2.2. Опасные свойства отходов
Порядок обращения с отходами (условия сбора и накопления, способ транспортирования, методы утилизации) зависит от их опасных свойств – токсичности, пожаро- и взрывоопасности, высокой реакционной способности, содержания возбудителей инфекционных болезней.
Опасные свойства отхода устанавливаются в соответствии с требованиями Приложения III Базельской Конвенции или требованиями соответствующих государственных стандартов.
Токсичность определяется, как способность вызвать серьезные, затяжные или хронические заболевания людей, включая раковые, при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через кожу.
Химические вещества могут оказывать вредное воздействие на организм человека по-разному. Острая токсичность имеет место в случаях, когда единовременное воздействие химического вещества, как правило, в больших дозах, приводит к вредным последствиям для организма немедленно или через короткий промежуток времени. Об острой токсичности говорят тогда, когда полученная доза превышает количество данного вещества, которое организм способен усвоить, выделить или нейтрализовать. До этого порогового уровня вредных последствий может не быть вообще, тогда, как его превышение может вызвать серьезные расстройства или смерть. Воздействие остро токсичных химических веществ часто связано либо с серьезным повреждением тех или иных органов или систем организма, приводящим к их отказу, либо с блокированием жизненно важных биохимических реакций, что приводит к гибели организма или к повреждению отдельных органов. В качестве примеров можно привести отравления оксидом углерода.
Хроническая или замедленная токсичность имеет место в случаях долговременного воздействия более низких доз, при которых вредные последствия не проявляются в момент первоначального контакта, но наступают позднее, в течение периода воздействия или после его окончания. Зачастую хроническое воздействие приводит к вредным последствиям только при превышении определенной пороговой дозы.
Пожароопасностъ определяется по соответствующим стандартам, устанавливающим требования по пожарной безопасности и/или наличием хотя бы одного из следующих свойств:
способности жидких отходов выделять огнеопасные пары при температуре не выше 60 °С в закрытом сосуде или не выше 65,5 °С в открытом сосуде;
способности твердых отходов, кроме классифицированных как взрывоопасные, легко загораться либо вызывать или усиливать пожар при горении;
способности отходов самопроизвольно нагреваться при нормальных условиях или нагреваться при соприкосновении с воздухом, а затем самовозгораться;
способности отходов самовозгораться при взаимодействии с водой или выделять легковоспламеняющиеся газы в опасных количествах.
Взрывоопасность – это способность твердых или жидких отходов (либо смеси отходов) к химической реакции с выделением газов при таких температурах и давлении и с такой скоростью, что вызывает повреждение окружающих предметов.
Высокая реакционная способность определяется содержанием органических пероксидов, которые имеют двухвалентную структуру -0-0- и могут рассматриваться в качестве производных пероксида водорода, в котором один или оба атома водорода замещены органическими радикалами.
Содержание возбудителей инфекционных болезней определяется наличием живых микроорганизмов или их токсинов, способных вызвать заболевания у людей или животных.
Экотоксичными являются вещества или отходы, которые в случае попадания в окружающую среду представляют или могут немедленно или со временем представлять угрозу для окружающей среды в результате биоаккумулирования и/или оказывать токсичное воздействие на биотические системы.
Экотоксичность зависит не только от токсичности компонентов отхода, но и от степени их подвижности в окружающей среде.
Основным механизмом попадания компонентов отхода в окружающую среду является испарение летучих компонентов и выщелачивание их водой. Возможно также загрязнение почв, но оно, скорее всего, будет происходить через предварительное растворение в водной среде. Таким образом, любой тест на экотоксичность должен включать выщелачивание.
В странах ЕС и США приняты разные подходы в определении экотоксич-ности, однако все эти подходы сводятся к проведению выщелачивания отходов (т.е. извлечения подвижных компонентов) и последующего сравнения полученных данных с принятыми нормами (в США) или прямого исследования этого раствора на биологических объектах – рыбах, беспозвоночных и водорослях (в странах ЕС).
Конечно, при таком подходе вряд ли можно учесть более сложное воздействие отходов на другие биологические системы и организмы. Однако следует принять во внимание, что основное воздействие складированных отходов приходится на водные системы, а низшие водные организмы находятся на первых звеньях пищевых цепей. Следовательно, определив влияние отходов на низшие водные организмы, мы определим их влияние и на высшие организмы и экосистему в целом.
Вопросу испарения токсичных веществ в атмосферу такого внимания, как выщелачиванию, не уделяется. Экотоксичность как результат летучести вещества определяется только относительно влияния на озоновый слой. Для этого случая все вещества, перечисленные в Монреальском протоколе (1987 г.), признаются экотоксичными.
