6.1. Aspekty prawne
W świetle aktualnych uregulowań prawnych odpady energetyczne można zakwalifikować do odpadów stałych, powstających w toku pro-dukcji energii elektrycznej i cieplnej ze spalania paliw stałych w elek-trowniach i elektrociepłowniach. Popioły lotne według Polskiej Klasyfi-kacji Wyrobów i Usług mają kod 14.50.23-80.30 i stosownie do wykazu szczegółowego wyrobów podlegających kontroli winny być comiesięcz-nie sprawdzane ze względu na zawartość naturalnych pierwiastków pro-mieniotwórczych. Zgodnie z Ustawą o odpadach z 27 kwietnia 2001 r.
(Dz.U. z 2001 r. nr 62, poz. 628 z późn. zm.) i z Rozporządzeniem Mini-stra Środowiska z 27 września 2001 r. (Dz.U. z 2001 r. nr 112, poz. 1206) w sprawie klasyfikacji odpadów, produkty spalania fluidalnego zostały zakwalifikowane do:
• grupy 10 − „Odpady z procesów termicznych”;
• podgrupy 10 01 – „Odpady z elektrowni i innych zakładów energe-tycznego spalania paliw (z wyłączeniem grupy 19)”;
• rodzaju 10 01 82 – „Mieszaniny popiołów lotnych i odpadów stałych z wapniowych metod odsiarczania gazów odlotowych (metody suche i półsuche odsiarczania spalin oraz spalanie w złożu fluidalnym) − popiół lotny, dla niektórych obiektów również popiół denny”;
• rodzaju 10 01 24 – „Piaski ze złóż fluidalnych (z wyłączeniem 10 01 82) – popiół denny dla niektórych obiektów”.
Wymywalność popiołów fluidalnych nie przekracza dopuszczalnych granic ilości zanieczyszczeń zgodnie z Rozporządzeniem Ministra
Środo-wiska z 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz.U. z 2004 r. nr 168, poz. 1753) załącznik nr 3. Do obowiązkowych badań popiołów lotnych związanych z ochroną środowiska należy określenie poziomu promienio-twórczości naturalnej. Obowiązek ochrony przed promieniowaniem joni-zującym w budownictwie wynika z wymagania podstawowego, które do-tyczy zapewnienia w obiektach budowlanych odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych. Wymaganie to określone jest w rozdziale 1, artykuły 5 i 11 ustawy z 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (tekst jednolity – Dz.U. z 2000 r. nr 106, poz. 126 z późn. zm. oraz Dz.U. z 2003 r. nr 80, poz.
718) oraz w dziale VIII, rozdział 3 Rozporządzenia Ministra Infrastruktu-ry z 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. z 2002 r. nr 75, poz. 690) w sprawie warun-ków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowa-nie. Procedury związane z ochroną przed promieniowaniem jonizującym, którego źródłem mogą być naturalne pierwiastki promieniotwórcze wy-stępujące w surowcach i w odpadach przemysłowych pochodzenia mine-ralnego, stosowanych do produkcji materiałów i wyrobów budowlanych, zawarte są w instrukcji ITB nr 455/2010 – „Badania promieniotwórczości naturalnej surowców i materiałów budowlanych”.
Zgodnie z Ustawą o odpadach z 27 kwietnia 2001 r., obowiązującą w Polsce od 1 października 2001 r., dostosowaną do regulacji prawnych Unii Europejskiej, do podstawowych działań postępowania z odpadami należy zaliczyć:
• zapobieganie powstawaniu odpadów lub ograniczenia ich ilości i uciążliwości dla środowiska,
• zgodny z zasadami ochrony środowiska odzysk materiałów odpa-dowych,
• zgodne z zasadami ochrony środowiska unieszkodliwianie odpa-dów.
Analizę właściwości odpadów energetycznych z punktu widzenia ochrony środowiska przeprowadzono w oparciu o badania zawartości metali ciężkich i ich wymywalności oraz promieniotwórczości naturalnej.
6.2. Ocena poziomu promieniotwórczości naturalnej
Istotnym problemem gospodarczego wykorzystania odpadów energe-tycznych jest ich poziom promieniotwórczości naturalnej. Zakres dopusz-czalnego poziomu promieniotwórczości i sposób kwalifikacji określa Roz-porządzenie Rady Ministrów z 2 stycznia 2007 r. (Dz.U. z 2007 r. nr 4, poz.
29) w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów
promieniotwórczych w surowcach i materiałach stosowanych w budyn-kach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpa-dach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawar-tości tych izotopów i wspomniana już instrukcja ITB nr 455/2010. Za pod-stawę oceny przyjęto dwa współczynniki kwalifikacyjne f1 i f2. Graniczne wartości współczynników wynoszą odpowiednio: 2,0 oraz 400 Bq/kg.
Przy współczynnikach nieprzekraczających tych wartości materiały mogą być stosowane jako dodatki do produkcji materiałów budowlanych prze-znaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego w takich ilościach, aby wskaźniki aktywności wyrobu końcowego nie przekraczały wartości: 1,2 oraz 240 Bq/kg. Materiały, których wskaźniki przekraczają te wartości mogą być wykorzystane do niwelacji terenu, budowy dróg, mostów i in-nych tego typu obiektów [24–25].
Wśród odpadów energetycznych popioły lotne ze spalania węgla ka-miennego niekiedy przekraczają współczynnik f1.
