Расчет суммарного индекса токсичности твердых отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

КАФЕДРА БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Экологически безопасные виды производств»

на тему: РАСЧЕТ СУММАРНОГО ИНДЕКСА ТОКСИЧНОСТИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

Выполнила:

Заможная Юлия

Южно-Сахалинск

Введение

Наиболее распространенной и острой экологической проблемой в настоящее время является проблема обращения с твердыми отходами. Нынешние, практически бесконтрольные, сбор и вывоз твердых отходов приводят к серьезному экологическому загрязнению окружающей среды и сопутствующим экологическим последствиям.

В большинстве случаев твердые отходы содержат в своем составе черные, цветные, редкие, драгоценные металлы, а также нерудное сырье. Среди них отходы гальванических производств черной и цветной металлургии, химической промышленности и т. д. Накопители таких отходов расценивают как техногенные месторождения. Они занимают сотни тысяч гектар плодородных земель, поверхности отвалов, хранилищ отходов, пылят. В процессе вертикальной миграции фильтрат проникает в почвы, подземные воды и загрязняет их [1].

С целью определения объемов отходов, их свойств, оценки воздействия на окружающую среду производится обследование отвалов, накопителей, хранилищ отходов.

1. Нормативно-правовые документы, регламентирующие обращение с отходами

В обращении с твёрдыми отходами в Российской Федерации существуют нормативно-правовые документы, регламентирующие обращение с отходами, которые подразделяются на:

- Федеральные законы, Кодексы и Постановления Правительства;

- санитарные нормы и правила;

- строительные нормы и правила;

- стандарты и технические условия;

- нормы и правила по обращению с опасными веществами и по работе на опасных объектах.

Также разработан Федеральный классификатор отходов [2], в котором каждому виду отходов в зависимости от источника его происхождения присваивается идентификационный код.

Правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья определяет Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» [3].

В Российской Федерации утвержден Федеральный закон Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 52-ФЗ от 30 марта 1999 г., согласно которому государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, нормативные правовые акты устанавливают санитарно-эпидемиологические требования (в том числе критерии безопасности и/или безвредности факторов среды обитания для человека), несоблюдение которых создает угрозу жизни или здоровью человека, а также угрозу возникновения и распространения заболеваний [4].

В соответствии с этим законом разработаны Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» [5]. Настоящие нормативы действуют на территории Российской Федерации и устанавливают предельно допустимые концентрации химических веществ в почве разного характера землепользования. Нормативы распространяются на почвы населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, зон санитарной охраны источников водоснабжения, территории курортных зон и отдельных учреждений.

2. Определение класса опасности отходов

Отходы производства и потребления - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства.

Опасные отходы - отходы, которые содержат вредные вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью) или содержащие возбудителей инфекционных болезней, либо которые могут представлять непосредственную или потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами.

Токсичность отходов определяется, как способность вызывать серьезные, затяжные или хронические заболевания, включая раковые, при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через кожу.

Степень токсичности вещества характеризуется величиной токсической дозы - количеством вещества, (отнесенным к единицы массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность. Различают средне-смертельные дозы (CL50, DL50), абсолютно смертельные (СL90-100, DL90- 100), минимально смертельные (СL0-10, DL0-10) (цифры в индексе показывают вероятность в % появления определенного токсического эффекта - смерти, порогового действия). Степень токсичности вещества характеризуется также предельно допустимой концентрацией (ПДК) - это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на состояние окружающей природной среды.

Таким образом, все отходы производства и потребления предприятия должны быть отнесены к соответствующему классу опасности. Методика расчета класса опасности изложена в «Критериях отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды», утвержденных приказом № 511 МПР России от 15.06.2001 г. «Критерии …» разработаны в соответствии со статьей 14 Федерального закона от 24 июня 1998 г. №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления». «Критерии отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды» применяются к тем видам отходов, для которых в Федеральном классификационном каталоге отходов (ФККО) класс опасности для окружающей среды не установлен. Федеральный классификационный каталог отходов - перечень образующихся в Российской Федерации отходов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному и физическому состоянию, опасным свойствам, степени вредного воздействия на окружающую природную среду.

