Экологическая безопасность переработки пестицидов с использованием блочно-модульных установок

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 577.4

ГП “Днепровский экспертный центр”

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПЕРЕРАБОТКИ ПЕСТИЦИДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫХ УСТАНОВОК

О.В. Гайдидей

Широкое применение в сельскохозяйственном производстве химических средств защиты растений сопряжено с их антропогенным воздействием на человека и окружающую среду. При этом многие из пестицидов не разлагаются на простые, безвредные продукты, а метаболируют в течение длительного времени в более токсичные формы, загрязняя атмосферу, воду и почву, что ведет к канцерогенным, мутагенным, аллергенным и другим воздействиям на человека. К концу 90-х годов произошло уменьшение объемов применения пестицидов в 2,5 раза, обусловленное минимизацией их использования за счет внедрения биологического земледелия и других экологически безопасных, не химических методов защиты растений, запрещения использования пестицидов в теплицах, на землях природоохранного, оздоровительного и рекреационного значения, в водоохранных зонах и других территориях. В результате скопилось большое количество невостребованных пестицидов, хранение которых связано с большими затратами и не всегда обеспечивает требуемую степень экологической безопасности.

Практика утилизации опасных промышленных отходов показывает, что существующие промышленные мощности по их переработке недостаточны в связи с прогнозируемыми темпами роста объемов опасных отходов. В этой связи в США, например, способны перерабатывать только 75 % образующихся отходов [1]. Проблема утилизации и переработки отходов усугубляется еще и тем, что в настоящее время еще не созданы технологии по переработке всей номенклатуры отходов (в частности, для переработки пестицидов).

Поэтому очевидно, что нехватка мощностей по переработке будет возрастать, если предприятия подобного типа не будут значительно расширены, а новые производства не будут сооружены. При этом развитие мощностей по переработке отходов будет выдвигать новые требования к отводу земельных участков для размещения перерабатываемых производств. Однако, как отмечают специалисты разных стран, в настоящее время проблема размещения новых производств стала основным сдерживающим моментом в развитии промышленности по переработке промышленных отходов. Известно достаточно примеров, когда хорошо обоснованные технические решения для таких производств встречались общественностью резко отрицательно [1].

В настоящее время в Украине отсутствует научно обоснованная система обращения с такими отходами, нет эффективных технологий их переработки. В Законе Украины “Об Общегосударственной программе обращения с токсичными отходами” отмечается, что отдельную группу токсичных отходов составляют непригодные к использованию и запрещенные к применению химические средства защиты растений (пестициды), которых накопилось на территории Украины около 13 тыс. тонн. Законом предусмотрено до 2005 года разработать научно обоснованную систему обращения с токсичными отходами, технико-экономическое обоснование базовых технологий их переработки, а также создание и строительство типовых модульных комплексов по их переработке, включая и непригодные к использованию, запрещенные к применению пестицидные препараты.

Не менее важное значение для обоснования рациональной организации процесса переработки опасных отходов играет транспортный фактор, так как всегда сохраняется вероятность загрязнения окружающей среды при транспортных авариях.

По данным министерства транспорта США [2] ежегодное количество аварий в стране при транспортировании химических веществ достигает 5700, из них на автомагистралях - более 4800. В Германии эта цифра составляет 1700. Поэтому здесь чрезвычайно серьезное внимание уделяется безопасности дорожного движения - анализу аварий, конструкции автодорог, современным информационным и интеллектуальным (компьютерным) способам регулирования транспортных потоков.

По данным Министерства чрезвычайных ситуаций Украины [3] при транспортировании грузов железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта могут возникать чрезвычайные ситуации, которые приводят не только к гибели людей, но и значительным материальным потерям и создают вред окружающей среде. Ежегодно транспортные аварии занимают первое место среди чрезвычайных ситуаций техногенного характера по количеству пострадавших и погибших. Так, в течение четырех лет вследствие только чрезвычайных ситуаций на транспорте пострадало около 1,8 тыс. человек, из них более 700 погибло, при этом большинство чрезвычайных ситуаций и пострадавших связано с автомобильным транспортом [3].

