Centre of Excellence CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ III Vybrané typy environmentálních polutantů (08/02) Polychlorované bifenyly (PCBs( PCBs) Zdroje Ivan Holoubek RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox. recetox.muni.cz; http://recetox.muni muni.cz
Zdroje PCBs 2
Globální PCB spotřeba < 0.1 0.1-1 1-10 10-50 50-100 100-500 > 500 3
Globální použití PCBs s a jejich obsah v půdách 4
Prioritní zdroje - POPs Zásoby/Používané PCBs RBA PTS Projekt Kolem 1.7 milionu tun bylo historicky vyrobeno Transformátory, kondenzátory, hydraulické kapaliny, uskladněné barely.topné oleje!? 5
RBA PTS Projekt Prioritní environmentální problémy POPs PCBs continue to show in developing countries 6
Zdroje POPs 7
Globální PCB produkce 3 2 2 3 4 Cl 3 2 2 3 4 4 1 1 catalyst 4 1 1 5 6 6 5 Cl x 5 6 6 5 Cl y 70 Ar-1221 PCBs: Large variety of technical mixtures, 21-68 % Cl (w/w) Percent Content 60 50 40 30 20 10 Ar-1232 Ar-1242 Ar-1242 KC-300 Ar-1248 KC-400 Ar-1248 Ar-1254 Ar-1254 0 0 2 4 6 8 10 No of Chlorines on PCB molecule KC-500 Ar-1260 KC-600 Ar-1260 8
Globální PCB produkce Celková výroba popsaná v literatuře Producer Country Start Stop Amount Reference Monsanto USA 1930 1977 641,246 de Voogt and Brinkman, (1989) Geneva Ind. USA 1971 1973 454 de Voogt and Brinkman, (1989) Kanegafuchi Japan 1954 1972 56,326 Tatsukawa, (1976) Mitsubishi Japan 1969 1972 2,461 Tatsukawa, (1976) Bayer AG Germany 1930 1983 159,062 de Voogt and Brinkman, (1989) Prodelec France 1930 1984 134,654 de Voogt and Brinkman, (1989) S.A. Cros Spain 1955 1984 29,012 de Voogt and Brinkman, (1989) Monsanto U.K. 1954 1977 66,542 de Voogt and Brinkman, (1989) Caffaro Italy 1958 1983 31,092 de Voogt and Brinkman, (1989) Chemko Czechoslovakia 1959 1984 21,482 Schlosserová, (1994) Orgsteklo Russia 1939 1990 141,800 AMAP (2000) Orgsintez Russia 1972 1993 32,000 AMAP (2000) Xi an China 1960 1979 8,000 Jiang et al. (1997) TOTAL 1930 1993 1,324,131 Poland 1.700 t (Sulkowski et al 2003) 9
Globální PCB produkce Celková PCB výroba Výrobky dle obchodního názvu (e.g. Aroclor 1242) Obsah homologů v daném produktu Výroba dle obsahu Cl (w/w) Roční vážený poměr výroby homologů Výroba jednotlivých homologů (10) Kongenerový obsah v daných produktech Roční vážený poměr produkce kongenerů Výroba vybraných kongenerů (22) 10
Globální PCB produkce 500 400 367.9 333.3 300 200 128.7 257.0 149.8 100 63.8 0 7.1 14.3 1.4 0.03 Mono-CB Di-CB Tri-CB Tetra-CB Penta-CB Hexa-CB Hepta-CB Octa-CB Nona-CB Deca-CB Thousand tonnes 11
Globální PCB produkce [kt] 80 70 Total PCB 60 50 40 30 20 10 0 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 PCB-101 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 4.5 PCB-28 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 PCB-180 0.0 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 12
Od výrobyv ke spotřebě Výrobci Výroba v zemích OECD 84.6 % Export do OECD zemí Export do non- OECD zemí Spotřebitelé OECD země vyrábějící PCBs OECD země nevyrábějícíc PCBs Ostatní země 67,8 % 5,6 % 11,2 % Československo 1.6 % Východní Evropa (50%) Československo (50%) 0,8 % 0.8 % SSSR 13.1 % Rusko (60%) Ostatní, SSSR (40%) 7.9 % 5.3 % 0.6 % Čína (výroba = spotřeba) 0.6 % 13
Od spotřeby k emisím Zpracování jednoduchého modelu dynamické hmotnostní rovnováhy SPOTŘEBA (C) Použité faktory (μ) Základní předpoklad primární atmosférické emise jsou řízeny fyzikálně-chemickými vlastnostmi emitovaných látek a teplotou. VSTUPY PŘI NEHODÁCH (A) Půdy (s) Požáry (f) Nahodilý z nehod (af) POUŽITÍ (U) Otevřené (1) Malé kondenzátory (2) Částečně uzavřené (3) Uzavřené (4) Doby života (k) Ukládání (df) LIKVIDACE (D) Skládky (l) Otevřené hoření(o) Spalovny odp. (w) Rozklad (d) Emisní faktory (ef) EMISE (E) 14
Emisní faktory a teplota Teplotou-řízené cykly depozice a vypařování 25 20 PCB-180 (S.Norway) 15 10 C air T 5 0-5 Haugen et al (1998) 92 93 94 95 15
Globální PCB emise (Σ PCB 22 22 ) 1.E+05 1.E+04 Production Emissions 1.E+03 Tonnes 1.E+02 1.E+01 1.E+00 1.E-01 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 16
Globální PCB emise dle latitud, 2000 Usage of total PCBs 100000 80000 60000 40000 20000 Usage 0 2.0 1.8 1.6 Emissions (2000) 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0-90 -60-30 0 30 60 90 Emissions of PCB 22 17
Zdroje PCBs PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ Uzavřené systémy Chladící kapaliny v transformátorech Dielektrické kapaliny ve velkých a malých kondenzátorech Teplonosná media Ohnivzdorné a teplonosné antikorozní hydraulické kapaliny v důlních zařízeních a vakuových pumpách Použití mazadel 18
Zdroje PCBs PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ Otevřené systémy: Použití plastifikátorů na bázi PCBs Bezuhlíkový kopírovací papír Lubrifikanty Tiskařské barvy Impregnanční materiály Barvy Lepidla Vosky Aditiva do cementů a omítek Materiály na mazání odlévacích forem Materiály používané pro výrobu odlučovačů prachu 19
Zdroje PCBs PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ Otevřené systémy: Těsnící kapaliny Inhibitory hoření Imerzní oleje Pesticidy Skládky odpadů Spalování odpadů Pevné a kapalné materiály obsahující PCBs Laminátovací činidla Těžké oleje Samolepící pásky Balící papír Recyklovaný papír 20
Zdroje PCBs SEKUNDÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCB DO PROSTŘEDÍ Revolatilizace ze sedimentů a půd Odpařování z aplikovaných barev 21