Организация охраны окружающей среды и обеспечение безопасности на объектах по уничтожению химического оружия
Объекты по уничтожению ХО, где хранятся, транспортируются и перерабатываются высокотоксичные вещества, относятся к категории опасных производственных предприятий.
Функционирование объектов по уничтожению ХО сопряжено с химической опасностью. Их работа связана с процессами, действиями и условиями, нарушение которых может нанести ущерб окружающей среде и здоровью людей, привести к потере сохранности материальных объектов. Химическая опасность объектов по уничтожению ХО сочетает в себе токсическую, пожаро- и взрывоопасную составляющие. Токсическая опасность предопределяется наличием токсического потенциала, пожаро- и взрывоопасность обусловлены энергетическим потенциалом. Высвобождение токсического потенциала (пролив или выброс химически опасного вещества) может привести к заражению окружающей среды. Высвобождение энергетического потенциала может вызвать пожар или взрыв. В обоих случаях существует опасность поражения людей вплоть до их гибели. Возможно комбинированное развитие чрезвычайной ситуации: пожар в сочетании с токсическим выбросом, когда огнеопасное вещество обладает также токсичностью или когда нетоксичное вещество (материал) при горении выделяет токсичные продукты [17].
Источниками токсической опасности на объектах по уничтожению ХО являются отравляющие вещества (зарин, зоман, вещество типа Vх, люизит, иприт), а источниками пожара или взрыва — растворители, компоненты дегазирующих рецептур (изобутиловый спирт, моноэтаноламин и др.), дизельное топливо. Кроме того, источниками опасности могут быть различные емкости, оболочки, содержащие токсичные и взрывоопасные вещества, а также элементы технологического оборудования, контактирующие с этими веществами. На объектах по уничтожению ХО к таким источникам опасности относятся снаряды ствольной и реактивной артиллерии, авиационные бомбы, выливные авиационные приборы, боеголовки тактических ракет, боеголовки оперативно-тактических ракет, цистерны емкостью 50 м3, емкости и трубопроводы, заполненные изобутиловым спиртом, моноэтаноламином, дизельным топливом, технологическое оборудование, применяемое при утилизации ХО.
Для обеспечения безопасности людей и защиты окружающей среды в зонах влияния объектов по хранению и уничтожению химического оружия (ХО) разработан ряд мероприятий, в том числе установление зон защитных мероприятий и проведение экологического мониторинга состояния окружающей среды на этих территориях.
Мониторинг состояния окружающей среды в зонах защитных мероприятий проводится системами государственного экологического контроля и мониторинга(СГЭКиМ) и производственного контроля и мониторинга объектов по уничтожению ХО. Мониторингу подлежат атмосферный воздух, поверхностные воды, донные отложения, почва, снег.
Одной из задач, решаемых в рамках федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации», является разработка и реализация мероприятий по санации (оздоровлению) территорий, где располагались объекты по хранению и уничтожению химического оружия (ХО). Для решения этой задачи необходим метод оценки экологического ущерба и риска для здоровья населения в местах хранения и уничтожения ХО.
Задачи обеспечения экологической безопасности на объектах по уничтожению химического оружия (ХО) решаются на всех этапах их жизненного цикла (обоснование инвестиций, выбор участка размещения, технико-экономическое обоснование (проект), строительство, эксплуатация, вывод из эксплуатации и ликвидация последствий деятельности объектов).
Каждый объект по уничтожению ХО представляет собой крупный промышленный комплекс с собственной сложной структурой вспомогательных служб, сооружений энергообеспечения, коммуникаций. С точки зрения реализуемой технологии и аппаратурного оформления производственного процесса объекты по уничтожению ХО существенно различаются. Требования же экологического характера диктуют единый принципиальный подход к решению задач природопользования и охраны окружающей среды.
Основные природные компоненты, подвергающиеся риску вредного воздействия при функционировании объектов по уничтожению ХО, — атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва. Предотвращение поступления высокотоксичных соединений за пределы технологических систем — ключевая задача при разработке мероприятий по предупреждению негативного воздействия на окружающую среду. С целью уменьшения выбросов в атмосферу разработаны меры по обезвреживанию газовоздушных потоков перед их выбросом. Обеспечен высокий уровень герметичности оборудования технологических линий, прежде всего тех, в которых обращаются высокотоксичные среды. На участках, где не исключена возможность возникновения локальных источников загрязнения воздуха производственного помещения, организуются укрытия, оснащенные системами вытяжной вентиляции. Наиболее опасные операции расснаряжения химических боеприпасов — вскрытие боеприпасов и эвакуация из них отравляющих веществ — выполняются в защитных кожухах кабинах, в которых создается разрежение по отношению к производственному помещению. Таким образом, практически исключено поступление опасных веществ в производственные помещения [17].
