Барри Коммонер - один из старейших американских экологов
Отравленные города
Москва, 1997
Содержание
Список сокращений ......................................................... 5
ВВЕДЕНИЕ......................................................................... 6
1.ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИОКСИНОВОЙ ПРОБЛЕМЫ.................................................................... 8
2. ИСТОЧНИКИ ДИОКСИНОВ ........................................ 12
2.1. Основные промышленные процессы, в которых образуются диоксины и содержащая их продукция... 12
2.2. Промышленные аварии................................................. 13
2.3. Нарушение правил захоронения промышленных отходов. .............................................................................. 14
2.4. Интенсивное использование диоксиносодержащих веществ............................................................................... 14
2.5. Некоторые другие источники поступления ПХДД и ПХДФ в окружающую среду............................................ 14
2.6. Наиболее опасные с точки зрения образования ПХДД
и ПХДФ производства и процессы ................................ 15
3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ДИОКСИНОВ НА ЖИВЫЕ
ОРГАНИЗМЫ................................................................ 31
3.1. Трансформация и уровни диоксинов и диоксино-подобных соединений в окружающей среде ................ 31
3.2. Болезни, вызываемые диоксиновым отравлением 32
3.2. Диоксины в грудном молоке ........................................ 37
3.3. Воздействие на репродуктивную систему................. 37
3.4. Рак..................................................................................... 38
4. ДИОКСИНОВАЯ "АГРЕССИЯ" В РОССИИ: ЦЕЛЬ -ЧЕЛОВЕК...................................................................... 40
4.1 Преступное бездействие................................................ 40
4.2. Отравленные города...................................................... 42
5. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИОКСИНОВ И ДИОКСИНОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ ................................ 66
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА............................................ 72
Приложение 1.
ПРЕДПРИЯТИЯ, ИМЕЮЩИЕ ДИОКСИНОГЕННУЮ
ТЕХНОЛОГИЮ........................................................................ 74
Приложение 2.
КАРТА НАСЫЩЕННОСТИ ДИОКСИНООПАСНЫМИ
ПРЕДПРИЯТИМИ ТЕРРИТОРИЙ СУБЪЕКТОВ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ. ............................................................................. 78
Приложение 3.
НОРМЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ДИОКСИНОВ И ДИОКСИНОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ............................................................................................80
Приложение 4.
ПЕРЕЧЕНЬ ХЛОРСОДЕРЖАЩЕЙ ПРОДУКЦИИ, ЗАПРЕЩЕННОЙ
К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В РАЗНЫХ СТРАНАХ............................... 83
ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА
Список сокращений
ГХФ - гексахлорфен
ГкХБ - гексахлорбифенилы
ГкХДД - гексахлордибензо-п-диоксины
ГкХДФ - гексахлордибензофураны
ГпХДД - гептахлордибензо-п-диоксины
ЛДК - лесопильно-деревообрабатывающий комбинат
ЛПК - лесоперерабатывающий комбинат
МАИР - международное агенство по изучению рака
МСЗ - мусоросжигательный завод
ОБУВ - ориентировочно-безопасные уровни воздействия
ОХДД - октахлордибензо-п-диоксины
ОХДФ - октахлордибензофураны
ПВХ - поливинилхлорид
ПнХДД - пентахлордибензо-п-диоксины
ПнХДФ - пентахлордибензофураны
ПнХБ - пентахлорбифенилы
ПХБ - полихлорбифенилы
ПХДД - полихлордибензо-п-диоксины
ПХДФ - полихлордибензофураны
ТХДД - тетрахлордибензо-п-диоксины
ТХДФ - тетрахлордибензофураны
ХП - хлорированные парафины
ЦБК - целлюлозно-бумажный комбинат
ЕРА - (Environment Protection Agency) Агенство по охране окружающей
среды
OSPARCOM - (Oslo-Paris Comission) Осло-Парижская Комиссия
TEQ - эквивалент токсичности
ВВЕДЕНИЕ
"...диоксины и диокси ноподобные соединения представляют наиболее опасную химическую угрозу для здоровья и биологической целостности человечества и окружающей среды"
ДИОКСИНЫ
ВСЕГДА ПОЯВЛЯЮТСЯ ТАМ, ГДЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
ХЛОР.
1.ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИОКСИНОВОЙ ПРОБЛЕМЫ
"История диоксинов - печальная повесть об ужасных заболеваниях, возникавших неожиданно у рабочих химической промышленности; о бездумном невнимании людей к выбросам токсичных отходов; о постоянном, повторяющемся раз за разом отрицании своей вины со стороны владельцев химической индустрии; об их попытках скрыть факты о действии диоксинов, а когда эти факты становились известными, исказить их."
