Аналитический обзор по проблеме мусоросжигания: экологические аспекты

В последние годы (4–5 лет) увлечение мусоросжиганием, как способом уничтожения(!) отходов, стало в России у структур, уполномоченных принимать решения в области обращения с отходами, почти поветрием. «Почти» - потому, что в некоторых городах (Владимир, Кострома, Сыктывкар, Троицк, Нижний Новгород) эта идея отвергнута, однако, в 13 городах (Москва, Санкт-Петербург, Мурманск, Курск, Вологда, Смоленск, Екатеринбург, Челябинск, Казань, Черноголовка, Волгоград, Череповец, Саратов) приняты решения о строительстве мусоросжигательных заводов (МСЗ).

В основе таких решений, как правило, лежат несколько причин:
1. Желание найти простое решение проблемы отходов
2. Вера в то, что сжигание равнозначно безопасному уничтожению
3. Слепое доверие заверениям «авторитетных» поставщиков импортных МСЗ о том, что системы очистки выбросов МСЗ обеспечивают улавливание 95 % или даже 99 % вредных веществ
4. Отсутствие реальной, государственной экологической экспертизы

Другие причины можно не рассматривать в силу их относительной второстепенности. А экономическая целесообразность вообще иллюзорна. По разным оценкам сжигание мусора дороже его размещения на свалках в разы (от 2 до 10 раз в зависимости от проекта МСЗ). «Сжигатели фантастически дороги по сравнению с другими способами переработки мусора» - такая оценка была опубликована в Wall Street Journal еще в 1993 году.

Но, поскольку в России появилось много лишних денег, которые просто некуда потратить, кроме как на строительство МСЗ, не будем терять время зря, и сосредоточимся на экологических аспектах такого решения.

Итак:

1. Ни в одном проекте МСЗ не приводится полный состав образующихся после сжигания веществ, то есть материальный баланс горения. А ведь только он дает надежную и достоверную информацию о составе и количестве образующихся вредных веществ. Поэтому утверждения, что системы очистки выбросов способны улавливать 95 % или 99 % вредных веществ абсолютно голословны. В лучшем случае они выдают желаемое за действительное. В реальности количество тревожных сообщений о поступлении в атмосферу и другие среды опасных веществ в районах расположения МСЗ растет, так же как и темп роста заболеваемости в самых опасных классах болезней. Доказательной базы обратного, к сожалению, не существует.

2. Ни в одном проекте МСЗ не делается сравнение всех выбросов, сбросов и остатков при сжигании отходов и при размещении их на свалках (полигонах). Даже поверхностный сравнительный анализ дает следующий результат: при сжигании образуются целые классы чрезвычайно опасных веществ – полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), диоксины – смесь полихлордибензо-пара-диоксинов (ПХДД) и полихлордибензофуранов (ПХДФ), которые не образуются и не выделяются при хранении отходов на свалках (аварийные ситуации мы не рассматриваем, но надо иметь ввиду, что при их возникновении МСЗ становятся еще более опасными).

Для справки:

ПАУ насчитывают десятки видов, из которых 13 – опаснейшие канцерогены сами по себе, а 5 - соканцерогенны с другими соединениями (см. табл.1). МСЗ являются буквально реакторами ПАУ, которые выбрасываются в атмосферный воздух и частично остаются в шлаке.

Диоксины – это вещества группы «суперэкотоксикантов», сильнейшие канцерогены, мутагены и иммунодеструкторы, короли токсичности и бесспорные разрушители всего живого. Диоксины пропитывают среды вокруг МСЗ, поскольку их адсорбционная способность огромна. Голландские исследования показали, что даже на расстоянии 24 км от МСЗ хорошо прослеживается диоксиновое загрязнение. Финны в обязательном порядке (по государственной программе) проверяют коровье молоко на содержание ПАУ и диоксинов даже в северных районах, за сотни километров от возможных источников выбросов (см. табл. 2, 3).

