Реферат: Оценка выбросов и основных источников диоксинов в контексте стокгольмской конвенции о соз

ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ И ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ДИОКСИНОВ В КОНТЕКСТЕ СТОКГОЛЬМСКОЙ КОНВЕНЦИИ О СОЗ


Коэффициенты выбросов диоксинов для лесных и луговых пожаров, пожаров на торфяниках, сжигания сельскохозяйственных и бытовых отходов на открытом воздухе, пожаров на свалках


Пат Костнер

Owltree Environmental Consulting

Eureka Springs, Arkansas, USA

pcostner@ipa.net


Red de Accion sobre Plaguicidas y Alternativas en Mexico (RAPAM)

Texcoco, Mexico

rapam@prodigy.net.mx


Мексика

Декабрь 2005 г.


Благодарности

1 мая 2004 г. Международная сеть по ликвидации СОЗ (International POPs Elimination Network (IPEN http://www.ipen.org)) в сотрудничестве с Организацией ООН по промышленному развитию (ЮНИДО) и Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) начала глобальный проект - Международный проект по ликвидации СОЗ (International POPs Elimination Project (IPEP)). Основное финансирование по проекту предоставлено Глобальным экологическим фондом (ГЭФ).


Три основные задачи IPEP:

Поощрять и давать возможность НПО из 40 развивающихся стран и стран с переходной экономикой заниматься деятельностью, которая вносит конкретный и непосредственный вклад в усилия стран, направленные на подготовку к выполнению Стокгольмской конвенции;

Повышать квалификацию и знания НПО для развития их потенциала как эффективной группы, заинтересованной в процессе выполнения Стокгольмской конвенции;

Помогать устанавливать национальную и региональную координацию НПО и развивать их потенциал во всех регионах мира для поддержки долгосрочных усилий, направленных на достижение химической безопасности.


IPEP поддерживает подготовку отчетов с описанием ситуации с СОЗ в странах, состояния "горячих точек", политики в области СОЗ и региональной деятельности. IPEP оказывает помощь в выполнении следующих видов деятельности: участие в разработке и осуществлении Национальных планов выполнения, проведение тренингов и образовательных семинаров, организация кампаний по информированию общественности.


Более подробная информация размещена на сайте: http://www.ipen.org


IPEN выражает благодарность Глобальному экологическому фонду, Швейцарскому агентству по сотрудничеству и развитию, Швейцарскому агентству по охране окружающей среды, лесам и ландшафту, а также Министерству жилья, физического планирования и охраны окружающей среды Нидерландов за финансовую поддержку.


В данном обзоре представлена точка зрения авторов, которая не обязательно совпадает с точкой зрения организаций, которые организационную и/или финансовую помощь.


Этот обзор доступен на следующих языках: английский, испанский.


^ ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ И ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ДИОКСИНОВ В КОНТЕКСТЕ СТОКГОЛЬМСКОЙ КОНВЕНЦИИ О СОЗ


Коэффициенты выбросов диоксинов для лесных и луговых пожаров, пожаров на торфяниках, сжигания сельскохозяйственных и бытовых отходов на открытом воздухе, пожаров на свалках


Содержание


Благодарности 2

1.0 Введение 5

2.0 Реестры непредумышленно сбрасываемых стойких органических загрязнителей 5

2.1 Реестры н-СОЗ и распределение ресурсов 6

2.2 Элементы реестров н-СОЗ 6

2.2.1 Источники 7

2.2.2 Масштаб деятельности 7

2.2.3 Коэффициенты выбросов 7

2.3 Неопределенности в реестрах выбросов 8

3.0 Процессы сгорания на открытом воздухе – лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках, сжигание сельскохозяйственных остатков на полях, сжигание бытовых отходов на открытом воздухе и пожары на свалках 8

3.1 Лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках 9

3.1.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам 9

3.1.2 Австралийский исследования 9

3.1.3 Канадские исследования 10

3.1.4 Японское исследование 10

3.1.5 Корейское исследование 10

3.1.6 Новозеландское исследование 11

3.1.7 Испанское исследование 11

3.1.8 Исследование в США 11

3.1.9 Резюме – лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках 11

3.2 Сжигание сельскохозяйственных остатков на полях 12

3.2.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам 12

3.2.2 Австралийские исследования 12

3.2.3 Датские исследования 13

3.2.4 Немецкие исследования 13

3.2.5 Японское исследование 13

3.2.6 Британские исследования 13

3.2.7 Исследования в США 13

3.2.8 Резюме – сжигание сельскохозяйственных остатков на полях 13

3.3 Сжигание бытовых отходов на открытом воздухе 14

3.3.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам 14

3.3.2 Бельгийское исследование 15

3.3.3 Шведское исследование 15

3.3.4 Японские исследования 16

3.3.5 Исследования в США 16

3.3.6 Резюме - сжигание бытовых отходов в стальных бочках и на открытом воздухе 17

