Kryteria przydatności i oceny wpływu badanych mieszanin na środowisko

W dokumencie Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych (Stron 85-92)

5. Wyniki badań

5.2. Kryteria przydatności i oceny wpływu badanych mieszanin na środowisko

jak i oczyszczalnie ścieków zostały zaliczone do ważnych obiektów dla funkcjonowania gospodarki komunalnej. Prawidłowa gospodarka odpadami komunalnymi, także w rozumieniu ich składowania, wymaga uwzględnienia prognoz rozwoju gospodarczego kraju oraz programów proekologicznego, ale zrównoważonego rozwoju. Podobne problemy w ujęciu środowiskowym uwidaczniają się zarówno w funkcjonowaniu oczyszczalni ścieków, jak i zagospodarowaniu osadów ściekowych. Pośrednio problem gospodarczego wykorzystania osadu ściekowego może być elementem proekologicznej gospodarki na składowiskach odpadów komunalnych. Ponadto osad ściekowy nieprzydatny do przyrodniczego wykorzystania, stosowany (nieskładowany) na składowisku odpadów komunalnych wraz z innymi odpadami ogranicza ilości i powierzchnie wydzielonych składowisk do unieszkodliwiania tych osadów. Jak wspomniano mieszanie osadów ściekowych z innymi odpadami mineralnymi jest propozycją wytworzenia mieszanin spełniających kryteria materiału stosowanego do przekładek technologicznych na składowiskach odpadów komunalnych. W przypadku takiego wykorzystania konieczne staje się ustalenie kryteriów oceny wpływu na środowisko tych mieszanin, wynikających z fizykomechanicznych i ekochemicznych ich właściwości.

W przypadku budowy składowisk odpadów komunalnych warunki lokalizacyjne, geotechniczne i inne, dotyczące zabezpieczeń środowiska zostały określone w instrukcjach budowlanych (Instrukcja ITB 337:1995, Instrukcja ITB 339:1996, Instrukcja ITB 340:1996), Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24.03.2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów (Dz.U. nr 61, poz. 549) i są tematem wielu publikacji, czy też konferencji oraz seminariów (Manczarski 1993, Cichy 1994, Kowalski 1994, Kowalczyk 1995, Złotoszewska-Niedziałek 1995, Szymański 1996, Burkhard i in. 1997, Czajka i in.

1997, Czarnomski 1998, 1999, Korzeniowska 1998, Kokowski 1999, Wysokiński 1999, Pisarczyk 1997, 2000, Golimowski 2001). Kryteria, jakie muszą spełniać materiały przekładkowe na składowiskach odpadów komunalnych rzadko stanowiły temat zainteresowania (Czajka i in. 1997, Kokowski 1999). Wynika to z ogólnego przekonania, że do przekładek technologicznych można użyć każdego mineralnego materiału inertnego, najlepiej gruzu budowlanego lub gruntów odpadowych z wykopów budowlanych. Obecnie zarówno gruz budowlany, jak i grunty z wykopów mogą być racjonalniej ekonomicznie i ekologicznie wykorzystane. Na wielu składowiskach odpadów komunalnych dotychczas przekładki technologiczne stosowano sporadycznie.

Istnieje również pewnego rodzaju niechęć do gospodarczego wykorzystania osadów ściekowych przez prowadzenie planowanej gospodarki osadami na składowiskach odpadów komunalnych. Działania w tym kierunku wymagają monitoringu wykorzystywanych odpadów lub ich mieszanin oraz oceny ryzyka związanego z oddziaływaniem tych odpadów na środowisko. O takim czy innym materiale wykorzystywanym do przekładek technologicznych nie zawsze decydują czynniki ekologiczno-ekonomiczne. Wynika to z trudności podejmowania decyzji o zastosowaniu danego materiału lub odpadu bez dokładnych kryteriów ich przydatności do zamierzonego zastosowania. Jeszcze trudniej podjąć decyzję i ryzyko wykonania mieszanin różnych odpadów bez pewności uzyskania dobrych właściwości fizykomechanicznych i ekochemicznych w aspekcie możliwości wykorzystania na składowisku. Podjęto zatem próbę określenia takich kryteriów oceny. Przy ustalaniu kryteriów oceny mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi w celu ich wykorzystania do przekładek technologicznych na składowiskach odpadów komunalnych należy uwzględnić czynniki fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Trudności w ustaleniu kryteriów wynikają ze specyficznych oczekiwań, jakie są stawiane materiałom przekładkowym zarówno pod względem mechanicznym, jak i chemicznym. W kryteriach jednocześnie muszą być uwzględnione parametry fizykomechaniczne, które odzwierciedlają nietypowe połączenia niektórych właściwości. Dotyczy to między innymi wilgotności i ściśliwości wykorzystywanych mieszanin. Trudność polega na tym, że materiał na przekładki technologiczne nie może być zawodniony, ale równocześnie zbyt suchy, gdyż w obu przypadkach uniemożliwia to użycie ciężkiego sprzętu na składowisku. Przy właściwej plastyczności i wilgotności, mieszaniny osadów z odpadami mineralnymi muszą umożliwiać bardzo wolny drenaż wód opadowych przedostających się do masy odpadów w czasie eksploatacji

