Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
ISSN 1733-4381, vol. 14, issue 4 (2012), p. 19-30 http://awmep.org
Characteristics of the composition and quantity of leachate from municipal
landfills - a review
Joanna DŁUGOSZ 1
1 Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, Kielce 25-314, tel.: 41 -34-24-571, fax: 41 – 34-24-535,e-mail: j_dlugosz@interia.eu
Abstract
Paper is a review of the literature concerning the characteristics of the composition and quantity of leachate generated in the operation of the municipal waste landfill. In article characterizes factors influencing the composition of the leachate. This paper also presents an overview of the formation of leachate, and water balance diagram of the landfill.
Keywords: leachate, leachate composition, water balance Streszczenie
Charakterystyka składu oraz ilości odcieków ze składowisk odpadów komunalnych – praca przeglądowa
Praca jest przeglądem literatury na temat charakterystyki składu oraz ilości wytwarzanych odcieków w trakcie eksploatacji składowiska odpadów komunalnych. W artykule scharakteryzowano czynniki wpływające na skład odcieków. Przedstawiono również ogólny zarys tworzenia się odcieków i schemat bilansu wodnego składowiska.
Słowa kluczowe: odcieki, skład odcieków, bilans wodny.
1. Wstęp
Składowanie odpadów jest najstarszą oraz najbardziej uniwersalną formą usuwania oraz unieszkodliwiania odpadów, co więcej obecnie prawie 75% krajowych odpadów komunalnych trafia bezpośrednio na składowiska. Wg niektórych oficjalnych dokumentów w Polsce istnieje od 770 do 1000 składowisk odpadów [18]. Łączna powierzchnia kontrolowanych składowisk w 2010 r. wyniosła około 2500ha [20]. Według informacji znajdujących się w [12] niektóre stare składowiska odpadów nie spełniają podstawowych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa, w tym brak drenażu odcieków. Co więcej wiele z nich zlokalizowanych jest na terenach, które umożliwiają migrację zanieczyszczeń do środowiska gruntowo-wodnego. W składowanych odpadach zachodzi szereg reakcji i przemian zarówno fizycznych, chemicznych, jak i biologicznych, w wyniku których dochodzi do powstania wielu szkodliwych związków oraz substancji [6,33,64].
W trakcie eksploatacji składowiska oraz po jego zamknięciu powstają odcieki, w Dyrektywie Rady 1999/31/WE o składowiskach odpadów odcieki zdefiniowano jako „każdy płyn sączący się przez składowane odpady i wydzielany z lub zawarty w składowisku” [13]. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 24 marca 2003 r. [48] „odcieki ze składowisk odpadów niebezpiecznych oraz ze składowisk odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne gromadzi się w specjalnych zbiornikach lub bezpośrednio odprowadza do kanalizacji”. Wymogi właściciela sieci kanalizacyjnej, co do maksymalnych stężeń odcieków związane są w głównej mierze z ochroną materiału, z którego wykonana została sieć, jak i również z ochroną funkcjonowania oczyszczalni ścieków. Warunki zrzutu do kanalizacji reguluje Rozporządzenie Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (Dz.U.06.136.964).
2. Powstawanie odcieków
Szacuje się, iż około 70% substancji organicznych trafiających na składowiska odpadów ulega rozłożeniu na drodze mikrobiologicznej, a następnie zostaje wyniesionych w 90% w postaci gazu składowiskowego i w 10% pod postacią odcieków. Odcieki to wody infiltracyjne przepływające przez składowisko wraz z wymytymi, a także rozpuszczonymi w nich składnikami odpadów i produktami reakcji biochemicznych zachodzących w złożu odpadów (rys. 2.1) [42,47,64]. Powstałe w taki sposób silnie stężone wody odciekowe wymagają specjalistycznego traktowania. Ilość i skład odcieków oraz prędkość ich przemieszczania w obrębie zdeponowanych odpadów mogą być bardzo różne [31].
Rys. 2.1. Zestawienie przemian w składowisku odpadów komunalnych [15]
3. Bilans wodny składowiska i ilość odcieków
Określenie ilości odcieków jest trudnym zadaniem, gdyż wielkość powstających odcieków zależna jest od szeregu czynników, w tym między innymi: rodzaj odpadów deponowanych na składowisku, stopień ich rozdrobnienia, okres eksploatacji składowiska, technika składowania odpadów i ich wynikowy stopień zagęszczenia, ilość wód opadowych, warunki otoczenia, układ wysokościowy terenu, na którym zlokalizowane jest składowisko, kierunek spływu wód opadowych i roztopowych, sposób uszczelnienia czaszy składowiska, rodzaj roślinności pokrywającej wierzchowinę składowiska po jego zamknięciu i rekultywacji oraz warunki gruntowe [39]. Jednak mimo tych trudności obliczenie ilości odcieków powstających na składowisku jest konieczne między innymi do projektowania systemów ujmowania oraz oczyszczania odcieków, jak i również prognozowania ilości wód dodatkowych, jakie powinny być zawracane do składowiska [7,58]. Poza aspektami ekologicznymi ilość powstających odcieków ma znaczący wpływ na koszt eksploatacji składowiska (m.in. koszty transportu odcieków i unieszkodliwiania) [42].
