Изучение экологических последствий использования пестицидов

У сфері поводження з промисловими та побутовими відходами впроваджувались заходи щодо скорочення обсягів накопичених відходів, обмеження їх утворення, переробки та екологічно безпечного видалення.

Станом на 01.09.2009 інвентаризація промислових відходів, що базується на принципах екологічного аудиту, проведена на 206 підприємствах області.

Офіційно в області тверді побутові відходи розміщуються на 325 міських, сільських, селищних полігонах та звалищах твердих побутових відходів (ТПВ) загальною площею 281,7 га. У кожному з 18-ти центрів області існує полігон твердих побутових відходів, а у м. Конотоп, м. Суми та м. Шостка по 2 полігони - діючий та закритий. З серпня 2007р. введено в експлуатацію новий полігон ТПВ м. Суми, який розташований на території Великобобрицької сільської ради Краснопільського району, розрахунковий термін експлуатації - 9 років.

Окрему групу токсичних відходів становлять непридатні та заборонені до використання пестициди, в серпні 2008р. завершена інвентаризація місць накопичення НЗП. За її результатами станом на 01.10.2008 в області налічується 2749,457 тонн НЗП, місць їх зберігання - 277, з них 158-у незадовільному стані.

На проведення перезатарювання та знешкодження пестицидів  з обласного фонду охорони навколишнього природного середовища виділені кошти в сумі 980 тис. грн..

На виконання розпорядження голови обласної державної адміністрації від 18.08.2004 №328 «Про реалізацію системи поводження з непридатними та забороненими до використання пестицидами» (далі НЗП) державне управління охорони навколишнього природного середовища в Сумській області інформує про наступне. [18]

Кошторисом видатків обласного фонду охорони навколишнього природного середовища на 2008 рік передбачено фінансування заходів на перезатарювання НЗП 300,0 тис. гри., на знешкодження НЗП 680,0 тис. грн. Станом на 20.12.2008 кошти використані в повному обсязі. З обласного фонду охорони навколишнього природного середовища в Сумській області було додатково виділено - 24,329 тис. грн. на перезатарювання 6,091 т НЗП в Жихівській сільській раді Середино-Будського району. Крім того, за бюджетні кошти були проведені роботи по знешкодженню 3,196 т НЗП у Сумському районі.

     За даними Головної державної інспекції захисту рослин Мінагрополітики України надходження засобів захисту рослин (ЗЗР) в Україну коливалось за різними періодами у досить широких межах: 200 - 192 тис тонн за період з 1965 по 1969 pp., у 1971 році було падіння до 92 тис тонн з подальшим відновленням надходжень у 1985 році до рівня 1965 року. Починаючи з 1985 року склалася стала тенденція зменшення надходжень ЗЗР в Україну з 195 тис тонн до стабілізації на piвні 19- 20 тис тонн з 1999 року до теперішнього часу.

     Період 1971-1990 pp. характеризується послідовним впровадженням у практику задекларованих у шістдесятих роках заборон i обмежень щодо стійких хлорорганічних пестицидів.

     Заборона застосування зазначених пестицидів призвела до накопичення їx залишків на складах та в господарствах України.

     До 1995 року Україна була виробником та експортером тільки одного пестициду, віднесеного до групи СОЗ, а саме ДДТ, з 1986 року його виробництво в Україні було припинено.

     Найбільша кількість накопичених НП ( Таблиця 4) зосереджено у таких регіонах:

  Таблиця 4 – Райони, в яких найбільша кількість НП

     Станом на 31.03.06 р., кількість накопичених в України речовин, що підпадають під вимоги поводження з ними як із СОЗ, варто вважати 31689,2 тонн. Розподіл непридатних та заборонених до застосування пестицидів (НП) разом з невизначеними (НВП), а також промислових відходів, віднесених до СОЗ, в адміністративному розрізі за результатами інвентаризації.

