трансформаторын тосны полихлорт бифенилийн судалгаа монгол

1. Д.Отгонсүрэн1, М.Баяржаргал1, П.Одонмажиг1, Л.Жаргалсайхан2
1Хими, Хими-Технологийн Хүрээлэн, ШУА
2Байгаль Орчин, Ногоон Хөгжлийн Яам
Удаан задардаг органик бохирдуулагч бодисын жагсаалтад ордог
полихлорт бифенил нь C12H10-nCln гэсэн ерөнхий томъёотой (n нь 1-10
хороонд байж болох Cl-н атомын тоо) нийт 209 уламжлал буюу конгенерыг
багтаасан бүлэг нэгдэл юм. Полихлорт бифенил (ПХБ) нь галд тэсвэртэй,
цахилгаан дамжуулах чадвар муу, ууршилт багатай, химийн тогтворжилт
өндөртэй зэрэг чанартай тул цахилгаан тусгаарлагч болон гидравлик
шингэн, цавуу, будаг, галын хор, хуванцар зэрэг бүтээгдэхүүний
үйлдвэрлэлд 1920-1978 онуудад өргөнөөр ашиглаж байсан [1]. ПХБ нь
устөрөгчийн холбоогоор холбогдсон хоёр фенилийн цагирагийн
нүүрстөрөгчийн атомууд дээрх устөрөгчийн атомууд хлорын атомаар
халагдахад үүсдэг химийн нэгдэл юм [2].
1-р зураг. ПХБ-ийн химийн бүтэц
Dexsil-ын шинжилгээгээр бохиродолтой гарсан 239
дээжийг шинжилгээнд хамруулсан. Дээж бэлтгэл болон шинжилгээнд
хроматографийн ба химийн цэвэр ангиллын изооктан, хүхрийн хүчил зэрэг
бодисыг (ХБНГУ-ын Sigma-Aldrich, Merck) тус тус ашиглав. Хийн
хроматографийн шинжилгээний дотоод стандартаар ПХБ-30, ПХБ-209-
ийн хольцыг, багажийн ажиллагааг хянах стандартаар Арохлор 1242,
Арохлор 1254 болон Арохлор 1260 (Accusstandard, АНУ)-г тус тус
ашиглалаа. Шинжлэх тосноос 0.04-0.08 г дээж жинлэн авч, 5 мл изооктан,
2.5 мл концентрацтай хүхрийн хүчил, 150 мкл дотоод стандарт нэмж 20
мин турш богино долгионы холигчоор үйлчлэн дараагаар тасалгааны хэмд
30 мин тавьж, үе ялгартал байлгана. Дээд изооктаны үеэс хийн
хроматографийн тагтай хуруу шил рүү нэг удаагийн пастерийн пипетк
ашиглан шилжүүлж, багажийн автомат дээж оруулагчид байрлуулна.
Шинжилгээг Agilent 7890A GC/ECD (электрон баригч детектортой хийн
хроматограф) багаж дээр Олон улсын цахилгаан холбооны байгууллагаас
баталсан CEI EN 61619 стандартын [6] дагуу хроматографийн доорх
нөхцлийг (1-р хүснэгт) баримтлан гүйцэтгэв.
амархан тархаж, биоценозын хүнсний гинжин хэлхээнд орж, улмаар хүн,
амьтны бие организмд олон талын сөрөг нөлөө үзүүлдэг. Тухайлбал,
дархлаа, төв мэдрэл, нөхөн үржихүйн системийг гэмтээж, хорт хавдар
үүсгэдэг нь тогтоогдсон байна [3].
40%
14%
42%
4%
ПХБ ≤ 5
5 < ПХБ ≤ 50
50 < ПХБ ≤ 500
500 < ПХБ
Стандарт Archlor1260–ын хроматограмм
ПХБ-ийн агууламж, ppm
Дэлхийд үйлдвэрлэгдсэн нийт ПХБ-ийн тархалт, хэрэглээ ба хэмжээ, (тонн)
Трансформатор - 48%
Конденсатор - 21%
Бусад төхөөрөмж - 10%
Өргөн хэрэглээний бараа - 20%
Трансформатор, тосон таслуур зэрэг цахилгаан тоног төхөөрөмжийн
тосны найрлагад ПХБ-ийн уламжлал болох Арохлор 1242, 1254 ба 1260
түгээмэл тохиолддог. Эдгээр нэгдлүүдийн хлорын агууламж нь тодорхой
бөгөөд хийн хроматографийн аргаар ПХБ тодорхойлоход стандарт бодис
болгон хэрэглэдэг. Жишээлбэл, Арохлор 1242 -ын хувьд 12 нь тухайн
конгенерын нүүрстөрөгчийн атомын тоо, 42 нь тухайн нэгдлийн молекул
жинд эзлэх хлорын атомын жингийн хувийг нь төлөөлдөг нэршил юм [7].
