• Сжигание медицинских отходов и выбросы диоксинов.

Сжигание медицинских отходов и выбросы диоксинов

Правильное обращение с медицинскими отходами имеет основополагающее значение для защиты как общественного здоровья, так и окружающей среды. Хотя сжигание десятилетиями используется в качестве основного метода утилизации во всем мире, оно также сопряжено с серьезными рисками. При неправильном проектировании или эксплуатации сжигание медицинских отходов является основным источником образования невидимых, но чрезвычайно опасных побочных продуктов — прежде всего диоксинов и фуранов, которые относятся к числу наиболее токсичных известных соединений.

Что такое диоксин

«Диоксины» — это группа химически родственных соединений:

  • Полихлорированные дибензо-п-диоксины (PCDD) и
  • Полихлорированные дибензофураны (PCDF).

классифицируемые как стойкие органические загрязнители (СОЗ), которые непреднамеренно образуются при сжигании отходов, содержащих хлор
(например, ПВХ-пластиков). Они бесцветны, не имеют запаха и высокотоксичны даже в следовых количествах.

  • Высокотоксичны: Известно, что вызывают рак, проблемы с репродуктивной функцией и развитием, а также повреждение иммунной системы.
  • Стойкие: Сохраняются в окружающей среде в течение многих лет.
  • Биоаккумулятивные: Накапливаются в пищевой цепи, особенно в животных жирах.

Даже небольшое воздействие диоксинов может иметь значительные последствия для здоровья. Всемирная организация здравоохранения включила диоксины в список наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Как образуется диоксин

Диоксины являются непреднамеренными побочными продуктами, образующимися в процессе сжигания веществ, содержащих хлор и кислород, при определенном температурном диапазоне. Образование диоксинов в мусоросжигательных печах для медицинских отходов представляет собой сложный химический процесс, но его можно разбить на три ключевых условия:

  1. Необходимые условия

Для образования диоксинов должны присутствовать три основных элемента:

    • Хлор: из ПВХ, хлорсодержащих дезинфицирующих средств, остатков солей и т.д. Без хлора образование диоксинов практически невозможно.
    • Кислород: легко доступен из воздуха, используемого для сжигания.
    • Температурный диапазон: диоксины активно образуются в температурном диапазоне 300-500°C.

В горячей печи (обычно при температуре выше 850°C) соединения хлора и углерода распадаются. Однако во время охлаждения они проходят через этот критический температурный диапазон. Именно здесь происходит наиболее значительное образование диоксинов.

Источник: Относительные скорости образования диоксинов (относительно случая при 400°C) при различных температурах дымовых газов (McKay, 2001).

Почему сжигание медицинских отходов приводит к образованию диоксинов?

Медицинские отходы часто соответствуют всем этим требованиям для образования диоксинов:

  • Значительная доля пластмасс, дезинфицирующих средств и химических остатков.
  • Присутствие кислорода.
  • В мусоросжигательных установках, которые не достигают и не поддерживают необходимые высокие температуры (850–1100 °C) или не имеют адекватных систем очистки дымовых газов, сжигание происходит неполностью. Это создает идеальные условия для образования диоксинов.

После выброса диоксины рассеиваются в воздухе, оседают на почве и растительности и в конечном итоге попадают в пищевую цепь. В отличие от многих загрязняющих веществ, они не разлагаются легко, что делает даже небольшие выбросы долгосрочной проблемой для окружающей среды и общественного здравоохранения.

Различные типы сжигания отходов

  1. Открытое сжигание
  • Проводится в ямах или примитивных камерах без контроля выбросов.
  • Сжигание неполное и при ограниченной температуре, что приводит к образованию большого количества дыма, токсичных частиц и чрезвычайно высокого уровня диоксинов.
  • До сих пор практикуется в регионах с ограниченными ресурсами, но считается самым опасным и устаревшим методом.
  1. Небольшие мусоросжигательные установки
  • Используются небольшими больницами или сельскими клиниками.
  • Часто работают при недостаточных и нестабильных температурах.
  • Ограниченные или отсутствующие системы очистки газов.
  • Кажутся контролируемыми, но могут быть опасными источниками выбросов диоксинов, если не спроектированы в соответствии с международными стандартами.
  1. Крупномасштабные мусоросжигательные установки

– Вращающаяся печь, газификатор (иногда называемые пиролизными мусоросжигательными установками)

  • Правильно спроектированные промышленные предприятия с передовыми и сложными системами очистки дымовых газов, перерабатывающие большие объемы медицинских отходов, могут значительно снизить риски.
  • Необходим строгий оперативный контроль, а оборудование должно обслуживаться профессиональной командой.
  • Высокие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание для соответствия международным стандартам выбросов.
  • Тем не менее, крупномасштабные системы выбрасывают вредные уровни загрязняющих веществ и оставляют токсичную золу.