3. Ни в одном проекте МСЗ не рассматривается реальная обстановка при рутинной, ежедневной работе завода, проектировщики исходят из теоретических предпосылок по составу мусора, по технологии горения, по очистке. В действительности все происходит гораздо хуже, чем предполагается в проекте – разделение мусора далеко не полное, технология горения далека от идеальной, система очистки совершенно не соответствует заявленным результатам. Например так, как описывает Neil Carman, 12 лет проработавший инспектором по МСЗ в США: испытания сжигателей (Trial Burns) не дают реальную картину, так как, во-первых, вместо сложных смесей, включающих полихлорированные соединения, обычно в сжигаемую смесь добавляют только четыреххлористый углерод; во-вторых, сжигатель во время испытания работает в идеализированных условиях (то есть показуха); в-третьих, всегда наблюдается так называемый «гистерезис» - явление, состоящее в том, что выбросы диоксинов после испытаний возрастают по неизвестным причинам (почти мистика); и, наконец, в-четвертых, (это уже крик души инспектора) после окончания испытаний и ухода инспекторов, операторы начинают работать спустя рукава, что приводит к резкому ухудшению работы сжигателя со всеми вытекающими последствиями.

4. 4. Ни в одном проекте МСЗ не приводятся сравнительные данные о состоянию здоровья работников МСЗ и населения, проживающего в зоне воздействия МСЗ и других групп населения, и не даются доказательства того, что работа МСЗ не повлечет за собой отрицательных последствий для здоровья работников МСЗ и проживающего населения.

Таблица 1

Относительная канцерогенность различных ПАУ *

Соединение	Канцерогенный потенциал	Биоактивность
2-метилнафталин	0	ТР
Флуорантен	0	СС
2-Метилфлуорантен	+	C,TI
З-Метилфлуорантен	?	TI
Пирен	0	СС
Бенз[а]антрацен	+	TI
Хризен	+	TI
Бенз[с]фенантрен	+++	C
З-Метилхризен	+	TI
5-Метилхризен	+++	С,TI
7,12-Диметилбенз[а]антрацен	++++	С,TI
Бенз[b]флуорантен	++	С,TI
Бенз[j]флуорантен	++	С,TI
Бенз[а]пирен	+++	C,TI
Дибенз[a,h]антрацен	+++	C,TI
Индено[1,2,3-cd]пирен	+	TI
Бенз[ghi]перилен	0	СС
Пицен	+	TI

Условные обозначения:
? – неопределенно; 0 – неактивно; от + до ++++ - активный с разной степенью активности; СС – соканцерогенен с бенз[a]пиреном. ТР, TI – соединения, способные вызывать опухоли разного характера; С – полный канцероген.

* По данным С.С.Юфит, Институт Органической Химии им.Н.Д.Зелинского, Handbook of Polycyclic Aromatik Hydrocarbons. Inc. N.Y. Basel, 1983

Таблица 2

Перечень ПАУ, определяемых в молочных продуктах в Финляндии*

Концентрации измеряются в мкг/кг
Аккредитованный метод:
газовая хроматографи, я - масс-селективный детектор

Нафталин
Аценафтилен
Флуорен
Фенантрен
Антрацен
Флуорантен
Пирен
Бенз[а]антрацен
Хризен/трифенилен
Бенз[b]флуорантен
Бенз[k]флуорантен
Бенз[a]пирен
Индено[1,2,3-c,d]пирен
Дибенз[a,h]антрацен
Бенз[g,h,i]перилен

* Исследования производятся аккредитованными лабораториями по EN ISO/IEC 17025.

Таблица 3

Перечень диоксинов, обязательных для определения в сыром молоке в Финляндии*

Концентрации
измеряются в пг/л (10^-12 г/л)

2378-тетрахлордибензофуран
2378-тетрахлордибензо-р-диоксин

12378-пентахлордибензофуран
23478-пентахлордибензофуран
12378-пентахлордибензо-р-диоксин

123478-гексахлордибензофуран
123678-гексахлордибензофуран
234678-гексахлордибензофуран
123789-гексахлордибензофуран

123478-гексахлордибензодиоксин
123678-гексахлордибензодиоксин
123789-гексахлордибензодиоксин

1234678-гептахлордибензофуран
1234789-гептахлордибензофуран

1234678-гептахлордибензо-р-диоксин

Октахлордибензофуран
Октахлордибензо-р-диоксин

По сумме концентраций определяется токсический эквивалент I-TEQ, который должен быть ниже верхнего предела.