składowiska, ale równocześnie, przynajmniej częściowo, muszą zatrzymywać i ukierunkowywać gaz pofermentacyjny (metan) do systemu odgazowania. Mieszaniny muszą tworzyć zwartą „masę”, o małych współczynnikach wodoprzepuszczalności, ale nie mogą w rozumieniu hydrogeo-logicznym, stanowić materiału nieprzepuszczalnego (tab. 32).

Tabela 32. Podział skał według właściwości filtrujących według Z. Pazdry (1977) Współczynnik

filtracji, m/s

Charakter

przepuszczalności Nazwa gruntów nieskalistych

>10-3 bardzo dobra rumosze, żwiry, żwiry piaszczyste, piaski równoziarniste 10-3− 10-4 dobra piaski gruboziarniste, nieco ilaste, piaski różnoziarniste 10-4− 10-5 średnia piaski drobnoziarniste, less

10-5− 10-6 słaba piaski pylaste, piaski gliniaste, mułki 10-6− 10-8 skały półprzepuszczalne gliny, iły piaszczyste, namuły

< 10-8 skały nieprzepuszczalne iły, gliny ilaste, margle ilaste

W odniesieniu do budowy całego obiektu składowiska odpadów komunalnych, ważnym parametrem stosowanych mieszanin osadów i odpadów mineralnych są wartości kąta tarcia wewnętrznego. Przyjąć należy, że materiał przekładkowy w postaci mieszanin osadów ściekowych i odpadów mineralnych powinien mieć cechy mechaniczne gruntów mało lub średniospoistych, tj. pyłów gliniastych, glin, glin piaszczystych i pylastych. Dla gruntów małospoistych w stanie plastycznym i miękkoplastycznym wartości kąta tarcia wewnętrznego wahają się od 11 do 20°, a grunty średniospoiste w tych samych stanach charakteryzują się wartościami od 7 do 16° (Wiłun 1987). Jeśli porówna się badane mieszaniny przewidziane na przekładki z powyżej prezentowanymi gruntami, to zastosować należy kryterium przydatności w przedziale wartości kąta tarcia wewnętrznego od 9 do 20°, odrzucając skrajnie małe wartości przytoczone dla gruntów w stanie miękkoplastycznym. Podobnie można wyznaczyć kryterium kohezyjne (spójności). Wymienione grunty mało i średniospoiste charakteryzują się kohezją od 6 do 26 kPa. Odrzucając skrajnie małe wartości spójności przytoczone dla gruntów w stanie miękkoplastycznym, mieszaniny osadów ściekowych z odpadami mineralnymi powinny wykazywać kohezję od 8 do 26 kPa.

Mieszaniny odpadów stosowane jako przekładki mineralne na składowiskach odpadów komunalnych muszą mieć gęstość nasypową zbliżoną do gęstości odpadów (małą), ale jednocześnie charakteryzować się dobrą zagęszczalnością, przy w miarę niskiej wilgotności. W przypadku zbyt dużej gęstości nasypowej materiał stosowany do przekładek „utonie” w odpadach. Ponadto, duża wilgotność i nasiąkliwość mieszanin dyskredytuje użycie ich, ponieważ prowadzi do dodatkowego zawodnienia niecki wypełnionej odpadami. Powoduje to również zagrożenie dla środowiska wód podziemnych.

