V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Актуальность исследований

Камчатский край характеризуется большой протяжённостью, практическим отсутствием сети автомобильных дорог, за исключением трасс Петропавловск-Камчатский — Усть-Камчатск и Петропавловск-Камчатский — Усть-Большерецк, используется в основном воздушный транспорт, а для прибрежных территорий — морской. Опасные отходы от населения (люминесцентные лампы и медицинские термометры, тонометры, относящиеся к I классу опасности), оказались не регламентированными действующим законодательством, попадают на свалки, большинство из которых не лицензированы и не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям. В результате происходит нарастающее загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами, масштабы которого и последствия в должной степени не оценены.

Современное состояние исследований и разработок по данному направлению

Данные по общему объёму отходов в муниципальных образованиях Камчатского края публикуются в ежегодных изданиях Минприроды Камчатского края. Конкретные масштабы загрязнения среды и объёмы опасных отходов от населения не оценены.

Научно-техническая задача, на решение которой направлен проект

Необходимо обратить внимание на объём образующихся опасных отходов (люминесцентные лампы, термометры, тонометры), поступающих от населения края. Указанные группы отходов ни одна из соответствующих организаций не принимает и они оказываются на полигонах твёрдых бытовых отходов, отравляя окружающую среду.

Научная новизна предлагаемых в проекте решений

Впервые поставлена проблема образования опасных отходов от населения муниципальных районов края и показано их вредное воздействие на окружающую среду. Проблема утилизации опасных отходов от населения в Камчатском крае не решена. Отходы от населения не принимаются в переработку. Предложено администрациям муниципальных районов решить проблему утилизации ртутьсодержащих отходов путём приобретения малогабаритных стационарных установок для утилизации люминесцентных ламп и ртутьсодержащих отходов. Применение такой установки позволит сократить масштаб загрязнения среды ртутьсодержащими материалами

Предлагаем наладить сбор отработанных ртутьсодержащих отходов от населения за счёт средств муниципального бюджета и по возможности разработать меры поощрения для населения.

Ожидаемый результат (описание, основные параметры)

В ноябре 2009 г. вступил в действие федеральный закон об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности [1]. Этот закон, в частности, вводит ограничения на оборот ламп накаливания, устанавливает требования по маркировке товаров с учетом их энергоэффективности. Согласно документу, предлагалось с 2011 г. прекратить производство и продажу в РФ ламп накаливания мощностью 100 ватт и более, с 2013 года — мощностью 75 ватт и более, а с 2014 — мощностью 25 ватт. Энергоэффективные лампочки — это самый дешевый способ снизить потребление электричества в стране. Одновременно правительству предлагалось принять правила утилизации использованных энергосберегающих ламп.

Ртутьсодержащие люминесцентные лампы (РЛЛ) являются осветительными устройствами, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде. Опасным компонентом отхода «Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки отработанные и брак» оказывающим токсическое воздействие на человека и окружающую среду является ртуть. Это вещество находится в лампах в состоянии, способном к активной воздушной, водной и физико-химической миграции. При механическом разрушении одной ртутной лампы, содержащей 20 мг паров ртути, непригодным для дыхания становится 5 000 м³ воздуха. А в зависимости от вида лампы содержание ртути колеблется от 1 до 70 мг.

По сценарию Минпромторга России спрос на РЛЛ в России вырастет с 78 млн.шт. в 2011 г. до 142 млн.шт. в 2014 г. (рис. 1).

По мнению Минпромторга [2], построение системы утилизации в итоге приведет к росту стоимости использования люминесцентных ламп. В Европе это оценивается в 30% от конечной цены. В России к 2020 г. необходимо иметь мощности по утилизации около 100 млн. ртутьсодержащих ламп, что составит только около 30% от всего количества, остальные попадут на свалки и будут отравлять воздух, воду и почву.Даже при создании достаточно эффективной системы утилизации никогда не удастся добиться 100% утилизации ламп, что создает серьёзную угрозу для экологической безопасности страны.

Прогноз выбывших из использования люминесцентных ламп в России, 2010–2020 гг.