     До цього часу роботи здійснювалися фактично за однією схемою - перезатарювання непридатних пестицидів у безпечні контейнери в місцях їхнього збереження (Додаток В), перевезення цих контейнерів на спеціально підготовлені неподалік площадки. Таким способом ізольовано в контейнери понад 5,0 тис. тонн непридатних пестицидів, у т.ч. в полімерні (близько 3000 тонн) i залізобетонні (понад 2000 тонн) контейнери.

     На сьогоднішній день в Україні на промисловому piвні працює лише одна ліцензійна технологічна установка по знищенню НП на підприємстві ТОВ "ЕЛГА" в м. Шостка Сумської області, потужністю 750 т на рік.

     Ці токсичні відходи небезпечні для здоров'я населення і загрожують довкіллю, перш за все, тому, що умови їх зберігання, найчастіше, не відповідають існуючим стандартам. Незадовільні умови зберігання призводять до того, що токсичні пестициди потрапляють до навколишнього середовища, в тому числі до водних джерел і повітря, в результаті чого виникає ризик отруєння для людей і тварин. Для захисту від цих небезпечних речовин потрібно вжити негайних заходів. З метою уникнути забруднення довкілля та захистити здоров'я населення, пестициди повинні зберігатися в спеціальних безпечних складських приміщеннях, де систематично проводиться екологічний контроль.

     Україна завжди була країною з розвинутим сільським господарством. Це передбачало централізоване постачання значних обсягів добрив та пестицидів в український аграрний сектор, особливо за часи Радянського Союзу.
      Більш 20 років серед пестицидів, які використовувались в Україні, перевага надавалась тим, що мали в своєму складі найбільш стійкі для довкілля компонента (наприклад, ДДТ та гама-гексан). Вони найбільш ефективно впливали на підвищення врожаїв, але в той же час були надзвичайно небезпечні для людини те екології. Сьогодні більшість пестицидів цього типу заборонені, тим паче, що при сучасній техніці сівозміни потреба в хімікатах зменшилася. [8,14]

     Заборонені пестициди, разом з непридатними до використання, тими, ще втратили маркірування, або використання яких було обмежено, почали у великій кількості накопичуватись на складах. Ці отрутохімікати зберігаються по всій країні з середини 60-х років. За офіційними даними їх загальна кількість в Україні складає близько 15 000 тон, але реальні обсяги, і це широко визнається, набагато більші. Дослідження свідчать, що обсяги накопичених пестицидів складають 22 000 тон, і навіть більше.

2.2.           Види знищення пестицидів.

       Найкращим довгостроковим рішенням проблеми непридатних пестицидів є їх знищення. Один з найдешевших та найбільш розповсюджених шляхів знищення пестицидів - спалювання з отриманням енергії. Спалювання пестицидів в спеціальних, призначених для цієї цілі печах, оснащених системами видалення небезпечних речовин та сучасним обладнанням для очищення димових газів, являється усіма визнаним методом знешкодження пестицидів. Звичайно, процес спалювання та викиди мають бути під постійним наглядом, належним управлінням та контролем. Можна обміркувати і відмінні від знищення шляхи, такі як процес гідрогенізації.
     Сьогодні в Україні не існує адекватних споруд та обладнання для безпечного спалювання пестицидів і, можливо, пройде ще декілька років, перш ніж такі споруди і обладнання будуть введені в експлуатацію. Таким чином, безпечне зберігання в надійних контейнерах, в добре обладнаних складських приміщеннях, є можливим рішенням на короткострокову та середньо-строкову перспективу, доки український уряд не знайде безпечного довгострокового рішення цієї проблеми.

     Також можна утилізувати. Під утилізацією мається на увазі переробка промислових відходів у корисні сировинні матеріали та енергію. Наприклад, теплота, що виділяється при спалюванні небезпечних відходів, може бути використана для створення пари, що приводить у рух генератор електроенергії. Також для утилізації твердих органічних відходів, у тому числі і пестицидів, в даний час широко використовуються або високотемпературні процеси: спалювання (контактна або безконтактне), піроліз, плазмовий метод, або рідиннофазної окислення. До недоліків високотемпературних процесів можна віднести можливість утворення токсичних вторинних продуктів знешкодження, а також ускладнення при детоксикації сумішей відходів невідомого складу. Крім того, необхідність знешкодження небезпечних відходів у місцях, віддалених від їх утворення, створює серйозну проблему транспортування пестицидів, пов'язану з потенційною загрозою для навколишнього середовища, тому по можливості відходи доцільно знищувати безпосередньо в місцях створення і поховання.

