Экологически безопасный метод уничтожения хлорсодержащих пестицидов в сверхкритической водной среде

• Автор: Крылова, Тамара Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Характеристика пестицидов из перечня Стокгольмской конвенции
1.2 Обзор технологий и технических решений уничтожения СОЗ
2 Программа и метод исследования
2.1 Программа исследования
2.2 Методы аналитического контроля процессов СКВО пестицидов
3 Экспериментальная часть
3.1 Дезактивация запрещенных хлорорганических пестицидов
3.2 Расчет стехиометрических соотношений реагентов полного окисления ЗХОП методом СКВО
3.3 Расчет компонентов реакционных смесей
3.4 Расчет концентрации линдана
3.5 Расчет концентрации гексахлорбензола
3.6 Разработка узла ввода ЗХОП в реактор СКВО
3.7 Исследования СКВО пестицидов на лабораторной установке
3.8 Математическое моделирование кинетических параметров процесса СКВО хлорорганических пестицидов
3.9 Моделирование реактора идеального смешения
адиабатического режима для СКВО хлорорганических пестицидов
3.10 Уничтожения ГХБ методом СКВО на опытной установке
3.11 Уничтожения карбофоса на опытной установке
3.12 Уничтожение ДДТ на опытной установке
4 Экономическая эффективность способа СКВО ЗХОЕ1
4.1 Основные технологические и экономические требования
4.2 Технико-экономическое сравнение методов уничтожения пестицидов ИЗ
4.3 Расчет себестоимости реагентов, электроэнергии, основных и вспомогательных материалов
4.4 Расчет зарплаты производственных рабочих, начислений на зарплаты и расходов по эксплуатации и содержанию оборудования
4.5 Расчет срока окупаемости установки СКВО
Общие выводы
Список использованных источников
Приложения

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АСКУ — Автоматизированная система контроля и управления
вэжх - высокоэффективная жидкостная хроматография
гжх - газожидкостная хроматография
гхцг - гексахлорциклогексан
ГХБ - гексахлорбензол
ДДТ - дихлордифенилтрихлорэтан
ДТП — детектор по теплопроводности
зхоп - запрещенные хлорорганические пестициды
2,4-Д - дихлорфеноксиуксусная кислота
2-КФ - смесь солей изомерных трихлорбензойных кислот
пдк - предельно-допустимая концентрация
пид - пламенно-ионизационный детектор
пхк - полихлоркамфен
пхп - полихлорпинен
ПХБ - полихлорбифенилы
пхдд - полихлордиоксины
пхдд/Ф - полихлорированные диоксины и фураны
скво - сверхкритическое водное окисление
соз - стойкие органические загрязнители
тех - тонкослойная хроматография
хпк - химическое потребление кислорода
хоп - хлорорганические пестициды
LD50 летальная доза гибели 50% животных
TEQ - эквивалент токсичности, равный 0,1нг/м3
RESS - Rapid Expansion of Supercritical Solutions
HP - фирма Hewlett-Packard (США)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) снижение отрицательного воздействия вредных веществ на здоровье человека является труднейшей экологической проблемой современности, требующей безотлагательного решения. Значительную долю среди антропогенных токсикантов составляют запрещенные хлорорганические пестициды (ЗХОП). Являясь высоко активными биологическими соединениями пролонгированного действия, они представляют реальную угрозу для здоровья населения. Актуальность этой проблемы признана многими развитыми странами, поэтому обращение с ЗХОП в настоящее время регулируют международные природоохранные соглашения, подписанные и Россией. Согласно Стокгольмской конвенции 12 особо опасных органических веществ -«грязная дюжина», отнесены к стойким органическим загрязнителям и запрещены для использования. В соответствии с международным проектом «Экологически безопасное управление в области запасов устаревших пестицидов в РФ» по предварительным оценкам в России по результатам первичной инвентаризации выявлено 21,8 тыс. тонн запрещенных пестицидов. Более половины складов их хранения не отвечают требованиям безопасности и санитарным нормам. На 50% обследованных территорий зафиксировано значительное превышение остаточных концентраций пестицидов, среди которых значительную долю составляет ДДТ. На прилегающих территориях хранения пестицидов их содержание в почве в сотни раз превышает допустимые нормы. Контролируемые захоронения пестицидов следует считать как вынужденную временную меру. Захороненные таким образом пестициды подлежат уничтожению или утилизации по безопасным технологиям, а зараженные почвы должны быть рекультивированы. Однако, в настоящее время в России отсутствуют сертифицированные рабочие технологии уничтожения пестицидов. Особую трудность в разработке экологичных и безопасных технологий уничтожения представляют термо- и химически стойкие
более проницаемых грунтах необходимо предусматривать экран из мятой глины с коэффициентом фильтрации не более 0,0000001 см/с, по дну и откосам слоем не менее 1 метра.
При возможности и соответствующем технико-экономическом обосновании захоронение пестицидов 1, 2 и 3-го классов опасности
целесообразно производить в железобетонных бункерах с гидроизоляцией, обеспечивающей наибольшую экологическую безопасность участков захоронения.
В каждой карте (бункере) размещение пестицидов целесообразно производить по химическим классам: ртутьсодержащие, фосфорорганические, хлорорганические и т.д. Не допускается размещение в одной карте разноименных продуктов, при взаимодействии которых образуются более токсичные, пожароопасные вещества или происходит газообразование. Особое внимание должно быть уделено целостности и герметичности упаковки пестицидов, опасность которых повышается при увлажнении за счет разложения и выделения токсичных или пожароопасных газов.
Допускается совместное захоронение с пестицидами, представляющими высокую опасность по токсичности и водорастворимости, препаратов с меньшими показателями опасности с учетом их химических групп, совместимости. Категорически запрещается захоронение препаратов с высокими показателями опасности в котлованах, предназначенных для менее токсичных и плохо растворимых в воде пестицидов.
Таким образом, контейнерная технология захоронения некондиционных пестицидов является дорогостоящей, вследствие необходимости использования металлических и бетонных контейнеров, их гидроизоляции и устройства подземных бункеров; недостатком метода является необходимость отчуждения больших территорий под захоронения. Кроме того, такая технология представляет большую экологическую опасность вследствие высокой вероятности протекания процессов хемо- и биокоррозии материалов контейнеров, что может привести к проникновению пестицидов в почвенные и