W przypadku określania ilości powstających odcieków wg literatury fachowej pod uwagę bierze się przede wszystkim wodę wprowadzoną do składowiska (woda opadowa, poziome dopływy i wody migrujące w wyniku kapilarnego podnoszenia) oraz wodę dostarczoną w składowanych odpadach. Wielokrotnie pomija się wodę powstającą w wyniku przemian zachodzących w składowanych odpadach. Wykonując bilans ilości wody bierze się pod uwagę początkowy poziom wilgoci w odpadach, wodę dodatkową oraz wodę odprowadzaną w postaci odcieków [19,40]. Bilans wodny na składowisku schematycznie został zaprezentowany na rys. 3.1.
Rys. 3.1. Schematyczne przedstawienie bilansu wodnego na składowisku [19] Bilans wodny składowiska można zapisać w postaci następującego równania [19,63]:
AB = N - VE – VT – AO – S ± R ± WB + WK, mm 3.1.
gdzie:
AB – odpływ odcieków
N – opady atmosferyczne lub kontrolowana infiltracja wody
VE – ewaporacja; Wielkość VE zależny zarówno od pokrycia, jak i również czynników meteorologicznych np.:
temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego, siły wiatru itd. W przypadku składowisk otwartych stanowi 20% opadów, a ilość usuniętych odcieków 26%, zaś na składowiskach zamkniętych od 67 do 80% z objętością odcieków, od 3 do 4% opadów.
VT – transpiracja
AO – spływ powierzchniowy; Przy wykonywaniu bilansu dla eksploatowanego składowiska wartość Ao jest
niewielka i występuje jedynie w czasie deszczy nawalnych. Inaczej jest w przypadku składowiska zamkniętego – wówczas wartość Ao zależy od nachylenia, rodzaju zastosowanego podłoża oraz roślinności.
S – magazynowanie wody; Magazynowanie wody S oraz opóźnienie jej odpływu R zależne są m.in. od: wysokości składowiska, składu odpadów, a także miąższości odpadów.
R – wolno drenująca woda
WB – tworzenie/zużywanie wody w procesach biologicznych; W przypadku pełnego tlenowego rozkładu może
dojść do wytworzenia, aż 250 kg wody na każdą tonę świeżych odpadów, natomiast przy beztlenowym procesie rozkładu zużycie wody może wynosić 0,275 dm3/m3 gazu.
WK – oddawanie wody w wyniku procesu konsolidacji
Po odjęciu od ilości opadów atmosferycznych ewaporacji, transpiracji oraz spływu powierzchniowego otrzymujemy ilość wody, która wsiąka do wnętrza składowiska.
Prostszym w formie równaniem (zawierającym mniej elementów składowych) na podstawie, którego można obliczyć ilość odcieków na składowisku jest [42,47,51,64]:
Q = N – Qp – P, mm/m2 3.2.
gdzie:
Q – ilość odcieków [mm/m2],
N – wysokość opadu średniorocznego w przeliczeniu na jednostkę powierzchni składowiska [mm/m2] Qp – odpływ powierzchniowy z jednostki powierzchni składowiska
P – wielkość parowania (zakłada się, że jest to wartość procentowa opadu atmosferycznego w przeliczeniu na jednostkę powierzchni składowiska) [mm/rok/m2]
Ilość powstających odcieków najczęściej oblicza się wg jednego z dwóch modeli: modelu WMB (Model Water Balance Method) [17] lub HELP (Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance) [50,62]. W przypadku modelu WBM bilans wodny oparty jest na dwóch założeniach. Po pierwsze bilans należy ograniczyć do powierzchniowej warstwy złoża, a po drugie cała ilość wody infiltrująca do odpadów staje się ostatecznie odciekami. Z kolei zaś w modelu HELP szczegółowo analizowana jest ogólna równowaga wodna składowiska nie tylko w warstwie powierzchniowej, ale także w trakcie przemieszczania się odcieków przez całe złoże odpadów, aż do czasu ich odprowadzenia ze składowiska drenażem odwadniającym. Wspólnym założeniem obu modeli jest to, że odpady w złożu są jednorodne.
Istotny wpływ na ilość powstających odcieków ma szybkość oraz sposób formowania hałdy odpadów. Im mniej zagęszczone odpady tym większa ilość powstających odcieków – jest to bezpośrednio związane z większą szybkością infiltracji. „Przyjmuje się, że średnie ilości odcieków w stosunku do wysokości średniego rocznego opadu atmosferycznego w zależności od stopnia zagęszczenia odpadów wynoszą: 15÷25% wysokości opadów dla odpadów silnie zagęszczonych z użyciem np. kompaktora, natomiast 25÷50% wysokości opadów dla odpadów średnio zagęszczonych z użyciem np. spychacza”[40]. Jednak wraz z wiekiem składowiska ilości odcieków związane z użytkowanym sprzętem będą się zmniejszały [19].