         Вищесказане підтверджує актуальність і важливість робіт з пошуку нових способів знешкодження (знищення) пестицидних препаратів органічної природи.      

       Теоретично шляхом утилізаційної переробки можна було б видаляти всі шкідливі промислові відходи. Насправді, однак, знадобляться десятиліття для того, щоб тільки наблизитися до реалізації цієї мети, оскільки в проектах більшості заводів не передбачається утилізація відходів і немає налагоджених процесів переробки. Тим не менше деякі хімічні підприємства вже переробляють частину своїх шкідливих відходів.

    Для досягнення поставленої мети в роботі були сформульовані наступні завдання: 1. провести аналіз недоліків існуючих методів знешкодження високотоксичних пестицидних препаратів, на підставі якого обгрунтувати вибір одного з перспективних напрямків знищення подібних відходів - окислення; 2. розробити новий окислювальний спосіб знешкодження органічних пестицидів різного хімічного будівлі в середовищі електрохімічно генерованої окислювача; 3. досліджувати вплив основних технологічних параметрів (концентрація електроліту, щільність струму, температура) на процес окислення, на прикладі модельного з'єднання - фенолу; 4. вивчити шляхи протікання реакцій окиснення досліджуваних органічних сполук у середовищі електрохімічно генерованої окислювача; 5. розробити технологічну схему знешкодження органічних пестицидів, провести вибір конструкцій і матеріалів основного і допоміжного обладнання.

      Наукова новизна представленої роботи полягає в наступному: 1. Запропоновано новий оригінальний спосіб знешкодження органічних пестицидів, що полягає у суміщенні електрохімічного синтезу комплексу окислювачів з одночасним впливом його на органічні сполуки різної будови. 2. Виявлено основні закономірності процесу знешкодження та визначено вплив різних чинників на швидкість окислення фенолу. 3. Встановлено, що деструкція органічних пестицидів з різним хімічним будовою відбувається під впливом комплексу окислювачів дослідженими природи (Н2О2, EbS ^ Og, H2SO5, O3), а також за рахунок електрохімічних процесів окислення і відновлення. 4. Отримано формальнокінетіческіе і спектрофотометричні дані реакції окислення фенолу, що свідчать про те, що при дії на фенол синтезованих комплексом окислювачів (Н2О2, H2S2O8, H2SO5, Оз), реакція протікає за звичайною схемою, ускладнюється анодним утворенням поліконденсаціонних смол при багаторазовому використанні електроліту.

       Практична значимість. Проблема утилізації та зберігання твердих промислових відходів в країні перебуває в критичному стані. Основними причинами низького рівня переробки відходів є відсутність правового акту по відходах виробництва та споживання і відсутність зацікавленості підприємств в переробці відходів власного виробництва [7]. Однак, при виробництві будь-якої речовини, тим більше, органічного, необхідно передбачати технологію з видалення даної речовини або його проміжних продуктів.

       Пропонований спосіб знешкодження органічних пестицидів дозволяє здійснювати одночасно декілька процесів - це синтез окислювальної системи, окислення органічних фрагментів в об'ємі розчину, на аноді, а так само відновлення деяких груп на катоді.

       Даний метод застосовується для більшості органічних сполук, так як їх загальною властивістю є здатність окислюватися до СО та НО. Використання розробляється способу можливо для знешкодження промислових відходів підприємств з виробництва пестицидів, бойових отруйних речовин, лікарських субстанцій, а також на об'єктах зберігання та застосування подібних токсикантів, так як основна частина їх здатна піддаватися глибокої деструкції під впливом сильних окисників.