Шинжилгээ хийхийн өмнө хийн хроматографийн багажийн ажиллагааг
шалгахын тулд 50 ppm концентрацтай Арохлор 1242, Арохлор 1254,
Арохлор 1260 агуулсан стандартуудыг шинжлэх дээжийн адилаар
боловсруулан бичлэгийг хийж шалгасан. Шинжилгээнд оруулсан стандарт
Арохлоруудын агууламж нь байвал зохих түвшинд илэрсэн болно.
ПХБ нь хүн, биологийн төрөл зүйл,
хүрээлэн буй орчинд хуримтлал үүсгэн,
удаан хугацаагаар задралгүйгээр хоруу
чанараа хадгалсаар байдаг онцлогтой бодис
юм [3]. Цаг уурын болон хүний хүчин
зүйлсийн нөлөөгөөр үүссэн газраасаа
ПХБ хүнсний гинжин хэлхээнд
ПХБ
Хөрс Агаар
УсУргамал
Шувуу
Загас
Загас
Мал,
Тэжээвэр амьтан
Мал, амьтны хүнс
ХҮН
Мах, сүү, өндөг, жимс, гурил тариа г.м
Бодисын
нэр
LD50 Хагас задралын хугацаа
ПХБ
2-10 мг/кг
бие.жин
Агаарт 21хоногоос 2 жил,
хөрс, хурдсанд 6 жилээс илүү.
Загасанд 10 гаруй жил
ДДТ
113-118
мг/кг
бие.жин
Агаарт 7 хоног
Хөрсөнд 15 жил
Усанд 150 жил
Диоксин
0.0006 мг/кг
бие.жин
Хөрсөнд 10-12 жил
Агаарт 32 хоног
Хүний биед 7.8-132 жил
Натрийн
цианид
5,8-15 мг/кг
бие.жин
Биологийн хагас задрал 20-60 мин
Зарим УЗОБ-ын хоруу чанар
• ПХБ-ийн агууламжийг тоон утгаар тодорхойлох шинжилгээг анх удаа
Монгол Улсад хийж, эрчим хүчний салбарт ашиглагдаж буй тосон тоног
төхөөрөмжийн ПХБ-ийн бохирдлыг тогтоох судалгааг гүйцэтгэж байна.
• Нийт 239 цахилгаан тусгаарлагч шингэний дээжинд шинжилгээ хийхэд 40%
нь ПХБ агуулаагүй, 14% нь ПХБ-ийн бохирдолтой байх магадлалтай, 42% нь
ПХБ-ийн бохирдолтой, 4% нь цэвэр ПХБ агуулсан болох нь тогтоогдсон.
• Судалгаанд хамрагдсан нийт дээжний 46% нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс их
(50 ppm) ПХБ агуулж байв.
• Цаашид судлагааг гүнзгийрүүлэн хийж, улсын хэмжээнд ашиглагдаж буй
нийт тосон тоног төхөөрөмж, хаягдал тосыг хамруулах шаардлагатай
байна.
• Судалгааны дүнгээс харахад манай улсад ашиглагдаж буй эрчим хүчний
тосон тоног төхөөрөмж ПХБ-ийн бохирдол ихтэй гэж үзэж болохоор
байгаа тул цаашид цэвэрлэх арга хэмжээг авч хэрэгжүүлэх нь зүйтэй гэж
үзлээ.
Колонк
(DB-5)
5% фенил-метил силикон (0,25 мкм),
(60 м x 0,320 мм)
Хий
Зөөгч хий: H2,1 мл/мин,
урсгалын хурд 22,3 см/с, тогмол
Шингэлэгч хий: N2, 60 мл/мин
Зуухны
температурын
горим
Эхлэл: 1200C (2 мин)
Рамп 1: 1200C →250C /мин →1700C (4 мин)
Рамп 2: 1700C →20C /мин →2000C (19 мин)
Рамп 3: 2000C (11 мин) →50C /мин →3000C (50 мин)
Детектор (µECD) Ni63, 3400С
Тусгаарлагч шингэн
(тос)
Боловсруулах
(Цэвэрлэх, хандлах)
Илрүүлэх GC/ECD
Тооцоолох
Хүхрийн хүчлийн
боловсруулалт
Дотоод стандарт
(Конгенер С30, C209 )
Chemstation vB.0403
-Дотоод стандарт
(C209, C30)
-Isooctane
-H2SO4
-Гадаад стандарт
Arochlor 1242
Arochlor 1254
Arochlor 1260
Aligent GC 7890A
[1]. K.Ballschmiter, M.Zel, Analysis of Polychlorinated Biphenyls (PCB) by Glass Capillary Gas Chromatography., Fresenius Z.Anal.Chem.302., 1980., 20-31p.