Б. Коммонер
История "знакомства" человечества с диоксинами восходит к тридцатым годам нашего столетия, когда широкомасштабное развитие хлорного химического производства и начало производства полихлорфенолов привело к массовому появлению профессионального заболевания - хлоракне (рецидивирующее воспаление сальных желез) у рабочих хлорных производств. Это было первым серьезным предупреждением об опасности, связанной с "хлорными" технологиями, хотя само заболевание известно еще с 1899г.
Ключевые события в истории диоксиновой проблемы
1929 г. - Синтезированы полихлорированные бифенилы,
1931-1933 гг. - Фирмой Dow Chemical разработан метод получения полихлорфенолов из полихлорбензолов. Эти соединения известны под названием дауцидов.
1934 г. - В СССР начато производство совола,
ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА
(представляющего собой смесь изомеров ПХБ,
содержащих примеси ПХДФ.
1936 г. - Массовые заболевания среди рабочих в штате
Миссисипи, занятых консервацией древесины с
применением дауцидами.
1949 г. - Поражение рабочих к диоксинами на заводе фирмы
Monsanto в Западной Вирджинии.
1953г. - Загрязнение диоксинами окрестностей завода фирмы
BASF в Западной Германии.
1957 г. - Диоксин идентифицирован как причина хлоракне у
рабочих хлорных производств. - Гибель миллионов цыплят на юге США в связи с
загрязнением кормов пентахлорфенолом.
1962-1970 гг. - "Оранжевый агент" применялся американской армией
как дефолиант во вьетнамской войне.
1961-1962 гг. - Диоксиновые поражения при взрывах на производстве
2, 4,5-Т (ПО "Химпром", Уфа).
1965-1966 гг. - Компания Dow Chemical финансирует "научные
исследования", в ходе которых диоксины наносили на
кожу заключенным тюрем США.
1965-1967 гг. - Массовые поражения рабочих ПО "Химпром" при
производстве 2,4,5-Т.
1966г. - Обнаружено влияние ПХБ на репродуктивную
систему и развитие рыбоядных птиц (Великие озера,
Саргассово море).
1968 г. - "Масляная болезнь" в японской деревне Юшо.
Пострадало 1786 чел. Причина - загрязнение риса
ПХБ,ПХДД,ПХДФ.
1971 г. - Сильное загрязнение диоксинами почвы ипподрома в
г. Тайме Бич, штат Миссури (распыление отходов
завода по производству трихлорфенола в Вероне).
1972-1976 гг. - Развитие теории "Ah-рецептор" для объяснения
токсичности диоксинов.
1974 г. - ТХДД обнаружен в молоке вьетнамских женщин.
1976 г. - Катастрофа в Севезо на заводе по производству три хлорфенола фирмы Hoffman-LaRoche.
1977 г. - Международное Агенство Изучения Рака относит
ТХДД к группе "вероятных" канцерогенов для человека.
1978 г. - История Love Canal (США). В течение двух лет было эвакуировано около 980 семей. Причина - высокое содержание диоксинов в отложениях ливневого
коллектора в месте захоронения отходов в Love Canal. 1979 г. - Пострадало около 2600 жителей области Ю-Ченг
(Тайвань). Причина - загрязнение риса диоксинами.
1985 г. - Агенство по охране окружающей среды США оценивает риск диоксинов для здоровья.
1986 г. - Диоксины найдены в отбеленной хлором бумаге.
1988 г. - Агенство по охране окружающей среды США
проводит первую переоценку опасности диоксинов.
1990 г. - Banbury Centre организует конференцию по
диоксинам.
1993 г. - Миланские ученые на основании результатов
эпидемиологических исследований среди жителей
Севезо подтверждают, что диоксины вызывают рак.
1995 г. - Выход книг "Dying from dioxin", "Our stolen future"
1995 г. - Правительство РФ утвердило федеральную целевую
программу "Защита окружающей природной среды и
населения от диоксинов и диоксиноподобных
токсикантов".
В начале тридцатых годов фирмой "Dow Chemical" был разработан способ получения полихлорфенолов из полихлорбензолов путем щелочного гидролиза при высокой температуре под давлением. Было установлено, что эти препараты, получившие название дауцидов, являются эффективными средствами для консервации древесины.
В 1936 г. появились сообщения о массовых заболеваниях среди рабочих штата Миссисипи, занятых консервацией древесины с применением дауцидов. Большинство рабочих страдало тяжелым кожным заболеванием - хлоракне.
В бывшем СССР первым веществом, в составе которого в качестве микропримесей присутствовали ПХДФ, стал электроизоляционный продукт - совол (смесь изомеров ПХБ), впервые синтезированный в 1934 г.