Все технологические устройства, отводящие вентиляционный воздух из основных производственных помещений, оборудованы системами высокоэффективной очистки.
Отходящие газы перед выбросом в атмосферу подлежат поэтапной очистке на абсорбционных колоннах, где в качестве сорбента используется соответствующий отравляющему веществу дегазирующий раствор, и в адсорберах, заполненных активным углем. На объектах, перерабатывающих фосфорорганические отравляющие вещества, предусмотрена доочистка отходящих газов в контактных аппаратах, заполненных активным оксидом алюминия, обладающим способностью хемосорбировать эти токсиканты. Суммарная расчетная степень очистки составляет не менее 99,9999%. Для очистки воздуха, удаляемого местными отсосами и общеобменной вентиляцией, применяются твердые сорбенты.
Контактные аппараты были разработаны ГУП «ФНПЦ «Прибор» специально для объектов по уничтожению ХО. Аппараты предназначены для очистки вентиляционного воздуха от паров химически вредных веществ 1—3 классов опасности (ГОСТ 12.1.007-76), в том числе паров люизита, иприта, зарина, зомана. Принцип работы аппаратов заключается в адсорбции вредных веществ из вентиляционного воздуха на развитой поверхности гранулированного сорбента (активного угля, активного оксида алюминия). Емкость этих сорбентов обеспечивает высокую степень очистки воздуха от загрязнений как при штатном режиме функционирования технологических установок, так и при резком повышении концентрации загрязняющих веществ в воздухе в случае аварийной ситуации. Для исключения загрязнения воздуха помещений операции выгрузка/загрузка сорбента в контактные аппараты осуществляются с применением передвижного фильтровального агрегата.
Эффективность работы систем очистки вентиляционного воздуха контролируется систематически лабораторными методами и непрерывно с помощью автоматических газосигнализаторов. Все адсорбционное оборудование газоочистки имеет 100%-ный резерв. Переключение на резервное оборудование выполняется автоматически по сигналу газосигнализатора о превышении содержания отравляющего вещества предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны.
Таким образом, многоступенчатая система газоочистки позволяет улавливать загрязняющие вещества, прежде всего отравляющие вещества, с эффективностью, близкой к 100%.
Мощными источниками поступления загрязняющих веществ в атмосферу являются топливосжигающие установки, установки термического обезвреживания и котельные, выбрасывающие дымовые газы. Принципиальное решение использовать на объектах по уничтожению ХО в качестве топлива природный газ — весьма эффективное воздухоохранное мероприятие, исключающее в выбросах большое число вредных примесей, обычно образующихся при сжигании твердого и жидкого топлива: сернистых соединений, пыли, несгоревших твердых веществ в виде золы и сажи, хлоридов натрия и магния, ванадия, ртути и ряда других веществ.
При термическом обезвреживании жидких и твердых отходов полнота сгорания высокотоксичных соединений достигается дожиганием отходящих газов при температуре 1200 °С. Для предотвращения повторного образования таких органических соединений, как полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные дифенилы или полихлорированные диоксины и фураны (они образуются с заметной скоростью при температуре свыше 250 °С) предусмотрено резкое охлаждение дымовых газов до 80—85 °С в скрубберах-охладителях. Кислые газы нейтрализуют щелочью [18].
Очистка дымовых газов от солей и зольных остатков осуществляется в скрубберах Вентури, орошаемых водой. Для улавливания соединений мышьяка из мышьяксодержащих отходов на газоочистных установках предусмотрена дополнительная ступень очистки — мокрый электрофильтр, на котором осаждаются мельчайшие частицы аэрозолей.
Очистка газовоздушных выбросов от основных и вспомогательных производств, не содержащих высокотоксичные вещества, осуществляется по общепринятым схемам с использованием стандартного оборудования.
