6. Dyskusja
6.1. Wpływ modyfikowanych mieszanin na środowisko
6.1.2. Ocena właściwości ekochemicznych
Ocenę przydatności badanych mieszanin pod względem ekochemicznym przeprowadzono na podstawie dwóch proponowanych kryteriów. Pierwsze kryterium dotyczy dopuszczalnych całkowitych zawartości metali ciężkich w mieszaninach, których ilości przyjęto na podstawie ustalonych wartości w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp.
Ministra Środowiska Dz.U. nr 134, poz. 1140) (tab. 33). Drugim kryterium są stężenia składników podstawowych w wyciągach wodnych wykonanych w stosunku 1:10 z przewidzianych do wykorzystania mieszanin. Wielkością odniesienia dla drugiego kryterium są dopuszczalne ilości tych składników w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi (tab. 34). Ponadto na uwagę w prowadzonej ocenie ekochemicznej badanych mieszanin zasługuje dynamika uwalniania z tych mieszanin składników rozpuszczalnych w wodzie. Ma to istotne znaczenie dla czasowych zmian jakości odcieków ze składowisk odpadów komunalnych, na których mieszaniny jako materiał do przekładek technologicznych, zostaną wykorzystane. Właściwości ekochemiczne mieszanin bezpośrednio wpływają na stan środowiska składowisk odpadów komunalnych. Ocena tych właściwości pozwala na przeprowadzenie analizy możliwości stosowania mieszanin osadów z odpadami z uwzględnieniem wpływu na środowisko.
6.1.2.1. Całkowita zawartość metali ciężkich
Całkowitą zawartość metali ciężkich w badanych mieszaninach dwuskładnikowych, w odniesieniu do wartości określonych jako dopuszczalne przedstawiono w tabeli 63. Takie samo zestawienie dla mieszanin trójskładnikowych zawiera tabela 64.
Tabela 63. Procentowy udział całkowitej zawartości metali ciężkich w badanych mieszaninach dwuskładnikowych osadów ściekowych i odpadów mineralnych w stosunku do wartości
ustalonego kryterium (tab. 33)
Mieszaniny dwuskładnikowe osadu i odpadów w proporcji 3:1
Osad ściekowy Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
Mieszaniny dwuskładnikowe osadu i odpadów w proporcji 1:1
Osad ściekowy Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
Z tabeli 63 wynika, że wśród mieszanin dwuskładnikowych o proporcji osadu ściekowego do odpadu mineralnego 3:1 pozytywną ocenę ekochemiczną uzyskały tylko dwie mieszaniny: osad z odpadem powęglowym z kopalni „Bogdanka”
i osad z odpadem poformierskim. Wszystkie pozostałe mieszaniny wykazały ponadnormatywne całkowite zawartości kadmu, a w przypadku odpadów z półsuchego odsiarczania spalin również niklu. Jedyna mieszanina dwuskładnikowa w proporcji 3:1,
osadu z gliną piaszczystą, uznana jako przydatna pod względem fizykomechanicznym do opisywanych zastosowań, pod względem ekochemicznym takiej przydatności nie wykazała.
Mieszaniny dwuskładnikowe osadu ściekowego i odpadów mineralnych w proporcji 1:1, pod względem całkowitych zawartości metali ciężkich, najczęściej wykazywały przydatność do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych. Wyjątek stanowiła mieszanina osadu z odpadem z półsuchego odsiarczania spalin w EC „Lublin” zawierająca ponadnormatywne ilości niklu. Mieszanina ta nie spełniała wcześniej opisywanych kryteriów fizykomechanicznych, a fakt dużej zawartości niklu nie ma w tym przypadku większego znaczenia. Wszystkie mieszaniny dwuskładnikowe w proporcji 1:1 pozytywnie ocenione pod względem fizykomechanicznym uzyskały również pozytywną ocenę co do zawartości metali ciężkich (tab. 63).