В это же время началось развитие крупнотоннажных производств, при которых образуются диоксины. Было зафиксировано множество случаев массовых заболеваний рабочих различных предприятий хлорной промышленности.
Максимальный выброс диоксинов в окружающую среду во всем мире пришелся на шестидесятые — семидесятые годы. Это произошло в результате расширения производства беленой бумаги, а также других продуктов и химических веществ, при производстве которых использовался хлор. Весомый вклад в диоксиновое загрязнение внесла война во Вьетнаме, строительство мусоросжигательных заводов (МСЗ) и пр.
ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА
Особого внимания заслуживает военная программа США по использованию продуктов переработки трихлорфенола. К шестидесятым годам Министерство обороны США завершило разработку плана изучения гербицидов как средства ведения экологической войны. Операция по их применению впервые была проведена на территории Индокитая. Были отобраны рецептуры, разработаны методы и средства их применения. Использующееся вещество получило название "Agent Orange" (известные рецептуры:
Оранж 1, Оранж 2, Пурпурная, Розовая, Зеленая, Диноксол, Триноксол -представляли собой смеси эфиров ди- и трихлорфеноксиуксусных кислот, имевших примесь диоксинов), а сама операция - "Operation Ranch Hand".
Осенью 1964 г. ВВС США приступили к массированному поражению этим веществом окружающей среды во Вьетнаме. Только по неполным официальным данным, в этой химической войне США применили около 96 тыс.т гербицидов, из них 57 тыс.т соединений, содержащих примерно 170-500 кг диоксинов.
В результате пострадали не только природа и население Вьетнама, Камбоджи и Лаоса, но и сами американские солдаты, проводившие эту "экологическую" операцию.
В СССР в это время также велось крупнотоннажное производство полихлорбифенилов, гербицидов, трихлорфенола и пр. Предприятия-производители располагались в Уфе, Дзержинске, Новомосковске, Чапаевске и других городах.
Десятки лет все данные, связанные с диоксинами, были строго засекречены. С 1968 г. во многих странах мира (но не в СССР!) с "диоксино-вой" проблемы полог секретности был снят, и поток информации принял лавинообразный характер. Это позволило сравнительно быстро решить наиболее острые проблемы производства и использования "диоксиносодер-жащих" веществ.
В СССР же эта проблема так и осталась в ведении Министерства обороны и КГБ. Только в начале девяностых годов общественности были сообщены первые, носящие весьма общий характер сведения о загрязнении диоксинами территории Советского Союза.
В России данная проблема до сих пор не получила полной огласки. В средствах массовой информации появляются только отдельные материалы, и существует лишь небольшое количество научных работ, посвященных диоксиновому загрязнению.
2. ИСТОЧНИКИ ДИОКСИНОВ
"Химическая промышленность есть источник стойких, опасных ядовитых веществ, которые должны быть уничтожены... Токсичные загрязнения не являются просто следствием дурного хозяйствования или управления:
они есть неотъемлемая часть производства, основанного на использовании хлора. Более того, некоторые из необходимых технических продуктов (например, растворители), которые и сами по себе являются токсичными, дают при попытках избавиться от них и особенно при сжигании, новые токсичные вещества, включая диоксины".
Б. Коммонер
Существует масса производств, в результате которых образуются диоксины. В данной главе приведены основные технологические процессы, в ходе которых происходит образование наибольших количеств диоксинов.
ПХДД и ПХДФ никогда не являлись и не являются товарной продукцией. Они образуются в виде микропримесей при производстве других химических веществ, например, полихлорированных бифенилов, поливинилх-лорида и т.д.
2.1. Основные промышленные процессы, при которых образуются диоксины, и содержащая их продукция
* в процессе промышленного получения 2,4,5-трихлорфенола (применяемого при синтезе гербицидов) и бактерицидного вещества гексахло-рофена может образовываться 2,3,7,8-тетрахлордибензо-р-диоксин (ТХДД), называемый также маркерным диоксином;
* в процессе производства хлорированных фенолов (основные методы получения - хлорирование фенолов или щелочной гидролиз хлорбензолов);
* при производстве гербицидов на основе хлорированных дифенило-вых эфиров и гексахлорбензола;
* при производстве винилхлорида и в процессе его полимеризации;
* гербициды на основе хлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-Т и 2,4-Д;
их смесь в соотношении 1:1 и представляет собой печально известный "Эй-джент Оранж");
* гексахлорофен - бактерицидный агент;
* хлорфенолы, широко использующиеся с начала пятидесятых годов в качестве инсектицидов (химических препаратов для уничтожения вредных насекомых), фунгицидов (химических веществ для борьбы с грибковыми заболеваниями растений), антисептиков, дезинфицирующих средств. (Три-, тетра- и пентахлорфенолы применяются при консервации древесины, в производстве целлюлозы, охлаждающих масел и жидкостей, в дублении кожи, в производстве красочных материалов, клеев, текстильных изделий);
* полихлорированные бифенилы, широко применявшиеся в качестве охлаждающих жидкостей и диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах;
* гексахлорбензол;
* гербициды на основе хлордифениловых эфиров;
* продукция из поливинилхлорида.