Opóźnienie w pojawieniu się odcieków może wynosić pół roku lub dłużej od chwili zdeponowania odpadów na składowisku. Odcieki mogą też pojawić się natychmiast po złożeniu odpadów na składowisku, jeżeli porowatość złoża jest bardzo duża. Zazwyczaj duże ilości odcieków powstają w czasie 1÷2 lat od złożenia odpadów [24]. Najwyższe objętości odcieków powstają w okresach intensywnych opadów atmosferycznych oraz w miesiącach od listopada do kwietnia, z maksymalnymi wartościami przypadającymi w grudniu.
4. Czynniki wpływające na skład odcieków
Skład odcieku jest odzwierciedleniem zmian zachodzących w czaszy składowiska a tym samym w aktywności mikrobiologicznej odpadów. Parametry odcieku zmieniają się w zależności od wielu czynników. Skład odcieków obok objętościowego natężenia przepływu jest jednym z dwóch najistotniejszych parametrów charakteryzujących odcieki podanym w artykule [45]. Również w tym artykule zaznaczono, iż oba te parametry w danym przypadku są ze sobą ściśle powiązane. W związku z tym analizując skład odcieków należy uwzględniać jego natężenie przepływu związane między innymi z infiltracją wód gruntowych, opadami atmosferycznymi oraz spływami powierzchniowymi. Poza wymienionymi czynnikami istotny wpływ na skład odcieków ma rodzaj składowanych odpadów, a w tym ich stopień zagęszczenia, a także zawartość wody. Jeżeli deponowaniu poddawane są odpady o dużej zawartości frakcji organicznych, to odcieki powstające w czasie składowania charakteryzują się wyższą zawartością parametrów tlenowych oraz wyższym stężeniem azotu amonowego i organicznego. Zagęszczanie odpadów prowadzi do podwyższania stężeń wielu parametrów odcieków, zaś w przypadku słabego zagęszczania substancje organiczne ulegają rozkładowi w warunkach tlenowo-beztlenowych [11].
W literaturze [11,57,64] poza wymienionymi parametrami wpływającymi na ilość oraz jakość odcieków ze składowisk podaje się między innymi również wiek składowisk, czy też klimat, w którym zlokalizowane jest składowisko. W trakcie pierwszych pięciu lat eksploatacji składowiska najintensywniej zachodzą procesy fermentacji kwaśnej. Wytwarzane są kwasy lotne oraz niskocząsteczkowe alkohole, które należą do dobrze rozkładalnych i łatwo wymywalnych ze złoża składowiska. W czasie dalszej eksploatacji składowiska przemiany biochemiczne mają bardziej złożony charakter. Podczas dojrzewania oraz stabilizacji składowiska, dominują procesy hydrolizy, jak i również częściowej degradacji wielkocząsteczkowych substancji humusowych. W odciekach jako produkty częściowego rozkładu pojawiają się niskocząsteczkowe kwasy fulwowe i humusowe. Degradacja substancji humusowych zawierających azot organiczny prowadzi do wzrostu stężenia azotu amonowego w odciekach, który jest uwalniany w wyniku procesów deaminacji i amonifikacji [29,55]. Zmiany w składzie i ilości odcieku zachodzą również w funkcji czasu (rys. 4.1). Na rysunku 4.2 zaznaczono dwie fazy: faza 1 to faza do zakończenia fermentacji kwaśnej (3÷5 lat), zaś faza 2 to faza metanowa (powyżej 5lat).
Rys. 4.1. Zmiany właściwości odcieków następujące z wiekiem składowiska wg [64]
Ponadto odcieki są najdłużej emitowanym rodzajem zanieczyszczeń na składowisku odpadów (rys. 4.2) [37].
Rys. 4.2. Emisja ze składowiska w funkcji czasu [25]
5. Skład odcieków
Substancje znajdujące się w odciekach ze składowisk pochodzą między innymi z procesów fermentacyjnych, zaś w mniejszym stopniu z rozpuszczania składników odpadów. Poza tym źródłem odcieków mogą być także wody powierzchniowe i podziemne docierające do złoża odpadów, a także woda dostarczona wraz z odpadami [30,47]. Wg [42] „nie ma typowych odcieków: każde składowisko odpadów komunalnych produkuje charakterystyczną mieszaninę zanieczyszczeń, zależną m.in. od wieku, rodzaju odpadów i uszczelnienia powierzchni”. Ale mimo to powołując się na różne źródła literaturowe (1) wg Tchobanoglous i in. (1993), 2) wg McBean i in. (1995), 3) wg
Skalmowski i Dindorf (1995)) w [42] podano zakres stężeń zanieczyszczeń w „typowych” odciekach (tabela 5.1). W kolumnie 4 tej tabeli umieszczono najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla niektórych substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodno-glebowego wg Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodno-gruntowego [49]. Porównując wartości z kolumn 1-3 oraz kolumny 4 należy jednoznacznie stwierdzić, że przed wprowadzeniem odcieków do miejskiej oczyszczalni ścieków wymagają one wstępnego podczyszczenia w celu zmniejszenia ładunków zanieczyszczeń.
