Почвенные растворы
Такие реакции характерны при взаимодействии люизитов с почвенными солевыми растворами. В почвенных растворах тотчас же вслед за процессами гидролиза начинаются обменные реакции первичных и вторичных Р-хлорвинилмышьяковистых кислот с карбонатами.
В лабораторных экспериментах группа исследователей /90/ установила, что в продуктах сгорания 1 кг модельного ТРТ содержится до 10 мкг ПХДЦ и до 50 мкг полихлорированных бифени-лов (ПХБФ). На этом основании авторами упомянутой работы сделан вывод о том, что процесс сжигания ТРТ явится мощным источником поступления диоксинов и родственных им соединений в окружающую среду. По мнению этих исследователей, сжигание ТРТ порядка 100 тыс. т. в год приведет к образованию ПХДЦ и ПХБФ в количестве, сравнимом с выбросами этих токсикантов, производимыми всеми автомобилями США за год.
По-видимому, этот вывод некорректен по ряду следующих причин: в лабораторных экспериментах /90/ модельный образец ТРТ (10 г) сжигался в кварцевой проточной камере в токе воздуха, после чего газовые и аэрозольные продукты сгорания охлаждали и улавливали фильтром на соответствующих сорбентах; в камере бессоплового сжигания двигателей ТРТ по технологии «Локхид-Мартин» масса сгораемого топлива – до 50 т, время горения – до 4,2 мин, температура «факела» 3200-3500°С. Процесс начинается с продувки камеры азотом. Высокая температура сгорания ТРТ препятствует образованию прекурсоров диоксинов.
Образование диоксинов
В этом же направлении «действуют» следующие факторы:
a) быстрое снижение температуры газового потока (за 2-3 с) сразу же за границей зоны горения;
b) кратковременность (менее 1 с) пребывания газовой фазы в границах температурного окна, благоприятного для образования диоксинов;
c) отсутствие зон накопления механических примесей, которые при критических температурах могли бы сорбировать прекурсоры ПХДЦ и ПХДФ, а также катализировать реакции их превращения в диоксины и родственные им соединения;
d ) «мокрые» и «башенные» скрубберы обеспечивают снижение температуры отходящих газов ниже окна критических температур образования диоксинов, удаляя при этом механические примеси, способные адсорбировать ПХДЦ и ПХДФ.
В пользу «диоксиноустойчивости» установки бессоплового сжигания на запроектированном и намеченном к строительству комплексе утилизации ракетных двигателей твердого топлива (КУРДТТ) свидетельствуют и следующие теоретические и экспериментальные данные:
Образование диоксинов при сжигании ракетного топлива. За десятилетний период полномасштабных модифицированных испытаний по оценке выжигания ТРТ из двигателей в замкнутом объеме на установке в Чайна-Лейк (США, штат Калифорния) уровни выбросов обсуждаемых токсикантов, в том числе, остающихся внутри корпуса выжженного двигателя, в камере сжигания, и твердых веществ, содержащихся в скрубберах, составляли величины порядка 10"13-10"15, что намного ниже общепринятых уровней ПДК для диоксинов /91/.
Годовые выбросы ПХДЦ и ПХДФ
Итоги исследований химиков МГУ под руководством проф. И.А.Ревельского по химическому составу образцов сожженных частей корпуса двигателя первой ступени ракеты РСМ-52 (со снятым соплом) таковы: как в твердых частях корпуса ракетного двигателя, так и в «остаточной массе» внутри корпуса концентрации ПХДЦ и ПХДФ изменялись в пределах от 10"15 до 10~12 массовой доли, т.е. находились на уровне от 0,001 ПДК в шламе до 1 ПДК в твердых материалах сгоревшего корпуса двигателя.
Теоретические расчеты, выполненные группой специалистов ИжГТУ, хорошо согласуются с расчетами других исследователей. Они показывают, что в процессе сжигания в КУРДТТ двигателя первой ступени ракеты SS -24 (масса ТРТ 50 т, время сжигания около 6 мин) пиковая концентрация ПХДЦ и ПХДФ в дымовой трубе будет составлять от 0,006 до 0,018 нг/м3 (в токсическом эквиваленте ITEQ . Это значительно ниже стандартов на выбросы мусоросжигательных устройств, принятых в настоящее время в Европе и США. Годовые выбросы ПХДЦ и ПХДФ от КУРДТТ будут на 3-4 порядка ниже аналогичных выбросов мусоросжигательной печи средней мощности.
Что касается вопроса об образовании диоксинов и родственных им соединений из продуктов термической деструкции изоляционных и конструктивных материалов корпусов двигателей твердотопливных ракет, а также отходящих остаточных газов, образующихся после выгорания основной массы ТРТ, вероятность их образования значительно выше.