3.4 Пожары на свалках 19

3.4.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам 20

3.4.2 Исследования в Азии 20

3.4.3 Японское исследование 20

3.4.4 Швейцарское исследование 20

3.4.5 Смежные исследования 20

3.4.6 Резюме - пожары на свалках 21

3.5 Выводы и рекомендации 21

Приложение A: ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ДИОКСИНОВ В ЛАТИНСКОЙ АМЕРИКЕ 23

A.1 Аргентина 23

A.2 Куба 25

A.3 Мексика 26

Литература 29



1.0 Введение

Неконтролируемые или практически неконтролируемые процессы сгорания, такие как лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках, открытое сжигание сельскохозяйственных и бытовых отходов, пожары на свалках, в большей или меньшей степени встречаются во всех странах.


В большинстве стран (если не во всех странах) инвентаризацию диоксинов проводили исключительно с использованием коэффициентов выбросов, приведенных в "Инструментарии ЮНЕП по диоксинам". Полученные результаты показывают, что на долю этих неконтролируемых процессов сгорания приходится большая часть общих выбросов диоксинов - см. обобщенные данные для ряда подготовленных на основе "Инструментария" оценок в работе Fiedler (2004):1 [1]


Аргентина: лесные пожары, сжигание травы и сельскохозяйственных отходов вносят наиболее значительный вклад в общие выбросы диоксинов;

Куба: сжигание бытовых отходов на открытом воздухе вносит наиболее значительный вклад в накопление диоксинов в остатках сгорания; и

Парагвай: сжигание бытовых отходов на открытом воздухе является наиболее значительным источником выбросов в атмосферу, за ним следуют сжигание сельскохозяйственных отходов и лесные пожары, в то же время, 99% сброса диоксинов с остатками сгорания приходится на долю сжигания бытовых отходов на открытом воздухе и пожаров на свалках.


Столь высокая приоритетность некоторых из этих источников не обоснована, поскольку существуют результаты ряды исследований, которые, видимо, не учитывались при определении коэффициентов выбросов в "Инструментарии".


Цель данного доклада состоит в том, чтобы помочь в оценке выбросов диоксинов на основе научно обоснованных данных, позволяющих оценивать относительную приоритетность источников, исходя из соображений максимального положительного эффекта для окружающей среды и здоровья человека. С этой целью, в данном докладе представлены:


Резюме исследований, на которые ссылаются в качестве источников для расчета всех коэффициентов выбросов в "Инструментарии";

Коэффициенты выбросов, определенные в работах, на которые не ссылаются в "Инструментарии", а также краткие резюме этих работ;

Ряд коэффициентов выбросов, которые можно рассматривать в качестве наиболее целесообразных для использования; и

Приложения с примерами расчета выбросов диоксинов и ранжирования источников, которые были подготовлены исключительно на основе коэффициентов выбросов "Инструментария", а также с использованием потенциально более целесообразных коэффициентов выбросов.



^ 2.0 Реестры непредумышленно сбрасываемых стойких органических загрязнителей

Для Сторон Стокгольмской конвенции, одним из первых шагов по достижению одной из целей конвенции по обеспечению постоянного сокращения и (если возможно) устранения выбросов непредумышленно сбрасываемых органических загрязнителей (н-СОЗ) является подготовка реестров источников н-СОЗ и оценка выбросов из этих источников. Такая инвентаризация источников является критически важным компонентом плана действий в соответствии со Статьей 5 Конвенции, которая обязывает каждую Сторону разработать план действий "для определения, оценки и принятия мер по отношению к выбросам" н-СОЗ, указанных в Приложении C: [2]


полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов (ПХДД/ПХДФ), которые, как группа соединений, обычно именуются "диоксинами";

полихлорированных бифенилов (ПХБ), и

гексахлорбензола (ГХБ).


