Промышленные и бытовые отходы → Твердые, газообразные и жидкие отходы производстваПромышленные и бытовые отходы → Твердые, газообразные и жидкие отходы производстваПромышленные и бытовые отходы → Твердые, газообразные и жидкие отходы производстваC первых дней существования промышленности основное внимание собственников уделялось результатам производства, а человек вообще не брался в расчет, хотя вредность производства в первую очередь отражается на его здоровье в острой или хронической форме (непосредственно или в отдаленных последствиях) как для самого индивидуума, так и для его потомства.
Обогащение окружающей среды ионами тяжелых металлов может привести к самым неблагоприятным последствиям. Ионы меди, кобальта, никеля вызывают ослабление жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, которые определяют плодородие почвы. Ионы свинца и кадмия приводят к снижению урожая, изменениям в химическом составе растений, накоплению в них кадмия, свинца и цинка, т.е. происходит их передача в следующее звено природного цикла. Кадмий, в частности, вызывает тяжелые заболевания почек, а никель оказывает канцерогенное действие на различные органы человека.
Промышленные отходы весьма разнообразны по фазе (твердые, жидкие, газообразные), токсичности и составу. Например, производственные сточные воды могут иметь в своем составе нефтепродукты, кислоты; щелочи; электролиты; соли многих металлов: тяжелых (железо, медь, цинк, никель, кадмий, свинец, олово), щелочных (калий, натрий), щелочноземельных (магний, стронций), соединений хрома, соли синильной кислоты (цианиды); органические соединения.
Установлено влияние некоторых загрязнителей окружающей среды на организм человека.
При интоксикации свинцом наблюдается воздействие на нервную и кроветворную системы. Особенно чувствительны к свинцовым отравлениям дети. В организме человека в среднем содержится ~ 120 мг свинца, который можно обнаружить во всех тканях и органах, и в первую очередь — в скелете. Десять лет требуется для того, чтобы накопленный в костях свинец уменьшился лишь наполовину. Благодаря хозяйственной деятельности человека миграция свинца в окружающей среде приобрела гигантские масштабы. До 90% от общего количества выброса свинца содержат продукты сгорания бензина с примесью свинцовых соединений. Появление значительных количеств свинца в атмосфере, гидросфере, педосфере привело к повышению накопления этого металла в организмах растений, животных и человека. В результате самоочищения атмосферы значительная часть свинца либо осаждается вблизи источников загрязнения, либо возвращается на поверхность суши и океанов с осадками.
Городская пыль часто содержит до 1% свинца. Его содержание в дожде и снеге колеблется от 1,6 мкг/л (в районах, удаленных от промышленных центров), до 250-350 мкг/л в крупных городах. Сточные воды промышленности являются одним из основных источников этого металла в гидросфере. В донных водорослях концентрация свинца за счет эффекта накопления возрастает в 700 раз, в фитопланктоне — в 4000, в зоопланктоне — в 3000 и в моллюсках — в 4000 раз.
Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия свинца. Соединения свинца поступают в организм человека через кожу и слизистые оболочки, через дыхательные пути и пищеварительный тракт. При интоксикации свинцом развивается поражение мозга (энцефалопатия), нарушается дыхательная функция крови вследствие разрушения эритроцитов, нарушение функции пищеварительного тракта в результате атрофии слизистой оболочки тонкого кишечника. За счет вытеснения свинцом цинка и меди происходит угнетение целого ряда ферментов. Содержание свинца в крови не приходит к норме даже спустя три года после нормализации его уровня в атмосфере региона. В условиях проживания при повышенных концентрациях установлена зависимость между уровнями свинца и кадмия в волосах школьников и степенью их умственного развития.
Ртуть попадает в организм при дыхании, с пищей и через кожу. Особенно токсичны органические соединения ртути: метилртуть, этилртуть. В организме человека ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками, частично откладывается в печени, почках, селезенке, ткани мозга. Соединения ртути легко проникают в плод через плаценту и в материнское молоко: поэтому они особенно опасны для грудных детей. Из организма ртуть выделяется через почки, кишечник, потовые железы. Необходимо примерно 70 дней, чтобы накопленное в организме количество ртути уменьшилось в два раза. Характерный признак отравления ртутью: появление по краям десен каймы сине-черного цвета. Во время массового отравления ртутью от употребления рыбы, выловленной в заливе Минамата (Япония), концентрация ртути в воде некоторых участков залива была в 30 000 раз выше, чем в открытом океане. В рыбе, вызвавшей отравления людей, содержание метилртути было в сотни раз больше, чем в воде залива, где она была выловлена. Но в еще большей степени, чем в рыбах, ртуть накапливается (аккумулируется) в устрицах.
