Номенклатура ртутьсодержащих отходов производства и потребления

Отходы, содержащие только металлическую ртуть

Эти отходы представляют наибольшую экологическую опасность, связанную с уникальными физико-химическими свойствами ртути. Даже в обычных условиях ртуть обладает повышенным давлением насыщенных паров и испаряется с довольно высокой скоростью, которая с ростом температуры увеличивается. Это приводит к созданию опасной для живых организмов ртутной атмосферы. Например, при 24 град.С атмосферный воздух, насыщенный парами ртути, может содержать их в количестве около 18 мг/м3. 

Ртутьсодержащие выключатели и переключатели

Ртутьсодержащие терморегуляторы

Термометры стеклянные ртутные электроконтактные терморегуляторы ГОСТ 9871-71Е

Прочие ртутьсодержащие электрические изделия и приборы, в т.ч. изделия со слитой ртутью. К этому виду отходов относится нестандартное электротехническое оборудование, а также изделия, описанные в п.3.1.2-3.1.4 со слитой ртутью. Содержание ртути в отходах – 1-20 % масс.

Загрязненная ртуть (ступпа). Эти отходы представляют ртуть металлическую, вылитую из приборов, вышедших из эксплуатации, отходы ртути химических и других производств.

Наиболее распространенные приборы и аппараты: цельнометаллические игнитроны, термометры, барометры, манометры, вакуумметры, маностаты, затворы различных конструкций, прерыватели, терморегулирующие устройства, парортутные и диффузионные вакуумные насосы. Приборы для химического анализа: полярографического, амперометрического и потенциометрического титрования, кулонометрического анализа, некоторых типов газоанализаторов, волюмометров, электродов сравнения.

Игнитроны и другие электропреобразовательные агрегаты

Ртутный вентиль – обобщенное название ионных приборов самостоятельного дугового разряда с жидким ртутным катодом. По методу управления моментом зажигания дугового разряда ртутные вентили делят на игнитроны и экситроны [9].

Игнитрон – одноанодный ионный прибор с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом. Испускание электронов, вызывающее основной дуговой разряд между анодом и катодом игнитрона, происходит положительное напряжение на аноде с одного или нескольких ярко светящихся участков катода (катодные пятна). Катодные пятна создаются вспомогательной дугой, которая образуется периодически перед зажиганием основной дуги пропусканием импульсов тока амплитудой до нескольких десятков ампер и длительностью нескольких мсек через поджигающий электрод, частично погруженный в жидкую ртуть катода. Изменяя момент зажигания вспомогательной дуги, можно управлять началом зажигания основной дуги и тем самым регулировать среднее значение силы выпрямляемого анодного тока от максимальной до нуля. Игнитроны выполняются главным образом в металлическом корпусе на среднее значение силы тока от 20 до 700 А.

Применяются в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных устройствах, электротяговых подстанциях на ж.д. и т.д. ГОСТ 2329-70 «Агрегаты преобразовательные с ртутными металлическими вентилями».

Ртутьсодержащие источники света

Ртутные лампы – газоразрядные источники света, в которых при электрическом разряде в парах ртути возникает оптическое излучение в ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной областях спектра. В зависимости от рабочего давления паров ртути, которое определяется температурой наиболее холодного участка колбы и количеством введенной в лампу ртути, ртутные лампы подразделяются на лампы низкого, высокого и сверхвысокого давления.

Лампы низкого давления

Среди них наиболее распространенные - люминесцентные лампы и бактерицидные лампы.

Лампы люминесцентные ртутные низкого давления. ГОСТ 6825-74. В условном обозначении типов ламп буквы и цифры обозначают:

• Л - люминесцентные,
• Д - дневные,
• Б - белая,
• ХБ - холодно-белая,
• ТБ - тепло-белая,
• Цифры - мощность в ваттах,
• U - U-образная,
• W - W-образная,
• К - кольцевая.

Ртутные лампы высокого давления

Внутренние колбы ламп высокого давления, имеющие диаметр 8-60 мм и длину 3-1500 мм изготовлены из тугоплавкого кварцевого стекла и наполняются инертным газом и дозированным количеством ртути, которая при работе лампы полностью испаряется внутри колбы, создавая в ней требуемое давление.