С учетом отмеченного, нами проведены исследования с целью обоснования рациональной технологии и организации переработки пестицидов с использованием блочно-модульных установок [4,5].

В исследованиях использован распространенный метод “затраты-выгоды”. Применительно к ситуациям, характеризующимся риском проявления негативных воздействий, при определении совокупных издержек и выгод, связанных с внедрением конкретной технологии в определенном регионе затраты и выгоды пересчитываются с учетом фактора риска - вероятностей конкретных видов негативных воздействий [2]:

где Rij - риск, связанный с воздействием i-го источника риска на j-й объект; Yik - выгоды, связанные с использованием i-го источника риска в k-й области деятельности; Сik- издержки, связанные с использованием i-го объекта (источника риска) в k-й области деятельности.

Применительно к организации переработки пестицидных препаратов на блочно-модульных установках, в качестве выгод учитывался доход от реализации попутного полезного продукта (растворители, присадки к смазочным материалам), полученного в процессе переработки пестицидных препаратов.

Издержки, связанные с организацией переработки пестицидных препаратов, включали: капиталовложения на создание блочно-модульной установки; затраты на монтаж и демонтаж блочно-модульной установки при ее перемещении; эксплуатационные затраты на переработку пестицидных препаратов; транспортные расходы на перемещение пестицидных препаратов к месту переработки; возможный ущерб окружающей среде при ее загрязнении пестицидными препаратами в результате транспортной аварии в процессе перемещения пестицидов к месту переработки.

С учетом отмеченного, критерий Е принимает следующий вид

где ЦО - стоимость полезного продукта, полученного при переработки 1 т пестицидного препарата, грн.; К - капиталовложения на создание блочно-модульной установки, грн.; kм, k - затраты на монтаж и демонтаж установки (в долях от стоимости установки); SП - эксплуатационные затраты на переработку 1 т пестицидных препаратов, грн.; Qрег - общий объем пестицидных препаратов в регионе, требующих переработки, т; kП - удельный вес пестицидных препаратов в общем их объеме, не требующий перемещения (учитывает объем пестицидных препаратов, находящихся на хранении в месте предполагаемого размещения блочно-модульной установки); QО - объем пестицидных препаратов, перерабатываемых с одного места размещения блочно-модульной установки, т; QОi - средний объем пестицидных препаратов, находящихся на хранении на одном складе, т; Т - увеличение расстояния перемещения пестицидных препаратов в регионе при увеличении объемов их переработки на 1 т, км (среднее расстояние перемещения пестицидных препаратов к месту переработки Lтр = Т QО); Ууд - удельный ущерб при попадании 1 т пестицидных препаратов в результате транспортной аварии в окружающую среду, грн.; Р - вероятность транспортной аварии с загрязнением компонентов окружающей среды пестицидными препаратами, количество на 1 км транспортирования (интервал изменения показателя для городской территории от 10-6 до 10-5 [6]); Стр - затраты на транспортирование пестицидных препаратов к месту переработки, грн./т.км.

Анализ выражения (2) показывает, что наиболее чувствителен критерий Е к изменению вероятности транспортной аварии Р и общего объема пестицидных препаратов в регионе, требующих переработки Qрег. Так, при значении показателя Р = 10-6 для всех значений параметра Qрег функции Е=f(Lтр) характеризуются как монотонно изменяющиеся зависимости с неярко выраженными экстремумами. При этом изменение общего объема пестицидных препаратов в регионе, требующего переработки, с 25 до 150 т приводит к изменению критерия Е на 64%. Увеличение вероятности транспортной аварии с негативными последствиями для окружающей среды до Р = 10-5 существенно меняет характер зависимости Е=f(Lтр). Для Qрег =25 т характер зависимостей Е=f(Lтр) совпадает для показателей Р=10-5 и Р =10-6 при изменении критерия Е не более, чем на 8%. С увеличением показателя Qрег степень расхождения значения критерия Е для разных значений вероятности транспортной аварии с негативными последствиями для окружающей среды существенно возрастает. При расстоянии перемещения пестицидных препаратов к месту переработки более 70 км это расхождение составляет 2-3 и более раз.

