Назад к списку

Загрязнение диоксинами в окрестностях мусоросжигающего завода

Загрязнение диоксинами в окрестностях мусоросжигающего завода
https://rsbor-msk.ru/201...


АННОТАЦИЯ 

 В 2011 году на севере Нидерландов, в окрестностях Харлингена была введена в эксплуатацию установка для сжигания промышленных отходов. Жители региона обеспокоены тем, что потенциальные выбросы диоксинов могут негативным образом сказываться на их здоровье. 

В настоящем исследовании приведено сравнение относительной достоверности и надёжности четырёх методов пробоотбора, осуществляемых с целью количественной оценки уровней возможного загрязнения вокруг мусоросжигательной установки: сопоставление краткосрочного и долгосрочного изокинетического пробоотбора дымового газа, пространственный отбор проб фитомассы травянистых растений и новейший метод, разработанный ToxicoWatch Foundation, основанный на локальных смешанных пробах десяти яиц от домашних куриц местных подворий (уровень загрязнения локальных территорий, усреднённый по аккумулирующим биологическим объектам). 

По результатам выполненного на основе последнего подхода нового аналитического биотестирования, DR CALUX®, на 15 участках около порта Харлингена было показано отчётливое превышение пороговых значений диоксинов на прилегающих к мусоросжигательной установке территориях.

В настоящее время уполномоченными госорганами регламентирован лишь краткосрочный отбор проб дымового газа, вследствие чего в нормальных эксплуатационных условиях мусоросжигательная установка соответствует установленным нормам выбросов. В то же время такая схема краткосрочного пробоотбора имеет серьёзные изъяны, поскольку она предусматривает один 12-часовой непрерывный отбор проб в год, что является серьёзным нарушением пробоотбора во временной области. В полную противоположность этим данным, при непрерывном долгосрочном пробоотборе дымового газа во время состояний с нестабильными условиями сжигания было определено существенное превышение выбросов диоксинов. 


Содержание конгенеров диоксинов в пробах дымового газа, отобранных долгосрочным методом, сходно по значениям с содержанием конгенеров диоксинов в яйцах домашних куриц и пробах фитомассы травянистых растений, что является свидетельством того, что превышение диоксинов объясняется выбросами мусоросжигательной установки. Данные результаты обязывают проводить непрерывный долгосрочный пробоотбор во всех источниках, где осуществляется схожая высокотемпературная обработка и имеют место выбросы дымового газа. Яйца домашних куриц — широко распространённый в регионе пример аккумулирующих биообъектов в деревенских и сельскохозяйственных районах, актуальный для мониторинга выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Были выявлены любопытные зависимости между данным типом пробоотборных биосенсоров и определенными особенностями биотеста DR CALUX®, которые хотя и довольно далеки от стандартного контекста, тем не менее могут быть вполне обоснованы с точки зрения Теории Пробоотбора. 

Мы отважились распутать сложные взаимодействия между достоверными и недостоверными ошибками пробоотбора и невероятно запутанными аналитическими аспектами, связанными с мониторингом и отслеживанием источников с использованием аккумулирующих биосенсоров. Данная работа — лишь первая беглая попытка, показывающая необходимость определения для данного метода общей суммарной погрешности при пробоотборе и концепции общей аналитической погрешности. 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Использование яиц домашних куриц для оценки уровня загрязнения окружающей средыВ работе Kijlstra, Traag and Hoogenboom (2006) были установлены корреляции между уровнем загрязнения диоксинами и размерами стаи на коммерческих птицефермах. Также исследования датских ученых Sørensen et al (2013) показали большее количество образцов с уровнем диоксинов, превышающим пороговые значения, в случаях, когда размер стаи был меньше. Kijlstra, Traag and Hoogenboom объясняют связь между размером стаи и сниженным уровнем загрязнения диоксинов следующими соображениями: чем больше по размеру стая, тем меньше птицы гуляют вне помещения и, таким образом, меньше контактируют с загрязненной окружающей средой.Вследствие этого курицы (и их яйца) представляют собой сложные «активно отбирающие агенты» (сенсоры), но при этом потенциально превосходные виды-индикаторы загрязнения почвы. Загрязнение диоксинами биологических объектов в окрестностях мусоросжигательной установки в Харлингене: Яйца домашних курицРезультаты показывают весьма систематические закономерности загрязнения диоксинами в окрестностях мусоросжигательной установки. 