Разработка мер по снижению прямого вредного воздействия на гидросферу осуществляется по двум направлениям: путем оптимизации схемы водопотребления с целью уменьшения объемов потребления от природных водных источников и сокращения сброса всех видов сточных вод. Полностью исключить потребление воды от природных источников не представляется возможным, прежде всего в связи с использованием воды на хозяйственно-бытовые нужды. Расход же природных вод на производственные нужды — непозволительная роскошь. Чтобы свести к минимальному потреблению воды от внешнего источника на производственные нужды, спроектирована рациональная схема водообеспечения, представляющая собой производственный цикл с максимальным повторным использованием очищенных сточных вод. По этой схеме приняты раздельные сети хозяйственно-питьевого и производственно-противопожарного водоснабжения. Сети производственно-противопожарного водоснабжения обеспечиваются технической водой со станции доочистки вод. Эта вода представляет собой очищенные бытовые и дождевые сточные воды с территории объекта по уничтожению ХО.
Важнейшей задачей в рамках обеспечения экологической безопасности функционирования объектов по уничтожению ХО является снижение уровня токсичности жидких и твердых отходов. Для объектов по уничтожению ХО предложен метод термического обезвреживания отходов как наиболее эффективный. Метод заключается в окислении органических составляющих отходов в специальной печи при температуре 700—1200 °С, что обеспечивает полное разложение хлор-, фтор-, серо-, фосфорсодержащих органических соединений.
Организацию охраны окружающей среды и обеспечение безопасности при уничтожении химического оружия можно рассмотреть на примере объекта по уничтожению в Щучье.
По состоянию на февраль 2012 года, на объекте уничтожения химического оружия ликвидировано уже 50 % химического оружия, хранившегося в Щучанском районе.
За период функционирования объекта по уничтожению химического оружия случаев негативного изменения качества окружающей среды не выявлено. Превышения установленных для объекта нормативов качества окружающей среды не зафиксировано. Концентрации загрязняющих веществ в природных средах находятся в пределах установленных для них нормативов. Экологическая обстановка остается стабильной, изменение ее показателей, по сравнению с фоновыми значениями, не наблюдается.
Проектными решениями на строительство объекта уничтожения химического оружия предусмотрен комплекс мероприятий по обеспечению экологической безопасности. В частности, для сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предусмотрено:
¾ герметичность конструкции зданий и сооружений;
¾ использование герметичного оборудования и коррозионностойких материалов;
¾ высокоэффективные многоступенчатые системы очистки технологических абгазов и воздуха общеобменной вентиляции производственных помещений;
¾ максимальная автоматизация процесса уничтожения и максимальное исключение присутствия людей;
¾ транспортировка ОВ и других опасных продуктов с помощью системы транспортного вакуума.
Образующиеся сточные воды направляются на переработку:
¾ на установку термообезвреживания отходов;
¾ на узел переработки сточных вод;
¾ на станцию очистки дождевых стоков;
¾ на биологические очистные сооружения;
¾ на станцию очистки дренажных вод. Образующиеся в процессе уничтожения химического оружия отходы направляются на переработку:
¾ на установку термообезвреживания отходов:
¾ на участок хранения отходов;
¾ на переработку на специализированные предприятия (вторчермет, вторцветмет, демеркуризация ртутных ламп, прием резинотехнических отходов, отработанных масел и т.д.)[17].
Участок хранения отходов является природоохранным сооружением, созданным в соответствии со всеми требованиями нормативных документов. На участке хранения отходов предусмотрено пять бункеров, для размещения отходов второго класса опасности и два хранилища – для размещения отходов третьего и четвертого классов опасности. Таким образом, технологические решения, принятые в проекте, обеспечивают поддержание безопасности объекта на высоком уровне, позволяют максимально ограничить негативное воздействие объекта на окружающую среду, исключают вероятность попадания вредных веществ в природные среды. Для контроля экологической безопасности работы объекта создана система производственного экологического контроля и мониторинга, которая предусматривает контроль состояния отдельных компонентов окружающей среды на территории Объекта, в санитарно-защитной зоне и зоне защитных мероприятий. Кроме производственного мониторинга над объектом установлен государственный экологический контроль. В районе его расположения осуществляется государственный экологический мониторинг. Данные производственного экологического мониторинга и государственного контроля за 2009-2011 годы свидетельствуют о достаточности проектных решений и концептуальных подходов по обеспечению экологической безопасности. За это время были выполнены сотни тысяч анализов на загрязнение отдельных компонентов окружающей среды. Загрязнения окружающей среды специфическими для объекта УХО, в первую очередь отравляющими веществами, зафиксировано не было. Концептуальные подходы в области экологической и промышленной безопасности способствуют не только ограничению и исключению аварийных ситуаций, но и по некоторым направлениям даже улучшают фоновые показатели. Таким образом, работа объекта по уничтожению химического оружия практически не изменила экологическую обстановку в районе его расположения.