верхний предел TEQ-ВОЗ - 26,3
средний предел TEQ-ВОЗ - 13,1
нижний предел TEQ-ВОЗ - 0,00

* По данным Национального института здравоохранения Финляндии, отделение здравоохранения в аспекте окружающей среды.

Экологические последствия

Продукты работы МСЗ

Продукты работы МСЗ во много раз опаснее для здоровья человека (и в целом биосферы), чем отходы, поступающие «на переработку». Все отходы, поступающие на сжигательные установки (будь то твердые бытовые отходы, иловый осадок или куриный помет), содержат вредные вещества в относительно связанном состоянии. При сжигании эти вещества высвобождаются (как, например, тяжелые металлы, включая ртуть) и дополнительно образуется множество соединений, которые не присутствовали в исходном материале: углеводороды и ПАУ, их хлорированные производные, фенолы и хлорфенолы, бром- и азот- замещенные вещества, ПХДД, ПХДФ, полихлорбифенилы (ПХБ), кислые газы НСl, сернистый газ SО₂, окислы азота NO_x, СО – всего в настоящее время насчитывается свыше ста идентифицированных опасных веществ (в США в этом списке находится свыше 400 опасных химических веществ). Конечно, применяя огромные и дорогостоящие системы очистки (сегодня уже превышающие по стоимости собственно сжигательные установки), часть удается уловить. Но при этом надо иметь ввиду, что относительно просто улавливаются наименее опасные вещества, скажем, пыль и летучие пеплы. Но уже для улавливания HCl, SO₂, NO_x требуются жидкие растворы, причем чем выше степень улавливания, тем больше объем загрязненных растворов, очистка и захоронение которых сами по себе становятся проблемой.

С диоксинами еще сложнее. Самый «убедительный» аргумент поставщиков МСЗ – высокая температура горения (более 1200 градусов Цельсия) обеспечивает полное сгорание диоксинов. Данная версия является если не обманом, то заблуждением: диоксины, от которых пытаются избавиться таким образом, все равно вновь возникают в холодной зоне. Кроме того, чем выше температура, тем больше образуется окислов азота. То есть очень высокие температуры при сжигании приводят к очень высоким выбросам окислов азота, а для того, чтобы их заметно уменьшить, приходится заметно увеличивать количество промывающих растворов, что приводит, как уже было сказано, к проблеме загрязненных стоков.

С ПАУ дело обстоит совсем плохо – они практически не улавливаются. Поэтому поставщики МСЗ уверяют, что они не образуются. Увы, при сжигании таких сложных конгломератов, как бытовые отходы, иловый осадок, даже при условии их предварительной сепарации, которое в реальности никогда полностью не соблюдается, и при высоких температурах ПАУ должны обязательно образовываться. Вопрос лишь в том, в каком составе, тогда как количество принципиального значения не имеет, поскольку как ПАУ, так и ПХДД, ПХДФ, ПХБ, токсичны при очень малых концентрациях, к тому же очень устойчивы и имеют способность к накоплению во всех средах, в том числе в тканях человека и животных. Если «обычные» токсиканты опасны при концентрациях измеряемых миллиграммами, то ПАУ опасны при концентрациях мкг(10^-6г) на кубометр воздуха, а диоксины при нанограммах (10^-9г) в кубометре.

И, наконец, шлаки. Поставщики МСЗ утверждают, что это самый безобидный, даже полезный, продукт МСЗ. Увы, шлаки токсичны. Их токсичность складывается из токсичности ПАУ, диоксинов, неопознанных органических токсикантов и токсичных металлов. Поэтому использовать их для строительства объектов, особенно таких, которые будут взаимодействовать с людьми или живой природой, без тщательной экспертизы могут лишь очень легковерные люди.

Обращение с отходами

Сжигание отходов является экологическим безумием. Принцип «сжечь то, что может гореть», положенный в основу МСЗ, прямо противоречит современному представлению об обращении с отходами, принципу 3 R (Reduce, Reuse, Recycle). Исключение может быть сделано для опасных органических отходов, например, медицинских. Все, что в отходах способно гореть, – способно быть использовано вторично: бумага, картон, дерево, пластик, текстиль, пищевые отходы, – в виде сырья для вторичной переработки, либо в качестве компоста. Этот принцип относится и к иловым осадкам и к куриному помету, основным компонентом которых является органика.