2.2. Промышленные аварии
Наиболее ярким примером промышленной аварии стала произошедшая 10 июля 1976 г. в городе Севезо на севере Италии опустошительная экологическая катастрофа. На заводе ICMESA Женевской косметической фирмы "Givaudan", допущенная персоналом ошибка привела к перегреванию емкости с трихлорфенолом. Это соединение использовалось в данном производстве для получения гексахлорофена, применяемого в дезодорантах. Разрыв предохранительного клапана вызвал взрывоподобную утечку трихлорфенола/фенолята и более 2 кг ТХДД. Белая пыль опустилась на поля и дома. Из-за проводимой властями политики умалчивания и дезинформации эвакуация была начата лишь на семнадцатый день после взрыва, когда уже у 30 человек появились тяжелые поражения кожи. Центральный район Севезо сегодня является нежилым. Около 75 тыс. отравленных животных пришлось забить, 220 человек получило тяжелые поражения кожи. Число новорожденных детей с врожденными аномалиями развития увеличилось с 4 (в 1976 г.) до 38 (к концу 1977 г.) и 59 (в 1978 г.). Только в 1993 г. учеными Миланского университета, была показана прямая зависимость между выбросом диоксинов и увеличением частоты онкологических заболеваний в области Севезо.
ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА
- сжигание медицинских отходов
- сжигание токсичных отходов (например, пентахлорфенолсодержа-щих соединений, полихлорированных бифенилов);
- переработка проволочных материалов, в состав которых входят вещества содержащие хлор;
- сжигание бензина, содержащего дихлорэтан;
- хлорное отбеливание целлюлозы;
- возгорание и поломка электрического оборудования (трансформаторов, конденсаторов), в которых используются диоксиносодержащие вещества;
- лесные пожары (леса, обработанные хлорфенольными пестицидами);
- хлорирование питьевой воды;
- работа домашних печей, использующих древесину, пропитанную хлорорганическими консервантами.
2.6. Наиболее опасные с точки зрения образования ПХДД и ПХДФ производства и процессы
* Производство хлорфенолов и их производных
Хлорфенолы широко применяются с тридцатых годов в качестве различного рода пестицидов, антисептиков и т.д. Они являются предшественниками многих других химических соединений.
Трихлорфенолы и полихлорфенолы являются исходными продуктами при производстве ряда гербицидов, в частности, синтезированных на основе феноксиуксусных кислот - 2,4,5-Т и 2,4-Д. Последнее вещство широко применяется при синтезе антибактериального препарата гексахлорофена (ГХФ).
В бывшем СССР производством хлорфенолов занимались главным образом предприятия Уфы (ПО "Химпром"), Чапаевска (Завод химических удобрений), Перми (НПО "Галоген").
С диоксинами, образующимися в процессе изготовления хлорфенолов, в первую очередь сталкиваются рабочие, занятые в производственном процессе, поскольку при синтезе три- и тетрахлорфенолов, а также полихлорфенолов выделяются значительные количества веществ диокси-нового ряда.
В 1990 г. НПО "Тайфун" (Обнинск, Калужская область) провело анализы дихлорфенола, используемого на ПО "Химпром" (Уфа) при синтезе амин-ной соли 2,4-Д. В дихлорфенолах был найден ряд изомеров ПХДФ:
1,3,6,8-ТХДФ -280мкг/кг
1,2,3,6,8-ПХДФ -236мкг/кг
другие ТХДФ , ПХДФ и ГкХДФ - 2,9-6,6 мкг/кг
Производство аминной соли 2,4-Д требует очистки хлорфенолов, в процессе которой значительная часть диоксинов выбрасывается в окружающую среду. Отходы, остающиеся после очистки полихлорфенолов, могут содержать до 2000 мкг/кг ПХДД и ПХДФ. Предположительно, за все время существования данного производства было выброшено несколько тонн диоксинов.
Оценивая степень загрязнения окружающей среды диоксинами, необходимо учитывать возможность их вторичного образования при использовании производных полихлорфенолов.
В различных объектах окружающей среды соединения этой группы быстро превращаются в нелетучие производные. Поэтому различные материалы, консервированные биоцидами, а также растения, обработанные гербицидами, при сжигании загрязняют окружающую среду диоксинами.
