Юдович Я.Э., Кетрис М.П. - Подход к ПТЭ в США

Примерным синонимом нашего термина «потенциально токсичные элементы» является употребляемый в США термин «вредные воздушные поллютанты» – HAPs (hazardous air pollutants). Мощный импульс к исследованию содержаний и форм нахождений HAPs в углях появился после того, как в 1990г. Конгресс США принял знаменитый «Акт о чистом воздухе» – CAAA (Clean Air Act Amendments). В число 189 веществ, для которых в этом документе установлены воздушные ПДК, входят и токсиканты, эмитируемые при сгорании угля: SO₂ и 12 элементов-примесей (As, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, U). Большинство указанных элементов значится и в списке Агентства США по охране окружающей среды (US EPA) как потенциальные поллютанты для питьевой воды: As, Ba, Cd, Cr, Pb, Hg, Se, Ag.

Для предварительной оценки углей в недрах с позиции возможного вреда, который может причинить сжигание товарной продукции, необходима какая–то нормировка. Ясно, что использование просто средних содержаний HAPs не годится вследствие разной теплотворной способности углей. Например, техасские бурые угли («лигниты» по американской классификации) заметно беднее ртутью, чем аппалачские каменные угли, однако для получения одного и того же количества энергии их придется сжечь почти вдвое больше. Вдобавок, при сжигании аппалачских углей используют обогащение (сильно снижающее их сернистость и соответственно содержание сульфофильных элементов), а техасские лигниты обычно сжигают без обогащения.

Поэтому Ч. Оман и Р. Финкельман предложили нормировать средние содержания HAPs по теплотворной способности углей – это позволяет сравнить разные угли друг с другом. Поскольку в США и Англии теплотворную способность угля выражают в британских тепловых единицах на фунт топлива – Btu/lb, была выполнена нормировка по Btu. Оказалось, что разные угли США весьма значительно различаются, так сказать, по «удельной потенциальной токсичности» содержащихся в них примесей. Анализ данных таблицы приводит к неожиданным выводам, которые трудно было бы сделать на основании только средних содержаний HAPs в углях.

Выясняется, что техасские лигниты наиболее опасны по восьми HAPs (Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Se и U), тогда как аппалачские каменные угли выделяются только по As. Высокосернистые угли восточного региона Внутренней провинции наиболее потенциально опасны по SO2, Ni, Cd и Sb, угли бассейна Сан–Хуан – по Pb и Sb, а вайомингские угли бассейна Паудер Ривер – по целому «букету» примесей: Be, Co, Ni, Pb, Sb, Se.

Подход к ПТЭ в США – HAPs