T a b e l a 11 Poziom promieniotwórczości naturalnej popiołów fluidalnych z węgla kamiennego
w porównaniu do popiołów konwencjonalnych i innych UPS
Rodzaj odpadu Współczynnik f1 Współczynnik f2
Popiół lotny 1,36 162,44
Popiół fluidalny 1,25 167,14
Piasek ze złoża 0,71 81,01
Żużel energetyczny 0,90 95,30
Produkt odsiarczania 0,12 26,83
Ź r ó d ł o: Badania własne.
Poziom promieniotwórczości naturalnej odpadów energetycznych z przykładowej elektrowni stosującej technikę fluidalnego spalania przed-stawiono w tabeli 11. Zgodnie z przeprowadzoną kwalifikacją badane popioły lotne i popioły fluidalne można zakwalifikować do II grupy ma-teriałów, które mogą być wykorzystane do produkcji materiałów budow-lanych przeznaczonych na pobyt stały ludzi i inwentarza żywego. Wyrób budowlany zawierający popiół zakwalifikowany do II grupy musi być poddawany obligatoryjnej kontroli radiologicznej.
6.3. Ocena zawartości metali ciężkich i ich wymywalność Z punktu widzenia ochrony środowiska określenie zawartości meta-li ciężkich w odpadach oraz zbadanie ich wymywalności jest ważne za-równo w aspekcie ich gospodarczego wykorzystania, jak i bezpiecznego składowania. W tabeli 12 zamieszczono wyniki badań zawartości metali
ciężkich w odpadach energetycznych z przykładowej elektrowni. Z zebra-nych wyników widać, że metale ciężkie kumulują się przede wszystkim w popiołach lotnych, głównie w popiołach konwencjonalnych z węgla ka-miennego. Zawartość ich jest niewielka i nie należą one do odpadów nie-bezpiecznych, które stanowią zagrożenie dla środowiska, zdrowia i życia ludzi.
T a b e l a 12 Zawartość metali ciężkich w przykładowych popiołach fluidalnych ze spalania węgla kamiennego
w porównaniu do popiołów konwencjonalnych i innych UPS [% masy]
Składnik Popiół
Miedź (Cu) 0,009 0,009 0,005 0,005 0,002
Nikiel (Ni) 0,045 0,037 0,019 0,006 0,010
Cynk (Zn) 0,028 0,024 0,014 0,004 0,088
Chrom (Cr) 0,014 0,010 0,005 0,006 0,003
Kadm (Cd) < 0,001 < 0,001 0,001 0,001 < 0,001
Ołów (Pb) 0,022 0,009 0,003 0,008 0,040
Mangan (Mn) 0,056 0,098 0,088 0,036 0,011
Kobalt (Co) 0,001 0,002 0,001 0,002 0,001
Tal (Ti) 0,006 0,005 <0,001 0,006 0,001
Ź r ó d ł o: Badania własne.
Badania wymywalności popiołów z kotłów fluidalnych pokazują ich niewielką rozpuszczalność, która kształtuje się na poziomie kilku procent.
Składniki rozpuszczone to głównie siarczany wapnia, a w mniejszych ilo-ściach węglany, chlorki i wodorotlenki wapnia, sodu, potasu oraz magne-zu. Wyciągi wodne cechują się odczynem alkalicznym na poziomie pH 11,5–12,5. Zawartość chlorków z reguły nie przekracza 200 mg/dm3, a za-wartość metali ciężkich w wyciągach wodnych jest niewielka.
T a b e l a 13 Wyniki badań wyciągów wodnych przykładowych popiołów fluidalnych
w porównaniu do popiołów konwencjonalnych i innych UPS fluidalnego spalania [mg/l]
Wskaźnik Popiół lotny Popiół
Chlorki 12,76 137,40 21,60 9,10 290,70
Siarczany 625,00 1 421,00 1 336,30 7,98 483,20
Substancje rozpuszczalne ogólne
2 687,00 3 782,00 3 851,50 78,20 5 007,50
ChZT 3,36 5,28 34,72 163,50 27,81
BZT (5 dób) 1,20 1,44 12,80 15,06 0,52
Wskaźnik Popiół lotny Popiół
fluidalny Piasek
ze złoża Żużel
energetyczny Produkt odsiarczania
Fosforany 0,40 0,14 1,01 < 0,05 0,64
Sód (Na) 156,00 22,00 4,80 0,40 21,00
Potas (K) 16,00 11,00 5,60 2,70 13,00
Żelazo (Fe) < 0,04 < 0,04 < 0,04 1,60 < 0,04
Miedź (Cu) < 0,01 0,01 < 0,01 < 0,04 0,01
Nikiel (Ni) < 0,05 < 0,05 < 0,05 0,01 < 0,05 Cynk (Zn) < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,05 0,05
Chrom (Cr) 0,35 0,09 0,04 0,03 0,05
Kadm (Cd) < 0,025 < 0,025 < 0,025 < 0,025 < 0,025
Ołów (Pb) < 0,15 0,28 0,26 < 0,025 0,52
Mangan (Mn) < 0,01 0,01 0,01 < 0,15 < 0,01
Kobalt (Co) < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01
Tal (Ti) < 0,15 0,29 0,31 < 0,01 0,39
Ź r ó d ł o: Badania własne.