<<
>>

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ РТУТЬЮ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Ртуть среди прочих элементов-металлов является ярким примером подтверждения пророческого высказывания В. И. Вернадского о том, что человек распространяет свое влияние на все химические элементы. Он изменяет геохимическую историю всех металлов.

С дальнейшим развитием цивилизации влияние этих процессов должно все возрастать, миграция атомов на биогенном базисе будет все больше расширяться (26, т.1].

Характеристику загрязнения ртутью внешней среды целесообразно начать с перечисления важнейших производств и технологических процессов, связанных с использованием ртути. Последние в силу большой испаряемости ртути почти при любой температуре представляли не только осознанную в начале XVII в. опасность для работающих со ртутью, но и длительное время неосознаваемую опасность их для окружения. Первую попытку представить перечень профессий лиц, работающих со ртутью, и охарактеризовать условия их труда предпринял основоположник профессиональной медицины Б. Рамаццини. В его списке — горнорабочие, позолотчики, химики, фармацевты, живописцы.

Естественно, что развитие техники и технологии привело к тому, что сегодня перечень Б. Рамаццини имеет только познавательное значение.

В первой четверти XX в. список наиболее важных с гигиенической точки зрения ртутных производств включал добычу руды, плавление ее в печах, производство физических приборов, извлечение золота и серебра, производство ртутных химических препаратов, зеркальное производство, обработку заячьих шкурок, производство фетра. Профессиональные ртутные отравления возможны практически всюду, где приходится иметь дело со ртутью, т. е. при добыче и обработке ртутной руды, в производстве и при различных видах применения металла.

В целом в течение небольшого отрезка времени (последняя четверть XIX — первая половина XX в.) ртуть завоевывала себе все новые сферы применения. Так, если в конце прошлого и начале нынешнего столетий насчитывали около 30 производств, в которых возможно было возникновение ртутных интоксикаций, то уже в первой четверти XX в. их число превысило 40, а в середине пятидесятых годов сообщалось о наличии свыше 80 профессий, связанных с возможностью длительного контакта рабочих со ртутью.

На основании анализа результатов периодических медицинских осмотров лиц, работающих со ртутью и ее соединениями, к числу важнейших производств и процессов, связанных с опасностью токсического воздействия ртути и ее соединений, должны быть отнесены следующие:

1) добыча ртутных руд и их пирометаллургическая переработка;

2) розлив, фильтрация, очистка и транспортировка металлической ртути;

3) производство приборов с ртутным заполнением (термометров, манометров, насосов, различных измерительных электротехнических приборов, контактов, выпрямителей и т. п.);

4) производство вакуумных приборов (электрических ламп накаливания, кварцевых ламп, ртутно-аргонных, рентгеновских трубок, радиоламп и т. п.);

5) производство фармацевтических препаратов (сулема, каломель, оксиды ртути, салерган, салицилат ртути, цианид ртути (II), новазурол и др.);

6) производство гремучей ртути и пиротехнических изделий из нее;

7) извлечение благородных металлов из руд, сплавов, цветного лома и отходов, прочие методы амальгамирования;

8) электролитическое производство с использованием ртути в качестве катода (производство хлора и каустической соды);

9) применение ртути и ее соединений в качестве катализаторов при различных химических процессах;

10) производство органических ртутьсодержащих соединений, в том числе пестицидов.

Со временем перечень важнейших опасных по ртути производств изменяется. Так, ушло в историю примене

ние нитрата ртути (II) в производстве фетра, сулемы— для антисептирования древесины, дезинфекции и обработки рук медицинского персонала, металлической ртути — для золочения и т. п. Напротив, относительно недавно соединения ртути стали применяться в качестве катализаторов, для борьбы с плесенью в производстве бумаги и т. д. В качестве иллюстрации приведем результаты исследования, предпринятого в производстве вискозного волокна [68].

Современная технология вискозного производства включает ряд последовательных процессов, осуществляемых по поточной схеме. Нагретая до 48—50 °С рабочая щелочь вступает во взаимодействие с мелко измельченной целлюлозой — происходит процесс мерсеризации. Избыток щелочи отжимается валками машин непрерывной мерсеризации и возвращается в технологический процесс, а алкалицеллюлоза в виде массы, содержащей 16—17 % щелочи, 28—31 % целлюлозы и 52—57 % воды, после 36-часового «созревания» обрабатывается сероуглеродом — происходит процесс ксантогенирования. Образующееся при этом новое вещество — ксантогенат целлюлозы — в отличие от алкалицеллюлозы растворимо в воде и слабых щелочах, что позволяет использовать его для получения коллоидного раствора — вискозы. Вискоза очищается на фильтрах от посторонних примесей, обезвоздушивается, «созревает» и в зависимости от характера выпускаемой продукции превращается либо в волокно, либо в пленку.

Одной из особенностей технологии является то, что для мерсеризации необходима высококачественная щелочь, вырабатываемая электролитическим путем. Катодом при электролизе служит металлическая ртуть. При электролизе раствора поваренной соли примеси ртути попадают и в вырабатываемую щелочь.