Лампы высокого давления во внешних колбах, покрытых изнутри люминофором, применяются для освещения, лампы без люминофора используются в медицине (светолечение), фотохимии, а также светокопировальных работах.

Лампы высокого давления общего назначения. ГОСТ 16354-77

В условном обозначении типов ламп буквы и цифры обозначают:

• ДР - дуговая ртутная,
• Л - люминесцентная,
• U - металлогалогенная,
• Цифры - номинальную мощность в ваттах.

Лампы дуговые ртутные трубчатые высокого давления. ГОСТ 20401-75. 

Ртутные трубчатые лампы высокого давления типа ДРТ являются мощным источником ультрафиолетового излучения. Применяются в медицине (физиотерапия), биологии, технике и светокопировальных аппаратах.

Ртутные лампы сверхвысокого давления

Ртутные лампы сверхвысокого давления – источники излучения высокой яркости в ультрафиолетовой и видимой областях. Различают лампы с естественным и водяным охлаждением. Кварцевые колбы этих ламп соответственно имеют шаровую или капиллярную форму.

Применяются в различных светотехнических установках. Содержание ртути от 5 до 50 % мас.

Технологический брак и прочие ртутьсодержащие источники света

Этот вид отходов представляет технологический брак, образующийся при производстве источников света, а также нестандартные светотехнические приборы. Содержание ртути и других компонентов, как в отходах ламп высокого и низкого давления.

Стеклобой, загрязненный ртутью с люминофором. Образуется при сборе, хранении и транспортировке вышедших из эксплуатации источников света.

Термометры ртутьсодержащие

Термометры ртутные – приборы для измерения температуры, действие которых основано на термическом расширении ртути. Ртутные термометры рассчитаны на области применения от –30 оС до +700 оС.

Технологический брак при производстве термометров и прочие отходы

Представляет собой:

• стеклобой с содержанием ртути около 0,15 %;
• ртутно-таллиевая амальгама, содержание таллия – около 10%, ртути – 90%;
• вата х/б и ткань х/б, содержание ртути – не более 0,05 %.

Барометры и манометры

Барометр – прибор для измерения атмосферного давления. Ртутным барометром атмосферное давление измеряется по высоте столба ртути в запаянной сверху трубке, опущенной открытым концом в сосуд с ртутью. Ртутные барометры наиболее точные приборы, ими оборудованы метеорологические станции и по ним проверяются работы других видов барометров.

Манометр – прибор для измерения давления жидкости и газа. (ГОСТ 8625 – 77Е. «Манометры избыточного давления, вакуумметры и мановакуумметры показывающие»; ГОСТ 9933-75Е. «Манометры абсолютного давления и мановакуумметры двухтрубные». Технические условия; ГОСТ 6915 –80Е «Приборы манометрические, показывающие для косвенного измерения артериального давления».

Технологический брак при производстве барометров и манометров и прочие отходы

Отходы представляют брак от производства барометров и манометров, а также приборов этого же наименования, изготовленных в научно-исследовательских учреждениях и производствах, с содержание ртути 1-50 % масс. 

Производственный мусор, выломки полов и стен

Отходы представляют собой выломки бетонных полов цехов электролиза и промышленный мусор производства хлора и каустика, а также установок обезвреживания РСО и объектов демеркуризации. Содержание ртути 0,5-1,0 % масс., вмещающие компоненты - металлолом и мусор.

Волокнистые отходы (включая спецодежду), загрязненные ртутью

Отходы образуются в производственных и лабораторных условиях, представляют хлопчатобумажные материалы-ткани и вату. Содержание ртути – 0,05-0,1 %.

Отработанные графитовые электроды

Образуются в производстве хлора и каустика на ртутном катоде. Состав, % мас.:

• Графит - 90-95;
• Хлористый натрий - 2-6;
• Железо - 0,5-1;
• Ртуть - 0,08 - 0,1

Прочие отходы, содержащие только металлическую ртуть. 