*Производство полихлорбензолов
При производстве полихлорбензолов велика вероятность образования диоксинов в тех случаях, когда технологией предусматривается получение или очистка хлорбензолов в щелочных условиях, а также если температура процесса превышает 150 °С.
Производство гексахлорбензола было налажено в 1981 г. на Чапаевском заводе химических удобрений из смеси хлорбензолов, поставляемых ПО "Химпром" (Уфа). На стадии пиролиза образование целевого продукта сопровождалось побочным и неизбежным синтезом высокотоксичного 2,3,7,8-ТХДД и многих других ПХДД и ПХДФ.
Высокохлорированные ПХДД должны были образовываться в Чапа-евске и на следующей диоксиногенной стадии, предусматривающей щелочной гидролиз гексахлорбензола.
Все эти примеси действительно были найдены в пентахлорфеноляте натрия, производимом на заводе химических удобрений в Чапаевске, во время проверки, проведенной в 1990 г. НПО "Тайфун":
сумма ТХДД -131,8 мкг/кг
в том числе 2,3,7,8-ТХДД -83,3 мкг/кг
сумма ПнХДД -46,7 мкг/кг
сумма ГкХДД -183,3 мгг/кг
В отличие от завода в Чапаевске крупные западные фирмы выпускают более чистый продукт (таблица 2.1).
Таблица 2.1
Концентрация 2,3,7,8-ТХДД в пентахлорфеноле и его натриевойсоли.
Торговая марка (фирма) | Концентрация 2,3,7,8-ТХЦД ,мкг/кг |
Dowcide (Fluca) | 0,1 |
Witophen (Dunamit Nobel) | 0,42 |
Preventol PN (BayerAG) | 0,56 |
*Производство полихлорированных бифенилов
Впервые полихлорированные бифенилы (ПХБ) были синтезированы американской компанией Monsanto в 1929 г. Это маслянистые жидкости, не горючие и не проводящие электричество, но хорошо проводящие тепло. ПХБ устойчивы к воздействию кислот и щелочей. Благодаря этим свойствам они нашли широкое применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, как охлаждающие жидкости в теплообмен-ных системах и пр. В разных странах они выпускались под разными торговыми марками: Арохлор, Пиранол, Инертин в США, Канехлор, Сибанол в Японии, Пирален во Франции, Делор в Чехословакии. В 1991 г. в мире было произведено около 1,2 тыс.т ПХБ, из них 35% поступило в окружающую среду, и лишь 4% подверглось разложению.
В бывшем СССР ПХБ производились с 1934 г. Они выпускались под марками Совол, Совтол и Гексол. Основными производителями этих веществ были ПО "Оргстекло" (Дзержинск), ПО "Оргсинтез" (Новомосковск) и опытный завод ВНИТИГ (Всесоюзный научно-исследовательский институт гербицидов, Уфа).
Впервые на опасность, связанную с производством и использованием ПХБ, обратили внимание ученые, изучавшие воздействие ДДТ на птиц, обитающих в районе Саргассова моря. В 1960 г. было обнаружено, что в окружающей среде присутствует какое-то иное вещество, по механизму воздействия весьма схожее с ДДТ Это и были ПХБ.
Наиболее масштабные инциденты, причиной которых были ПХБ, произошли в Японии и на Тайване. Оба они были связаны с тем, что в результате протечки теплообменника, заполненного ПХБ, эти ядовитые вещества попали в рисовое масло, которое затем было употреблено в пищу. В результате пострадало несколько тысяч человек. Особо тяжелые последствия отравления были отмечены у двух тысяч человек. Поразившее их заболевание было названо "Юшо-Ю-Ченг", по имени двух населенных пунктов, в которых проживали пострадавшие.
В СССР ПХБ заливались в конденсаторы марки "КСК", которые до 1988 г. выпускались на НПО "Конденсатор" (Серпухов), в силовые, высоко-
вольтные, импульсные и другие трансформаторы, производившиеся во многих городах России. География распространения продукции - вся страна.
С самого начала производства ПХБ на заводах-производителях происходили серьезные инциденты, приводившие к заболеваниям людей и загрязнению окружающей среды.
Сегодня загрязнение окружающей среды ПХБ достигло такого уровня, что их обнаруживают даже в организмах птиц и рыб. ПХБ выявлены в воде Саргассова моря и Мексиканского залива. Серьезно загрязнены Арктика и Антарктика, что в скором времени может привести к массовой гибели морских млекопитающих, в жировых тканях которых в больших количествах накапливаются ПХБ.
