Поліхлоровані біфеніли
Den V.Bench (Ден В.Бенч), бакалавр, гірничий інженер, координатор з ПХБ, Агентство з охорони навколишнього середовища США
Поліхлоровані біфеніли (ПХБ) входять до групи з 12 хімічних речовин, що визначаються як стійкі органічні забруднювачі (СОЗ), що підпадають під дію Стокгольмської Конвенції ООН від 2001 р., коли 90 країн світу, таких як США та члени ЄС, ухвалили рішення про скорочення або припинення виробництва, використання та/або недопущення витоку ПХБ. СОЗ є високостійкими токсичними органічними сполуками, які надовго зберігаються у навколишньому середовищі та акумулюються у жирах. ПХБ є одним із небагатьох забруднювачів навколишнього середовища, справді глобального масштабу. Їх виявляли в невеликих, але вимірних концентраціях майже у всіх морських, рослинних та тваринних організмах (у рибі, ссавцях, птахах, пташиних яйцях та в людському організмі). Вони можуть потрапляти в організм через легені, шлунково-кишковий тракт, шкіру і, одного разу проникнувши в організм з їжею або повітрям, ПХБ циркулюють у ньому разом з кров'ю і акумулюються в жирових тканинах та деяких органах, таких як печінка, нирки, легені, надниркові залози. , мозок, серце та шкіра. Люди, які постійно проживають у США, мають вимірні концентрації ПХБ у жирових тканинах [1].
Рудник Ігл, Джилман, Колорадо. Трансформатор ємністю близько 290 л (циліндри з ребрами охолодження та маркуванням ПХБ) на горизонті 20 при проведенні Агентством з охорони навколишнього середовища операції вилучення обладнання у зв'язку з майбутнім закриттям та затопленням рудника
Океани є найбільшими «поглиначами стоків» ПХБ і наслідки цього невідомі. Середні коефіцієнти біологічноїконцентрації ПХБ, що надходять із води до фітопланктону, становлять від 10 тис. до 1 млн. [6], проте дуже рідко хтось згадує про те, що фітопланктон є основою харчового ланцюга в океані та головним джерелом атмосферного кисню [7].
Крім того, ПХБ класифікуються Агентством з охорони навколишнього середовища як ймовірні канцерогени людини, що погіршують пам'ять і негативно позначаються на інтелектуальному розвитку дітей [9] і дорослих [10] і викликають захворювання печінки, хлоракне (запалення сальних залоз, що викликається хлором), та функції людини. ПХБ є руйнівниками ендокринної системи [11], а також сприяють зростанню онкологічних захворювань [12].
Руднична комплектна трансформаторна підстанція з розподільчим пристроєм, у складі якої зазвичай присутні конденсатори
Виготовлення ПХБ здійснювалося у США з 1929 р. по 1977 р., коли їхнє виробництво було добровільно припинено. У 1978 р. виготовлення ПХБ було заборонено офіційно, а використання та розміщення стало суворо регулюватися Правилами, підготовленими Агентством з охорони навколишнього середовища США (EPA), відповідно до вимог Розділу 6(е) Закону про контроль токсичних речовин (TSCA). Незважаючи на те, що їх виготовлення було заборонено в США та багатьох інших країнах відповідно до встановлених Правил ПХБ все ж таки дозволено використовувати в електрообладнанні, насамперед як рідкий діелектрик (або в сумішах рідких діелектриків).
Область застосування та властивості ПХБ
ПХБ вигідно відрізняються від трансформаторної олії високою температурою займання та негорючістю, що визначило їх широке використання в електричних апаратах, що застосовуються у різних галузях промисловості, у т.ч.розробки родовищ корисних копалин. Тому в даний час ПХБ використовуються як діелектрики в трансформаторах, трансформаторах регульованої напруги, конденсаторах і флуоресціюючих речовинах освітлювальних приладів. У США ПХБ випускалися під торговою маркою Ароклор (Aroclor), до припинення їх виробництва в 1977 р. Ароклори є фракції ПХБ з різними концентраціями хлору, що володіють різними властивостями. Найпоширеніші різновиди цієї продукції – Ароклор 1254 та Ароклор 1260. Ці продукти змішувалися з розчинниками, наприклад, із трихлорбензолом, і продавалися під торговими марками, які вказуються на пластинах із заводськими характеристиками електрообладнання, в якому присутні ПХБ. Найбільш відомі торгові марки діелектриків, що містять ПХБ - Pyranol, Inerteen, Elemex, Chlorextol та ін.