Расчет класса опасности отходов производят по методике «Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления. СП 2.1.7.1386-03», Москва, Минздрав России, 2003 [6].

Существуют такие способы определения класса опасности отходов:

- экспериментальным путем на подопытных животных в учреждениях, аккредитованных на этот вид деятельности;

- расчетным способом при известном физико-химическом составе отходов на основании LD₅₀ (первый способ) или ПДК химических веществ в почве (второй способ);

- на основании классификатора отходов.

3. Первый способ расчета класса опасности отходов

Первый способ расчета опасности используют для отходов, для которых разработаны технологии утилизации, обезвреживания или обработки, что приводит к предупреждению или уменьшению негативного воздействия на объекты окружающей среды.

На основании LD₅₀ определяют индекс токсичности (К_i) каждого химического ингредиента, который входит в состав отхода по зависимости:

К_і = ,(1)

где lg(LD₅₀)_i - логарифм средней смертельной дозы химического ингредиента при попадании в желудок (LD₅₀ определяют по справочникам) [7-9].

S - коэффициент, отражающий растворимость химического ингредиента в воде (определяют по справочнику [10] в граммах на 100 г воды при температуре не выше 25⁰ С, эту величину делят на 100 и получают безразмерный коэффициент S, который чаще всего находится в интервале от 0 до 1);

F - коэффициент летучести химического ингредиента, который определяют следующим образом: по справочнику [11-12] определяют давление насыщенного пара ингредиентов отхода в мм рт. ст., имеющего температуру кипения при давлении 760 мм ртутного столба не выше 80^оС, полученную величину делят на 760 и получают безразмерную величину коэффициента F;

С_в - содержание данного ингредиента в общей массе отхода в т/т.

Величину К_і округляют до первого знака после запятой.

После расчета К_i для отдельных ингредиентов отхода, выбирают не больше 3, но не меньше 2 ведущих компонентов, имеющих минимальное значение К_i, причем К₁< К₂ < К₃, кроме того должно выполняться условие К₁+ К₂ ? К₃. Если это условие не выполняется, выбирают 2 компонента.

Затем определяют суммарный индекс опасности по зависимости

где n - количество выбранных ингредиентов (2 или 3),

К_?, рассчитывается с помощью двух или трех выбранных индексов токсичности.

На основании суммарного индекса опасности определяют класс опасности и степень токсичности отхода с помощью таблицы 1.

Таблица 1 - Классификация опасности отходов на основании LD₅₀

При отсутствии LD₅₀ для ингредиентов отхода, но при наличии класса опасности этих ингредиентов в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88) необходимо в формулу (1) подставлять условные величины LD₅₀, которые ориентировочно определяют по показателям класса опасности в воздухе рабочей зоны (табл. 2).

Таблица 2 - Классы опасности ингредиентов в воздухе рабочей зоны и соответствующие эквиваленты LD₅₀

4. Второй способ расчета класса опасности отходов

Второй способ расчета класса опасности используют для отходов, которые удаляют для складирования на полигоны твердых промышленных отходов, т. е. при этом будет непосредственная связь отходов с почвой. В этом способе расчета применяют ПДК их химических составляющих в почвах.

Индекс токсичности (К_i) каждого химического ингредиента, который входит в состав отхода, определяют по зависимости

= ,(3)

где ПДК_і - предельно допустимая концентрация токсичного химического вещества в почве, который содержится в отходе;

К_і, S, F, С_в - те же показатели, что и в формуле 1.

После определения К_і расчет выполняют в той же последовательности, что и в первом случае. Далее на основании К_?, с помощью таблицы 3 устанавливают класс опасности отходов.

Таблица 3 - Классификация опасности отходов на основании ПДК химических составляющих в почвах

При отсутствии данных о составе отходов, класс опасности их определяют по классификаторам [2].

5. Примеры расчета суммарного индекса опасности

Пример 1. Приведем пример расчета класса опасности промышленных отходов на основании LD_50.