По современной классификации ртуть относится к чрезвычайно токсичным веществам (I класс опасности). С точки зрения патологии человека, ртуть отличается чрезвычайно широким спектром и большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в организм (пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы [3]. Она оказывает негативное влияние на взрослых и детей. Основные пути воздействия ртути на человека связаны с воздухом (дыхание), с пищевыми продуктами, питьевой водой. Возможны и другие, случайные, но нередкие в обыденной жизни пути воздействия: через кожу, при купании в загрязненном водоеме и т. п. Особое значение имеет профессиональное воздействие, которое значимо в тех отраслях промышленности, где ртуть используется в технологических процессах. Выведение с мочой и калом — два основных пути выделения ртути из организма. Меньшее значение имеют испарения из легких, пот, слюноотделение.

Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные группы белковых соединений и этим нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Особенно сильно она поражает нервную и выделительную системы. При воздействии ртути возможны острые (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах) и хронические (влияние малых доз ртути в течение относительно длительного времени) отравления. Пары и неорганические соединения ртути вызывают контактный дерматит. При вдыхании ртутные пары поглощаются и накапливаются в мозге и почках. В организме человека задерживаются примерно 80% вдыхаемых паров ртути. В желудочно-кишечном тракте происходит практически полное всасывание метилртути. Есть сведения, что многие формы ртути способны проникать в организм человека через кожу. У беременных женщин ртуть преодолевает плацентарный барьер, поражая плод. Метилртуть попадает и в грудное молоко, накапливаясь до опасных уровней в крови детей.

Хроническое отравление ртутью приводит к нарушению нервной системы и характеризуется наличием астеновегетативного синдрома с отчетливым ртутным тремором (дрожанием рук, языка, век, даже ног и всего тела), неустойчивым пульсом, тахикардией, возбужденным состоянием, психическими нарушениями, гингивитом. Развиваются апатия, эмоциональная неустойчивость (ртутная неврастения), головные боли, головокружения, бессонница, возникает состояние повышенной психической возбудимости (ртутный эретизм), нарушается память. Вдыхание паров ртути при сильном воздействии сопровождается симптомами острого бронхита, бронхиолита и пневмонии. Наблюдаются изменения в крови и повышенное выделение ртути с мочой. Многие симптомы отравления парами ртути исчезают при прекращении воздействия и принятии соответствующих мер, но трудно достичь полного устранения психических нарушений. Чрезвычайно острое отравление ртутью вызывает разрушение легких. Как правило, отмеченные синдромы и симптомы наблюдаются при воздействии паров ртути при их концентрациях в воздухе более 0,1 мг/м³. Но психические расстройства могут возникать и при более низких концентрациях. Так, при длительном воздействии низких концентраций паров ртути в воздухе — не более сотых долей мг/м³ у людей развивается меркуриализм. Обычно его проявления вначале выражаются в снижении работоспособности, быстрой утомляемости, повышенной возбудимости. Затем указанные явления усиливаются, происходит нарушение памяти, появляются беспокойство и неуверенность в себе, раздражительность и головные боли. Возможны катаральные явления в области верхних дыхательных путей, кровоточивость десен, неприятные ощущения в области сердца, легкое дрожание (слабый тремор), повышенное мочеиспускание и др.

Очень токсичны органические производные ртути. Важнейшие признаки отравления ими — тяжелое поражение центральной нервной системы; атаксия (расстройство согласованности в сокращении различных групп мышц); нарушение зрения; ощущения онемения, покалывания, ползания мурашек и т.п.; расстройство речи; нарушение слуха; боль в конечностях — установлены и подробно описаны после широко известных отравлений метилртутью. Эти явления практически необратимы и требуют чрезвычайно длительного лечения с целью хотя бы их снижения. Высокая токсичность метилртути (даже при поступлении в организм малых ее количеств в течение длительного периода времени) обусловлена ее липидорастворимостью, что позволяет ей легче проходить через биологические мембраны, проникать в головной мозг, спинной мозг, в периферические нервы, а также пересекать плацентарный барьер и накапливаться в плоде. Метилртуть полностью разрушает нервные клетки центральной нервной системы. Метилртуть всегда образуется в организме при вдыхании паров ртути.