Отходы, содержащие металлическую ртуть, образовавшиеся в лабораторных и производственных условиях, не соответствующие ГОСТам и ТУ. Отходы производства полупроводников.

Отходы, содержащие только токсичные соединения ртути

Ртуть, находящаяся в виде ионов, наиболее токсична, поэтому особенно опасны хорошо растворимые и легко диссоциирующие ее соли. Весьма токсичны для всего живого органические соединения ртути. Как органические, так и неорганические соединения ртути относятся к тиоловым ядам.

Отработанные сорбенты типа ХПР

Отходы образуются на установках очистки технологических и вентиляционных газов от паров ртути при использовании в качестве сорбента поглотителя марки ХПР (ОСТ 16-2435-80), модифицированного хлорным железом. Состав отработанного сорбента, % мас. на сухую массу:

• Активный уголь - 85
• Железо - 9,7
• Сулема - 3,5
• Каломель - 1,8

Отработанные ионообменные смолы

Отходы образуются на установках очистки сточных вод от ртути на предприятиях по производству хлора и каустика и установки обезвреживания ртутных отходов методом ионного обмена. В качестве ионообменников в основном используется смола марки АВ-17. Состав отходов, % мас. на сухую массу:

• Смола - 90-95
• Сульфид железа - 0,2-0,5
• Ртуть общая - 5 - 6

Ртутьсодержащие пестициды

Пестициды – химические средства борьбы с микроорганизмами, растениями и животными, вредоносными или нежелательными с точки зрения экономики или здравоохранения.

Пестициды почти никогда не применяются в чистом виде: на их основе готовят смачивающиеся порошки, концентраты эмульсий, дусты. В состав этих препаратов входят также твердые или жидкие разбавители, ПАВ и иногда специальные добавки (прилипатели, антиокислители, антииспарители, загустители). 
В ряде препаратов содержится 2-3 активных вещества, что повышает эффективность и расширяет спектр действия пестицида.
Каждая фирма выпускает препараты под своей торговой маркой, что порождает множество синонимов их наименований. В таблице 3.7 представлены данные о ртутьсодержащих пестицидах, произведенных эарубежными фирмами и в СССР. 

Прочие отходы, содержащие токсичные соединения ртути

Отходы образуются в лабораториях при использовании ртутных соединений и в производстве антрахиноновых красителей. Последние представляют угольный шлам с включением кристаллов антрахинона. Содержание ртути – 12-15 % мас., содержание серной кислоты – 6-7 % мас.

Отходы, содержащие ртуть и ее соединения

Отходы образуются в цветной металлургии при переработке концентратов концентратов руд тяжелых цветных металлов, в химической промышленности при производстве винилхлорида методом парофазного гидрохлоривания ацетилена, в производствах хлора и каучука и целлюлозно-бумажном производстве. К отходам данного вида относятся производственный брак при изготовлении ртутно-окисных источников тока, а также отходы потребления – отработанные источники тока.

Шламы цветной металлургии 

Шламы ртутно-селеновые

Представляют массу темно-серого цвета с влажностью 15-20 % масс., среднего состава (% масс.):

• Ртуть – 13,1;
• Селен - 3,3;
• Теллур – 2,0; 
• Сера - 8,7;
• Окиси кремния – 14,1;
• Железо - 0,37;
• Свинец - 23,6;
• Цинк - 2,15;
• Медь - 0,03;
• Кальций - 15,5;
• Магний - 0,35;
• Кадмий - 0,135;
• Марганец - 0,032.

Ртуть представлена в виде окиси, металла, сульфида и селенида. Селен представлен в виде селенидов свинца, цинка, ртути и элементарного селена.

Шламы ртутно-селеновые (бедные) и боровные пыли

Представляют выломки кирпича сернокислотных башен, выломки бетонных полов и кольца Рашига. Состав отходов (% мас.):

• Ртуть - 2,0
• Селен - 0,1-0,3
• Окись кремния - 50-60
• Окись алюминия - 20-30
• Серная кислота - 5-7
• Влажность - 3-5

На предприятиях цветной металлургии образуются боровные пыли, содержащие 3-5 % масс. ртути; до 50% цинка, селена, свинца.