Предпочтение сжигания отходов их переработке, с позиции экологического мышления – непостижимо. Сегодня уже достаточно много технологий разделения бытовых отходов – от раздельного сбора до ручного или полуавтоматизированного разделения на мусоросортировочных терминалах, – позволяющих извлечь все, что пригодно для вторичного использования или утилизации. То же, что после этого остается, – пригодно для компостирования. Какая-то часть может потребовать захоронения. Но это как раз та часть, которая при сжигании нанесет вред природе и человеку на порядки превышающий суммарное воздействие при захоронении. Однако, если уж есть такое непреодолимое, почти мистическое желание сжечь, то это может быть применимо только к древесине или ее производным – но только путем производства топливных элементов (например, брикетов). Эти брикеты должны соответствовать стандартам топлив и сжигаться на теплоэнергетических предприятиях, а значит, под контролем Закона об охране окружающей среды. Наиболее экологически ответственные эксперты считают, что и древесину нужно перерабатывать в целлюлозный этанол, добавляемый в ЕС и США в бензин. То есть навязчивое желание сжечь надо преодолевать в принципе, искать другие способы решения сопутствующих мусору проблем.

Естественно, организация такого экологичного обращения требует усилий и затрат. Но затрат куда меньших, чем закупка и строительство МСЗ. А усилия будут направлены на достижение настоящей цели – оздоровление окружающей среды, создавая тем самым реальную, экологически позитивную перспективу в обращении с отходами.

Основные выводы

1. 1. Применение технологий сжигания для «ликвидации» отходов противоречит основному экологическому принципу обращения с отходами: максимальная связанность обеспечивает максимальную безопасность. При использовании МСЗ дело обстоит с точностью до наоборот: твердые отходы превращаются в газообразные с массой, в разы превышающей исходное количество (за счет присоединения кислорода и азота из воздуха) и поступают в атмосферу. К тому же, твердые остатки (шлаки) оказываются, в основном, токсичнее исходного материала.

При этом в «продуктах» МСЗ появляется огромное количествоновых опасных веществ, которых не было в исходном материале.

Комментарий: Это настолько очевидно, что непонятно, почему это не воспринимается. Такие парадоксы уже встречались в истории науки. Например, огромный мир микроорганизмов был открыт в XVII веке с изобретением Левенгуком микроскопа. Но после этого еще 200 лет (!) биологи, врачи и другие ученые не видели в этом никакой связи с болезнями человека и животных. Даже хирурги не мыли руки (!) перед операциями. Лишь в середине XIX века, в основном благодаря усилиям и авторитету Пастера, был введен в практику антисепсис, и ужасающая смертность в больницах резко пошла на убыль. А затем начали появляться и научно обоснованные средства от болезней: прививки, антибиотики и др. Однако ценой заблуждения длиною в два столетия были миллионы жизней.

На наших глазах та же история повторилась с радиоактивностью. Вначале люди, в том числе и ученые, не осознавали опасности от невидимых и неслышимых лучей. Понадобились Хиросима и Нагасаки, чудовищные последствия ядерных испытаний для осознания размера угрозы. И, наконец, Чернобыльская авария окончательно показала, что загрязнение, совмещенное с воздушным переносом, не знает границ.

2. Деятельность МСЗ в разных регионах мира создала и продолжает наращивать реальную угрозу биосфере и здоровью человека. Об этом свидетельствуют многочисленные, хотя и разрозненные данные исследований в разных странах.