Фізичні та хімічні властивості, які визначають промислову цінність ПХБ, одночасно є згубними для довкілля. ПХБ є дуже стійкими сполуками, які не схильні до руйнування під впливом високих температур та старіння. Одного разу проникнувши в навколишнє середовище, вони залишаються в ньому протягом тривалого часу, легко циркулюючи з повітря у воду, води в грунт і назад [13]. ПХБ у десятки разів краще розчиняються у жирах, ніж у воді, тому накопичуються у жирових тканинах організмів.
Гірські підприємства та ПХБ
Гірська промисловість є галуззю, у якій найширше застосовується електрообладнання, що містить ПХБ. Використання на шахтах і рудниках електроустаткування, що містить ПХБ, було документально зафіксовано в ході перевірок, проведених за останні двадцять років Агентством з охорони навколишнього середовища США по 8-му Округу, і його можназустріти на шахтах усього світу
Слід наголосити, що електрообладнання, що містить ПХБ, може застосовуватися у вугільних, рудних та нерудних шахтах та кар'єрах, а також на ДСФ та ДОФ гірничих підприємств. Присутність ПХБ найбільш ймовірно у трансформаторах, ємностях з відпрацьованим трансформаторним маслом, конденсаторах та флуоресціюючих речовинах освітлювальних приладів. Трансформатори та конденсатори можуть розташовуватися на стаціонарних електропідстанціях або встановлюватись на рудничних вагонетках. Конденсатори, що містять ПХБ, траплялися і в електровозах. На вугільних шахтах конденсатори часто використовують у пересувних трансформаторних підстанціях з розподільними пристроями. Відповідно до встановлених Правил це обладнання повинно маркуватися знаками (наклейками) ПХБ, якщо воно містить 500 одиниць на мільйон (0.05%) і більше цих речовин і іменуватися як «ПХБ-трансформатори, що містять, і конденсатори».
Залежно від співвідношення витрат на вилучення та ефективності повторного використання обладнання при ліквідації шахт часто під землею залишається гірничо-шахтне, гірничо-транспортне, підйомне або електричне обладнання. За даними фахівців гірничої промисловості дуже велику кількість електрообладнання, що містить ПХБ, залишили під землею ще до прийняття Правил, що регламентують використання та розміщення ПХБ [14].
Тут особливо слід виділити шахти, оскільки кинуте під землею електроустаткування, що містить ПХБ, може стати причиною забруднення підземних вод, що негативно впливає на навколишнє середовище.
Загальновідомо, що більшість закритих шахт затоплюють і обрушуються. При цьому залишене електрообладнання зазнає корозії під впливом кислих шахтних вод та/або будепросто зруйновано, розчавлено тощо. Крім того, гірські роботи призводять до утворення великих масивів з високим ступенем тріщинуватості. Тріщини створюють додаткові канали, якими підземні шахтні води, що містять рідкі діелектрики, що випускаються під торговою маркою ПХБ, з порушених ділянок можуть просочуватися крізь породи всього шахтного простору та за його межі. Гідрологи не можуть прогнозувати характер руху ґрунтових та шахтних вод по тріщинах та коефіцієнти їх розведення [15]. У будь-якому випадку ґрунтові води та відкриті джерела води можуть зазнати забруднення і становити небезпеку для навколишнього середовища [16, 17].
Слід мати на увазі, що ПХБ – не єдині штучні хімічні речовини, що застосовуються під землею, та використання яких регулюється встановленими Правилами. Існують інші речовини, витік яких може становити загрозу для навколишнього середовища. Підземні ремонтні служби можуть використовувати розчинники для очищення та знежирення обладнання, наприклад, трихлоретан та метиленхлорид. Розміщення цих розчинників регулюється Законом про охорону та відновлення ресурсів (RCRA) США, який регламентує виробництво, обіг та розміщення небезпечних відходів, за винятком ПХБ. Витік цих розчинників може по-своєму становити загрозу забруднення підземних та ґрунтових вод. Крім того, пролиті розчинники можуть викликати мобілізацію ПХБ, прискоривши, таким чином, перенесення цих речовин та їх попадання у ґрунтові та підземні води та відкриті водні джерела. Деякі шахти організують власні сміттєзвалища та склади металобрухту, в яких складуються і ПХБ та розчинники, розміщення яких регулюється Законом RCRA.
Проведення інспекцій
8-й Округ Агентства з охорони навколишнього середовищавключає шість штатів: Колорадо, Монтана, Північна та Південна Дакота, Юта та Вайомінг. У цьому районі зосереджено велику кількість вугільних шахт країни. Досвід роботи у 8-му Окрузі може бути свого роду індикатором для інших організацій та інших країн із розвиненою гірничою промисловістю. Програма інспектування шахт 8-го Округу розпочалася у 1978 р. з оприлюднення Правил щодо ПХБ. У межах Округу за останні 20 років було проінспектовано 75 шахт та висунуто понад 30 офіційних позовів виконавчої влади про стягнення штрафів за порушення Правил використання та розміщення ПХБ. На 44% проінспектованих шахт було допущено порушення цих Правил.