Экстремальный характер зависимости критерия Е от основных параметров переработки пестицидных препаратов позволил установить рациональные их значения. Исследовав функцию (2) методами математического анализа на экстремум (определены дифференциалы dE/dQO, dE/dLтр, dE/dN) получены выражения для определения рациональных параметров переработки пестицидных препаратов (рациональный объем пестицидных препаратов, перерабатываемых с одного места размещения блочно-модульной установки, максимальное расстояние транспортирования пестицидных препаратов к месту переработки, рациональное количество мест размещения блочно-модульной установки N, максимальная площадь территории, обслуживаемая блочно-модульной установкой с одного места размещения Smax).

Так, рациональный объем перерабатываемых пестицидных препаратов с одного места размещения блочно-модульной установки определяется по формуле

Анализ выражения (3) показывает существенное влияние на величину QО вероятности транспортной аварии с негативными последствиями для окружающей среды Р. При этом такое влияние характерно для величины Р более 10-7. Так, при Qрег = 50 т увеличение Р с 10-6 до 10-4 приводит к снижению QО в 5,2 раза; при Qрег = 100 т увеличение Р с 10-7 до 10-4 обуславливает снижение QО в 7,9 раз; при Qрег = 150 т - в 9,2 раза (рис. 1).

Максимальное расстояние перемещения пестицидных препаратов к месту переработки может определяться по формуле

км.

(4)Анализ выражения (4) показывает, что максимальное расстояние транспортирования пестицидных препаратов к месту переработки возрастает с увеличением капиталовложений на сооружение блочно-модульной установки, стоимости монтажно-демонтажных работ.

Рис. 1. Графики зависимости QО от вероятности транспортной аварии Р и общего объема пестицидных препаратов в регионе, требующих переработки QрегОднако с увеличением общего объема пестицидных препаратов в регионе, требующих переработки, и вероятности транспортной аварии с негативными последствиями для окружающей среды величина Lтр существенно снижается (рис. 2).

Рациональное количество мест (пунктов) размещения блочно-модульной установки может быть определено с использованием выражения (3) по формуле

а площадь территории, обслуживаемая блочно-модульной установкой с одного места расположения, составит

Таким образом, анализ аналитических зависимостей (3) и (4), а также графиков, представленных на рис. 1 и 2, позволяет сделать следующее заключение: пестицид загрязнение транспортный авария

Рис. 2. Графики зависимости Lтр от вероятности транспортной аварии Р и общего объема пестицидных препаратов в регионе, требующих переработки Qрег

при величине Р менее 10-7 параметры переработки пестицидных препаратов на блочно-модульной установке не зависят от вероятностных характеристик транспортных аварий с негативными последствиями для окружающей среды и могут определяться без их учета;

при значении параметра Р более 10-4 переработка пестицидных препаратов должна быть организована с исключением транспортной составляющей процесса, при этом блочно-модульная установка должна размещаться у каждого склада (хранилища) с пестицидами, требующих переработки.

Реализация разработанной методики определения рациональных параметров переработки пестицидных препаратов на блочно-модульной установке осуществлена на примере Днепропетровской области применительно к хлорсодержащим ядохимикатам.

На территории области, в левобережной ее части, размещено 18 хранилищ, содержащих хлорорганические пестицидные препараты ТХАН, Атразин, Зеазин и ДДТ, запрещенные к применению. Объемы хранящихся хлорсодержащих пестицидных препаратов на каждом хранилище (складе) колеблются от 0,08 до 7,9 т. Общее их количество в левобережной части составляет около 30 т.