Повышенное содержание диоксинов было обнаружено в тканях людей, проживающих в зоне действия МСЗ, в Великобритании, Испании и Японии. В 1994 году ЕРА провело общее обследование всех МСЗ в США – 166 заводов. Подробно были исследованы 12 МСЗ, но все они показали крайне высокие уровни выбросов, что в свою очередь позволяет объяснить столь сильное загрязнение всей территории США диоксинами. Уровень загрязнения продуктов питания в Америке столь высок, что по оценке ЕРА уже угрожает здоровью нации. Недавно проведенные исследования показали, что в Великобритании МСЗ продолжают выбрасывать в атмосферу от 30 до 50% общего количества диоксинов, в то время, как в Бельгии МСЗ вообще являются их основным источником. В Нидерландах после введения Норм Европейского Союза (НЕС) было закрыто 4 завода из 12. По информации Гринпис у работников МСЗ Швеции отмечено увеличение в 3,5 раза смертности от рака легких, в 1,5 раза- от рака пищевода, в 2,8 раза от рака желудка. При исследовании состояния здоровья населения, проживающего в зоне действия МСЗ, в Италии отмечено увеличение в 6,7 раза вероятности смерти от рака легких. При обследовании 14 млн. человек, проживающих в пределах 7,5 км от 72 МСЗ в Великобритании, отмечено увеличение на 37% смертности от рака печени, в 2 раза вероятности смерти детей от раковых заболеваний. Обследование населения, проживающего вблизи двух МСЗ в Бельгии, показало увеличение на 26% вероятности возникновения врожденных уродств.

Острота ситуации, с которой пришлось мириться странам, вставшим на путь сжигания отходов, хорошо видна на примере экспертной оценки динамики загрязнения грудного молока кормящих матерей в Нидерландах. Дневное поступление диоксинов с грудным молоком снизилось с 163 пкг/кг веса ребенка в 1989 году до 68 пкг/кг веса в 1996 году. Это было оценено, как огромное достижение Европейского Сообщества в области защиты человека и окружающей среды от диоксинов. Теперь уже многим понятно, что самым правильным было бы сравнивать количество диоксинов и других загрязнителей, содержащихся в грудном молоке, после запуска МСЗ и до их сооружения.

В США заболеваемость раком органов дыхания с 2002 по 2005 год выросла на 10,5 %. К 2005 году причинность смертности от онкологических заболеваний достигла 23,2% смертей в США, 29,5% - в Канаде, 31,7% - в Японии.

Анализ данных ВОЗ показывает, что заболеваемость раком хорошо, если здесь уместно это слово, коррелируется с количеством МСЗ. Например в странах, где давно начали строить МСЗ, в последние годы отмечается высокая и неуклонно растущая заболеваемость раком. Это Австрия, Германия, Великобритания, Италия, Дания, Бельгия, Нидерланды, Норвегия, Франция, Финляндия, Швеция, Швейцария. Во всех этих странах заболеваемость в 1990-х годах привысила 400 на 100000 населения и продолжает расти. В среднем по странам западной Европы к 2005 году заболеваемость приблизилась к шокирующему показателю 500. Причем в странах с самым большим количеством действующих МСЗ уровень онкозаболеваемости превысил 500 на 100000 населения: Германия (58 МСЗ), Дания (32), Финляндия (26), Норвегия (21), Швеция (28),Швейцария (29). При этом в Швейцарии с ее небольшой территорией уровень онкозаболеваемости превысил 1200 (!) на 100000 населения. Подтверждением угрожающего трансграничного воздействия МСЗ является серьезный рост онкозаболеваемости в странах не использующих МСЗ, расположенных в соседстве со странами, имеющими действующие заводы: Венгрия, Румыния, Люксембург, Болгария, Сербия. В странах Восточной Европы, и особенно в странах СНГ, где строительство МСЗ не ведется или началось недавно, ситуация пока не настолько угрожающая, как в западноевропейских странах, где к 2005 году распространенность рака достигла 3,6% от всего населения (по сравнению с 1,7% в 1980 году) и вышла на второе место среди причин смертности (после сердечно-сосудистых заболеваний). Если в ближайшие годы не будут предприняты решительные действия, то все указывает на то, что в течение 10 - 15 лет онкозаболеваемость может принять характер эпидемии.

В Москве и Санкт-Петербурге, в городах, где уже работают МСЗ (в Санкт-Петербурге это завод по сжиганию илового осадка), вклад сжигающих технологий в загрязнение воздушной среды несомненно дает о себе знать на фоне высокого уровня загрязнений от автомобильного транспорта. Динамика заболеваемости населения показывает опережающий рост в таких классах болезней, как новообразования, болезни эндокринной системы, системы кровообращения, органов дыхания, органов пищеварения (особенно поджелудочной железы). Растет количество врожденных аномалий. С учетом высокой кумулятивной способности самых опасных загрязнений, а также открытых в последние годы биохимической наукой эффектов сверхмалых доз, наметившаяся тенденция вызывает самую серьезную тревогу.