Перевірки проводилися, переважно, у підземних виробках шахт, т.к. існувала потенційна небезпека того, що електроустаткування, що містить ПХБ, буде залишено під землею, і станеться забруднення підземних та ґрунтових вод. Тому більшість адміністративних звинувачень торкнулася саме шахт.
Щоразу, коли інспектори з'являлися в будь-якому районі, де до цього Агентство з охорони навколишнього середовища не забезпечувало заходів примусу до виконання Правил, що стосуються ПХБ, вони стикалися з відсутністю розуміння небезпеки та незнанням цих Правил. Вони також виявляли відсутність такого розуміння іншими урядовими організаціями, які мають певні повноваження. У ході інспекцій було виявлено електроустаткування, що містить ПХБ, у драглайнах на вугільних кар'єрах, у мехлопатах на рудних кар'єрах, а також на складі металобрухту у трансформаторах та конденсаторах, призначених для утилізації. Їх також знаходили у шахтних підстанціях, насосних станціях, комплектних трансформаторних підстанціях із розподільчими пристроями та в електровозах. Електроустаткування,що містить ПХБ, було також виявлено на збагачувальних фабриках, плавильних печах, в установках рафінування металів, дробильних відділеннях і перевантажувальних пунктах. Представники Агентства з 8-го Округу впевнені, що якщо Управління техніки безпеки та охорони праці в гірничій промисловості (MSHA) вважає, що шахти безпечні для здоров'я шахтарів, то вони безпечніші для відвідування їх інспекторами Агентства з охорони навколишнього середовища. Для гарантії повної безпеки перевіряльників інспектувалися переважно лише діючі та законсервовані підприємства. Головна мета інспекції – забезпечити примусове виконання встановлених Правил та запобігти випадкам залишення під землею обладнання, що містить ПХБ. Закриті шахти не інспектувалися через їхню недоступність (затоплені, обвалені), небезпеку обвалів тощо. загроз здоров'ю та життю людей. Перевірки підтвердили, що основна небезпека забруднення шахтних вод ПХБ у майбутньому виходитиме від кинутого під землею електроустаткування, яке його містить. Інспекційна програма могла б запобігти випадкам залишення обладнання під землею в майбутньому.
Поводження з обладнанням, що містить ПХБ
Першочерговим завданням є інвентаризація всього електрообладнання щодо суворого позначення, обліку кількості та місця знаходження устаткування, що містить ПХБ. Обладнання повинно бути марковане таким чином, щоб його легко можна було дізнатися, воно повинно мати відповідний захист, і в жодному разі не можна допускати недбалості під час його розміщення та утилізації.
Велике значення має письмова звітність. Залежно від наявності фінансових коштів, другою за важливістю завданням є заміна такого обладнання та його розміщення у місцях безпечного зберіганнявідповідно до Правил.
Третім завданням є розміщення та поховання. При прийнятті рішень щодо вибору місць зберігання та розміщення обладнання надзвичайно важливо мати на увазі ту небезпеку, яка пов'язана з ПХБ, та тривалість існування цих речовин у навколишньому середовищі. Спалювання на відкритому повітрі може призвести до перетворення ПХБ на діоксини – ще більш небезпечні отрути. Поховання діелектриків, що містять ПХБ, у землі може призвести до забруднення ґрунтових та підземних вод. Розміщення діелектриків, що містять ПХБ, потребує застосування спеціальних прийомів нейтралізації, які можуть забезпечити руйнування ПХБ молекули. У деяких країнах відсутні відповідні можливості для їхнього поховання, тому необхідно буде забезпечити їхнє тривале зберігання.
Висновок
Враховуючи величезну протяжність виробок великих шахт можна зробити очевидний висновок про те, що існує можливість незаконного та неправильного розміщення небезпечних відходів у них, і так, що ці відходи навряд чи будь-коли можуть бути виявлені. На багатьох шахтах, незалежно від їхньої величини, є такі можливості. І лише поточні перевірки підземних гірничих підприємств урядовими організаціями, до компетенції яких належить контроль ПХБ, могли б запобігти залишенню такого обладнання під землею. Не існує жодних міркувань безпеки, які б завадити проведенню таких перевірок. У цій справі необхідно використовувати методи і просвітництва, і примусу. Скрізь, де проводяться заходи щодо очищення та екологічної реабілітації територій, слід розглядати та тестувати можливість присутності ПХБ.