Tabela 5.1. Zakres stężeń zanieczyszczeń w mg/dm3, w „typowych” odciekach ze starego i nowego składowiska [42]
Parametr Składowiska odpadów komunalnych (stare) Składowiska odpadów komunalnych (nowe) Wybrane najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń wg [49] 1 2 3 4 BZT5 [mgO2/dm3] 100÷2001) 50÷1002) 2000÷30000 1) 10000÷20000 25 ChZT [mg O2/dm3] 100÷5001) 500 30002) 3000÷600001) 20000÷400002) 250 Azot amonowy [mgNNH+4/dm3] 20÷40 1) 10÷8001) 1000÷20002) 10 LKT jako kwas octowy [mg/dm3] 50÷100 2) 9000÷250002) - Fosfor ogólny [mgP/dm3] 5÷10 1) 5÷1001) 10 pH [-] 6,6÷7,5 1) 7÷82) 4,5÷7,51) 6÷72) 6,9÷8,93) 6,5÷9
Na podstawie tabeli 5.1 można stwierdzić, iż w odciekach z młodych składowisk stężenie substancji organicznych jest zdecydowanie wyższe niż to w odciekach ze składowisk starych. Poza tym analizując wartości podane w tabeli 5.1 wyraźnie widać, iż sugerowane zakresy stężeń poszczególnych wskaźników są dość szerokie i zależne od źródła literaturowego, z którego zostały zaczerpnięte. Wg innych danych literaturowych [18] niektóre z podanych w tabeli wskaźników mają jeszcze wyższe wartości i tak np. wartość ChZT w odciekach ze składowisk miejskich wynosi nawet 70 900 mg O2/dm3, a stężenie azotu amonowego ma wartość aż 13000
mg/dm3. Również w [26] powołując się na [9,44] podano przeciętny skład chemiczny odcieków (tabela 5.2). Jednak w danym przypadku analizowanych wskaźników jest zdecydowanie więcej, co jeszcze bardziej podkreśla złożoność problemu związanego ze składem odcieków, a później z ich oczyszczaniem. Ponadto zakresy w tabeli 5.2 w związku z tym, iż nie uwzględniają podziału na wiek składowiska są bardzo szerokie i bardzo uogólniają skład odcieków.
Tabela 5.2. Przeciętny skład chemiczny odcieków ze składowiska odpadów komunalnych [26]
Parametr Zakres wg [Christensen] w mg/dm3 Zakres wg [Pleczyński] w mg/ dm3
ChZT 150÷100000 45,2÷39080 BZT5 100÷90000 22,8÷10700 pH 5,3÷8,5 6,16÷8,46 NH4 1÷1500 0,36÷1526 Nog 50 ÷5000 0,193÷1820 NO3 0,1÷50 0÷40 NO2 0÷25 0,01÷0,6 PO4 0,3÷25 0,1÷25,4 Ca 10÷2500 30,5÷3285 Mg 50÷1150 6,1÷1302 Na 50÷4000 13,5÷2900 K 10÷2500 12÷8200 SO4 10÷1200 21÷7900 Cl 30÷4000 40÷4200 Fe 0,4÷2200 0,59÷867 Zn 0,05÷170 0,02÷168 Mn 0,4÷50 0,04÷16,7 Fenole 0,04÷44 0,002÷10 µg/ dm3 mg/ dm3
Parametr Zakres wg [Christensen] w mg/dm3 Zakres wg [Pleczyński] w mg/ dm3 As 5÷1600 0÷0,025 Cd 0,5÷140 0,004÷0,375 Ni 20÷2050 0,007÷1,04 Pb 8÷1020 0,034÷2,89 Cr 30÷1600 0÷0,271 Cu 4÷1400 0,004÷0,357 Hg 0,2÷50 0÷0,0045
Obie tabele potwierdzają to, iż skład odcieków pochodzących z różnych składowisk może być zróżnicowany. Potwierdzają to także wyniki badań odcieków z polskich składowisk odpadów komunalnych opisanych w literaturze [11,12,22,28]. Do głównych składników występujących w odciekach zaliczamy między innymi:
substancje organiczne wyrażona poprzez ChZT, BZT5, OWO, AOX, a obecnie również i absorbancja
przy dwóch długościach fal (λ=254nm oraz λ=280nm) [60],
substancje nieorganiczne, a w tym np. chlorki, jony potasu, jony sodu,
poza tym występuje również azot oraz jony metali ciężkich.
W trakcie eksploatacji składowiska skład odcieków ulega zmianie, co związane jest ze zmianami aktywności bakterii, a także zmieniającymi się warunkami otoczenia (rys. 5.1 i 5.2) [10].