Этот факт до последнего времени не был отмечен гигиенистами и абсолютно не учитывался при проектировании, оборудовании и эксплуатации комбинатов искусственного волокна. ГОСТ 2263—79 на электролитическую щелочь не регламентировал допустимые количества примесей ртути, т. е. не была предопределена необходимость проведения специальных мероприятий по профилактике ртутной «опасности». В ГОСТ 11078—78 было признано допустимым наличие 0,00125 % ртути в 100 % продукта.

Анализ состояния воздушной среды в помещениях химического цеха комбината показал наличие загрязнения парами ртути. Средние содержания их на рабочих местах аппаратчиков содовой станции, в отделениях мерсеризации и предсозревания при температуре 27— 29 °С в 4—5 раз превышали ПДК, постепенно снижаясь в отделениях темперирования до 0,03 мг/м3 и ксантогени- рования — до 0,015 мг/м3. В вискозном погребе содержания паров ртути не превышали 0,01 мг/м3.

Более высокие содержания паров ртути выявлены в местах, где щелочь или алкалицеллюлоза соприкасаются с воздухом — над баками с рабочей щелочью — 0,11 мг/м3, над баками с исходной щелочью — 0,16, над виброконвейером машины непрерывной мерсеризации — 0,10, над конвейером, по которому движется алкалицеллюлоза в отделение предсозревания, — 0,06, при переходе массы в бункер-весы отделения ксантогениро- вания .— 0,02 мг/м3.

Таким образом, основные технологические этапы получения вискозы сопровождаются интенсивным выделением паров ртути и загрязнением ими воздуха рабочей зоны. Снижение содержания ртутных паров по ходу технологического процесса как у мест выделения, так и в воздухе рабочей зоны, возможно, связано с тем, что основная масса ртути, содержащаяся в алкалицеллюлозе, испаряется при высокой температуре в отделении мерсеризации и при ее созревании. Обработанная сероуглеродом алкалицеллюлоза уже не является столь интенсивным источником паров ртути, как в начале технологического процесса. Это в определенной мере подтверждается тем, что у отверстий труб в отделениях предсозревания и темперирования, в которых алкалицеллюлоза длительно задерживается, наблюдаются наивысшие из обнаруженных содержаний ртутных паров — соответственно 0,17 и 0,20 мг/м3. Снижение содержания паров ртути в отделении ксантогенирования и на последующих этапах, возможно, обусловлено тем, что обработка алкалицеллюлозы сероуглеродом приводит к связыванию ртути и выпадению в осадок ее сульфида. Кроме того, технологический процесс идет при обычной температуре и указанные помещения оборудованы общеобменной вентиляцией для ассимиляции избытков сероуглерода.

Для подтверждения предположения о том, что первоисточником паров ртути является щелочь, были проведены лабораторные анализы исходной, рабочей, оттекающей от аппарата мерсеризации и растворителыюй щелочи на наличие примесей ртути. Также была проверена возможность выделения паров ртути сырьем и промежуточными продуктами на различных этапах технологического процесса. Проверка осуществлялась следующим образом: навески материала, равные 100 мл для щелочи и 50 г для алкалицеллюлозы, помещались на 48 ч в плотно закрытые резиновыми пробками стеклянные колбы одинаковой вместимости, куда был помещен бумажный индикатор на ртуть. Учет реакции проводился на основании изменения окраски индикатора (положительная — порозовение индикатора и отрицательная — отсутствие изменения окраски) и времени начала порозовения при положительной реакции (табл. 11).

Таблица 11. Характеристика электролитической щелочи как источника паров ртути в вискозном производстве
Щелочь Содержание ртути,

%

Характер

реакции

Время изменения окраски, мин
Исходная 0,0005 — 0,0007 + 60
Рабочая 0,0002 — 0,00025 + 90
Мерсеризационная 0,0001
Растворительная ~


Из данных табл. 11 следует, что по мере прохождения щелочью отдельных этапов технологического процесса отмечается постепенное снижение содержания ртути в ней. Параллельно с этим уменьшается и способность щелочи выделять пары ртути, а следовательно, служить источником загрязнения воздуха рабочей зоны. Снижение содержания ртути в рабочем 18 %-м растворе щелочи по сравнению с исходным 50 %-м раствором обусловлено разбавлением последнего, что имеет место при приготовлении рабочих растворов. Растворительная щелочь (4 %-й раствор), кроме того, включается в процесс при обычной температуре. Снижение содержания примесей ртути в щелочи, оттекающей от аппарата непрерывной мерсеризации, является следствием того, что часть ртути адсорбируется целлюлозой, которая в силу этого становится основным источником загрязнения парами ртути производственных помещений химического цеха. Кроме того, щелочь, связанная с целлюлозой, также содержит в себе примеси ртути (табл. 12).