Первое массовое ртутное отравление («болезнь Минамата») зафиксировано в 1956 г. (130 заболевших), второе (в районе реки Агано, Япония) в 1964-1965 гг., когда заболело 180 человек, из них 52 умерли. Эти отравления явились результатом непосредственного загрязнения залива сточными водами и другими сбросам и промышленных отходов от заводов по выпуску азотных удобрений и синтезу винилхлорида, содержащих алкилртутные соединения. Заболевание на начальных стадиях выражалось преимущественно симптомами поражения центральной: нервной системы. При этом отмечались расстройства речи, нарушения походки, понижение слуха и зрения. Было выявлено более высокое (в среднем на 25%) содержание метилртути в клетках крови новорожденных, чем у их матерей, что объясняется более высокой чувствительностью плодов к этому яду. У некоторых детей, родившихся от заболевших матерей, оказались различные врожденные уродства.
Суточная предельно допустимая доза ртути (для взрослого человека) — 0,05 мг, из которых метилртути не должно быть более 0,03 мг.
Кадмий попадает в окружающую среду через воздух и воду при добыче и промышленной переработке сырья, при сгорании некоторых видов топлива, сжигании городских отходов, со сточными водами.
Кадмий обладает способностью накапливаться в живых организмах при длительном воздействии пыли, а также веществ, содержащих повышенное количество металла. Установлено, что в организм взрослого жителя США в сутки поступает 50-60 мкг, в Швеции — 15—20 мкг, в Японии — 80 мкг кадмия.
Воздействие даже незначительных концентраций кадмия может привести к серьезным заболеваниям нервной системы и костных тканей. Тяжелое костное заболевание («итай-итай»), вызванное хроническим отравлением кадмием, впервые было отмечено в Японии в 1956 г., когда содержащие кадмий сточные воды японского концерна «Мицуи» попали в оросительную систему рисовых полей. Употребление людьми в пищу отравленного риса вызывало у них апатию, боли в различных частях тела, повреждение почек и размягчение костей. Имели место смертельные случаи.
Токсичность хрома и его канцерогенное действие зависят от валентности металла: наиболее опасен в этом отношении шестивалентный хром. Он вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, оказывает сенсибилизирующее действие, являясь аллергеном. На производствах, связанных с хромом, заболеваемость раком среди рабочих в 30 раз выше, чем у рабочих других производств. Хром вызывает поражение печени, почек, сердца, аллергию, рак, расстройства психики.
Соединения меди очень токсичны, они обладают мутагенными свойствами. При интоксикации соединениями меди поражаются печень, легкие, развивается гипертония, возможны развитие аллергии и расстройства нервной системы.
Эти соединения получили широкое распространение в окружающей среде в течение последних десятилетий. Один из первых тревожных сигналов о последствиях присутствия ПХБ в окружающей среде поступил из Японии в 1968 г. Стал широко известен случай массового отравления людей маслом, загрязненным ПХБ. Эта болезнь получила название «юшо». Мертворожденные дети, заболевания кожи, желудочно-кишечного тракта, нервной системы, поражения печени, селезенки, почек, а также развитие злокачественных новообразований (опухолей) — таков неполный перечень симптомов этого заболевания. Кроме того, наблюдалось потемнение кожи, особенно у детей, рожденных от матерей, которые пострадали от отравления. Научных данных об отдаленных последствиях действия этих веществ на человека пока не имеется.
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Существует около 600 ПАУ, из которых наиболее распространенным и стойким в окружающей среде является бензапирен. Он образуется при нагревании органического материала в условиях недостатка кислорода, присутствует в выхлопных газах автомобилей (в особенно больших количествах выделяется дизельными двигателями), а также в промышленных газовых выбросах. Он содержится в сигаретном дыме, в дыме коптилен (при копчении окороков и колбас), в выпечке и жареных продуктах. Практически любая термическая обработка пищи способствует образованию в ней бензапирена, который обладает канцерогенным действием.