Единственным, смоделированным в лабораторных условиях, путем попадания веществ в окружающую среду является выщелачивание отходов водой. В большинстве случаев в результате лабораторных исследований можно получить качественную информацию и определить выщелачивающиеся вещества. Выбор метода выщелачивания и состав раствора для выщелачивания в любом случае будет имитировать реальную ситуацию достаточно грубо. В качестве компромиссного варианта в большинстве методов исследования используется вода с водородным показателем рН, равным 7 или 5,6 (уравновешенная с атмосферным СО2). Вода берется в соотношении 10:1 к массе отхода.
Существуют два различных подхода к определению экотоксичности полученного экстракта выщелачивания. Экстракт либо подвергается химическому анализу для определения наличия и количества токсичных компонентов (практика Агентства по охране окружающей среды США), либо исследуется на биологических тест-объектах (практика ЕС). В первом случае требуется установить перечень токсичных веществ и их концентрации в экстракте выщелачивания. Во втором случае не требуется идентификации компонентов, так как биотестирование с использованием водных организмов обеспечивает простой путь оценки экстракта выщелачивания на токсичность для окружающей среды даже в случае неизвестных или непредвиденных токсинов.
Согласно определению А.А. Зенина и Н.В. Белоусова (Зенин,1988),
« Биотестирование – один из приемов определения степени токсического действия физических, химических и биологических неблагоприятных факторов среды, потенциально опасных для живых организмов экосистем, в контролируемых экспериментальных лабораторных или натурных условиях путем регистрации изменений биологически значимых показателей исследуемых водных объектов с последующей оценкой их состояния в соответствии с выбранным критерием токсичности».
В течение последних тридцати–сорока лет интенсивно велись исследования по разработке методов биотестирования как у нас в стране, так и за рубежом. В настоящее время в России разработано более 40 методов биотестирования и их модификаций с использованием различных тест-объектов (Биотестирование…1981; Гусев и др.,1970; Лесников, 1970; Строганов, 1971; Стом, 1985; Тимофеева, 1985 и др.). В качестве тест-объектов использованы бактерии –Bacillus cereus, Beneckea harveyi; бактерии активного ила; грибы и актиномицеты – Aspergillus niger, Streptomyces olivaceus; водоросли – Scenedesmus quadricauda, Scenedesmus acuminatus, Chlorella vulgaris, Euglena gracilis, Dunaliella salina, Nitella flexilis, Phaeodactilum tricornutum, Cladofora fracta; простейшие – Tetrahymena pyriformis, Spirostomun ambiguum, Euplotes sp.; беспозвоночные – Daphnia magna, Hydra attenuata, Hirudo medicinalis, Unio tumidus, Eulimnogammarus verucosus, Myzuchopecten yessoensis; рыбы – Herca fluviatilis, Phoxinus phoxinus, Cyprinus carpio, а также ферментные препараты.
В методах биотестирования с использованием бактерий регистрируется интенсивность размножения клеток, биолюминисценция, активность окислительных ферментов бактерий активного ила. В биотесте с использованием плесневых грибов и актиномицетов регистрируется ростовая реакция тест-объектов. В биотестах на водорослях используются различные реакции: интенсивность размножения клеток, уровень медленной люминесценции, иммобилизация клеток и зооспор, биоэлектрическая реакция, плазмолиз, фотосинтетическая активность клеток, способность клеток к дифференциальному окрашиванию. В методах с использованием простейших регистрируется интенсивность размножения, двигательная активность и морфологические изменения. В биотестах на дафниях учитываются выживаемость, плодовитость, сукцинатдегидрогеназная активность, интенсивность дыхания и сердцебиения. В методах с использованием других беспозвоночных фиксируетсч регенерация подошвы гидры, изменение поведения медицинской пиявки, перловицы, приморского гребешка, гаммарид. У рыб в качестве тест-функций используются поведенческие реакции, двигательная активность, интенсивность сердцебиения и дыхания, способность к изменению пигментации кожных покровов.
Основной принцип биотестирования сводится к оценке достоверных различий между опытом (среда, содержащая токсиканат) и контролем (чистая вода) по какому-либо параметру тестируемого объекта, указывающему на полное или частичное угнетение функций тест-организмов под влиянием исследуемых токсикантов (Брагинский, 1979; Патин, 1981; Крайнюкова, 1988).
При выборе тест-объектов предпочтение отдается видам и штаммам, которые широко распространенны в природе и легко культивируются в лабораторных условиях. При биотестировании используются в основном тесты на острую токсичность, причем применяется стандартный набор, включающий бактерии, водоросли, дафнии, моллюсков, высшие водные растения и рыб. (Жмур, 1997).
В настоящее время в России имеется нормативная база для реализации процедур биотестирования. Отбор проб, выбор тест-объктов, а также обработка и оценка результатов должна проводиться в соответствии с требованиями РД 118-02-90. Существует государственный реестр методов биотестирования, применяемых для целей производственного экологического контроля качества вод, почв и промышленных отходов, включающий:
Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний (Daphnia magna) ФР.1.39.2001.00283. В методике оценивают смертность 50 % дафний за 96 часов (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 24 суток в сравнении с контролем (хроническая токсичность).
Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний ( Ceriodaphnia affinis) ФР.1.39.2001.00282. В методике оценивают смертность 50 % дафний за 48 часов (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 7 суток в сравнении с контролем (хроническая токсичность).
Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей (Scenedesmus quadricauda). ФР.1.39.2001.00284. В методике оценивают изменение численности клеток водорослей за 96 часов экспозиции (острая токсичность). Изменение численности водорослей за 14 суток (хроническая токсичность). Изменение интенсивности свечения.
Определение токсичности воды, почвы по хемотаксической реакции инфузорий (Paramecium caudatum). Оценивается хемотаксическая реакция.
Применение в качестве тест-объектов позвоночных (рыб) ограничено как по этическим причинам (директивы ЕС, ограничивающие применение позвоночных животных при научных исследованиях), так и из-за высоких расходов на их содержание.
Представляется целесообразным совместное использование двух подходов определения экотоксичности экстракта выщелачивания, так как химический анализ в сочетании с биологическим даёт полную картину состава экстракта и причин его воздействия на биологические объекты.
В качестве критерия токсичности экстракта выщелачивания применяются ПДК для водоемов рыбохозяйственного значения. Помимо этого критерия в РФ в соответствии с приказом МПР России от 15.06.2001 г. № 511 введено еще 18 первичных показателей опасности компонентов отхода, которые рассматриваются ниже и приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Перечень первичных показателей опасности компонентов отхода
ПДКп(мг/кг)
|
Предельно допустимая концентрация вещества в почве
|
ОДК
|
Ориентировочно-допустимая концентрация
|
ПДКпп
|
Предельно допустимая концентрация вещества в продуктах питания
|
ПДКв(мг/л)
|
Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
|
ОДУ
|
Ориентировочно-допустимый уровень
|
ОБУВ
|
Ориентировочный безопасный уровень воздействия
|
ПДКр.х.(мг/л)
|
Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения
|
ПДКс.с.(мг/м3)
|
Предельно допустимая концентрация вещества среднесуточная в атмосферном воздухе населенных мест
|
ПДКм.р.(мг/м3)
|
Предельно допустимая концентрация вещества максимально разовая в воздухе населенных мест
|
ПДКр.з.(мг/м3)
|
Предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны
|
МДС
|
Максимально допустимое содержание
|
МДУ
|
Максимально допустимый уровень
|
S(мг/л)
|
Растворимость компонента отхода (вещества) в воде при 20 ºС
|
Снас(мг/м3)
|
Насыщающая концентрация вещества в воздухе при 20 ºС и нормальном давлении
|
Ков
|
Коэффициент распределения в системе октанол/вода при 20 ºС
|
LD50(мг/кг)
|
Средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном пероральном введении в унифицированных условиях
|
LDкожн50(мг/кг)
|
Средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном нанесении на кожу в унифицированных условиях
|
LC50(мг/м3)
|
Средняя смертельная концентрация, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при ингаляционном поступлении в унифицированных условиях
|
БД
|
Биологическая диссимиляция
|
К особым видам отходов относятся отходы медицинских учреждений. Они представляют инфекционную опасность для пациентов, обслуживающего персонала лечебно-профилактических учреждений и окружающей среды. Такие отходы отличаются большим разнообразием морфологического состава. Кроме того, для сохранения в контейнере культуры, которая может вызвать заболевание, требуются ничтожно малые количества органического материала, а культура может сохраняться и на медицинском инструменте. Легкомысленное выбрасывание использованных ножниц в мусорные корзины приводило часто к заражению санитаров, когда они руками очищали контейнер.
Болезнетворные бактерии присутствуют в очень больших концентрациях в твердых отходах больниц. Доказано, что наибольшее число колиформов встречается в отходах педиатрического и психиатрического отделений, а также отделения интенсивной терапии. Особенно важно использование закрытых пластмассовых мешков, а для удаления наименьших твердых частиц, которые могут проникать в дыхательные пути, необходима система вентиляции и очистки воздуха.
Как правило, потенциальная опасность отходов, а также метод обращения с ними приводятся для целого класса или группы отходов; возможны исключения или особые условия, которые выявляются при более конкретном определении вида отходов. Такая более высокая степень определения необходима, когда природа химических веществ сложна или какая-либо часть отходов имеет газообразную или жидкую форму.
Наряду с требованиями природоохранных органов РФ системой Госстандарта России введены свои стандарты на перемещаемые опасные вещества (включая и отходы): ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка» и ГОСТ 26319-84 «Грузы опасные. Упаковка».
|