Reasumując, pod względem oddziaływania na środowisko zawartości metali ciężkich w badanych mieszaninach, ich przydatność do zastosowania na składowiskach odpadów komunalnych można uszeregować następująco
5 < 8 < 12 << 9 < 14 = 15 < 13 < 10 < 16 gdzie:
5 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 3:1, 8 − osad ściekowy + odpad poformierski 3:1,
9 − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” 1:1, 10 − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” 1:1,
12 − osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin El. „Łagisza” 1:1, 13 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 1:1,
14 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Halemba” 1:1, 15 − osad ściekowy + glina piaszczysta 1:1,
16 − osad ściekowy + odpad poformierski 1:1.
Przeprowadzając taką samą analizę danych dotyczących całkowitych zawartości metali ciężkich i porównując otrzymane wyniki do zawartości dopuszczalnych w badanych mieszaninach trójskładnikowych można je uszeregować. Przedstawiona klasyfikacja wynika z tabeli 64.
C − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” + odpad poformierski (2:1:1), D − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” + odpad poformierski (2:1:1).
Tabela 64. Procentowy udział całkowitych zawartości metali ciężkich w badanych mieszaninach trójskładnikowych osadów ściekowych i odpadów mineralnych w stosunku do wartości ustalonego
kryterium (tab. 33)
Metal Wartość dopuszczalna*)
Mieszanina
A B C D
% wartości dopuszczalnej
Cd 25 64 72 56 68
Cr 1000 10 11 10 9
Cu 1200 14 16 19 21
Hg 10 < 10 < 10 < 10 < 10
Ni 200 57 60 43 47
Pb 1000 6 5 23 23
Zn 3500 30 33 25 30
*) Dopuszczalne ilości metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz. 1140).
Uwzględniając zawartości metali ciężkich we wszystkich tak dwu-, jak i trójskładnikowych badanych mieszaninach, pod względem zagrożenia środowiska składowisk odpadów komunalnych, mieszaniny te uszeregować można następująco
(największe) 5 > 8 > 12 > B > 9 > A = D = 14 = 15 > 13 > 10 > C > 16 (najmniejsze) (oznaczenia jak na stronach 117 i 118).
6.1.2.2. Podstawowe składniki wyciągów wodnych
Stopień zagrożenia środowiska uwalnianymi w wodzie składnikami może być podawany jako procentowy udział ich ilości w stosunku do wartości dopuszczalnych.
W przypadku badanych mieszanin osadów z odpadami i ich wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych trzeba założyć pewien „próg bezpieczeństwa ekologicznego”. Przyjąć można, że udział 75% ilości zanieczyszczeń uwalnianych w wodzie w stosunku do wartości dopuszczalnych jest bezpieczny ekologicznie.
Pozostałe 25% stanowi „margines bezpieczeństwa”. Mieszaniny osadów z odpadami wykazujące w wyciągach wodnych od 75 do 100% ilości zanieczyszczeń dopuszczalnych w ściekach określić należy jako mogące wpływać na środowisko składowisk odpadów komunalnych. Możliwe jest oddziaływanie składników wymytych w wodzie z takich mieszanin na odcieki i wody infiltrujące w podłoże składowiska. Ponadnormatywny udział rozpuszczonych w wodzie składników wskazuje, że mieszaniny będą wykazywały duży wpływ na środowisko wodne
w rejonie składowisk. Mieszaniny osadów z odpadami wykazujące takie właściwości, ze względu na bezpieczeństwo ekologiczne, szczególnie środowiska wodnego, nie mogą być wykorzystywane gospodarczo na składowiskach odpadów komunalnych.
Prezentowaną charakterystykę ilości składników rozpuszczonych w wodzie z mieszanin osadów i odpadów oraz wynikające z tego zagrożenie środowiska wód ilustruje poniższy schemat.
Procentowy udział
w porównaniu z wartościami dopuszczalnymi
Na podstawie ilości podstawowych składników w badanych wyciągach wodnych z przygotowanych mieszanin osadów i odpadów wyliczono udziały poszczególnych składników w stosunku do wartości dopuszczalnych. Dla mieszanin dwuskładnikowych osadów i odpadów w stosunku 3:1 wyniki wyliczeń oraz pH wyciągów wodnych z tych mieszanin przedstawiają rysunki 19 i 20. Dla dwuskładnikowych mieszanin o proporcji 1:1
− rysunki 21 i 22, a dla mieszanin trójskładnikowych rysunki − 23 i 24.