В частности, план действий Стороны должен включать следующую информацию: [3]


“Оценку текущих и прогнозируемых выбросов, включая подготовку и поддержание в действии реестров источников и оценки выбросов, в соответствии с категориями этих источников, которые предусмотрены в Приложении C;”

^ 2.1 Реестры н-СОЗ и распределение ресурсов

После завершения подготовки реестров2, Стороны могут определить относительную приоритетность источников н-СОЗ и разработать планы для обеспечения постоянного сокращения и/или устранения выбросов н-СОЗ на национальной территории. Вероятнее всего, Стороны сосредоточат свои усилия на источниках, для которых в соответствующих реестрах установлены наиболее значительные выбросы. Они могут предпринять такие меры как разработку/изменение политики и законодательства, применение и контроль соблюдения законодательства, разработку и осуществление информационных кампаний и т.д. Совершенно очевидно, что для этих и других мер сокращения и/или устранения выбросов н-СОЗ потребуется привлечение и/или перераспределение средств из государственных и частных источников финансирования.


Установленные в реестрах (а впоследствии и в планах действий) высокоприоритетные источники значительных выбросов н-СОЗ могут рассчитывать на средства:


программ помощи в области развития (напр., фонд ООН), двусторонних программ, доноров частного сектора и неправительственных организаций (НПО); и

других многосторонних механизмов финансирования, таких как Глобальный экологический фонд, Всемирный банк и т.д.


Доступ к таким возможностям экономической помощи может быть утрачен, а ограниченные ресурсы частного и государственного секторов могут использоваться нецелесообразным образом, если 1) важные источники н-СОЗ остаются неизвестными и не включаются в реестры и планы действий и если 2) относительная приоритетность источников н-СОЗ определяется неправильно из-за существенного занижения или завышения выбросов. Одновременно с этим, будут постоянно увеличиваться затраты на ликвидацию последствий вредного воздействия выбросов н-СОЗ из неустановленных важных источников на окружающую среду и здоровье населения. Очевидно, что инвентаризация источников является важным фактором, определяющим доступ к ресурсам, их привлечение и распределение.

^ 2.2 Элементы реестров н-СОЗ

Реестры н-СОЗ включают три базовых элемента: источники, масштаб деятельности и коэффициенты выбросов.

2.2.1 Источники

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) приводит списки многих (но далеко не всех) источников диоксинов в трех вариантах документа "Инструментарий по диоксинам". [4, 5, 6] 3 Полный, исчерпывающий список источников целевых н-СОЗ отсутствует и крайне маловероятно, что такой список можно будет подготовить в обозримом будущем, поскольку постоянно обнаруживаются новые источники.


Чтобы предоставить Сторонам Стокгольмской конвенции инструмент для определения источников, не указанных в "Инструментарии", на седьмой сессии Межправительственного переговорного комитета было принято решение включить стратегию определения источников во вторую редакцию "Инструментария по диоксинам". К сожалению, это решение так и осталось на бумаге. В качестве объяснения было указано, что Международный совет ассоциаций химической промышленности (ICCA) “не видит необходимости включать такую стратегию.” [7]4

^ 2.2.2 Масштаб деятельности

При определении соответствующих требований к отчетности, Стороны будут использовать показатели масштаба деятельности (установленные с высокой или средней достоверностью) для точечных источников, таких как конкретные предприятия. Такие показатели включают, например, годовой объем производства продукции, годовой объем сжигаемых отходов и т.д. для единичного предприятия или же для всех подобных предприятий в стране или регионе.


В отличие от этих показателей, масштабы деятельности для неконтролируемых (или практически неконтролируемых) процессов сгорания, таких как сжигание бытовых отходов на открытом воздухе, пожары на свалках, лесные пожары, сжигание сельскохозяйственных остатков на полях и т.д., часто основываются на весьма общих и документально не подтвержденных допущениях. В результате, показатели масштабов деятельности для таких процессов оцениваются с крайне низкой достоверностью.

^ 2.2.3 Коэффициенты выбросов

Термин "коэффициенты выбросов" используются для обозначения удельного количества выбросов н-СОЗ на единицу масштаба деятельности. Коэффициенты выбросов относятся к индивидуальным компонентам окружающей среды (воздух, вода, почвы, остатки и продукция), так что для определения общих выбросов для большинства источников требуется несколько коэффициентов выбросов. Например, для определения выбросов н-СОЗ мусоросжигательной установки требуются коэффициент выбросов в атмосферу, коэффициент сброса для остатков сгорания и (в некоторых случаях) коэффициенты сброса для воды и продукции.


К настоящему времени, лишь в нескольких исследованиях были установлены коэффициенты выбросов для других н-СОЗ (помимо диоксинов)5. Кроме того, полученные коэффициенты выбросов для диоксинов относятся главным образом к выбросам в атмосферу из точечных источников, таких как мусоросжигательные установки.