Отработанные ртутные катализаторы

Отходы образуются при производстве винилхлорида в процессе парофазного гидрохлорирования ацетилена на катализаторе. Катализатор представляет собой хлорид ртути, нанесенный на поверхность активированного угля.

Отработанный катализатор имеет следующий состав (% масс.):

• Активный уголь, не менее 80
• Хлористый водород, не менее 8
• Ртуть общая 4-5
• Ртуть металлическая 3,5
• Влажность, не более 10

Ртуть представлена также в виде сулемы и каломели – 1-1,5 % масс.

Шламы и отходы производств хлора и каустика и целлюлозно-бумажного

В процессе производства хлора и каустика на ртутном катоде образуются шламы нескольких видов:
Шламы рассолоподготовки, содержат, % мас: 

• Ртути - 0,15-0,6;
• Кальция сернокислого - До 60;
• Натрия хлористого - 15-16;
• Гидроокиси кальция и магния - 3-5
• Окиси кремния - 8-10
• Влажность - 30-40

Физико-химическая характеристика солевых шламов целлюлозно-бумажных предприятий (ЦБП).

Плотность – 1,50-1,60 г/см3, рН- 4,5-5,0, влажность – 40-45% масс., нерастворимый осадок – 7 % масс. Химический состав (% масс.):

• Ртуть общая 0,078-0,140
• Натрий 16,07-16,87
• Магний 20,6-21,02
• Кальций 0,5-0,55
• Калий 0,12
• Железо 0,55-0,60
• Алюминий 0,02-0,025
• Марганец 0,012
• Медь 0,018-0,062 
• Кремний 3,5-3,8
• Сульфаты 5,8-7,8
• Хлориды 50,2-51,8

Формы ртути в солевых шламах ЦБП (% масс.)

• Ртуть окисная 17,0-23,0
• Ртуть сульфидная 15,0-38,0
• Ртуть металлическая 40,0-60,0
• Ртутьсодержащие источники тока.

Нормальный элемент насыщенный применяется в качестве меры электродвижущей силы (ГОСТ 5.51470, ГОСТ 1954-82 «Меры электродвижущей силы. Элементы нормальные. Общие технические условия)

Насыщенный нормальный элемент представляет собой обратимый гальванический элемент со следующей схемой гальванической цепи:
Pt[Cd](Hg)[CdSO4- 8/3H2 O](CdSO4)[Hg2SO4]Hg+

Отрицательным электродом служит амальгама кадмия, положительным – ртуть и сернокислая закись ртути, играющая роль деполяризатора. В качестве электролита применяется насыщенный раствор сульфата кадмия, содержащий избыток кристаллов CdSO4- 8/3H2 O.

Реагирующие вещества, составляющие нормальный элемент, заключены в стеклянную оболочку Н-образной формы, которая герметично запаяна. Стеклянные оболочки имеют несколько типоразмеров:

• высота – 55-85 мм,
• диаметр – 1,3-1,8 мм,
• ширина – 35-60 мм,
• масса – 40-80 г,
• содержание ртути – 50-70 %,
• содержание платины – 0,04-0,06г.

Элементы и батареи ртутно-цинковые. Общие технические условия ГОСТ 26527-85 «Элементы ртутно - цинковые сухие. Технические условия».

Ртутно-цинковый элемент – химический источник тока, относящийся к классу первичных гальванических элементов, у которого отрицательный электрод (анод) изготовлен из пастообразной однородной смеси состава:

• Цинк, порошок - 73,5
• Окись ртути - 1,1
• Крахмал картофельный - 3,3
• Электролит ЭЩ-36 - 23,1

Состав электролита ЭЩ – 36:

• Калий едкий – 630 г/л
• Оксид цинка - 50-60 г/л
• Бихромат калия 1,0 г/л
• Карбонаты, не более - 30 г/л

Положительный электрод (катод) состоит (% масс.):

• Оксид марганца - 84
• Ацетиленовая сажа - 12,5
• Электролит ЭЩ –35 - Остальное

Электролит ЭЩ-35 представляет водный раствор едкого калия (730 г/л) и индустриального масла (20 м3) на 2 кг сухой смеси.