Powyższe rozważania pozwalają na zestawienie granicznych wartości podstawowych fizykomechanicznych kryteriów oceny przydatności mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi:

Równie ważnymi parametrami, wskazującymi na przydatność mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi do wykorzystania jako materiał przekładkowy na składowiskach odpadów komunalnych, są kryteria ekologiczne.

Podstawę tych kryteriów stanowią przede wszystkim właściwości fizykochemiczne osadów i odpadów. Właściwości te dla osadu ściekowego i poszczególnych odpadów przewidzianych do mieszanin przedstawiono w poprzednim rozdziale. Z przedstawionej charakterystyki właściwości osadów i odpadów mineralnych wynika, że głównymi kryteriami ekochemicznej oceny przydatności mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi są całkowite ilości metali ciężkich i skład wyciągu wodnego (leaching test). W Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U. nr 134, poz. 1140), sprecyzo-wano dopuszczalne ilości metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji na cele rolne i nierolne, a taże przy dostosowywaniu gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu oraz do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu (tab. 33). Trudno wśród cytowanych zastosowań wybrać związane z gospodarczym wykorzystaniem komunalnych osadów ściekowych w mieszaninach z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych. Rozważyć można dwa kryteria ilości metali ciężkich w tych mieszaninach: pierwsze, gdy osady ściekowe z odpadami mineralnymi są traktowane jako materiał służący „do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami” oraz drugie, gdy materiał ten jest przeznaczony „do rekultywacji terenów na cele nierolne”. Autor niniejszej pracy uważa, że w przypadku użycia (gospodarczego wykorzystania) osadów ściekowych i mieszanin tych osadów z odpadami mineralnymi jako materiałów do przekładek technologicznych na składowiskach odpadów komunalnych, należy przyjąć kryterium dopuszczalnych całkowitych zawartości metali ciężkich ustalone dla osadów wykorzystywanych „do rekultywacji terenów na cele nierolne”. W porównaniu z przytoczoną możliwością stosowania kryterium „do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami”, proponowane kryterium jest bardziej restrykcyjne pod względem ekologicznym, ale niezależne od decyzji administracyjnych określających „plany gospodarki odpadami”.

Drugim kryterium oceny ekochemicznego wpływu na środowisko przewidzianych do wykorzystania mieszanin osadów i odpadów mineralnych są ilościowe stężenia składników podstawowych i metali ciężkich w wyciągach wodnych wykonanych w stosunku 1:10. Wielkościami odniesienia są dopuszczalne ilości tych składników w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi (tab. 34).

Jednym z ważniejszych kryteriów oceny prezentowanych mieszanin osadów i odpadów jest ich odczyn. Należy przyjąć wartości graniczne prezentowane w tabeli 34, ale należy wybierać te mieszaniny, które spełniają wszystkie pozostałe kryteria fizykomechaniczne i ekochemiczne oraz mają słabozasadowy odczyn (do wartości granicznej pH = 8,5). Zasadowość pozwala uniknąć uwalniania metali ciężkich w środowisku wodnym (Bojakowska i in. 1982, Bojakowska 1994, Alloway 1995).

W przypadku stosowania mieszanin osadów i odpadów, zasadowy odczyn wpływa również na dynamikę usuwania składników, w tym metali ciężkich. W aspekcie wpływu na środowisko, pod względem dynamiki usuwania składników jako kryterium przyjąć należy wskazanie, aby stosować takie mieszaniny, z których roczny ładunek soli uwalniany w wodzie jest jak najmniejszy.

Tabela 33. Ilość metali ciężkich w stosowanych komunalnych osadach ściekowych (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz. 1140)

Metale

Ilość metali ciężkich w mg/kg suchej masy osadu nie większa niż: przy stosowaniu komunalnych osadów ściekowych:

w rolnictwie...*) do rekultywacji...**) przy dostosowaniu...***)

Cd 10 25 50

Cr 500 1000 2500

Cu 800 1200 2000

Hg 5 10 25

Ni 100 200 500

Pb 500 1000 1500

Zn 2500 3500 5000

*) W rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne.

**) Do rekultywacji terenów na cele nierolne.

***) Przy dostosowaniu gruntów do określonych potrzeb, wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu, do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz.