Как указывает уже само название документа, "Инструментарий ЮНЕП по диоксинам" ограничивается только диоксинами и в нем представлены коэффициенты выбросов для диоксинов. Большинство приведенных в "Инструментарии" коэффициентов выбросов получены на основе результатов исследований, проведенных в Европейском Союзе, в США и в других промышленно развитых странах, поскольку в развивающихся странах и странах с переходной экономикой, подобных исследований было выполнено сравнительно немного.


Применение коэффициентов выбросов "Инструментария" для оценки выбросов диоксинов источниками в развивающихся странах и странах с переходной экономикой может привести к завышенным результатам для одних источникам и заниженным для других. На самом деле, это может быть справедливо и для промышленно развитых стран. Например, в США было установлено, что общие выбросы диоксинов муниципальными мусоросжигательными заводами в США в 6,8 раза превышают расчетные величины, полученные с использованием коэффициентов выбросов "Инструментария", а общие выбросы диоксинов в атмосферу установками для сжигания больничных отходов, полученные при использовании коэффициентов выбросов, установленных в США, превышают расчетные величины с использованием коэффициентов "Инструментария" в 80 раз. [8]

^ 2.3 Неопределенности в реестрах выбросов

Реестры выбросов диоксинов необходимо рассматривать как "процесс в развитии", поскольку большая часть исходных данных для оценки выбросов характеризуются относительно высокой неопределенностью. К некоторым источникам неопределенности для реестров выбросов диоксинов относится неопределенность, связанная с масштабом деятельности, а также неопределенность, связанная с отбором проб и анализом, на что указывается в работе Horie (2001). [9]


При высоком уровне неопределенности для масштабов деятельности, оценки выбросов и определения источников, определение их относительной приоритетности часто может быть весьма неопределенным и недостоверным. Это особенно справедливо для неконтролируемых или практически неконтролируемых процессов сгорания, таких как лесные пожары, сжигание сельскохозяйственных остатков на полях, сжигание бытовых отходов на открытом воздухе и пожары на свалках, для которых как коэффициенты выбросов, так и масштабы деятельности могут быть крайне недостоверными.


Укрепление потенциала в развивающихся странах и в странах с переходной экономикой поможет обеспечить более обоснованное определение источников и более точную оценку выбросов. А пока всем Сторонам необходимо иметь доступ к научно обоснованным и возможно более целесообразным коэффициентам выбросов. В данном документе стремятся восполнить этот пробел для таких источников как лесные пожары, сжигание сельскохозяйственных остатков на полях, сжигание бытовых отходов на открытом воздухе и пожары на свалках.


3.0 Процессы сгорания на открытом воздухе – лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках, сжигание сельскохозяйственных остатков на полях, сжигание бытовых отходов на открытом воздухе и пожары на свалках
Для этих источников был установлен и опубликован обширный перечень коэффициентов выбросов. Этот широкий перечень открывает значительные возможности для определения выбросов диоксинов для каждого из этих источников и, в конечном итоге, для определения ключевых источников (которые считаются приоритетными для устранения и/или сокращения и, как таковые, могут в наибольшей степени рассчитывать на финансирование).

^ 3.1 Лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках


3.1.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам

Все три редакции "Инструментария ЮНЕП по диоксинам"6 дают коэффициент выбросов для лесных пожаров в 5 нг. т.-экв./кг.7 В изданиях 2001 и 2003 гг. указывается, что этот коэффициент рассчитан на основе исследований по сжиганию древесины в бытовых печах/каминах, которые проводились в Голландии и Германии более десяти лет тому назад. В редакции 2005 г. для этого коэффициента указывали, что он получен на основе работы Ikeguchi and Tanaka (1999) - в этих исследованиях листья сжигали в печи в условиях, аналогичных условиям сжигания на открытом воздухе [10]. Во всех трех редакциях "Инструментария" указываются следующие причины, по которым за основу были взяты именно эти работы: “Не было установлено данных для прямых измерений выбросов ПХДД/ПХДФ при лесных пожарах.” [4, 5, 6]


В "Инструментарии" приводится коэффициент сброса в почву для лесных пожаров (4 нг. т.-экв./кг.), но не указывается никаких ссылок на источники, на основе которых получили этот показатель.


Ниже приводится описание исследований, в рамках которых проводились непосредственные измерения выбросов диоксинов при лесных пожарах. Полученные на основе результатов этих исследований коэффициенты выбросов заметно ниже коэффициентов "Инструментария" (см. Рис. 1 и 2).