Rys. 5.1. Zmienność składu odcieków (ChZT, pH, niższe kwasy tłuszczowe, NH4+) w różnych fazach
eksploatacji składowiska [10]
Rys. 5.2. Zmienność składu odcieków (Zn, Fe, Cl, SO42-, HCO2-) w różnych fazach eksploatacji składowiska
Stężenia zanieczyszczeń w niektórych przypadkach są bardzo wysokie, szczególnie dotyczy to substancji organicznych (BZT5 oraz ChZT), a także związków azotowych. Wysokie jest również zasolenie odcieków
(chlorki, przewodnictwo właściwe) [57]. Poza tym w odciekach może znajdować się około 39 potencjalnie niebezpiecznych substancji organicznych (między innymi: związki chloroorganicznych, alkilowych węglowodorów aromatycznych, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych oraz ftalanów) [43,46,52]. Skażenie bakteriologiczne odcieków ze składowisk komunalnych jest bardzo wysokie. W miesiącach letnich w odciekach ze złoża odpadów można stwierdzić liczbę organizmów E-coli i Streptococcus w ilości 106
÷ 107 (w 100 cm3 próbki) Tak wysokie stężenia zanieczyszczeń ze składowisk odpadów komunalnych
powodują, że niedopuszczalne jest bezpośrednie wprowadzanie odcieków do jakiegokolwiek naturalnego odbiornika.
W dalszej części przedstawiono bardziej szczegółowo wybrane wskaźniki zanieczyszczeń charakteryzujące odcieki ze składowisk.
5.1. Azot
W trakcie procesu stabilizacji składowiska, przeważają procesy hydrolizy oraz częściowej degradacji wielkocząsteczkowych substancji humusowych. W wyniku tego rozkładu pojawiają się niskocząsteczkowe kwasy fulwowe, a także humusowe. Degradacja substancji humusowych zawierających azot organiczny doprowadza do wzrostu stężenia azotu amonowego w odciekach, który jest uwalniany w wyniku procesów deaminacji i amonifikacji [2,14,36]. Zazwyczaj w odciekach azot występuje w wysokich stężeniach [8,23]. Przeciętnie azot amonowy stanowi 79% źródła azotu ogólnego w przypadku składowisk powyżej 5 lat, a związane jest to z deaminacją aminokwasów powstających w trakcie rozkładu związków organicznych [35,65]. Zakresy stężeń azotu amonowego poza tymi zawartymi w tabeli 1 oraz 2 przedstawiają się w następujący sposób:
wg [22] stężenie NNH4 ma wartość 3000 mg NNH4/dm3,
wg [4] stężenie NNH4 znajduje się w zakresie od 1 do 1500 mg NNH4/dm3.
5.2. ChZT i BZT
5ChZT i BZT5 są wskaźnikami ogólnego zanieczyszczenia odcieków substancjami organicznymi, ale nie dają one
dokładnych informacji dotyczącej ilościowego udziału frakcji biologicznie rozkładalnej [27,59]. W fazie kwaśnej stężenia ChZT i BZT5 osiągają wysoką wartość, a stosunek BZT5/ChZT zazwyczaj jest wyższy niż 0,7.
W związku z tym, należy stwierdzić, że w danej fazie odcieki są łatwobiodegradowalne. W kolejnej fazie tj. fazie metanogennej stężenie obu wskaźników stopniowo zmniejsza swoją wartość [5,41]. W przypadku odcieków pochodzących ze składowisk ustabilizowanych stosunek BZT5/ChZT wynosi już jedynie około 0,1
[54]. Stężenia w odciekach ogólnej zawartości substancji organicznych wyrażonych jako ChZT i BZT5,
amoniaku oraz substancji rozpuszczonych, świadczą o wysokim ich zanieczyszczeniu [12]. Na podstawie badań przeprowadzonych przez Kruse [32] stwierdzono, iż w przypadku ChZT, BZT5, OWO, AOX, SO42-, jonów:
wapnia, magnezu, żelaza, manganu i cynku występują różnice stężeń między fazą kwaśną oraz metanową.
5.3. Metale ciężkie
Najwyższe stężenie metali ciężkich występuje w przypadku składowisk młodych, w których zachodzi faza fermentacji kwaśnej. W późniejszym etapie eksploatacji, gdy odczyn pH staje się obojętny to rozpuszczalność metali stopniowo zmniejsza się [16] i w przypadku składowisk zamkniętych np. stężenie cynku w odciekach zawiera się w przedziale od 200 do 4800 μg/dm3
[1]. Wyniki badań stężenia cynku w odciekach z polskich składowisk, również mieszczą się w podanym zakresie [29]. Na zmienność stężenia metali ciężkich w odciekach niewielki wpływ ma zmienność pór roku. Dla badań omówionych w [29] największa zmienność występuje w przypadku cynku o 0,17 mg, natomiast najmniejsza w przypadku rtęci 0,26 μg. Wg danych literaturowych ilość metali ciężkich zdeponowanych na składowisku, która przedostaje się do odcieków jest mniejsza niż 0,05% [52].