Изомеры и гомологи ПХБ воздействуют на живые организмы по-разному. Степень их токсичности зависит от количества атомов хлора и их расположения в молекуле изомера. Наибольшую опасность с точки зрения токсичности и уровня содержания в различных объектах окружающей среды представляют 36 изомеров и гомологов ПХБ. На долю 25 из них приходится от 50 до 70% общего количества ПХБ, обнаруживаемых в пробах тканей рыб, птиц и млекопитающих.
Эти 36 изомеров ПХБ можно разделить на следующие четыре группы:
Первая группа - наиболее опасные бифенилы, влияющие на синтез ряда жизненно важных ферментов в организме. В нее входят:
3,3',4,4'-тетрахлор (77), 3,3',4,4',5 - пентахлор (126), 3,3',4,4',5,5'-гексах-лор (169), 2,3,3',4,4'-пентахлор (105), 2,3,3',4,5'-пентахлор (108), 2,2',3,3',4,4'-гексахлор (128), 2,2',3,4,4',5'-гексахлор (138), 2,3,3',4,4',5-гексахлор (156), 2,2',3,3',4,4',5-гептахлор (170).
Вторая группа - ПХБ, выступающие в роли модуляторов токсического действия других веществ и также широко распространенные в окружающей среде. К данной группе относятся: 2,2',3,4,5-пентахлор (86), 2,2'3,3',4-пентахлор (99), 2,2',4,4'5,5'-гексахлор (101), 2,2',3,4,4',5,5'-геп-тахлор (180), 2,2',3,4,4',5',6-гептахлор (183), 2,2',3,3',4,4',5,5'-октахлор (194), 2,2',3,3',4,4',6,6'-октахлор (197).
Третья группа - малотоксичные соединения, однако, их содержание в объектах окружающей среды очень значительно. Она включает:
2,2',5-трихлор (18), 2,2',4,5'-тетрахлор (44), 2,2',4,5'-тетрахлор (49), 2,2',5,5'-тетрахлор (52), 2,3',4',5-тетрахлор (70), 2,4,4',5-тетрахлор (74), 2,2',3,5,5',6-гексахлор (151), 2,2',3,3',4,4',6-гептахлор (171), 2,2',3,3',4,4',6-гептахлор (187), 2,2',3,3',4,5,5',6'-октахлор (201).
Четвертая группа - высокотоксичные, но малораспространенные ПХБ. В нее входят: 3,4,4'-трихлор (37), 3,4,4',5-тетрахлор (81), 2,3,4,4',5'-пентахлор (114), 2,3,4,4',6-пентахлор (119), 2',3,4,4',5-пентахлор (123),
2,3,3',4,4',5-гексахлор (157), 2,3,3',4,4',6-гексахлор (158), 2,3',4,4',5,5'-гексахлор (167), 2,3',4,4',5,6-гексахлор (168), 2,3,3',4,4',5,5'-гептахлор (189).
* Производство поливинилхлорида
Поливинилхлорид (ПВХ) - наиболее распространенный после полиэтилена и широко используемый полимер. Он изготавливается путем полимеризации винилхлорида.
Винилхлорид - мономер, один из самых массовых продуктов хлорной химии. Мировое производство винилхлорида составляет 34% от всей хлорной продукции. Для получения винилхлорида используется 32% от всего производства хлора в мире.
Винилхлорид в России производится на пяти предприятиях: "Кап-ролактам" (Дзержинск), ПО "Каустик" (Стерлитамак), ПО "Химпром" ( Усо-лье-Сибирское), Опытный завод ВНИИП Института мономеров (Тула), ПО "Химпром" (Зима). За год они выпускают около 400 тыс.т.
Из ПВХ изготавливается множество изделий: трубы, жалюзи, оконные рамы, скатерти, занавески, настилы для полов, упаковочный материал, тара, игрушки, изоляционные материалы, различные канцелярские и школьно-письменные принадлежности, некоторые детали автомобилей, медицинские инструменты и т. д.
Винилхлорид получают из 1,2-дихлорэтана газофазным дегидрох-лорированием при высокой температуре (400-550 °С) и давлении в 20-30 атм. в каталитических условиях. Поскольку на всех стадиях производства используется хлор, то при изготовлении, использовании и утилизации поливинилхлорида выделяется большое количество диокси-нов.
В таблице 2.3. приведен перечень основных процессов с присутствием ПВХ, в которых выделяются диоксины. Таблица составлена на основании данных Агенства по охране окружающей среды штата Огайо (США), которое оценивает количество образующихся диоксинов в своем штате.