Таблица 12. Характеристика полупродуктов производства вискозы как источников паров ртути
Анализируемый материал Характер

реакции

Время изменения окраски, ч
Целлюлоза
Пульпа (целлюлоза -f- щелочь) + 24
Отжатая алкалицеллюлоза 4* 1
Алкалицеллюлоза, прошедшая предсозре- Слабо+ 24
ванне
Алкалицеллюлоза, прошедшая темпериро- Слабо+ 24
ванне
Вискоза


Данные табл. 12 свидетельствуют о том, что: а) целлюлоза, обработанная щелочью, приобретает способность выделять пары ртути; б) во время прохождения процесса предсозревания алкалицеллюлоза выделяет в воздух основную массу содержащейся в ней ртути; в) алкалицеллюлоза, обработанная сероуглеродом, не выделяет паров ртути в течение 48 ч экспозиции.

Таким образом, можно сделать вывод,что описанный технологический процесс и используемое оборудование не отвечают требованиям санитарного законодательства к технологическим процессам, характеризующимся выделением токсичных веществ. Так, в частности, места поступления паров ртути в воздух (баки с растворами щелочи, конвейеры алкалицеллюлозы, места ее пересылок и т. д.) не были укрыты и не оборудованы местными отсосами, имел место непосредственный контакт рабочих с сырьем и промежуточными продуктами, способными выделять пары ртути. Помещения не оборудованы механической вентиляцией, в них не предусмотрены специальные мероприятия по защите строительных конструкций, рабочей мебели и производственного оборудования от сорбции ртутных паров. Последнее привело к образованию вторичных источников загрязнения воздуха парами ртути. Лабораторными анализами установлено наличие сорбированной ртути в набеле стен содовой станции

(среднее содержание 0,07 мг/г по данным 10 анализов), кирпичной кладке стен (0,1 мг/г по 12 анализам), штукатурке стен отделения мерсеризации (0,12 мг/г по 13 анализам). Сорбированная ртуть обнаружена также в кирпичной кладке стен отделений мерсеризации и пред- созревания, в штукатурке стен отделений ксантогениро- вания, растворения и вискозного погреба, но в значительно меньших количествах, что в определенной мере соответствует и степени загрязнения воздуха указанных отделений. Вторичными источниками являются также деревянные конструктивные элементы здания и рабочая мебель.

Специфика объекта заключается еще и в том, что сорбция ртути происходит в условиях щелочной агрессии, защита против которой также не была предусмотрена. Отметим, что защита конструкций от ртути в условиях щелочной среды представляет значительную трудность и требует применения специальных материалов и особой технологии.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что щелочь, получаемая электролизом на ртутном катоде, является источником паров ртути в воздухе производственных помещений цехов вискозного производства, которые с полным основанием следует отнести к категории «опасных» по ртути.

Показательно то, что в данном случае, как и в ряде других новых технологических процессов, источником загрязнения воздуха служат относительно небольшие количества ртути, являющиеся примесями к сырью или катализаторами химических реакций. Это существенным образом изменяет наши представления о тех производствах, которые принято относить к категории «опасных» по ртути, и подтверждает мнение, что «опасные» по загрязнению ртутью окружающей среды производства многочисленны и разнообразны. Чтобы определить, какие отрасли народного хозяйства являются важнейшими потребителями ртути (и потенциально играют ведущую роль в загрязнении окружающей среды), их условно можно подразделить на группы. Структура потребления ртути развитыми капиталистическими странами примерно одинакова и существенно не отличается от представленных ниже средних значений: производство хлора и щелочи — 25 % валового потребления, производство красок — 15, систем измерений и контроля — 10, стома

тология— 3, лабораторная деятельность — 2, сельское хозяйство — 5, производство катализаторов, антикоагулянтов для целлюлозной промышленности, фармацевтическое и косметическое производство, процессы амальгамирования и производство детонаторов—20%.

В последние годы наметилась тенденция изменения отраслевой структуры потребления ртути, но тем не менее удельный вес в ней хлорщелочного производства, электро- и приборостроения, производств ядохимикатов, красок, детонаторов и фармацевтических средств остается по-прежнему высоким.

<< | >>
Источник: Коллектив авторов. Ртуть и ее соединения в окружающей среде (гигиенические и экологические аспекты) / И. М. Трахтенберг, М. Н. Коршун; Под общ. ред. И. М. Трахтенберга.— К. : Выща шк.,1990.— 232 с.. 1990
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ РТУТЬЮ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ:

  1. ФОРМЫ И МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К ФАКТОРАМ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
  2. ГЛАВА 1 Общая характеристика гемопоэза.
  3. Общая характеристика антибиотиков
  4. Общая характеристика
  5. Общая характеристика антибиотиков
  6. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
  7. Общая характеристика. Классификация
  8. Общая характеристика. Классификация
  9. Общая характеристика группы
  10. 18.1- Общая характеристика и классификация эмульсий
  11. Общая характеристика механизмов энергообразования
  12. Общая характеристика и классификация суспензий