3. История повторяется, но умные учатся… У нас повторяется та же технология обработки общественного сознания, что и в США в начале 1980-х. СМИ начали интенсивную обработку населения, внушая две простые идеи. Первая – Америка задыхается от мусора, мусорный кризис наступил и если его не преодолеть, то вся жизнь рухнет. Вторая – свалки рассадники несчастий и болезней, спасти американский народ может только сжигание мусора. Два десятилетия опыта работы МСЗ в США, так же как и деятельность МСЗ в странах Европы и Японии, дали убедительные доказательства принципиальной ошибочности поиска решения проблемы обращения с мусором путем его сжигания. Вместо одной старой проблемы возникло несколько новых – загрязнение всех сред (воздушной, водной, почв) вновь созданными крайне опасными продуктами сгорания; рост заболеваемости в самых опасных классах болезней (онкологических, врожденных аномалий, респираторных); серьезный экономический перекос бюджетов по статье расходов на охрану окружающей среды; заметное торможение развития технологий по вторичному использованию и утилизации отходов. К тому же, опыт эксплуатации МСЗ обнаружил то, о чем явно не знали, принимая решения об их строительстве: выбросы от МСЗ соизмеримы по объему с выбросами от главного источника загрязнения воздуха – автотранспорта. Но при этом значительно разнообразнее их по составу и гораздо опаснее. То есть МСЗ, по сути, свели на нет титанические усилия по снижению токсичности автомобильных выхлопов в тех местах, где МСЗ действуют. В России можно предвидеть еще более тяжелую ситуацию, поскольку выбросы вредных веществ одной единицы автотранспорта у нас значительно превышают нормы среднестатистического автомобиля в Европе.

Надо отметить, что если проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами от автотранспорта возникла закономерно, как побочный эффект технического прогресса, то проблема загрязнения воздуха выбросами от сжигания отходов возникла как результат ошибки в выборе, которая, в свою очередь, явилась результатом ажиотации, недостаточного научного обоснования и желания простым способом решить непростую проблему.

Сейчас в Америке и Европе началось медленное отрезвление. Строительство новых МСЗ почти прекратилось, начался процесс сокращения их численности, во многих штатах США и Канаде развивается процесс запрещения строительства МСЗ. В США из 186 МСЗ, действовавших в 1990 году, к 2007 году было закрыто 97, в действии оставалось 89. Однако компании производящие МСЗ планируют сохранить и даже увеличить объем производства за счет строительства МСЗ в Южной Азии и в Восточной Европе (то есть у нас). При этом они заранее исходят из того, что реальные требования к выбросам там ниже, чем в Европе и США, что позволит снизить себестоимость оборудования. В экологическом отношении МСЗ являются источником экологической опасности более высокого уровня, чем отходы, поступающие на МСЗ.

Россия имеет шанс, опираясь на опыт западных стран, не попасть в ловушку МСЗ. Воздух – наша общая, одна на всех жизненная среда. Это среда без альтернативы, исключающая возможность персональных привилегий. Всем и каждому есть смысл задуматься, чтобы оценить, стоит ли даже в малом жертвовать качеством воздушной среды ради других высоких целей, в том числе для решения мусорной проблемы. Каждый, кто сомневается в приводимых фактах и соображениях, может заняться самостоятельно поиском подтверждений или опровержений, не полагаясь ни на чье авторитетное мнение, и придти к собственному выводу. Проблема слишком серьезна, риски слишком высоки, цена может быть совершенно неприемлемой, чтобы, полагаясь на «компетентные» заверения, просто созерцать развитие событий.

Материалы, использованные при обзоре:

1. Полная версия Директивы по сжиганию 1989 года.
2. Директива Европейского Союза № 75/442/ЕЕС
3. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник под редакцией Кротова Ю.А., СПб, 2000г.
4. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. J. Warnatz, U. Maas, R.W. Dibble, Москва, пер. 2003г.
5. Мусоросжигательные заводы – опасность для России, Юфит С.С., Институт Органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН, Статья, 2008г.
6. Материалы периодической печати и сообщений на конференциях и семинарах 2005-2008гг.