100
75
zagrożenie ekologiczne środowiska wodnego
możliwy wpływ na odcieki i wody filtrujące
bezpieczeństwo ekologiczne
Rys. 19. pH wyciągów wodnych z mieszanin osadów i odpadów w proporcji 3:1 Fig. 19. Water eluates pH of the mixture sewage sludge and wastes in 3:1 proportion
Rys. 20. Procentowy udział sodu, potasu, chlorków i siarczanów w wyciągach wodnych z mieszanin osadów i odpadów w proporcji 3:1 na tle wartości dopuszczalnych w ściekach
Fig. 20. Percentage fraction of sodium, potassium chlorides and sulfates in water eluates from a mixture of sewage sludge and wastes in 3:1 proportion against the background of limit values in waste water
Rys. 21. pH wyciągów wodnych mieszanin osadów i odpadów w proporcji 1:1 Fig. 21. Water eluates pH of mixture of sewage sludge and wastes in 1:1 proportion
Rys. 22. Procentowy udział sodu, potasu, chlorków i siarczanów w wyciągach wodnych z mieszanin osadów i odpadów w proporcji 1:1 na tle wartości dopuszczalnych w ściekach
Fig. 22. Percentage fraction of sodium, potassium chlorides and sulfates in water eluates from a mixture of sewage sludge and wastes in 1:1 proportion against the background of limit values in waste water
Rys. 23. pH wyciągów wodnych mieszanin trójskładnikowych Fig. 23. Water eluates pH of three-component mixtures
Rys. 24. Procentowy udział sodu, potasu, chlorków i siarczanów w wyciągach wodnych z mieszanin trójskładnikowych na tle wartości dopuszczalnych w ściekach
Fig. 24. Percentage fraction of sodium, potassium chlorides and sulfates in water eluates from three--component mixtures against the background of limit values in wastewater
Z rysunków wynika, że w dwóch przypadkach mieszaniny wykazały pH wyższe od 9, a więc ponad dopuszczalną wartość w ściekach. Są to mieszaniny oznaczone numerami 11 i 12, tj. zawierające odpady z półsuchego odsiarczania spalin.
W przypadkach wymywania z badanych mieszanin w wodzie składników podstawowych: sodu, potasu, chlorków i siarczanów, wszystkie mieszaniny zawierające odpady z półsuchego odsiarczania spalin wykazywały bardzo wysokie udziały badanych składników w porównaniu z ich zawartościami dopuszczalnymi w ściekach.
Przekroczenia dotyczą stężeń chlorków lub siarczanów, co wskazuje na możliwość niekorzystnego oddziaływania tych wymywanych składników z mieszanin na środowisko składowisk odpadów komunalnych. Pod względem ekochemicznym, mieszaniny osadów i odpadów z półsuchego odsiarczania spalin nie powinny być stosowane jako materiały przekładkowe na składowiskach odpadów komunalnych.
Podobnie należy odrzucić mieszaniny osadów z popiołami energetycznymi w proporcji 3:1. Przekroczenia dopuszczalnej normy ilości siarczanów w ściekach były nieznaczne, ale ujawniał się charakter potencjalnego zagrożenia środowiska siarczanami pochodzącymi z takich mieszanin.
Oceniając pod względem ekologicznym wpływ na środowisko mieszanin osadów z odpadami i wykorzystując do tego celu pH wyciągów wodnych oraz zdolność do uruchamiania w wodzie składników podstawowych, badane mieszaniny uszeregować można następująco:
5 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 3:1, 6 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Halemba” 3:1, 7 − osad ściekowy + glina piaszczysta 3:1,
8 − osad ściekowy + odpad poformierski 3:1, 9 − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” 1:1, 10 − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” 1:1,
13 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 1:1, 14 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Halemba” 1:1, 15 − osad ściekowy + glina piaszczysta 1:1,
16 − osad ściekowy + odpad poformierski 1:1,
A − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka”
(2:1:1),
B − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” + odpad powęglowy z kopalni „Halemba”
(2:1:1),
C − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” + odpad poformierski (2:1:1), D − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” + odpad poformierski (2:1:1).