5.4. LKT (lotne kwasy tłuszczowe)
LKT to krótkołańcuchowe alkilowe kwasy monokarboksylowe, zawierające 2÷8 atomów węgla w molekule. Lotne kwasy tłuszczowe powstają w trakcie biodegradacji materii organicznej, a na składowiskach odpadów odgrywają kluczową rolę w przetwarzaniu materii organicznej w metan [3]. Rodzaj, a także stężenie LKT
w odciekach może się zmieniać w zależności od rodzaju składowanych odpadów, wieku składowiska czy warunków jego eksploatacji [34]. W odciekach ze składowisk młodych (<5lat) LKT stanowią niespełna 80% wszystkich składników organicznych. W przypadku składowisk średnich (5÷10 lat) zawartość LKT jest już mniejsza i wynosi od 5% do 30% wszystkich składników organicznych. W odciekach ze składowisk starych nie stwierdza się obecności LKT [3].
5.5. Chlorki
Chlor należy do pierwiastków mobilnych w strefie hipergenicznej oraz hydrotermalnej, co więcej jego zachowanie w glebie zależne jest od krążenia wód. W słodkich wodach powierzchniowych znajduje się około 8 mg chloru w dm3, w przypadku odcieków ze składowisk odpadów komunalnych zawartość chloru jest stanowczo wyższa i wynosi od 1300 do 2080 mg/dm3
[21,57].
5.6. Sód i potas
W odciekach ze składowisk stężenie potasu wynosi od 31 do 766 mg/dm3, dla porównania średnie stężenie
potasu w wodach podziemnych wynosi około 6÷6,5 mg/dm3 [38]. W przypadku zamknięcia składowisk może
dochodzić do wzrostu zawartości sodu oraz potasu, a związane może być to z nagromadzeniem dużych ilości świeżych odpadów i wymywania z nich łatwo rozpuszczalnych składników [53,56,61]. Wymywanie dużych ilości sodu oraz potasu może w istotny sposób wpłynąć na pogorszenie się stanu wód podziemnych.
6. Podsumowanie
Odcieki składowiskowe powstają na skutek migracji strumienia wód opadowych poprzez składowisko oraz w następstwie przemian biochemicznych w zdeponowanej masie odpadów. Charakteryzują się one dużym zróżnicowaniem zarówno ilościowym oraz jakościowym, zależnym od wielu czynników np. takich jak: wielkość składowiska, ilość, a także rodzaje deponowanych odpadów, jak i również warunki klimatyczne, a w szczególności wielkość oraz częstotliwość opadów atmosferycznych, wiek składowiska, technologia składowania (stopień zagęszczania odpadów, stosowanie warstw izolacyjnych). Na podstawie obserwacji w czasie zmian podstawowych wskaźników chemicznych odcieków z wysypisk, jak: pH, BZT5, ChZT, OWO, azot
amonowy, azot ogólny Kjeldahla, fosfor ogólny, zasadowość ogólna, zawiesina ogólna czy zawartość metali ciężkich można scharakteryzować proces stabilizowania się przemian w masie odpadów.
Literatura
1. Al-Yagout A. F., Hamoda M. F., Evaluation of landfill leachate in arid climate – a casestudy. Environmental International, No 29, 2003, p.593-600
2. Andreottola G., Cannas P.: Chemical and biological characteristics of landfill leachate. Landfilling of waste: leachate. Elsevier applied science. London and New York. s. 65-88. 1992
3. Banel A., Zygmunt B., Lotne kwasy tłuszczowe na składowisku odpadów – występowanie i oznaczenie, Ecological Chemistry and Engineering S, vol. 16, No.S2, 2009, s.193-206
4. Białowiec A.: Racjonalna gospodarka odciekami. Przegląd komunalny, Nr 10, 2009, s. 30-35
5. Bilitewski B., Hardtle G., Marek K., 2006. Podręcznik gospodarki odpadami. Teoria i praktyka. Wydawnictwo „Seidel-Przywecki” Sp. z o.o. Wydanie II, Warszawa 2006
6. Bliht G.E. i in., The effect of waste composition on leachate and gas quality: a study in South Africa, Waste Managment and Research, 1999, vol.17, s.124-140
7. Chen P.H., Assessment of leachates from sanitary landfills: impact of age, rainfall, and treatment, Environment International 1996, s. 225-237
8. Chiang L.Ch., Chang J.E., Wen T. Ch., Indirect oxidation effect in electrochemical oxidation treatment of landfill leachate, Wat. Res., Nr 2/29, 1995, s. 671-678
10. Christensen, T.H., Kjeldsen, P. (1989): Basic biochemical processes in landfills, in: Sanitary Landfilling: Process, Technology and Environmental Impact, (Christensen, T.H.,Cossu, R., Stegmann, R. Eds.), Academic Press, London UK,1989, s. 29 - 49
11. Czop M., Pieniążek K., Analiza jakościowa odcieków ze składowisk miejskich w czasie ich eksploatacji, Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 12 nr 3 (2010), s. 19-28
12. Dmochowska A., Dmochowski D., Zawartość substancji nieorganicznych oraz zanieczyszczeń organicznych w odciekach ze składowiska odpadów komunalnych w Łubnej, Polski Przegląd Medycyny i Psychologii Lotniczej nr 4, t. 17, 2011
13. Dyrektywa Rady 1999/31/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów
14. El-Fadel M., Bou-Zeid E., Chahine W., Alayli B.: Temporal variation of leachate quality from presorted and baled municipal solid waste with high organic and moisture content. Waste Management 22. s. 269-282. 2002
