Начиная с той поры, когда кайзеровская Германия впервые применила на фронте боевые отравляющие вещества, все промышленно развитые страны мира включились в гонку по разработке все более и более смертоносного химического оружия. После Второй мировой войны тысячи тонн бомб и снарядов, начиненных ипритом, люизитом, табуном, зарином и зоманом, были захоронены на дне морей и океанов. А на современных складах хранятся десятки тысяч тонн несравненно более токсичных веществ (например, так называемых V-газов), представляющих по ряду причин не меньшую - если не большую - угрозу для человечества, чем запасы ядерного оружия. В связи с этим то и дело обсуждаются различные проекты уничтожения всех видов оружия массового поражения, в том числе и химического. Остановка только за тем, что никто не знает - как это сделать, не навредив окружающей среде и ее обитателям. Конечно, прежде всего, людям.

ЧУДО-ПЕЧЬ ВАНЮКОВА

Но существуют чрезвычайно вредоносные вещества, которые никто специально не производит и не хранит, хотя они и создают для человечества не меньшую угрозу, чем штатное химическое оружие. Речь идет о диоксинах.

Вездесущие диоксины

Впервые о диоксинах заговорили в середине 1950-х гг. в связи с таинственной болезнью «хлоракне», поражавшей работников некоторых химических предприятий. Но после того как американцы стали использовать во Вьетнаме так называемый «Agent Orange», не только уничтожавший растительность джунглей, но и поражавший людей и уродующий их потомство, на информацию о диоксинах был наложен гриф «Совершенно секретно». На Западе этот гриф был снят лишь в 1968 г., и на мировое сообщество обрушился вал страшных фактов, о которых в нашей стране узнали лишь в 1989 г.

Оказалось, что не меньшую опасность, чем боевые отравляющие вещества и «Agent Orange», представляют газообразные продукты сгорания твердых бытовых отходов (ТБО), то есть, попросту говоря, обычного бытового мусора.

Диоксины относятся к группе так называемых ксенобиотиков, то есть веществ, совершенно чужеродных для всего живого. В химическом отношении они представляют собой гомологи и изомеры галогенопроизводных би- и трициклических ароматических углеводородов, и их общее число составляет несколько тысяч. В медико-биологическом плане диоксины опасны тем, что способны, подобно радиации, накапливаться в организме и приводить к возникновению мутаций у потомства. Причем было установлено, что безопасных доз диоксинов вообще не существует: даже в исчезающе малых концентрациях они поражают все живые существа - от бактерий до теплокровных.

Одна лишь молекула любого из диоксинов способна нарушить деятельность клетки и вызвать затем цепь биохимических реакций, полностью нарушающих все функции организма. Так, диоксины влияют на рецепторы, ответственные за работу всех гормональных систем; с молоком матери они передаются младенцам, в результате чего те отстают в развитии, а впоследствии у них возникают заболевания, характерные только для стариков (так называемый «синдром преждевременного старения»). И этим перечень бед, которые несут диоксины, увы, далеко не ограничивается.

Очень стойкая отрава

Одна из самых неприятных особенностей диоксинов заключается в том, что они чрезвычайно устойчивы и крайне неохотно разрушаются под действием обычных химических и биологических факторов и начинают разлагаться лишь при температуре выше 1200 - 1250°С. А кроме продуктов сгорания ТБО (запах горящих помоек наверняка знаком жителю любого города России), диоксины содержатся в твердых, жидких и газообразных отходах химический, нефтехимической и целлюлозно-бумажной промышленности, а также других отраслей народного хозяйства. Не говоря уж об отходах военно-промышленного комплекса.

Один из наиболее распространенных в мире способов уничтожения токсичных веществ заключается в сжигании. Это, конечно, лучше, чем закапывать их на специальных полигонах, которые становятся техногенной пустыней. Поэтому, например, в Японии и Швейцарии сжигают лишь 70-80% ТБО. (Впрочем, следует заметить, что статистика мало говорит о том, куда в этих странах девают остальные 30-20% отходов. Есть серьезные подозрения, что их не «хоронят», а пускают в повторную переработку.)

Беда, однако, в том, что в обычных печах отходы сжигают при сравнительыо низких температурах - от 600 до 900°С. А именно при такой температуре и происходит наиболее интенсивное образование ядовитых продуктов, а то, что сгореть не может (силикаты, металлы), оказывается зараженным все теми же диоксинами. Это касается всех стран (в том числе и России, некритически перенимающей западный опыт), где ширится строительство мусоросжигательных заводов.

Мусор в бурлящем расплаве

Задачу ликвидации проблемы диоксинов удалось решить российским пирометаллургам. Они выяснили, что при сжигании ТБО диоксины не образуются, если соблюдаются следующие условия:
- температура превышает 1250°С;
- процесс происходит в окислительной среде (то есть при некотором избытке кислорода);
-уничтожение отходов длится более двух секунд, причем температура практически мгновенно достигает рабочего значения.

Все эти условия удалось реализовать в печи, изобретенной доктором технических наук Андреем Ванюковым («ТМ», № 7 за 1993 г.). Печь Ванюкова - это барботажный агрегат непрерывного действия (см. рисунок). Она представляет собой шахту прямоугольного сечения с принудительно охлаждаемыми медными стенками, в нижней части которой находятся фурмы, через которые в расплав подается смесь воздуха с кислородом. Материалы, подлежащие уничтожению, подаются сверху и, сгорая, поддерживают температуру в печи на уровне 1250 - 1350°С. В результате в печи образуются две жидкие фазы: в верхней части ванны скапливается шлак, состоящий из легких силикатов, а в нижней - более тяжелый металлосодержащий продукт. Отходящие же газы (не содержащие диоксинов!) после утилизации их тепла очищаются от пыли и выбрасываются в атмосферу.

Обе жидкие фазы непрерывно выводятся через сифонные устройства, расположенные в торцах шахты печи, и после охлаждения направляются на дальнейшую переработку. Из шлака можно делать домостроительные панели и теплоизоляционную вату, а из металлосодержащего продукта извлекать ценные компоненты.

Крупномасштабная проверка эффективности печи Ванюкова была проведена на Рязанском опытно-экспериментальном металлургическом заводе института «Гинцветмет» при участии сотрудников Московского института стали и сплавов и Академии коммунального хозяйства им. Памфилова. Эти испытания подтвердили, что отходящие газы, образующиеся в результате плавки ТБО в печи Ванюкова, действительно практически не содержат диоксинов.

Но возможности новой технологии не ограничиваются безопасным уничтожением ТБО: в принципе, она может быть использована для уничтожения практически любых токсических соединений - в том числе и боевых отравляющих веществ, запасы которых столь беспокоят современную мировую общественность.