Анализ последствий заболеваний показал, что у матерей, перенесших легкое отравление ртутью, рождались дети с тяжелым церебральным параличом. Таким образом, внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, очень чувствительную к воздействию ртути. Сейчас установлено, что наряду с общетоксическим действием (отравлениями) ртуть и ее соединения вызывают гонадотоксический (воздействие на половые железы), эмбриотоксический (воздействие на зародыши), тератогенный (пороки развития и уродства) и мутагенный (возникновение наследственных изменений) эффекты. Есть сведения о возможной канцерогенности неорганической ртути [3].

Считаем, что не следовало поспешно внедрять законодательно применение экологически «грязных» люминесцентных ламп, не подготовив предварительно базу для утилизации ртутьсодержащих отходов в масштабах всей страны. Следовало предварительно наладить массовое производство экологически чистых светодиодных ламп, чтобы не увеличивать очаги ртутного загрязнения и не создавать новые, поскольку, ртуть является абсолютно устойчивым экотоксикантом, она навсегда остается в окружающей среде [4].

В России налажена система сбора и утилизации промышленных РЛЛ, которых в численном выражении используется в разы меньше бытовых РЛЛ, но они составляют большую часть по массе ртутьсодержащих отходов. Принято Постановление Правительства Российской Федерации от 3 сентября 2010 г. N 681 "Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде" [5].

Администрацией Камчатского края и Петропавловск-Камчатского городского округа принимаются меры по организации централизованного сбора, хранения, транспортировки и переработки ртутьсодержащих отходов, в том числе люминесцентных и энергосберегающих ламп.

Заключены Соглашения о взаимодействии по вопросам охраны окружающей среды с Управлением Роспотребнадзора по Камчатскому краю, Управлением Росприроднадзора по Камчатскому краю, Управлением Россельхознадзора по Камчатскому краю, Инспекцией государственного экологического и водного контроля Камчатского края. Организовано взаимодействие по этим вопросам с прокуратурой города Петропавловска-Камчатского, Отделом по надзору на море по Камчатскому краю и Чукотскому автономному округу Департамента Росприроднадзора по Дальневосточному федеральному округу, УВД по городу Петропавловску-Камчатскому. Все меры контроля [6] относятся только к предприятиям и организациям, но не регламентируют бытовые опасные отходы.

В г. Петропавловске-Камчатском существуют четыре организации принимающие отходы первого класса опасности:

- ООО «ЭкоСтарТехнолоджи» (сбор ртутьсодержащих ламп и транспортировка их в г. Владивосток, утилизация и переработкай различных опасных отходов).

- ООО «Экология» (сбор, хранение, транспортировка и утилизация различных опасных отходов, в том числе ртутьсодержащих ламп). Региональный склад находится на ул. Высотная. Договорные отношения общество имеет с 74 организациями. От них принято и с помощью установки «Экотром-2» утилизировано около 40,0 тыс. ламп.

- ООО «ЭКОС» (сбор, транспортировка и утилизация ртутьсодержащих ламп). Работает только с организациями.

- ИП Беливский С.В.(сбор, транспортировка, хранение люминесцентных ламп и демеркуризация загрязненной территории). Склад хранения ламп находится на территории бывшего военного городка №15 в пос. Авача. В помещении размещено около 50,0 тыс. ламп. Заключены договоры с 68 организациями.

Предприятия и организации по заключённым договорам обязаны сдавать бракованные и выработавшие свой ресурс РЛЛ. Здесь возможны 2 варианта развития событий:

- Предприятия добросовестно сдают все негодные РЛЛ для утилизации и оплачивают весь объём услуг;

- Предприятия заключают договор на утилизацию, сдают часть негодных РЛЛ, получают справку об утилизации, которые предъявляют при проверке, остальные РЛЛ выбрасываются в укромных местах — если бы таких случаев не было, то не обнаруживались бы на нелегальных свалках ртутьсодержащие отходы. Так, только на территории Петропавловского округа было обнаружено в 2010–2011 гг. выброшенных 1061 больших трубчатых РЛЛ. Такой способ формальной сдачи отслуживших РЛЛ довольно характерен.