Uwzględniając ilość rozpuszczonych składników w wodzie oraz pH wyciągów wodnych z badanych mieszanin, tak dwu-, jak i trójskładnikowych stosowanych na składowiskach komunalnych, pod względem zagrożenia środowiska odciekami zawierającymi sód, potas, chlorki i siarczany, uszeregować można następująco:
(największe) 9 > 5 > 6 = 7 = 8 = 10 > A = B > C = D > 13 > 14 = 15 > 16 (najmniejsze) 6.1.2.3. Dynamika uwalniania składników rozpuszczalnych w wodzie
Kolejnym etapem oceny przydatności badanych mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych było określenie ich dynamiki oddziaływania na środowisko. Możliwość takiego oddziaływania oceniono najpierw na podstawie stężenia składników w wykonanych wyciągach wodnych. Wyniki tych badań nie uwzględniały jednak czasu. Dynamikę, a więc ilościowe i w określonym czasie uwalnianie się składników z mieszanin osadów i odpadów, sporządzonych w proporcji 1:1 do wody, oceniono na podstawie badań lizymetrycznych.
Badania prowadzone w lizymetrach dotyczyły wielkości i szybkości (dynamiki) uwalniania w wodzie składników podstawowych: azotu amonowego, sodu, potasu, chlorków i siarczanów wymywanych z mieszanin osadów i odpadów (1:1). W omawianych wcześniej wynikach badań wyciągów wodnych poszczególnych składników tych mieszanin zwrócono uwagę na śladowe stężenie metali ciężkich, zrezygnowano z badań stężenia tych metali w odciekach lizymetrycznych. Odrębnie omówiono problem ilości azotu amonowego uwalnianego w wodzie.
W związku ze stwierdzeniem znacznych ilości azotu amonowego w badanych wyciągach wodnych wykonanych z mieszanin przewidzianych do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych, problem dynamiki uwalniania się tego składnika jest szczególnie istotny. Jak wspomniano, oznaczone ilości uwalnianego azotu amonowego były znacznie większe od dopuszczalnych w ściekach (10 mg NNH4+/dm3), ale mniejsze od obserwowanych w odciekach ze składowisk odpadów komunalnych.
Z badań lizymetrycznych wynika, że po 180 dniach ekstrakcji z badanych mieszanin osadów ściekowych i odpadów mineralnych sporządzonych w stosunku objętościowym 1:1, wymywało się od 33 do 98 mg NNH4+/dm3 (tab. 65).
Tablica 65. Stężenie azotu amonowego w przesączach lizymetrycznych (180 dni) z badanych mieszanin osadów i odpadów w proporcji 1:1 oraz procentowy ich udział w porównaniu do ilości w wyciągach wodnych
Osad ściekowy mg NNH4+/dm3 %
+ popiół energetyczny EC „Lublin” (9) 47,0 59 El. „Łagisza” (10) 48,0 62 + odpad z półsuchego
odsiarczania spalin
EC „Lublin” (11) 98,0 91 El. „Łagisza” (12) 83,0 86 + odpady powęglowe Kop. „Bogdanka” (13) 60,0 73 Kop. „Halemba” (14) 69,0 77 + glina piaszczysta (15) 33,0 44 + odpad poformierski (masa odwałowa), (16) 38,0 53
Dynamika wydzielania się azotu amonowego z badanych mieszanin była różna.
Najlepiej ilustruje to wyliczony procentowy udział stężenia azotu amonowego przesączy lizymetrycznych po 180 dniach ługowania, w stosunku do oznaczonego stężenia w wyciągach wodnych. Najszybciej azot amonowy wydzielał się z mieszanin osadów i odpadów półsuchego odsiarczania spalin, a najwolniej z mieszaniny osadu z gliną piaszczystą. Obserwowana dynamika uwalniania azotu amonowego jest wypadkową właściwości fizykomechanicznych i chemicznych. Bardzo ważną cechą wpływającą na szybkość uwalniania azotu amonowego jest zawartość w badanych mieszaninach substancji ilastej lub najdrobniejszej frakcji spławialnej, mułowo-ilastej (ziarno poniżej 0,05 mm). Mieszaniny z udziałem gliny piaszczystej i odpadu poformierskiego zawierają najwięcej frakcji spławialnej i w porównaniu z innymi mieszaninami uwalniają w tym samym czasie o 40−60% mniej azotu amonowego.