^ 3.1.2 Австралийский исследования

В работе Prange et al. (2003) попытались определить источник повышенных уровней диоксинов в почвах и донных отложениях в Квинсленде (Австралия) после лесных пожаров, но “не установили повышения концентраций суммы ПХДД/Ф или ОХДД вследствие процессов сгорания". Был сделан вывод, что “лесные пожары не являются источником ПХДД/Ф, а скорее представляют собой процесс перераспределения ПХДД/Ф из существующих источников и прекурсоров"[11]. Этот вывод подтверждается известными данными о поглощении/накоплении лесными экосистемами диоксинов из воздуха [12], а также других относительно летучих соединений [13, 14]. Например, в работе Horstmann and McLachlan (1998) было установлено, что поглощение лесными участками диоксинов и ПХБ из воздуха может быть до 10 раз выше чем на близлежащих безлесных участках, которые подвергаются экспозиции по одинаковым концентрациям диоксинов и ПХБ в виде паров и адсорбированных на аэрозолях веществ [15]. Позднее, в работе Su and Wania (2005) отмечали, что "леса могут снижать концентрации [диоксинов и сопутствующих веществ] в воздухе, морской и пресной воде за счет повышения их концентрации в лесных почвах …” [16]


В 2004 г., правительство Австралии провело наиболее всестороннее к настоящему времени исследование по выбросам диоксинов при лесных пожарах и при сжигании сельскохозяйственных остатков на полях. В результате этого проекта, который выполняли с "целью определить выбросы диоксинов для 21 процесса сжигания в натурных условиях и 19 лабораторных экспериментов в условиях, близких к сгоранию на открытом воздухе", получили следующие коэффициенты выброса в атмосферу: 0,5 нг. т.-экв./кг для лесных пожаров (неконтролируемый пожар и санитарное выжигание) и 1,0 нг. т.-экв./кг. для пожаров в саванне [17, 18].


Приведенные выше и другие коэффициенты выбросов были получены на основе данных полевых исследований, которые “были сопоставимы для 20 определений, выполненных в Австралии в различных местах.” Результаты работы Meyer et al. (2004) [17] позволили сделать еще один важный вывод:


“Лабораторные исследования не позволяют адекватно моделировать процессы сгорания, происходящие в естественных условиях. … Основное различие между полевыми и лабораторными выбросами может быть связано с тем, сколько времени дым находится при высокой температуре. При естественном сгорании воздух в облаке дыма быстро охлаждается до температуры, которая не поддерживает гетерогенные реакции, необходимые для синтеза диоксинов.”


В последующей работе по этому австралийскому исследованию (Ivory and Mobbs (2004) [19] отмечалось:


“Выбросы диоксинов для лабораторных исследований были до 10 раз выше чем при пожаре в натурных условиях, но эти данные сопоставимы с результатами других лабораторных исследований. Предполагается, что основное различие между выбросами для полевых и лабораторных условий связано с тем, сколько времени полученный в лаборатории дым от сгорания остается при высокой температуре.”

^ 3.1.3 Канадские исследования

Работа Tashiro et al. (1990) - это одно из первых исследований образования диоксинов при лесных пожарах. Результаты анализа воздуха, почвы и золы после контролируемых лесных пожаров в Канаде позволили сделать вывод, что основным источником диоксинов были не лесные пожары, а осаждение диоксинов из воздуха [20]. В последующем исследовании - Clement and Tashiro (1991) - приведены средние общие концентрации диоксинов в дыме от лесных пожаров ( 20 пг./м.3) [21].


В работе Van Oostdam (1995) не было установлено измеримых концентраций диоксинов в трех образцах почвы и в четырех образцах золы, отобранных после лесного пожара в канадской провинции Британская Колумбия [22]. В другом канадском исследовании - Ikonomou et al. (1999) - отмечалось, что “данные не указывают на достаточно высокие уровни и/или на четкие закономерности, которые позволили бы предположить, что донные отложения в исследуемых водотоках загрязнены ПХДД/Ф, которые образовались при лесных пожарах” [23]. К аналогичному выводу пришли и в работе Gabos et al. (2001), когда были обнаружены крайне низкие концентрации диоксинов в донных отложениях после обширных лесных пожаров в Канаде [24].

^ 3.1.4 Японское исследование

В работе Ikeguchi and Tanaka (1999) сжигали древесину и листву в металлической печи в условиях, моделирующих горение на открытом воздухе. Полученный коэффициент выбросов в атмосферу составлял 4,6 нг. т.-экв./кг. [10].

^ 3.1.5 Корейское исследование

В работе Kim et al. (2003) были установлены средние концентрации диоксинов в 2,5 нг. т.-экв/кг. для золы, собранной на местах лесных пожаров. Этот уровень в 2,5 раза превышает концентрации на контрольном участке [25].