В правобережной части области находится 20 хранилищ хлорсодержащих пестицидных препаратов, запрещенных к применению. Количество хранящихся на складе таких препаратов колеблется от 0,1 до 3 т. Общее их количество здесь составляет почти 15 т.

Учитывая, что мостовые переходы через реку Днепр находятся в крупных городах области (Днепропетровск и Днепродзержинск), а также повышенную вероятность транспортных аварий на магистралях этих городов, вопрос о местах размещения блочно-модульной установки для переработки хлорсодержащих препаратов решался для левобережной и правобережной части области решался самостоятельно.

Рациональный объем перерабатываемых пестицидных препаратов с одного места размещения блочно-модульной установки и максимальное расстояние транспортирования пестицидных препаратов к месту переработки определился равным:

для левобережной части области - QО = 30-40 т, Lтр = 75-95 км;

для правобережной части области - QО не более 20 т, Lтр = 100-130 км.

С учетом этого установлено, что переработка хлорсодержащих пестицидных препаратов в каждой части области должна производиться с одного места расположения блочно-модульной установки. В левобережной части области это хранилище ООО “Агросвіт”, в правобережной - хранилище ТОВ “Садове”. Размещение блочно-модульной установки в этих хозяйствах позволит максимизировать возможные доходы от переработки пестицидных препаратов с получением при этом полезных продуктов и минимизировать возможный ущерб окружающей среде от последствий транспортных аварий при перемещении пестицидных препаратов к месту переработки.

Литература

Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов / Сокр. Пер. с англ. - М.: Стройиздат, 1996. - 288 с.

Порфирьев Б.Н. Экологическая экспертиза и риск технологий // Итоги науки и техники. Серия: Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. - М.: ВИНИТИ, 1990. - Т. 27. - 202 с.

Стан природно-техногенної безпеки України та основні напрями підвищення її рівня // Додаток до журналу “Надзвичайна ситуація”. - 2001. - № 2. - 95 с.

Побирченко О.В., Ранский А,П. Утилизация пестицида ТХАН методом декарбоксилирования // Химическая промышленность.- 1998. - Вып.2. - С.212-217.

Ранский А.П., Сухой М.П., Гайдидей О.В., Панасюк А.Г. Регенерация и повторное использование солей трихлоруксусной кислоты // Научно-информационный сборник "Охрана окружающей среды". - Черкассы. - 1995. Вып.1. - С.23-25.

Топольский Н.Г., Иванников В.Л., Шило С.И. Концепция системы безопасности и жизнеобеспечения Таганрогского региона. - Таганрог: ТРТУ, 1996. - 86 с.

Аннотация

Рассмотрены проблемы обращения с непригодными или запрещенными к применению пестицидами. С позиций единой природно-техногенной системы “регион - хранилище пестицидов - установка по их переработке” обоснована методика определения рациональной организации переработки пестицидов. Она учитывает сложные взаимосвязи между стоимостными параметрами технологии переработки, транспортирования пестицидов к месту утилизации, вероятности загрязнения окружающей среды пестицидами в результате транспортных аварий и величины возможного ущерба при этом.

Розглянуто проблеми поводження з непридатними або забороненими до застосування пестицидами. З позицій єдиної природно-техногенної системи “регіон - сховище пестицидів - установка по їхній переробці” обґрунтована методика визначення раціональної організації переробки пестицидів. Вона враховує складні взаємозв'язки між вартісними параметрами технології переробки, транспортування пестицидів до місця утилізації, імовірності забруднення навколишнього середовища пестицидами в результаті транспортних аварій та величини можливих збитків при цьому.

The problems unsuitable or forbidden to applying pesticides are reviewed. The method of application of definition rational entitiess of pesticides waste-handling as uniform natural and technogenic system " region - farm of pesticides - installation on their waste-handling " is proved. It allows for complex intercouplings between cost arguments of know-how of waste-handling, pesticides transportation to a place of salvaging, odds of pesticides impurity of an environment as a result of transport emergencies and possible damage thus.

Размещено на Allbest.ru