Диоксины в промышленности, природной среде и организмах содержатся, как правило, в виде сложных смесей, каждый из компонентов которых имеет свои особенности воздействия. Поэтому токсичность выражают неким эквивалентом (I-TEQ). За единицу токсичности принят токсический эффект маркерного соединения этой группы - 2,3,7,8 ТХДД. Для расчета TEQ диоксинов, фуранов и ПХБ их весовые содержания умножают на соответствующий коэффициент (фактор эквивалентности - TEF), значения которого приведены в таблице 2.2. TEQ смеси считается как сумма TEQ всех содержащихся в ней диоксинов.
Таблица 2.2
Интернациональная шкала факторов эквивалентной токсичности (1-TEF)
2,3,7. | 8--ТХДД | |
1,2,3,7,8-пентахлордибензодиоксин | 0,5 | |
1,2,3, | 4.7,8-гексахлордибензодиоксин | 0,1 |
1,2,3, | 6,7,8-гексахлордибензодиоксин | 0,1 |
1,2.3, | 7,8,9-гексахлордибензодиоксин | 0,1 |
1.2.3, | 4,6,7.8-гептахлордибензодиоксин | 0.01 |
октохлорзамещенные | 0.001 |
В качестве примера в таблице приведены данные о содержании ди-оксинов в жире байкальской нерпы (самка. 12 лет), выраженные в эквивалентах токсичности TEQ.
Таблица 2.3
Содержание диоксинов в жире байкальской нерпы
Соединение | Концентрация (пг/г) | TEQ |
2,3.7,8-ТХДД | ||
1,2,3.7,8-ПнХДД | ||
1,2,3,4,7,8-ГХДД | 2,8 | 0,28 |
1,2,3,6,7,8-ГХДД | 8,8 | 0,88 |
1,2.3,7,8,9-ГХДД | 1.3 | 0,13 |
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД | 0,83 | 0,009 |
ОХДД (суммарно) | 1,3 | 0.002 |
Всего | 28,3 |
По данным Агенства по охране окружающей среды Германии, 80% от общего количества диоксинов, обнаруженных в донных отложениях реки Рейн попадает в нее в результате сбросов отходов производств винилхло-рида и ПВХ.
Винилхлорид отнесен к профессиональным канцерогенам (т.е. официально признан веществом, в отношении которого имеются безусловные доказательства, что он несет в себе опасность возникновения раковых опухолей у человека - группа 1), так как зарегистрировано статистически достоверное появление злокачественных опухолей (ангиосарком печени) у работавших в условиях длительного воздействия винилхлорида. От воздействия ви-нилхлорида могут возникать и развиваться и другие злокачественные новообразования (гепатоцеллюлярная карцинома, опухоли мозга и легких).
ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА
Таблица 2.4
Перечень процессов с присутствием ПВХ, в результате которых происходит образование диоксинов в штате Огайо (США)
Процесс | Количество образующихся диоксинов (TEQ г/год) | В результате использования ПВХ, % | Количества диоксинов, образующихся при использовании ПВХ (TEQ г/год) |
Синтез ПВХ отходы | 500-1000 | 500-1000 | |
Продукция из ПВХ | 10-100 | 10-100 | |
Сжигание муниципальных отходов | |||
Сжигание медицинских отходов | 500-5100 | 375-3825 | |
Переплавка меди | 230-310 | 166-230 | |
Переплавка стали | 10-110 | ||
Пожары в зданиях | 500-5000 | 375-3750 | |
Всего | 3430-10960 |
Широкое использование изделий на основе ПВХ в пищевых отраслях промышленности, в торговле продовольственными товарами создает возможность поступления винилхлорида в продукты питания при их хранении.
Экспериментально доказано, что винилхлорид переходит из бутылок, изготовленных из поливинилхлорида, в воду, напитки и далее, в кровь. Скорость миграции зависит от времени хранения продукта.
В России вопрос об образовании диоксинов при производстве, использовании и утилизации ПВХ практически не рассматривался. В то же время в западных марках ПВХ присутствует большое количество диоксинов и ПХБ.
Винилхлорид также является нейротропным ядом. Наблюдения за
больными с хронической интоксикацией и эксперименты на животных указывают на его действие на нервную систему.