^ 3.1.6 Новозеландское исследование

В работе Buckland (1994) не было установлено существенных различий между уровнями диоксинов в образцах грунта, собранных на местах трех пожаров и на трех не затронутых огнем участках в национальных парках Новой Зеландии. Образцы отбирались через 6 недель после обширных лесных пожаров [26].

^ 3.1.7 Испанское исследование

В работе Martinez et al. (2000) анализировали образцы растительности и почв на участках лесных пожаров в Испании и пришли к выводу, что "как представляется, естественные пожары не являются важным источником диоксин-подобных соединений.” [27]

^ 3.1.8 Исследование в США

В работе Gullet and Touati (2003) сжигали свежие ветки и собранную в лесу опавшую хвою на металлическом поддоне в закрытой установке контролируемого сжигания. При этом получили коэффициент выбросов в атмосферу в 19 нг. т.-экв./кг. [28]. Со ссылкой на этой исследование, Агентство по охране окружающей среды США (US EPA) использовало коэффициент выбросов в атмосферу в 2 нг. т.-экв. ВОЗ/кг. для оценки выбросов диоксинов при лесных пожарах для последнего реестра выбросов в США [29].

^ 3.1.9 Резюме – лесные и луговые пожары, пожары на торфяниках

Обширные научные данные (включая результаты прямых измерений) свидетельствуют, что выбросы диоксинов при лесных пожарах относительно невысоки, а коэффициент выбросов в атмосферу составляет около 0,5 нг. т.-экв./кг. или ниже. Эти выбросы в основном связывают с поглощением диоксинов и их прекурсоров из воздуха древесной листвой и корой с последующим отложением и накоплением этих веществ в почве.


^ Рисунок 1: Лесные пожары – коэффициенты выбросов в атмосферу (ПИ = прямые измерения для лесных пожаров; МС = моделирование при сжигании в закрытой установке)


Как показано на Рис. 1, приведенные в "Инструментарии" коэффициенты выбросов намного выше коэффициентов, полученных на основе прямых измерений на реальных лесных пожарах. Более того, этот коэффициент в 2,5 раза выше чем коэффициент выбросов, установленный Агентством по охране окружающей среды США (U.S. Environmental Protection Agency (1998) на основе многих из тех же работ, которые использовались при расчете коэффициента выбросов для "Инструментария" [30].


В "Инструментарии" приводится коэффициент сброса в почву для лесных пожаров (4 нг. т.-экв./кг.), но не указано, на основе каких исследований получили этот показатель. При этом, как уже отмечалось ранее, в работах Buckland (1994) [26] и Von Oostdam (1995) [22] приводятся коэффициенты сброса близкие к нулю и эти данные подтверждаются в работах Ikonomou et al. (1999)[23] и Martinez et al. (2000) [27].


В работе Kim et al. (2003) измеряли уровни диоксинов в почвах на участках лесных пожаров и полученные уровни в среднем были в 2,5 раза выше чем на контрольных участках. Кроме того, сообщалось о средней концентрации диоксинов в золе от лесных пожаров порядка 2,5 нг. т.-экв./кг. [25], что отличается от величины 1,2 нг. т.-экв./кг., установленный в работе Martinez et al. (2000) для образца, который в основном включал золу [27]. В отличие от этих данных, в "Инструментарии" коэффициент сброса для почв основывается на "концентрации для золы в 200 нг. т.-экв./кг.", но при этом не ссылаются на какие-либо исследования, которые могли бы подтвердить этот показатель.


Если воспользоваться концентрациями диоксинов в золе из работ Kim et al. (2003) и Martinez et al. (2003), а также допущением "Инструментария", что среднее количество золы составляет 2% от массы сгоревшего материала”, то можно получить коэффициенты сброса диоксинов для почв в 0,05 нг. т.-экв./кг и 0,02 нг. т.-экв./кг., соответственно (см. Рис. 2).


^ Рисунок 2: Лесные пожары – коэффициенты сброса в почву (ПИ = прямые измерения в золе от лесных пожаров)


3.2 Сжигание сельскохозяйственных остатков на полях


3.2.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам

Для сжигания сельскохозяйственных остатков на полях, в "Инструментарии" (издание 2001 г.) приводится коэффициент выброса в атмосферу в 30 нг. т.-экв./кг. [4] В изданиях 2003 и 2005 гг. указываются коэффициенты выбросов в 0,5 нг. т.-экв./кг. для сжигания чистых с/х остатков при благоприятных условиях и 30 нг. т.-экв./кг., когда с/х остатки подвергались воздействию пестицидов и/или для неблагоприятных условий сгорания [5, 6].