[2]. I.A.R.Gray, Guide for polychlorinated biphenyl (pcb) management of insulating oil in south Africa., 2004., 1-18p.
[3]. Монгол улсад полихлорт бифенилийг байгаль орчинд ээлтэй аргаар устгах менежментийн чадавхи бий болгох төсөл., БОАЖЯ., 2010., 1-22х.
[4]. Л.Жаргалсайхан, Р.Ариунбилэг, М.Отгон, “Монгол улсад удаан задардаг органик бохирдуулагчийн тухай Стокгольмын конвенцийг хэрэгжүүлэхэд
дэмжлэг үзүүлэх” ЖФ/МОН/02/024 төслийн анхдугаар семинар., илтгэлүүд., 2003.
[5]. Guidelines for environmental management. Determination of polychlorinated biphenyls (pcbs) in waste oils by gas chromatography with electron capture
detector, Publication 886.1, ISBN 0730676293, 2003., 1-27p.
[6]. CEI EN 61619., International standard., Insulating liquids - Contamination by polychlorinated biphenyls (PCBs) - Method of determination by capillary
column gas chromatography., 1997.
[7]. Bogdevich O.P., Cadocinicov O.P., PCBs determination in transformer oil by spe and gas chromatography analysis., Moldavian Journal of the Physical
Sciences, Vol.3, N2, 2004., 226-235p.
[8]. Teresa Bernhard., Steve Petron., Analysis of PCB Congeners vs. Arcolors in Ecological Risk Assessment., Issue Papers., 2001., 1-7p.
[9]. Hector Alfredo Robles Martinez., German Cuevas Rodriguez., Daniel Hernandez Castillo., Determination of PCBs in Transformers Oil Using Gas
Chromatography with Mass Spectroscopy and Aroclors (A1254:A1260)., J.Mex. Chem. Soc. 2005, 49(3), 263-270p.
[10]. Л.Жаргалсайхан., Удаан задардаг органик бохирдуулагчийн тухай Стокгольмын УЗОБ-ын конвенци, УЗОБ-ын хүний эрүүл мэнд, байгаль
орчинд үзүүлэх нөлөө, 2008., Илтгэл.
Шинжилгээнд хамрагдсан нийт 239 дээжинд агуулагдах ПХБ-ийн
агууламжийг тогтоож, дээр дурьдсан ангиллаар үнэлэхэд 40% нь ПХБ
агуулаагүй, 14 % ПХБ-ээр бохирдсон байх боломжтой, 42 % нь ПХБ
агуулсан, 4% нь цэвэр ПХБ гэсэн ангилалд хамаарч байв. Өөрөөр хэлбэл
шинжилгээнд хамрагдсан дээжний 40% нь ПХБ-ээр бохирдоогүй, харин 46
% нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс их ПХБ агуулсан болох нь тогтоогдлоо.
Олон улсад ПХБ-ийн
агууламжаар нь 5 ррm-
ээс бага байвал ПХБ
агуулаагүй цэвэр, 5-50
ррm бол ПХБ-ээр
бохирдсон байх
боломжтой, 50-500 ррm
бол ПХБ агуулсан, 500
ррm-ээс их бол дан
буюу цэвэр ПХБ гэж
үздэг [10].
ᠬᠥᠷᠢᠶᠯᠡᠩ
ᠲᠸᠭᠨᠥᠯᠥᠭᠢᠵᠢᠠ
ᠬᠢᠮᠢ᠂ᠬᠢᠮᠢ
МОНГОЛ УЛСАД АШИГЛАГДАЖ БУЙ ЗАРИМ ТОСОН
ТОНОГЛОЛЫН ТУСГААРЛАГЧ ШИНГЭНД ХИЙСЭН
ПОЛИХЛОРТ БИФЕНИЛИЙН СУДАЛГАА
ОРШИЛ
ҮР ДҮН БА ХЭЛЭЛЦҮҮЛЭГ
МАТЕРИАЛ, АРГАЗҮЙ ДҮГНЭЛТ
ИШЛЭЛ