровье токсичных компонентов, содержащихся в угольной золе

Свинец : прямое воздействие свинца может вызвать серьезное повреждение нервной системы. Воздействие свинца может привести к заболеванию почек, нарушению слуха, высокому кровяному давлению, задержке развития, отеку мозга, повреждению гемоглобина и проблемам с мужской репродуктивной функцией. Как низкие, так и высокие уровни воздействия свинца могут нанести вред организму человека.

Кадмий : прямое воздействие высоких уровней кадмия опасно для здоровья. В частности, легкие непосредственно поглощают кадмий в кровоток. Когда люди подвергаются воздействию кадмия в течение длительного периода времени, могут возникнуть заболевания почек и легких. Кроме того, воздействие кадмия может быть связано с гипертонией. Наконец, хроническое воздействие кадмия может вызвать слабость костей, что увеличивает риск переломов костей и остеопороза.

Хром : Прямое воздействие хрома (VI) опасно для здоровья. Высокий уровень хрома (VI) в питьевой воде может вызвать язвы в тонком кишечнике и желудке при попадании внутрь. И наконец, язвы на коже могут возникать при воздействии хрома (VI) через кожу.

Мышьяк : при вдыхании или проглатывании большого количества мышьяка с отходами угольной золы могут развиться такие заболевания, как рак мочевого пузыря, рак кожи, рак почек и рак легких. В конечном итоге длительное воздействие мышьяка может привести к летальному исходу. Кроме того, низкие уровни воздействия мышьяка могут вызвать нерегулярное сердцебиение, тошноту, диарею, рвоту, периферическую невропатию и ухудшение зрения.

Ртуть : хроническое воздействие ртути из угольной золы может нанести вред нервной системе. При вдыхании или проглатывании ртути могут возникнуть различные последствия для здоровья, такие как нарушение зрения, судороги, онемение, потеря памяти и бессонница.

Бор : при вдыхании пыли угольной золы воздействие бора может вызвать дискомфорт в горле, носу и глазах. Более того, когда отходы угольной золы попадают в организм, воздействие бора может быть связано с поражением почек, печени, мозга и кишечника.

Молибден : при вдыхании молибдена из пыли угольной золы может возникнуть дискомфорт в носу, горле, коже и глазах. В результате кратковременное воздействие молибдена может вызвать учащение хрипов и кашля. Кроме того, хроническое воздействие молибдена может вызвать потерю аппетита, усталость, головные боли и болезненность мышц.

Таллий : Воздействие таллия в пыли угольной золы может вызвать периферическую невропатию при вдыхании. Кроме того, при проглатывании угольной золы воздействие таллия может вызвать диарею и рвоту. Кроме того, воздействие таллия также связано с осложнениями со стороны сердца, печени, легких и почек.

Кремнезем : при вдыхании кремнезема из пыли угольной золы может развиться заболевание легких плода или силикоз. Кроме того, хроническое воздействие кремнезема может вызвать рак легких. Кроме того, воздействие диоксида кремния в течение определенного периода времени может вызвать потерю аппетита, плохую циркуляцию кислорода, затруднения дыхания и лихорадку.

Повторное использование угольной золы

Повторное использование угольной золы приносит пользу окружающей среде, сокращая производство парниковых газов и уменьшая потребность в использовании первичных материалов. Кроме того, при переработке угольной золы можно избежать затрат, связанных с площадками для захоронения угольной золы.

Существует две формы рециркуляции угольной золы: «инкапсулированная» и «неинкапсулированная». Когда угольная зола связана с другими материалами, она инкапсулируется. Например, угольную золу можно повторно использовать при производстве бетона, кирпича и стеновых панелей. С другой стороны, Использование угольной золы без капсул — это когда зола не связана с другими материалами (сыпучие частицы или шлам). Примером неинкапсулированной угольной золы является распространение золы на обледенелых дорогах зимой.

Несмотря на то, что повторное использование угольной золы сводит к минимуму воздействие на здоровье человека, проблемы со здоровьем все же могут возникать при переработке угольной золы. В частности, рабочие, занимающиеся бурением или резкой инкапсулированной угольной золы, увеличивают риск вдыхания пыли угольной золы. Кроме того, когда некапсулированная угольная зола разбрасывается зимой по заснеженным улицам, рыхлая зола может попасть в канавы на обочине дороги. В результате токсины из угольной золы могут попадать в поверхностные водоемы, а также в грунтовые воды , которые могут быть источниками питьевой воды . Следовательно, обе формы переработанной угольной золы (инкапсулированная и неинкапсулированная) могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем у людей.

Правила по отходам угольной золы

В Соединенных Штатах, когда угольная зола сбрасывается в поверхностные отстойники и свалки, зола считается «специальными отходами» (т.е. неопасными) в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).

В 2015 году EPA опубликовало постановление об остатках от сжигания угля (CCR). Агентство продолжало классифицировать угольную золу как неопасную (тем самым избегая строгих разрешительных требований в соответствии с подзаголовком C RCRA ), но с новыми ограничениями:

1. Существующие золоотвалы, загрязняющие грунтовые воды, должны перестать получать CCR и должны быть закрыты или модернизированы с помощью облицовки.
2. Существующие золоотвалы и свалки должны соответствовать структурным ограничениям и ограничениям по местоположению, где это применимо, или должны быть закрыты.
3. Пруд, который больше не получает CCR, по-прежнему подчиняется всем правилам, если он не будет обезвожен и покрыт к 2018 году.
4. Новые пруды и свалки должны иметь геомембранную облицовку поверх слоя уплотненной почвы.

В 2016 году Апелляционный суд США по округу Колумбия отменил положения о «досрочном закрытии» в постановлении в 40 CFR 257.100. Затем EPA продлило срок соблюдения требований для бездействующих водоемов, которые пытались использовать положения о досрочном закрытии. В 2018 году по запросу промышленности Агентство по охране окружающей среды продлило срок соответствия для золошлаковых бассейнов без футеровки с 2019 на 2020 год и предоставило государственным органам больше гибкости при определении соответствия стандартам. Постановление 2018 года было оспорено в судебном порядке и возвращено судом в EPA для дальнейшего пересмотра. Суд постановил, что EPA не смогло должным образом решить проблемы с необлицованными прудами, многие из которых продолжают просачиваться в грунтовые воды. В 2019 году суд согласился на добровольное заключение под стражу, оставив в силе крайний срок соблюдения требований 2020 года для незащищенных прудов до принятия дальнейших правил.

Агентство по охране окружающей среды опубликовало предложенное правило 14 августа 2019 года, в котором будут использоваться критерии на основе местоположения, а не числовой порог (например, размер водохранилища или свалки), который потребует от оператора продемонстрировать минимальное воздействие на окружающую среду, чтобы объект мог продолжать работать.

В ответ на судебный процесс по постановлению 2015 года EPA опубликовало окончательное постановление RCRA 28 августа 2020 года, требующее, чтобы все золоотвалы без футеровки были дооснащены вкладышами или закрылись к 11 апреля 2021 года. Некоторые объекты могут подать заявку на получение дополнительного времени — до 2028 года — поиск альтернативных способов обращения с золошлаками до закрытия их поверхностных водохранилищ.

Источник