Tabela 34. pH i dopuszczalne wartości stężeń wybranych składników w ściekach – według Załącznika nr 3 do Rozp. Ministra Środowiska z dnia 29.11.2002 r.

w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego

(Dz.U. nr 212, poz. 1799)

Oznaczenie Wartość dopuszczalna

pH 6,5–8,5 mg/dm3

Na+ 800

K+ 80

Cl- 1000

SO42- 500

NNH4+ 10,0

Cd 0,2a)

Cr 0,5 Cu 0,5

Hg 0,03a)

Ni 0,5 Pb 0,5 Zn 2,0

a) Najwyższa dopuszczalna wartość jako średnia miesięczna.

Wśród pozostałych kryteriów ekologicznych wymienić można jeszcze dwa.

Pierwsze to stężenie radionuklidów w stosowanych mieszaninach, a drugie to zawartość zanieczyszczeń organicznych. W przypadku ilości pierwiastków promieniotwórczych jako kryterium ilościowe należy przyjąć wartości występujące w skorupie ziemskiej określone w raporcie UNSCEAR (1982):

226Ra 10 − 50 Bq/kg,

228Ra 7 − 50 Bq/kg,

224Ra 7 − 50 Bq/kg,

40 K 100 − 700 Bq/kg.

Spełnione powinny być również wymagania stawiane odpadom, określone w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 03.12.2002 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych... a także w odpadach przemysłowych... (Dz.U. nr 220, poz. 1850).

W przypadku zanieczyszczeń organicznych natomiast trudno jest ustalić kryterium ilościowe dla wszystkich rodzajów substancji organicznych. Jest to związane zarówno z rozbieżnymi poglądami co do ilości zanieczyszczeń organicznych

szkodliwych dla środowiska, jak i czynnikiem ekonomicznym wynikającym z konieczności prowadzenia kosztownych oznaczeń tych substancji. Unormowanie należy ograniczyć do najpopularniejszych zanieczyszczeń organicznych, na przykład olejem mineralnym (ropopochodne), WWA i PCBs. Ilościowe kryteria zanieczysz-czeń organicznych mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi dla ich gospodarczego wykorzystania jako materiału przekładkowego na składowiskach odpadów komunalnych, sprecyzowano na podstawie dopuszczalnych zawartości w płytkich (0−2 m ppt) gruntach terenów przemysłowych C (Rozp. Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi − Dz.U. nr 165, poz. 1359), (tab. 35).

Tabela 35. Krytyczne zawartości zanieczyszczeń organicznych w mieszaninach osadów ściekowych odpadów mineralnych stosowanych na składowiskach odpadów komunalnych

Składnik Wartość dopuszczalna mg/kg [ppm]

olej mineralny 3000 suma WWA 250 suma PCBs 2

Celowo w określaniu kryteriów oceny przydatności mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi pominięto czynnik sanitarny, ponieważ w opisywanym zastosowaniu, podobnie jak w przypadku innych sposobów zagospo-darowania w środowisku, zakłada się wykorzystywanie jedynie ustabilizowanych osadów ściekowych oraz odpadów nienarażonych na skażenie lub/i zakażenie.

Poza wymienionymi kryteriami fizykomechanicznymi i ekochemicznymi służącymi do oceny przydatności oraz wpływu na środowisko mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi jako materiału wykorzystywanego (nieskładowanego) do przekładek technologicznych na składowiskach odpadów komunalnych i ustalonymi wartościami granicznymi tych kryteriów, istnieją warunki stosowania dotyczące pośrednio tych mieszanin. Warunki zastosowań dotyczą środowiska i lokalizacji składowisk odpadów komunalnych. Wymienić należy takie, jak: właściwa lokalizacja pod względem hydrogeologicznym, nowoczesne zabezpieczenia środowiska wód podziemnych, prowadzenie monitoringu zanieczyszczeń wód podziemnych, posiadanie systemów odprowadzania: wód z drenażu i gazu (odgazowanie składowiska), działanie oczyszczalni odcieków ze składowiska, prowadzenie monitoringu ilości i jakości wód powierzchniowych i ścieków zrzucanych do tych wód, stosowanie nowoczesnych technologii składowania oraz zagęszczania odpadów komunalnych. Wymienione warunki ogólnie można ująć stwierdzeniem, że wykorzystanie mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi powinno być poprzedzone właściwym przygotowaniem składowiska.

Analiza możliwości wykorzystania mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych z uwzględnieniem wpływu na środowisko została przedstawiona w końcowej części pracy (rozdz. 6.2).

W dokumencie Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych (Stron 85-92)