Логично возникает вопрос — как из отдалённых посёлков осуществляется вывоз и утилизация РЛЛ? Авиатранспорт люминесцентные трубки и ртутный стеклобой не вывозит, автомобильные дороги отсутствуют, за исключением двух трасс (Петропавловск–Усть-Камчатск и Петропавловск–Октябрьский), но по документам всё в порядке. Логично возникает предположение, что договоры фиктивные, поэтому при инспекторской проверке следовало также проверять наличие транспортных документов на вывоз не только у заказчика, но также и у перевозчика и исполнителя. Мы обращаем на это внимание, потому что проблема загрязнения ртутью очень остра и будет только усугубляться.

До сих пор на федеральном уровне законодательно не предусмотрены сбор и утилизация отработанных бытовых люминесцентных ламп, соответственно не предусмотрено и выделение средств на утилизацию. С одной стороны, даже если государство будет субсидировать утилизацию за счёт бюджета, это значит, что за счёт налогов от населения; с другой стороны — если обязать производителей субсидировать утилизацию ламп, то повысится цена на лампы. Следовательно, в любом случае оплачивать политику энергосбережения будет население.

Население готово платить 10–20 рублей за каждую перегоревшую лампочку? В России около 25 тыс. муниципалитетов, в том числе почти 20 тысяч сельских поселений. Например, в европейских странах при лучших начальных условиях собирается только 30–60% от расчетного количества использованных КЛЛ. Стоимость создания и функционирования системы утилизации на всей территории России, по-видимому, окажется нерационально высокой с точки зрения получения эффекта (как экономии энергии, так и сокращения загрязнений).

Наиболее острым вопросом в использовании ртутьсодержащих компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), которые сейчас широко используются в быту населением, а в будущем станут основным источником освещения, является проблема их сбора и утилизации после потери потребительских качеств. Действующий в РФ ГОСТ Р 53881 2010 на КЛЛ [7] регламентирует требования к КЛЛ практически исключительно по безопасности, включая требования по ртути, но не содержит требований на срок службы, количество циклов включения/выключения, рабочие температуры. Заявленный производителем ресурс составляет 10 000–20 000 час., на самом деле он гораздо меньше, потому что зависит от частоты включений-выключений, чем больше частота, тем меньше ресурс, а значит чаще меняются лампочки. Отслужившие свой срок лампочки сейчас выбрасываются вместе с остальными бытовыми отходами в обычные мусорные контейнеры. Нередко, уже при выбрасывании, осветительные колбы разбиваются, и ртуть поступает наружу, отравляя окружающую среду.

Мы рассчитали минимальное количество КЛЛ от существующей численности населения края 321764 чел., которое будет ежегодно попадать в отходы в Камчатском крае после полного выведения из оборота ламп накаливания (табл. 1).

Таблица 1 Минимальная ежегодная потребность населения Камчатского края в бытовых люминесцентных лампах (в зависимости от срока их ресурса) после выведения из оборота ламп накаливания

	Если бы покупалось ежегодно, шт.	Ресурс 1 лампы, час.	В году часов	Срок службы лампы, год	Ежегодно будет куплено с учётом срока службы, шт.
Если на 1 человека — 1 лампа	321764	10000	8760	1,1	292513
Если на 1 человека — 3 лампы	965292				877538
Если на 1 человека — 1 лампа	321764	20000		2,0	160882
Если на 1 человека — 3 лампы	965292				482646

Необходимость безопасной утилизации люминесцентных ламп требует создания пунктов сбора энергосберегающих лампочек от населения в каждом населённом пункте края и последующей их отправки для утилизации. Учитывая огромные размеры Камчатского края, такая ситуация нереальна, следовательно, решить проблему утилизации ртутьсодержащих отходов можно только путём приобретения для каждого отдалённого посёлка недорогих вакуумных малогабаритных стационарных установок УРЛ-2м для утилизации люминесцентных ламп и ртутьсодержащих отходов, серийно выпускаемых ООО ВФ «ФИД-Дубна». Установка имеет сертификат Государственной СЭС РФ 50.ФУ.02.369.П.025447.12.01 от 17.12.2002г. производится по лицензии ГК РФ по ООС РФ Г696007, рег. номер М 00/0199/11/л от 14 июня 2000г. Технологический процесс демеркуризации запатентован: патент РФ 1838440 от 19.10.92. Уровень остаточного содержания ртути в выхлопных газах по расчетам НИИ Медицины труда, сделанным на основе экспериментальных замеров на работающей установке значительно ниже ПДК для жилой зоны на расстоянии 25 м от устья выброса. Цена установки УРЛ-2м составляет 3,725 тыс. рублей (цена 2012 г.), она наиболее универсальна и безопасна по своим характеристикам (табл. 2).