Таблица 2.5 Количество диоксинов (пг/г) в продуктах изготовленных из ПВХ
Изомер | ЕКА NOBEL | NORSK HYDRO |
2,3,7,8-ТХДД | <0,1 | 0,1 |
1,2,3,7,8-ПнХДД | <0,2 | 0,6 |
1,2,3,4,7,8-ГкХДД | <0,4 | 0,3 |
1,2,3,6,7,8-ГкХДД | 0,4 | 1,5 |
1,2,3,7,8,9-ГкХДД | <0,4 | 1,1 |
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД | 5,4 | |
2,3,7,8-ТХДФ | 0,6 | 2,7 |
1,2,3,4,8-ПнХДФ | 0,2 | 8,2 |
2,3,4,7,8-ПнХДФ | 0,2 | 6,2 |
2,3,4,6,7,8-ГкХДФ | <0,2 | 8,2 |
1,2,3,4,7,8-ГкХДФ | 0,1 | 4,9 |
1,2,3,6,7,8-ГкХДф | <0,1 | |
1.2,3,7,8,9-ГкХДФ | <0,3 | 1,6 |
1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ | <0,4 | 2,4 |
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ | ||
ОХДФ | <0.9 | 7,4 |
ОХДД | ||
2,3,4-ТХБ | 7,8 | |
ПнХБ(118) | ||
2,2',4,4',5-ПнХБ | 1,2 | |
ПнХБ(105) | ||
3,3',4,4',5,5'ГкХБ | <0,70 | 4,7 |
Всего ПХДД/ПХДФ/ПХБ | <604,2 | 594,3 |
Всего(ДЭ) | 0,86 | 8,69 |
В мае 1994 года шведское Агенство по охране окружающей среды обнаружило, что ПВХ, производимые двумя шведскими фирмами ЕКА NOBEL (Bonus) и NORSK HYDRO (Stenungsund) содержат измеряемое количество ПХДД, ПХДФ и ПХБ. В таблице 2.5. приведены результаты исследования продукции двух заводов, принадлежащих этим фирмам. В данном докладе приведены именно эти данные, поскольку они дают наиболее полное представление о количествах диоксинов, которые выделяются при производстве поливинилхлорида с использованием технологий, на порядок
более экологичных, чем те, что продолжают использоваться на российских предприятиях-производителях ПВХ.
Горение ПВХ также наносит огромный вред человеку и окружающей среде. При сжигании таких материалов, как линолеум, обои, оконные рамы, электрооборудование, образуется огромное количество диоксинов, которые затем попадают в природу.
Немецкие специалисты обнаружили, что при сжигании одного килограмма ПВХ образуется до 50 микрограммов диоксинов (в TEQ). Этого количества достаточно для развития раковых опухолей у 50 тыс. лабораторных животных.
* Производство хлора
Самым крупным потребителем хлора в России является химическая промышленность, за ней следует целлюлозно-бумажная, далее - коммунальное хозяйство и цветная металлургия.
Первоисточник промышленной хлорной химии - процесс получения молекулярного хлора путем электролиза хлоридов натрия и калия.
В российской промышленности электролиз обычно осуществляется одним из двух методов - с использованием твердого стального (диафраг-менный метод) или ртутного катода (ртутный метод). Газообразный хлор отводится из анодного пространства. Анодом служат углеродные или графитовые стержни.
Графитовые электроды в процессе получения хлора подвергаются разложению и становятся источниками диоксинов.
В 1991 г. на XI Международном симпозиуме, посвященном диоксино-вым соединениям, были представлены данные, которые однозначно показали, что графитовые электроды являются источниками диоксинов. Шведскими учеными были проведены исследования графитовых электродов, отобранных в шламах производящих хлор предприятий, которые с 1970 г. прекратили их использование.
Оказалось, что в них до сих пор сохранилось значительное количество диоксинов, главным образом, группы ПХДФ. В их числе - наиболее опасные изомеры и гомологи ПХДФ:
2,3,7,8-ТХДФ -52 нг/г
1,2,3,7,8-ПнХДФ -55 нг/г
2,3,4,7,8-ПнХДФ -27 нг/г
1,2,3,4,7,8-ГкХДФ -44 нг/г
1,2,3,6,7,8-ГкХДФ -12 нг/г
ОХДФ -81 нг/г
В России графитовые электроды до сих пор применяются на многих заводах. Исключительно с графитовыми электродами работают ПО "Хим-пром" (Уфа) и Завод химических удобрений (Чапаевск), Частично они используются на ПО "Химпром" (Новочебоксарск и Усолье-Сибирское), "Кап-ролактам" (Дзержинск), "Оргсинтез" (Новомосковск), "Каустик" (Волгоград). Графитовые электроды применяют для производства хлора на целлюлоз-но-бумажных комбинатах Светогорска, Котласа, Амурска, Архангельска. В России вопрос о загрязненности отработанных электродов диоксинами не ставился никогда.
* Целлюлозно-бумажное производство
Отдельного внимания заслуживает проблема образования диоксинов при хлорном отбеливании бумаги. Отбеливание целлюлозы с помощью хлора считается удобным и экономичным, так как для этого требуется значительное количество каустической соды, которая получается наряду с хлором в хлор-щелочном производстве. На целлюлозно-бумажную промышленность, как возможный источник диоксинов, обратили внимание в середине семидесятых годов.
Подтверждение того, что целлюлозно-бумажная промышленность является мощным источником диоксинов,