Для приведенного в "Инструментарии" коэффициента выбросов в атмосферу в 30 нг. т.-экв./кг. ссылаются на исследование Ikeguchi and Tanaka (1999), в котором сжигание проводилось в печи в условиях, которые моделировали сжигание на открытом воздухе. Коэффициент выбросов в атмосферу (0,5 нг. т.-экв/кг.) основывается на результатах исследования Gullett and Touati (2002), в котором с/х остатки сжигали на металлической решетке в закрытой печи, моделируя условия сжигания на открытом воздухе.


Во всех трех изданиях "Инструментария" представлен коэффициент сброса в почву в 10 нг. т.-экв./кг., но при этом не указывается никаких ссылок на источники, на основе которых получили этот показатель.

3.2.2 Австралийские исследования

В работах Meyer et al. (2004; 2005) указывается коэффициент выброса в атмосферу в 0,8 нг. т.-экв./кг. для сжигания сахарного тростника на полях (этот показатель в 3 раза ниже чем коэффициент выброса, полученный для экспериментальной установки, на которой моделировали условия сгорания на открытом воздухе). При этом не приводилось никакой информации об использовании хлорорганических или иных пестицидов [17, 18]. Тем не менее, при выращивании сахарного тростника в Австралии применяют более 30 различных пестицидов, в том числе хлорорганический пестицид атразин, которые используется наиболее широко [31].

3.2.3 Датские исследования

В работе Schleicher et al. (2002) приводится коэффициент выброса в атмосферу в 5,3 нг. т.-экв./кг., полученный для сжигания соломы в небольшом, слабо контролируемом котле без очистки дымовых газов [32].

3.2.4 Немецкие исследования

В работах Vierle et al. (1999) и Launhardt et al. (2000) была установлена четкая зависимость между содержанием хлора в биогенном топливе (включая солому) и выбросами диоксинов при использовании различных систем сжигания [33, 34].

3.2.5 Японское исследование

В исследовании Ikeguchi and Tanaka (1999) сжигали пучки соломы и рисовую шелуху на металлической решетке в закрытой печи, в условиях, моделирующих сжигание на открытом воздухе. Приводятся коэффициенты выбросов в атмосферу в 20,2 нг. т.-экв./кг. для соломы и 67,4 нг. т.-экв./кг. для рисовой шелухи [10].

3.2.6 Британские исследования

В работе Guyton et al. (1986) не было установлено концентраций диоксинов в воздухе выше предела обнаружения при сжигании сахарного тростника в полевых условиях [35], а в работе Walsh (1994) не было установлено повышения концентраций диоксинов в почве при контролируемом сжигании соломы на полях в Великобритании [36]. В работе Chaggar et al. (1998) представлены данные, показывающие более высокие выбросы в атмосферу при сжигании биомассы (в частности, для соломы, в которой концентрация хлора обычно выше) [37].

3.2.7 Исследования в США

В исследовании Gullett and Touati (2002) сжигали остатки яровой и озимой пшеницы, а также риса в закрытой металлической камере, моделируя условия сжигания на открытом воздухе. Для остатков яровой и озимой пшеницы были получены коэффициенты выбросов в атмосферу 0,337 - 0,602 нг. т.-экв./кг., а для остатков риса 0,537 нг. т.-экв./кг. [38]. В этом исследовании, а также в более детализированной работе Gullett and Touati (2003) предлагали использовать в качестве наиболее приемлемого коэффициента выбросов величину в 0,5 нг. т.-экв./кг. для всех этих видов сельскохозяйственных остатков. Авторы указывали, что в случае яровой пшеницы, она подвергалась обработке пестицидами, не содержащими хлора, но по остальным видам остатков такой информации не указывали [39].

3.2.8 Резюме – сжигание сельскохозяйственных остатков на полях

Приведенный в "Инструментарии" коэффициент для выбросов в атмосферу (0,5 нг. т.-экв./кг.) для сельскохозяйственных остатков, которые "не подвергались воздействию" совпадает с результатами, полученными в исследованиях Gullett and Touati (2003) [39] и Meyer et al. (2004; 2005), [17,18] - см. Рис. 3. Тем не менее, не было обнаружено работ, которые могли бы подтвердить приведенный в "Инструментарии" коэффициент выбросов в 30 нг. т.-экв./кг. для сжигания сельскохозяйственных остатков, которые "повергались воздействию" или сжигались в "плохих условиях".