В районе Харлингена все пробы в пределах радиуса 2 км (n = 11) были выше действующего порога тестирования методом DR CALUX®,установленного на уровне 1.7 пг суммарного биоаналитического эквивалента (БЭ)/г жира ПХДД/Ф и выше предельного уровня 3.3 пг БЭ/г жира.Химические анализы подтвердили превышение предельно допустимых значений в яйцах домашних куриц: уровень диоксинов и диоксиноподобных ПХБ возрастал по мере приближения к месторасположению мусоросжигательной печи.Помимо этого яйца домашних куриц в других районах Нидерландов имели тенденцию к повышенному содержанию диоксинов, заостряя тем самым внимание на риске потребления яиц домашних куриц в целом. Потребителям таких яиц следует сознавать, что «био» не обязательно означает «менее токсичный». РастительностьВ 2014 году повышенное депонирование диоксинов (1.2 пг суммарного токсического эквивалента (ТЭ)/г фитомассы) было измерено около мусоросжигательной установки. В 2015 году в 67% образцов фитомассы показатели превышали 0.75 пг ТЭ/г, максимально допустимый уровень диоксинов в корме для скота.В окрестностях печи содержание диоксинов в 2-4 раза превышало содержание на контрольных участках. В 2015 году все пробы фитомассы в окрестностях печи имели превышение в 3 раза по сравнению с контрольными участками. Это поразительные результаты, поскольку возраст отобранной фитомассы было всего около 6 недель (с 28 октября не было выпаса овец, трава было скошена и убрана). 

Несовершенство существующей методики оценки выбросов диоксинов контролирующими государственными органами:Печь для сжигания отходов с целью получения энергии в Харлингене была построена в 2011 году и была представлена, как самая современная высокотехнологичная установка в Нидерландах. Были выданы разрешения на выбросы диоксинов в размере 0.01 нг ТЭ/ Нм3, в 10 раз ниже, чем европейские стандарты.Хотя сегодняшние выбросы диоксинов от городских мусоросжигательных установок намного ниже, чем в 20 веке, есть документальные подтверждения высоких выбросов диоксинов при временных производственных процессах, таких как перезапуски и неисправности. 

Долгосрочный пробоотбор — гораздо более эффективный анализ, чем любой из вариантов краткосрочного измерения.Неполадки при сжигании с высоким риском выбросов не включаются в официально установленные краткосрочные измерения. Одна единственная неисправность, буквально в течение 2 часов, могла стать причиной превышения годовых разрешённых выбросов диоксинов в 2 раза в выражении ТЭ, а концентрации ПХД/Ф до 1000 раз превышали соответствующие показатели при нормальной работе установки. Необходимость включения дПХБ и прочих стойких органических загрязнителей в перечень загрязняющих веществ, контролируемых на государственном уровне: 

В литературе (Weber et al, 2014) участие диоксиноподобных ПХБ (дПХБ) в суммарном ТЭ дымового газа составляет всего лишь 3%. Мусоросжигательная установка Харлингена демонстрирует гораздо более высокое содержание дПХБ в общей концентрации ПХДД/Ф/дПХБ в дымовом газе (33%), а на долю копланарных ПХБ 126 приходится дополнительные 10% суммарного ТЭ. Мусоросжигательная установка Харлингена производит от 10 до 15% ТЭ ПХБ даже в период нормальных условий работы (n = 15).Несмотря на то, что дПХБ не включены в регулирование диоксинов Евросоюзом, результаты долгосрочного пробоотбора показали участие дПХБ, которое может быть существенным. Отсутствие учёта вклада ПХБ (и даже прочих СОЗ) при расчёте суммарного ТЭ — фундаментальная ошибка контроля. Это выявляет необходимость пересмотра регулирования стойких органических загрязнителей (СОЗ). Исключение СОЗ из системы современного мониторинга сжигания отходов может обернуться серьёзной проблемой. 