Отходы, содержащие только сульфиды ртути

Шламы и отходы производства хлора и каучука

Шламы из солерастворителей

Состав отхода % масс.

• Сульфат кальция 46,7
• Хлористый натрий 30,0
• Гидроокись магния 9,0
• Сульфид ртути 0,28
• Нерастворимые в НСL в-ва 14,0 

Шламы с установки очистки сточных вод от ртути

Состав отхода % масс.

• Гидроокись железа (П) 15,9
• Гидроокись железа (Ш) 11,9
• Сульфид железа 11,9
• Сульфид ртути 2,6
• Перлит 57,7

Шлам-пульпа из отстойников солерастворителей

Состав отхода % масс.

• Сульфид ртути 0,57
• Сульфат кальция 45,0
• Хлористый натрий 28,7
• Гидроокись магния 13,4
• Нерастворимые в HCL в-ва 0,57

Отработанные сорбенты установок газоочистки

При использовании в качестве сорбента в установках газоочистки углеродного поглотителя ртути УПР (ТУ 6-170-005-01877509-97), модифицированного элементарной серой, в виде отхода образуется отработанный сорбент.

Состав отхода % масс.:

• Активный уголь 75-78
• Сульфид ртути до 10
• Сера не более 2
• Влажность не более 10

Прочие ртутьсодержащие отходы

Этот вид отходов включает отходы производства хлора и каустика: шланги, изоляцию, резину, пластикат, фильтроткани, фторопластовые мембраны, загрязненные ртутью. Содержание ртути – 0,01-0,1 % масс.

Исследования последних лет [16] показывают, что экотоксиканты вызывают нарушение баланса метаболических процессов в почве из-за накопления неутилизируемых субстратов в ионной форме, истощение буферных свойств системы, кислотно-основной сдвиг рН.

Результатом этих процессов является снижение содержания белка в биомассы почвы, резкое уменьшение числа микробных сообществ, что способствует или может служить предпосылкой для кумуляции в почве токсичных соединений. Таким образом, нарушаются процессы естественного обезвреживания вредных веществ и процессы их биотрансформации, создаются условия для передачи их по пищевой цепи. Загрязнение почвы ртутью вызывает деградацию гумуса, что влияет на накопление нитратов в растительной продукции из-за нарушения азотного цикла, высокой минерализации, сопровождающейся снижением (pН) иммобилизации азота и приводящей к высокодефицитному балансу азота.

Поступление ртути в биологические компоненты экосистемы приводит к преимущественному накоплению загрязняющих веществ отдельными ее звеньями, создавая тем самым неблагоприятные условия для их жизнедеятельности и формирования всей экосистемы и непосредственно человека как ее составной части.

Ртуть и ее соединения относятся к числу наиболее полно изученных в санитарно-токсилогическом отношении веществ . Гигиенический стандарт по содержанию ртути и ее соединений установлен практически для всех сред, из которых они могут поступать в организм человека.

Ртуть относится к числу контролируемых элементов в пищевых продуктах. Временные гигиенические нормативы содержания ртути находятся на следующих уровнях, мг/кг: соки, молочные продукты – 0,005; фрукты, зерно, хлеб – 0,01; овощи – 0,02; мясные продукты – 0,03; рыбные продукты – 0,05. В продуктах «суши» наличие органических форм ртути не допускается ввиду их большой токсичности.

Использование ртутьсодержащих ядохимикатов (пестицидов) с 70-х годов прошлого века запрещено во многих странах, в том числе в СССР. Однако, практически во всех сельскохозяйственных регионах России, в специальных хранилищах они накоплены в достаточных количествах. Главным Государственным врачом СССР (письмо № 128-6/51-6 от 21.01.85г.) запрещен вывоз на городские полигоны (свалки) бытовых отходов отработанных и бракованных ртутных ламп, обязав промышленные предприятия их обезвреживание. Минздравом СССР дано временное разрешение на захоронение на специально оборудованных шламоотвалах отходов производства с содержанием ртути не более 0,03 % мас.