Zagrożenie środowiska wykorzystaniem na składowiskach odpadów komunalnych badanych mieszanin osadów z odpadami, wyznaczone na podstawie dynamiki usuwania azotu amonowego, można uszeregować następująco
(największe) 11 = 12 > 14 > 13 > 9 = 10 > 15 = 16 (najmniejsze) gdzie:
9 − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” 1:1, 10 − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” 1:1,
11 − osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin EC „Lublin” 1:1, 12 − osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin El. „Łagisza” 1:1, 13 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 1:1,
14 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Halemba” 1:1, 15 − osad ściekowy + glina piaszczysta 1:1,
16 − osad ściekowy + odpad poformierski 1:1.
Oprócz powyższej klasyfikacji wynikającej z dynamiki uwalniania się azotu amonowego z mieszanin osadów i odpadów mineralnych, klasyfikację dotyczącą pozostałych podstawowych wymywanych składników sporządzono na podstawie badań lizymetrycznych poszczególnych mieszanin (tab. 66).
Badania lizymetryczne wykazały, że system ługowania wodą o pH = 5,7 w okresie 180 dni uwalniało się z 1 kg mieszanin osadu ściekowego i popiołów energetycznych, w proporcji 1:1, od 205 do 406 mg sodu, 96,5−123,5 mg potasu, 219,5−296,0 mg chlorków i ponad 1000 mg siarczanów (tab. 66). Otrzymane wartości świadczą o znacznym, ale równomiernym ługowaniu badanych składników. Wyjątek stanowią ilości uwalnianych siarczanów. Biorąc do obliczeń ilości oznaczone w wyciągach wodnych wykonanych dla poszczególnych badanych mieszanin można wyliczyć, że przesącza lizymetryczne w odniesieniu do uzyskanych wyników badań wyciągów zawierają około 75−81% sodu, 77% potasu, 82−89% chlorków i 28−31%
siarczanów. Wynika z tego, że ilości siarczanów nie są wymywane tak regularnie, jak sód, potas i chlorki. Przy stwierdzonym alkalicznym odczynie przesączy (pH od 8,6 do 10,2) wskazuje to na uaktywnienie, w czasie dozowania wody do lizymetru, właściwości zestalających popiołów energetycznych użytych do mieszanin.
Potwierdziły to obserwacje przeprowadzone w czasie usuwania mieszanin z lizymetrów po zakończeniu badań. Mieszaniny osadów ściekowych i popiołów energetycznych tworzą twardy „rdzeń” w kształcie walca, łatwy do wyjęcia z lizymetru oraz rozsypujący się przy ugniataniu.
W przypadku badań lizymetrycznych mieszanin osadów i odpadów powęglowych stwierdzono, że ten system ekstrakcji wodą o pH = 5,7 w okresie 180 dni uwalnia z 1 kg od 209 do 525 mg sodu, 82,5−93,5 mg potasu, 122,5−588,0 mg chlorków i 1220−1380 mg siarczanów (tab. 66).