Нитрозоамины являются канцерогенными веществами. Особенно сильным действием обладает нитрозометил мочевина. Нитрозоамины могут образовываться в желудке людей, если в пище окажутся соответствующие компоненты в виде аминов или амидов, нитратов или нитритов. Множество разнообразных аминов попадает в организм человека с пищей и лекарствами. Например, широко известный пирамидон — это третичный амин — аминопирин, он исключительно эффективно реагирует с нитратами.
Винилхлорид — вещество, из которого получают поливинилхлорид, используемый для упаковки пищевых продуктов и напитков. Винилхлорид выделяется из упаковочных материалов и попадает прямо в пищу человека, причем его количество в пище прямо пропорционально времени хранения, а также заметно увеличивается с ростом температуры. Особое коварство действия канцерогенных веществ, в том числе и винилхлорида, состоит в том, что скрытый период заболеваний продолжается более 15 лет.
Часто можно наблюдать изменения состава в самих сточных водах: реакция гидролиза солей тяжелых металлов, разложение некоторых соединений, образование осадков гидроксидов металлов (при сильном разбавлении растворов и электролитов). При смешивании сточных вод, образующихся от разных технологических процессов, могут проходить различные химические реакции между входящими в их состав веществами (взаимная нейтрализация, образование труднорастворимых гидроксидов и солей тяжелых металлов). Все это приводит к изменению химического состава сточных вод.
Нельзя упускать из вида периодический сброс отработанных технологических растворов и электролитов, концентрация высокотоксичных примесей в которых в тысячи раз выше. Сброс таких высококонцентрированных сточных вод на очистные сооружения допускается лишь при наличии надежного контроля и регулирования такой операции. В противном случае их хранят в специальных емкостях-накопителях и малыми порциями добавляют к мало концентрированным водам, поступающим на очистку. Более рациональным может стать отдельная обработка таких высококонцентрированных сточных вод для извлечения из них ценных химических продуктов. Сброс сточных вод в России достигает 1 млрд м3 в год.
Смолистые полутвердые отходы производства ароматических аминов (например, дифениламин) обычно вывозят на городскую свалку, где их периодически сжигают. При этом атмосфера загрязняется продуктами неполного сгорания этих отходов. Сжигание таких отходов создает определенные трудности из-за непостоянства и агрегатного состояния. При сгорании смолистых отходов производства ароматических аминов в атмосфере образуется широкий спектр органических соединений, самым канцерогенным из которых является диоксин (клеточный яд живого организма), способный вызвать онкологические заболевания, увеличивает риск диабета, порождать кожные заболевания и разрушать иммунную систему.
Он обозначает группу органических соединений, включающих хлор. Диоксиновая масса выбрасывается в атмосферу и из труб мусоросжигающих печей, костров, фабрик. Из воздуха диоксины попадают в почву и воду, затем в пищу животных, а человек из этих источников накапливает эти вредные вещества (в основном те, где присутствуют животные жиры). От онкологических заболеваний, вызванных диоксином, ежегодно в России погибает до 20 тыс. человек.
Жидкие отходы производства анилина и его производные, вязкие отходы моноэтиланилина после обработки кислыми стоками сбрасывались в шламонакопитель, из которых токсичные амины проникают в атмосферу, почву и грунтовые воды, загрязняют, особенно при залповых сбросах, водоемы.
Известны и другие методы обеззараживания отходов анилина, но все они сопровождаются вторичным загрязнением окружающей среды кислыми и щелочными стоками, содержащими органику. Их обрабатывают формалином в кислой среде с использованием 10% водного раствора щавелевой кислоты. К недостаткам этого метода относятся — необходимость применения товарных продуктов (формальдегид и щавелевая кислота), а при температуре 3—400С процесс является многостадийным и приводит к образованию сточных вод.
При переработке отходов, образующихся при производстве ариламина, остатки производства анилина, толуидина и других ароматических аминов или их смесей с фенолом подвергают реакции конденсации с водным раствором формальдегида при температуре 60— 120°С при давлении 100 кПа в присутствии кислотного или щелочного катализатора. Недостатками метода являются удорожание и сложность процесса из-за применения товарных продуктов, затрат электроэнергии; многостадийность процесса; удаление стоков; сложное аппаратурное обеспечение.