15. Elling, W., Problem der Vorabschätzung von Sickerwasseremissionen, Sickerwasser aus Mülldeponien − Einflüsse und Behandlung,Veröffentlichungen des Institutes für Stadtbauwesen, TU Braunschweig, Nr. 39, Hrsg.: Ehrig und Mennerich, Braunschweig, 1985
16. Eses A. S., Onay T.T., In situ heavy metal attenuation in landfills under methanogenic conditions. Journal of Hazardous Materials, B99, 2003, p.159-175
17. Fenn D.G., Hanley K.J. DeGeare T.V., Use of the Water Balance Method for Predicting Leachate Generation from Solid Waste Disposal Sites, Environmental protection Agency 1975
18. Górecka A., Koda E., Analiza możliwości ograniczenia zagrożeń środowiska wodno-gruntowego, wynikających z eksploatacji modernizowanego składowiska odpadów komunalnych, Przegląd Naukowy-Inżynieria i Kształtowanie Środowiska nr 3 (49), 2010, s.48–62
19. Heyer K.-U., Emissionsreduzierung in der Deponienachsorge, Hamburger Berichte 21, Abfallwirtschaft Technische Universität Hamburg-Harburg, 2003, s. 13-29
20. Infrastruktura komunalna w 2010 roku, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2011
21. Kabata-Pendias A., Pendias H., Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN Warszawa, 1999
22. Kaczorek K., Sójka-Ledakowicz J., Ledakowicz S.: Porównanie skuteczności metod biologicznych i technik membranowych w oczyszczaniu odcieków z wysypisk. Inżynieria i aparatura chemiczna Nr 3, 2002, s. 67-68
23. Kang K.H., Shin H.S., Park H., Characterization of humic substances present in landfill leachates with different landfill ages and its implications, Wat. Res., Nr 36, 2002, s.4023-4032
24. Kemt P., Water Balance Methodist use and Limitations, Wisconsin Department of Natural Resources, Bureau of Solid Waste Management, 1982
25. Kjeldsen, P., Morton Barlaz, A., Rooker, P., Baun, A., Ledin, A, Christensen, H.Present and Long-Term Composition of MSW Landfill Leachate: A Review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2002, 32 (4) 297 - 336
26. Klimek A., Wysokiński L., Zawadzka – Kos J., Osęka M., Chrząszcz J., Poradnik metodyczny w zakresie PRTR dla składowisk odpadów komunalnych, Warszawa, 2010
27. Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Czajka K., Jakość odcieków a wybór charakterystycznych wskaźników zanieczyszczenia wód wokół składowisk odpadów komunalnych, Współczesne Problemy Hydrogeologii, tom XI, cz.2., str. 423-426. Gdansk 2003
28. Koc-Jurczyk J.: Treatment technologies of municipal waste landfill leachates. In: Sewages and Waste Materials in Environment, 2009. s. 59-71
29. Koc-Jurczyk J., Różak J., Skład odcieków pochodzących z rekultywowanego składowiska odpadów komunalnych, Inżynieria Ekologiczna Nr 27, 2011, s.72-80
30. Koda E.: Rekultywacja starych wysypisk odpadów komunalnych. III Międzynarodowe Forum Gospodarki Odpadami. Poznań 1999, 335-363
31. Kowalów M. Wpływ zabezpieczeń inżynierskich na zmianę hydraulicznych warunków filtracji ze składowisk odpadów, Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Katedra Geotechniki, Nr 552 (6), Szczecin 2000
32. Kruse K., Langfristiges Emissionsgeschehen von Siedlungsabfalldeponien, In Veröffentlichungen des Instituts für Siedlungswasserwirtschaft TU Braunschweig, 54, 1994
33. Kulig A., Metody pomiarowo-obliczeniowe w ocenach oddziaływania na środowisko obiektów gospodarki komunalnej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004
34. Kulikowska D., Charakterystyka oraz metody usuwania zanieczyszczeń organicznych odcieków pochodzących z ustabilizowanych składowisk odpadów komunalnych, Ecological Chemistry and Engineering S, vol.16, No.3, 2009, s. 389-402
35. Kulikowska D., Oczyszczanie odcieków ze składowisk odpadów komunalnych z wykorzystaniem metody osadu czynnego oraz adsorpcji na węglu aktywnym, Czasopismo Techniczne, Wyd. Politechniki Krakowskiej, z.2-Ś/2007, s.145-15
36. Kurniawan T.A., Chan G.Y.S., Lo W-H., Babel S.: Physico-chemical treatment for removal of recalcitrant contaminants from landfill leachate. Journal of Hazardous Materials. B129. s. 80-100. 2006
37. Kylefors, K., Predictions of Leaching from Municipal Solid Waste (MSW) and Measures to Improve Leachate Management at Landfills. Doctoral thesis. Luleå University of Technology, 2002
38. Macioszczyk A., Podstawy hydrogeologii ogólnej, PWN Warszawa, 2006
39. Machajski J., Olearczyk D., Bilans wodny w obrębie składowiska odpadów komunalnych, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, Nr 7/2008, PAN, Oddział w Krakowie, s. 89–100
40. McBean E.A, Rovers F.A., Farquhar G.J., Solid waste landfill engineering and design, Prentice Hall PTR, New Jersey 1995
41. Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M., Wojciechowska E., 2010. Hydrofitowe oczyszczanie wód i ścieków. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010
42. Oleszkiewicz J.: Eksploatacja składowisk odpadów. Poradnik decydenta. Lem Projekt, Kraków 1999 43. Paxéus N., Organic compounds in municipal landfill leachate,. Water Sci. Technol., Nr 42(7-8), 2000, s.