Tabela 66. Stężenie sodu, potasu, chlorków, siarczanów w przesączach lizymetrycznych (180 dni) z mieszanin osadów i odpadów w proporcji 1:1 oraz procentowy ich udział w porównaniu do ilości w wyciągach wodnych
Osad ściekowy Na+ K+ Cl- SO
42-mg/kg % 42-mg/kg % 42-mg/kg % 42-mg/kg %
+ popiół energetyczny
EC „Lublin” (9) 205,0 74,8 123,5 76,2 219,5 82,5 1383,0 30,1 El. „Łagisza” (10) 406,0 80,4 96,5 76,6 296,0 88,6 1160,0 28,5
+ odpad z półsuchego odsiarczania spalin
EC „Lublin” (11) 204,0 30,7 242,0 35,3 3590,0 32,1 1807,0 14,7 El. „Łagisza” (12) 148,0 48,4 69,0 51,1 4570,0 35,7 1044,0 25,8
+ odpady powęglowe
Kop. „Bogdanka” (13) 209,0 69,4 93,5 76,6 122,5 88,8 1220,0 44,0 Kop. „Halemba” (14) 525,0 84,0 82,5 65,5 588,0 85,8 1380,0 54,7 + glina piaszczysta (15) 62,5 40,8 48,5 38,8 86,0 67,2 1015,0 42,3
Podobnie, jak w przypadku mieszanin z udziałem popiołów energetycznych, biorąc do obliczeń ilości oznaczone w wyciągach wodnych wykonanych dla poszczególnych badanych mieszanin, przesącza lizymetryczne zawierały około 70−84%
sodu, 65−77% potasu, 85−89% chlorków i 44−55% siarczanów. Otrzymane wartości świadczą o bardziej równomiernym ługowaniu badanych składników z tych mieszanin w porównaniu z ługowaniem składników mieszanin zawierających popioły energetyczne. Przesącza lizymetryczne charakteryzowały się zróżnicowanym odczynem w czasie: od pH = 8,6 w początkowym stadium ekstrakcji przez pH = 8,0 po 100 dniach, do wartości 7,5 po 180 dniach. Przypuszczać można, że odczyn przesączy lizymetrycznych z mieszanin osadów i odpadów powęglowych był podwyższony w wyniku straty 34−40% wody dozowanej do lizymetrów, która z nich nie wyciekła (woda „zawieszona”). Szczególnie mieszanina osadu ściekowego i odpadu powęglowego z kopalni „Bogdanka” stanowi gęstą substancję ilastą z niewielkimi okruchami skał, przywierającą do ścian lizymetru. Fizykomechaniczny charakter tych mieszanin ma istotne znaczenie dla dynamiki uwalniania z nich składników rozpuszczalnych w wodzie.
Badania lizymetryczne mieszaniny osadów ściekowych z odpadem gliny piaszczystej w proporcji 1:1 wykazały, że ekstrakcja wodą w ciągu 180 dni powoduje uwalnianie z 1 kg znacznie mniejszych ilości sodu, potasu, chlorków i siarczanów w porównaniu z mieszaninami poprzednio opisanymi (tab. 66). Zawartości w przesączu lizymetrycznym, w stosunku do ilości uwalnianych w wyciągu wodnym z badanej mieszaniny stanowią 40,8% sodu, 38,8% potasu, 67,2% chlorków i 42,3%
siarczanów. W czasie badań, przesącz lizymetryczny wykazywał niewielką zmienność odczynu w zakresie od 7,6 do 6,8. Z mieszaniny tej bardzo równomiernie wymywały się wszystkie składniki podstawowe. Taką samą dynamikę wymywania stwierdzono w przypadku mieszaniny osadu ściekowego i odpadu poformierskiego (tab. 66). Świadczą o tym stężenia w przesączu lizymetrycznym, w stosunku do ilości uwalnianych w wyciągu wodnym z tej mieszaniny (45,2% sodu, 49,5% potasu, 53,3% chlorków i 45,6% siarczanów).