Таблица 2 Типы отечественных установок для демеркуризации

	Тип установки и фирма производитель	Производительность, млн. ламп/год	Стоимость, млн. руб.	Описание метода утилизации
Термокриогенная демеркуризация ЛЛ	УРЛ-2М Венчурная фирма «Фид-Дубна» г. Дубна	до 1,7	3,725 (цена 2012 г.)	Полная утилизация ЛЛ на металлическую ртуть, цветной металл, стекольное сырье и строительный материал, которые возвращаются в производство.
Переработка ЛЛ	«Экотром-2» НПП «Экотром» г. Москва	10,5	1,5 (цена 2010 г.)	Разделении ЛЛ на главные состав-ляющие: стекло, металлические цоколи и ртуть-содержащий люминофор.
Термическая демеркуризация ЛЛ	УДМ-3000 ООО НПК «Меркурий» г. Чебоксары	1	1,2 (цена 2010 г.)	Возгонка ртути из смеси стеклянного лома с последую-щим улавливанием ее паров.

Крайне важно проводить экологическое просвещение населения и разъяснять последствия попадания ртути от КЛЛ в окружающую среду, с целью предотвращения выбрасывания ламп в мусорные баки. Например, во многих городах такая работа проводится, установлены ёмкости для сбора целых отработанных ламп, так, в Москве лампы собирают управляющие жильём организации. Только путём экологического просвещения, сбора и утилизации можно будет предотвратить расползающееся мозаичное пятно ртутного загрязнения и минимизировать ущерб для окружающей среды в целом и здоровья населения.

Полученные результаты и выводы

- Ртутьсодержащие люминесцентные лампы (РЛЛ) являются осветительными устройствами, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде. Опасным компонентом отхода «Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки отработанные и брак», оказывающим токсическое воздействие на человека и окружающую среду, является ртуть.

- Проблема утилизации опасных отходов от населения в Камчатском крае, как и по всей Российской Федерации, не решена. Отходы от населения не принимаются в переработку. Перевозка бытовых ртутьсодержащих отходов в центры утилизации не проводится в связи со специфическими условиями Камчатского края (отсутствие развитой дорожной сети).

- Администрациям муниципальных районов следует решить проблему утилизации ртутьсодержащих отходов путём приобретения недорогих вакуумных малогабаритных стационарных установок УРЛ-2м для утилизации люминесцентных ламп и ртутьсодержащих отходов, серийно выпускаемых ООО ВФ «ФИД-Дубна». Применение такой установки позволит сократить масштаб загрязнения среды ртутьсодержащими материалами.

- Для предотвращения расползания ртутного загрязнения необходимо создавать пункты приема от населения отработанных бытовых люминесцентных ламп и проводить широкомасштабную компанию экологического просвещения населения в СМИ и учебных заведениях.

Использованные источники

1. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» 23 ноября 2009 г.

2. olex-un.ru/sites/.../minpromtorg18marta2010_energoeffektivn.ppt

3. www.medline.ru. Малов А.М., Александрова М.Л. Антропогенное ртутное загрязнение городского грунта // Клиническая токсикология, т. 12, 2011. — С. 536–545.

4. Adam D., What is red mercury? Guardian, UK, 30 September 2004.

5. Постановление Правительства Российской Федерации от 3 сентября 2010 г. N 681 г. Москва "Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде"

6. Технологический регламент по обращению с отработанными люминесцентными ртутьсодержащими лампами разработан на основании Федерального закона от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды», Федерального закона от 24.06.1998 №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления», СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления», СанПиН 4607-88 «Санитарные правила при работе с ртутью, её соединениями и приборами с ртутным заполнением», «Инструкции по сбору, хранению, упаковке, транспортированию и приему ртутьсодержащих отходов», утвержденной Минцветметом СССР от 27.10.1956.

7. ГОСТ Р 53881 2010 на КЛЛ

Код для цитирования: Скопировать