323-333
44. Pleczyński J., Wesołek J., Magdziarek M.: Gospodarka odciekami na składowiskach odpadów komunalnych. Prace naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska. Zeszyt 22, Warszawa, 1997
45. Renou S., Givaudan J.G., Poulain S., Dirassouyan F., Moulin P., Landfill leachate treatment: Review and opportunity, Journal of Hazardous Materials , Volume 150, issue 3, 2008)
46. Robinson H.D., Knox K., Bone B.D., Picken A., 2005. Leachate quality landfilled MBT waste. Waste Management, 2005, vol. 25, s. 383-391
47. Rosik-Dulewska Cz.: Podstawy gospodarki odpadami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 48. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań
dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów. (Dz. U.03.61.549 z dnia 10 kwietnia 2003 r.)
49. Rozporządzenie MŚ z dnia 24 lipca 2006 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 137, poz. 984)
50. Šan I., Turgut T., Onay P., Impact of various leachate recirculation regimes on municipal solid waste degradation, Journal of Hazardous Materials 2001: 259-271
51. Skalmowski K.: Poradnik gospodarowania odpadami, Verlag Dashofer, 1998
52. Slack R.J., Gronow J.R., Voulvoulis N., Household hazardous waste in municipal landfills: contaminants in leachate. Science of the Total Environment, 2005, vol. 337, pp. 119-137
53. Statom R.A., Thyne G.D., McCray J.E., Temporal changes in leachate chemistry of a municipal solid waste landfill cell in Florida, USA. Environ. Geol., 2004, No. 7, vol. 45, 982–991
54. Surmacz-Górska J., 2001. Degradacja związków organicznych zawartych w odciekach z wysypisk. Monografie nr 5. Polska Akademia Nauk. Komitet Inżynierii Środowiska. Lublin 2001
55. Szpadt R., Usuwanie i oczyszczanie odcieków ze składowisk odpadów komunalnych. Przegląd Komunalny Nr 12, 2006, s.60-66
56. Szymańska-Pulikowska, Jakość wód podziemnych w obszarze potencjalnego oddziaływania składowisk odpadów komunalnych, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009 57. Szyc J., Odcieki ze składowisk odpadów komunalnych, Wyd. Dział Wydawnictw IOŚ, Warszawa 2003 58. Tatsi A.A., Zouboulis A.I., A field investigation of the quantity and quality of leachate from a municipal
solid waste landfill in a mediterranean climate (Thessaloniki, Greece), Advances in Environmental Research 2002, s. 207-219
59. Tchobanoglous G., Burton F.L., Stensel H.D., 2003. Wastewater Engineering. Treatment and Reuse. Fourth Edition. Metcalf & Eddy, Inc., McGraw –Hill, New York, 2003
60. Tomaszewska M., Mozia S., Morawski W., Remowal of organic matter by coagulation enhanced with adsorption on PAC, Desalination Nr 161, 2004, s.79-87
61. Williams P.T., Emissions from solid waste management activities. Issues in Environmental Science and Technology, 2002, nr 18, 141–170
62. Yalcin F., Demirer G. N., Performance evaluation of landfills with the HELP (Hydrologic Evaluation of Landfill Performance) model: Izmit case study, Environmental Geology 2002: 793–799
63. Yuen S.T.S., Wang Q.J., Styles J.R., McMahon T.A., Water balance comparison between a dry and wet landfill – a full-scale experiment, Journal of Technology, 2001, s. 29-48
64. Żygadło M., Gospodarka odpadami komunalnymi, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2002
65. Quant B., Olanczuk-Neyman K., Fudala-Ksiażek S., Łuczkiewicz A., Kulbat E., Czerwionka K., Wpływ dodatku odcieków ze składowisk odpadów komunalnych na efektywność pracy komunalnej oczyszczalni ścieków – badania modelowe, Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej. - T. 1, Wyd. Komitet Inżynierii Środowiska P