Zupełnie odmienną dynamikę wymywania badanych składników wykazywały mieszaniny osadów ściekowych z odpadami półsuchego odsiarczania spalin. Badania lizymetryczne wykazały, że system ługowania wodą o pH = 5,7 w okresie 180 dni uwalniał z 1 kg od 148 do 204 mg sodu, 69−242 mg potasu, 3590−4570 mg chlorków i 1044−1807 mg siarczanów (tab. 66). W porównaniu z oznaczonymi ilościami w wyciągach wodnych mieszanin osadów i odpadów z półsuchego odsiarczania spalin (1:1) zawartości w przesączach lizymetrycznych stanowiły około 30−49% sodu, 35−52% potasu, 32−36% chlorków i 14−26% siarczanów. Przesącze lizymetryczne tych mieszanin charakteryzowały się odczynem zasadowym, w szerokim przedziale pH od 8,35 do 11,20. Można przypuszczać, że takie wahania odczynu przesączy lizymetrycznych były efektem zarówno obecności „wolnego” CaO w odpadach, jak i straty wody dozowanej do lizymetrów. Z porównania obu mieszanin wyraźnie wynika różna dynamika ługowania. Dotyczy to szczególnie ilości uwalnianych chlorków
i siarczanów. Przyczyną takiego stanu są właściwości zestalające odpadu z odsiarczania spalin użytego do mieszaniny. Odpady z EC „Lublin” wykazywały właściwości wiążące i to powodowało różnice dynamiki ekstrakcji składników w wodzie. W wyniku procesu wiązania osad ściekowy zostaje częściowo związany w agregaty organo-mineralne tkwiące w masie drobnokrystalicznego gipsu oraz substancji bezpostaciowej o charakterze CaSO4⋅nH2O. Przypuszczenie to potwierdziły obserwacje przeprowadzone w czasie usuwania mieszaniny z lizymetrów po doświadczeniu. Mieszanina osadu ściekowego i odpadu z odsiarczania spalin na skutek przesychania rozwarstwiła się i w środku lizymetru tworzyła plastyczny materiał rozsypujący się przy ugniataniu. Wokół nawarstwienia takiego materiału występowała mazista substancja przywierająca do ścian lizymetru. W masie tej nie stwierdzono krystalicznych form gipsu. Natomiast, podobnie jak w przypadku umieszczenia czystego odpadu z półsuchego odsiarczania spalin EC „Lublin” w lizymetrze, agregaty gipsu występowały w strefie wspomnianego „rdzenia”.
Mieszanina osadu ściekowego i odpadu z półsuchego odsiarczania spalin EC
„Lublin” w porównaniu z mieszaniną odpadu z Elektrowni „Łagisza” wykazywała inną dynamikę uwalniania składników w wodzie, a stężenia w przesączach lizymetrycznych uzyskanych po 180 dniach były w obu przypadkach bardzo duże, dlatego postanowiono prowadzić badania przez kolejne 180 dni. Takie postępowanie było konsekwencją założenia, że możliwe jest wykorzystanie materiału, jeśli w uzyskanych przesączach ilość wymywanych w wodzie składników wykazywać będzie trend malejący. Badania lizymetryczne wykazały, że w ciągu 360 dni, zawartości sodu i potasu w przesączu lizymetrycznym sukcesywnie malały, natomiast stężenie chlorków i siarczanów wykazywało jedynie wahania. Stężenia wydzielanych: potasu, chlorków i siarczanów, w całym okresie badawczym, było większe od dopuszczalnych ilości w ściekach odprowadzanych do wód i do ziemi (tab. 67).
Tabela 67. Zawartość podstawowych jonów w odciekach lizymetrycznych w mieszaninie osadu ściekowego i odpadu z półsuchego odsiarczania spalin EC „Lublin”
Oznaczenia Dni Ścieki – wartość
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.
Na podstawie wyników badań lizymetrycznych, dotyczących oceny uwalniania podstawowych składników rozpuszczalnych w wodzie z mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi, przewidzianymi do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych, ustalono końcową klasyfikację wpływu na środowisko tych mieszanin pod względem dynamiki ługowania.
(największy) 12 >> 11 >> 10 > 9 > 14 > 13 > 15 = 16 (najmniejszy)
9 − osad ściekowy + popiół z EC „Lublin” 1:1, 10 − osad ściekowy + popiół z El. „Łagisza” 1:1,
11 − osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin EC „Lublin” 1:1, 12 − osad ściekowy + odpad z półsuchego odsiarczania spalin El. „Łagisza” 1:1, 13 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Bogdanka” 1:1,
14 − osad ściekowy + odpad powęglowy z kopalni „Halemba” 1:1, 15 − osad ściekowy + glina piaszczysta 1:1,
16 − osad ściekowy + odpad poformierski 1:1.