На машиностроительном предприятии образуются отходы, в составе которых содержатся следующие ингредиенты:

1. As₂O₅ - 5%;

2. AsCl₃ - 5%;

3. AlCl₃ - 15%;

4. Fe₂O₃ - 50%;

5. PbO - 25%.

Согласно справочникам находим необходимые параметры предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в почве по показателям вредности и составляем таблицу 4:

Таблица 4 - Физико-химические и токсикологические характеристики ингредиентов отходов

Согласно формуле (1) определяем индекс токсичности каждого химического ингредиента:

К₁ (As₂O₅) =3,1;

К₂ (AsCl₃) = = 32,6;

К₃ (AlCl₃) = = 3,6;

К₄ (Fe₂O₃) = = 7,4;

и вводим новую нумерацию:

К₁ (As₂O₅) = 3,1;

К₂ (AlCl₃) = 3,6;

К₃ (Fe₂O₃) = 7,4;

К₄ (PbO) = 9,2;

К₅ (AsCl₃) =32,6.

Выбираем наименьшие значения индексов токсичности (К_і), чтобы выполнялось условие: К₁<К₂<К_3.

Такими величинами будут:

К₁ = 3,1;

К₂ = 3,6;

К₃ = 7,4.

Но в этом случае не выполняется второе условие: К₁+ К₂ ? К₃, поэтому берем только два значения:

К₁ = 3,1;

К₂ = 3,6

и определяем суммарный индекс токсичности согласно формуле (2)

Согласно таблице (1), суммарный индекс опасности отвечает второму классу опасности отходов.

Пример 2. Приведем пример расчета индекса опасности некоторых компонентов отходов.

Предположим, что 10 т отходов, содержат 8 тонн CCl₄ и 2 т HgCl₂.

Четыреххлористый углерод (CCl₄). Температура кипения 76,5°C, растворимость в воде 0,08 г/100 г, т.е. S = 0,0008; с помощью справочника химика находим, что давление насыщенного пара равно 112,2 мм. рт. ст., отсюда F=0,15.

Далее по справочнику Н.Ф. Измерова и соавт. определяем LD₅₀ - 9006 мг/кг (для мышей) и 6200 мг/кг (для крыс), 5760 мг/кг (морские свинки и кролики).

Отсюда:

Ртуть хлорная (сулема) - HgCl₂. Ее растворимость - 6,59 г HgCl₂ на 100 г воды, т.е. S=0,01659.

Минимальное LD₅₀=17,5 мг/кг (для мышей); отсюда:

Суммарный индекс токсичности согласно формуле (2)

Согласно таблице (1), суммарный индекс опасности отвечает второму классу опасности отходов.

Заключение

экологический загрязнение отходы токсичность

Приведена актуальность экологической проблемы загрязнения окружающей среды твердыми отходами.

Перечислены нормативно-правовые документы, регламентирующие обращение с отходами.

Описаны способы определения класса опасности отходов и расчета суммарного индекса токсичности отходов.

Наведены примеры расчета суммарного индекса суммарного индекса опасности отходов, в результате которых была получена величина класса опасности.

Список использованной литературы

1. Боровский Е.Э. Отходы, мусор, отбросы // Химия. - № 10. - 2001.

2. Вредные вещества в промышленности: Справочник для инженеров, химиков и врачей / Под редакцией Н. В. Лазарева, Э. Н. Левиной., в 3-х т. - Л.: “Химия”, 1976.

3. Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов І - ІV групп: Справочник /Под общей ред. В. А. Филова. - Л.: “Химия”, 1988. - 512 с.

4. Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов V-VІІ групп: Справочник / Под общей ред. В. А. Филова. - Л.: “Химия”, 1989. - 592 с.

5. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве».

6. Методические указания к практическим по курсу “Основы утилизации отходов” / Сост.: Брыгинец Е. Д. - Харьков: ХНАГХ, 2007. - 44 с.

7. СанПиН 4286-87. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов (в части методических рекомендаций по определению класса токсичности промотходов заменен на СП 2.1.7.1386-03).

8. Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления. СП 2.1.7.1386-03. - Москва: Минздрав России, 2003.

9. Справочник химика. 2-е издание. - М.-Л., 1962. Т. 1.

10. Справочник химика. 3-е издание. - М.-Л., 1971. Т. 2.

11. Справочник по растворимости. - М.-Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1961, Т. 1.

Размещено на Allbest.ru