Выбросы диоксинов при сжигании медицинских отходов

Руководство ВОЗ/ЮНЕП по наилучшим доступным технологиям и наилучшим экологическим практикам (2006 г.) → рекомендует тот же предел 0,1 нг ТЭК/Нм³ для сжигания медицинских и опасных отходов.

Технология Типичные эксплуатационные характеристики Зарегистрированные выбросы диоксинов (нг ТЭК/Нм³)* Соответствие международному стандарту (≤0,1 нг ТЭК/Нм³*)
Открытое сжигание (прямое сжигание) Отходы сжигаются в открытых ямах или примитивных камерах, без контроля, без дожигателя Более 4000 ❌ Превышает стандарт в тысячи раз
Маломасштабные мусоросжигательные установки Использование достаточных температур, дожигателей и других функций 10 – 500 ❌ Может превышать предел в 5000 раз.

Зависит от правильной эксплуатации и технического обслуживания
Крупномасштабные мусоросжигательные установки (с системами контроля загрязнения) Двухступенчатое сжигание при >850–1100 °C, очистка дымовых газов 0,1 – 1,0 ⚠️ Иногда соответствует, часто превышает
Современные мусоросжигательные установки (наилучшие доступные технологии, НДТ) Высокотемпературное сжигание + быстрое охлаждение + многоступенчатая очистка дымовых газов (рукавные фильтры, активированный уголь, скрубберы) ≤0,1 ✔ ниже 0,1 нг ТЭК/Нм³

Значительно высокие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание

Источник: Результаты оценки маломасштабных мусоросжигательных установок для медицинских отходов – ВОЗ

Альтернатива: технологии обработки без сжигания

Учитывая серьезные риски для здоровья и окружающей среды, связанные со сжиганием, многие страны перешли к более чистым и устойчивым методам обращения с медицинскими отходами. Эти технологии нейтрализуют патогены, не образуя диоксинов или других опасных загрязнителей воздуха, что делает их более безопасными как для населения, так и для окружающей среды. Автоклавирование (паровая стерилизация)

  • Использование высокотемпературного пара под давлением для стерилизации медицинских отходов, эффективно уничтожающее все микроорганизмы, включая устойчивые патогены.
  • Не образует диоксинов и фуранов, что делает его гораздо более безопасной альтернативой.
  • Производит незначительные выбросы и является высокоэффективным с точки зрения затрат по сравнению с современными технологиями сжигания.
  • Самый безопасный проверенный метод стерилизации за десятилетия в истории человечества.

Пример США: от 6000 мусоросжигательных заводов к автоклавам
В 1990-х годах в Соединенных Штатах работало около 6000 мусоросжигательных заводов для медицинских отходов. Однако внедрение поправок к Закону о чистом воздухе 1990 года и последующих правил Агентства по охране окружающей среды 1997 года в отношении мусоросжигательных заводов для больничных/медицинских/инфекционных отходов (HMIWI) кардинально изменило эту ситуацию. После введения строгих ограничений на выбросы диоксинов и требований к мониторингу многие мусоросжигательные заводы были закрыты или заменены более безопасными методами обработки. После многолетней оценки технологий высоковакуумное автоклавирование стало доминирующим решением. Сегодня более 90% медицинских отходов в США обрабатываются методом автоклавирования.

Другие альтернативы без сжигания

Микроволновая дезинфекция: использует микроволновую энергию для нагрева и дезинфекции отходов. Стоимость производства относительно низкая, и она в основном используется в небольшом оборудовании с низкими требованиями к дезинфекции и редко используется на централизованных очистных сооружениях или в проектах большой мощности.

Химическая дезинфекция: использует химические агенты (например, соединения хлора) для инактивации патогенов. Стоимость очень низкая, но из-за проблемы вторичного загрязнения сейчас используется редко.

Термическая обработка (без сжигания): высокотемпературные методы, такие как фрикционный нагрев, очень ограниченное применение с низкой производительностью и низкими требованиями к дезинфекции.

Более безопасный путь вперед

В компании Gient мы стремимся предоставлять безопасные, экологически ответственные решения для обработки медицинских отходов, которые устраняют опасность диоксинов и других токсичных выбросов. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы получить решения по утилизации медицинских отходов.