Рисунок 3: Сжигание сельскохозяйственных остатков на открытом воздухе – коэффициенты выбросов в атмосферу (ПИ = прямые измерения при сжигании сельскохозяйственных остатков; МС = моделирование при сжигании в закрытой установке)


В "Инструментарии" не ссылаются на какие-либо исследования, которые могли бы обосновать приведенный коэффициент сброса в почвы при сжигании сельскохозяйственных остатков (10 нг. т.-экв./кг.) При подготовке данного документа не было установлено исследований, в которых приводились бы такие коэффициенты. Тем не менее, представляется маловероятным, чтобы сброс диоксинов в почву превышал выбросы в атмосферу в 20 раз, как это следует из приведенных в "Инструментарии" коэффициентов.


Представленные в работе Prange et al. (2003) результаты экспериментального сжигания опавшей листвы и почвы показывают, что выбросы в атмосферу значительно превышают сброс диоксинов в золу и грунт [40]. Следовательно, более вероятным коэффициентом сброса в почву будут величины порядка 0,02 нг. т.-экв./кг. и 0,05 нг. т.-экв./кг, ранее рассчитанные в работах Martinez et al. (2003) [27] и Kim et al. (2003)[25], соответственно (эти показатели рассчитаны для лесных пожаров). На Рис. 4 (см. ниже) эти коэффициенты сравниваются с коэффициентами "Инструментария".


Рисунок 4: Сжигания сельскохозяйственных остатков на открытом воздухе – коэффициенты для сброса в почву (ПИ = прямые измерения при сжигании сельскохозяйственных остатков)


Любопытно отметить, что в работе Bakker and Jenkins (2003) указывалось, что выщелачивание дождевой водой на полях приводит к снижению содержания хлора в сельскохозяйственных остатках. Они установили значительное снижение содержания хлора и щелочных металлов в рисовой соломе, пшеничной соломе, просе и древесине при вымачивании в воде, что приводит к улучшению процесса сгорания. Кроме того, они пришли к выводу, что выщелачивание водой при производстве тростникового сахара приводит к общему сокращению загрязнения при сжигании тростниковой багассы [41].

^ 3.3 Сжигание бытовых отходов на открытом воздухе

“Большую часть отходов в мире по-прежнему сбрасывают на открытые свалки и в большинстве случаев на этих свалках отходы могут сжигать на открытом воздухе” [42].


Даже в самых богатых, технически развитых странах, население сжигает бытовые отходы на кострах, в печах, отопительных установках и в примитивных мусоросжигателях. Например, было установлено, что сжигание бытовых отходов на открытом воздухе является наиболее значительным источником выбросов диоксинов в атмосферу в США [43].

^ 3.3.1 Инструментарий ЮНЕП по диоксинам

Во всех трех изданиях "Инструментария" приводится коэффициент выбросов в 300 нг. т.-экв./кг. для неконтролируемого сжигания бытовых отходов – на кострах, в печах и т.д. – “при этом могут сжигать опасные бытовые отходы и химикаты” [4, 5 ,6]. Указанные в "Инструментарии" ссылки на исследования для обоснования этого коэффициента - это две работы исследователей Агентства по охране окружающей среды США - Lemieux (1997) [44] и Gullett et al. (1999) [45] – а также обзор Lemieux et al. (2003) [46]. Как показано на Рис. 3 (см. ниже), приведенный в "Инструментарии" коэффициент выброса (300 нг. т.-экв./кг.), заметно превышает коэффициенты выбросов в атмосферу при сжигании бытовых отходов характерного для развитых стран состава.


Для приведенного в "Инструментарии" коэффициента сброса для остатков (600 нг. т.-экв./кг.) ссылаются на исследование Lemieux et al. (1997). Как показано на Рис. 4, этот показатель превышает величину, приведенную в работе Lemieux et al. (1997) для отходов с содержанием поливинилхлорида (ПВХ) в 0,2% [44], что считается типичным для бытовых отходов в США [47]. Более того, этот показатель значительно превышает коэффициент выбросов, полученный в работе Hedman et al. (2005) для сжигания горючей фракции шведских бытовых отходов [48].

^ 3.3.2 Бельгийское исследование

В работе Wevers et al. (2004) сжигали бытовые отходы и дворовой мусор (скошенная трава и опавшая листва) в оцинкованном стальном барабане, в бочке для нефтепродуктов и на кострах. Бытовые отходы включали “горючую фракцию, различные типы пластика, бумажные пакеты из-под напитков, бумагу и картон“, которые отделяли от общего объема бытовых отходов, собранных 15 семьями в течение одного месяца. Состав этих отходов "рассматривали как репрезентативный для сжигаемых отходов, но с более низким содержанием воды, органики и инертных материалов, по сравнению с муниципальными отходам