 Содержание полибромированных или смешанных галогендиоксинов и фуранов (ПБДД/Ф и ПГДД/Ф) до сих пор не регулируется в продуктах питания, осадках сточных вод, почвах и дымовом газе печей. Из-за возрастающей массы прекурсоров ПБДД/Ф (ПБДЭ и прочих бромированных ароматических соединений) и увеличивающейся термической обработки (сжигания) огнестойких отходов, необходимо дать оценку этих веществ для возможного учета при разработке регулирующей документации вследствие их вклада в суммарное токсическое воздействие диоксиноподобных соединений. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящего исследования показывают, что смешанные пробы, полученные из яиц домашних куриц индивидуальных хозяйств, являются высокочувствительными аналитическими биомаркерами в случае диоксинов и полихлорированных бифенилов (ПХБ). Это также подтверждено другими публикациями, посвященными вопросу загрязнения в окрестностях потенциальных источников (рабочей территории порта, мусоросжигательной установки, полигона с отходами).

В конкретном случае мусоросжигательной печи в Харлингене, травянистые растения также могут быть использованы в качестве варианта биомаркера как отображение накопления диоксинов на небольших расстояниях в результате особенностей такой установки (короткая дымовая труба, ветряные мельницы, осаждение дыма вдоль береговой линии).Подробные образцы конгенеров из дымового газа в точности совпадают с образцами, полученными из яиц и растений, что является неоспоримым доказательством при распознавании источников загрязнения. Обнаружение яиц домашних куриц с высокой степенью загрязнения и соответствующих образцов конгенеров указывает на мусоросжигательную установку, как на наиболее вероятный источник.Долгосрочный пробоотбор — гораздо более эффективный анализ, чем любой из вариантов краткосрочного измерения. В нормальных условиях эксплуатации мусоросжигательная установка соответствует установленным нормативам выбросов, однако многочисленные ненадлежащие перезапуски, остановки и неполадки в системе контроля загрязнения воздуха по сути превращает мусоросжигательную печь в серьёзный источник ПХДД, ПХДФ, дПХБ, бромированных и фторсодержащих соединений.Нежелание публиковать данные фактически измеренных критических температур также представляется противоречащим международным соглашениям Орхусской Конвенции (EC 2003/4/EC) и Стокгольмской Конвенции (EC 850/2004). 

 Данной работой мы призываем мировое научное сообщество объединить усилия и найти пути решения существующих серьезных проблем загрязнения. Большое количество различных научных областей требуют точного взаимодействия: биология, птицеводство, аналитическая химия в целом и современные методы исследования диоксинов в частности – наряду с Теорией Пробоотбора.Перспективным и убедительным в этом случае является то, что один из решающих факторов успеха — возможность привлечения принципов Теории Пробоотбора для анализа и исправления принципиально нового аналитического метода, использованного здесь: смешанные точечные пробы, полученные из 10 (20) яиц от куриц индивидуальных хозяйств (домашних подворий или иного содержания), находящихся на свободном выгуле. 

Данная статья всего лишь первая попытка обозначить рамки общей суммарной погрешности при пробоотборе и непростую концепцию общей аналитической погрешности. Остаётся еще много интересных вопросов, в особенности взаимодействие запутанной концепции общей аналитической погрешности с более привычными Теорией Пробоотбора и поиском Погрешностей Измерения (Esbensen and Wagner, 2014).