• Nie Znaleziono Wyników

Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych"

Copied!
159
0
0

Pełen tekst

(1)
(2)

Prace Naukowe

Głównego Instytutu Górnictwa

STUDIA – ROZPRAWY − MONOGRAFIE

Nr 857

Zbigniew BZOWSKI

Wpływ na środowisko stosowania mieszanin osadu ściekowego z odpadami mineralnymi na składowiskach

odpadów komunalnych

INFLUENCE ON ENVIRONMENT OF UTILIZATION OF SEWAGE SLUDGE IN MIXTURES WITH MINERAL

WASTES ON MUNICIPAL WASTE DUMPS

KATOWICE 2004

(3)

Rada Programowa ds. Wydawnictw: prof. dr hab. inż. Jakub Siemek (przewodniczący), prof. dr hab.

inż. Tadeusz Chmielniak, prof. dr hab. inż. Bernard Drzęźla, prof. dr hab. inż. Józef Dubiński, prof. dr hab. inż. Joanna Krajewska Pinińska, prof. dr hab. inż. Korneliusz Miksch, prof. dr hab. inż. Janusz Roszkowski, prof. dr hab. inż. Antoni Tajduś, prof. dr hab. inż. Janusz W. Wandrasz, prof. dr hab. inż.

Piotr Wolański

Komitet Kwalifikacyjno-Opiniodawczy: prof. dr hab. inż. Antoni Kidybiński (przewodniczący), doc. dr hab. inż. Krystyna Czaplicka, prof. dr hab. inż. Jan Hankus, prof. dr hab. inż. Władysław Konopko, prof. dr hab. inż. Jerzy Kwiatek, doc. dr hab. Kazimierz Lebecki, prof. dr hab. inż. Adam Lipowczan, prof. dr hab. inż. Kazimierz Rułka, prof. dr hab. Jerzy Sablik, doc. dr hab. inż. Jan Wachowicz

Recenzenci

doc. dr hab. inż. Krystyna Czaplicka dr hab. inż. prof. Polit. Częst. Janusz Girczys

Redakcja wydawnicza inż. Ewa Gliwa

Redakcja techniczna i korekta Barbara Jarosz mgr Małgorzata Kuśmirek

ISSN 1230-2643

Printed in Poland

WSZELKIE PRAWA ZASTRZEŻONE

Sprzedaż wydawnictw Głównego Instytutu Górnictwa

prowadzi Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych, tel. 259-24-03, 259-24-04 _________________________________________________________________________

Katowice, GIG 2004. Wyd. 1. Nakład 100 egz. Ark. wyd. 7,8. Format B5.

Wpłynęło do redakcji: 4.03.03. Podpisano do druku: 11.02.04. Druk ukończono: 27.02.04.

Nr 857. Cena 45,00 zł

Oprawa: Zakład Poligraficzny „Węglogryf”, Katowice

(4)

Spis treści

1. Wstęp ... 10

2. Cel i zakres pracy ... 12

3. Przegląd literatury ... 16

3.1. Komunalne osady ściekowe ... 16

3.2. Odpady mineralne ... 18

3.2.1. Popioły energetyczne ... 19

3.2.2. Odpady (produkty) z półsuchego odsiarczana spalin ... 20

3.2.3. Karbońskie odpady powęglowe ... 21

3.2.4. Odpady poformierskie... 22

3.3. Mieszaniny osadów ściekowych i odpadów mineralnych ... 22

4. Metody badań ... 24

4.1. Badania fizykomechaniczne ... 24

4.2. Badania mineralogiczne ... 24

4.3. Badania chemiczne i radiometryczne ... 25

4.4. Badania lizymetryczne ... 26

5. Wyniki badań ... 28

5.1. Charakterystyka materiału badawczego ... 28

5.1.1. Komunalne osady ściekowe... 28

5.1.2. Odpady mineralne... 41

5.2. Kryteria przydatności i oceny wpływu badanych mieszanin na środowisko .. 84

5.3. Mieszaniny przeznaczone do wykorzystania ... 91

5.3.1. Mieszaniny dwuskładnikowe ... 92

5.3.2. Mieszaniny trójskładnikowe ... 107

6. Dyskusja ... 114

6.1. Wpływ modyfikowanych mieszanin na środowisko... 114

6.1.1. Ocena właściwości fizykomechanicznych ... 114

6.1.2. Ocena właściwości ekochemicznych ... 118

6.1.3. Podsumowanie... 133

6.2. Analiza możliwości stosowania mieszanin z uwzględnieniem wpływu na środowisko ... 136

7. Wnioski ... 141

Literatura ... 144

(5)
(6)

Składam serdecznie podziękowania za dyskusje i merytoryczną pomoc w realizacji tej pracy: mojej żonie dr Grażynie Bzowskiej, prof. dr hab. inż. Czesławie Rosik-Dulewskiej, dr inż. Katarzynie Bojarskiej, prof. dr. hab. inż. Kazimierzowi Szymańskiemu, prof. dr. hab.

Janowi Siucie, prof. dr. hab. inż. Adamowi Lipowczanowi oraz prof. dr. hab. Jerzemu Sablikowi. Serdecznie dziękuję za recenzje i merytoryczne dyskusje doc. dr hab. inż. Krystynie Czaplickiej oraz prof. dr. hab. inż. Januszowi Girczysowi.

Dziękuję za pomoc w badaniach: mojej żonie Grażynie, mgr. Andrzejowi Dawidowskiemu, mgr. Michałowi Gwoździewiczowi i mgr. Arkadiuszowi Bauerkowi − współpracownikom z Pracowni Analiz Ekologicznych Zakładu Monitoringu Środowiska GIG, dr. Leszkowi Drobkowi − Kierownikowi Zakładu Monitoringu Środowiska Głównego Instytutu Górnictwa, dr inż. Katarzynie Bojarskiej − Kierownikowi Laboratorium Analiz Odpadów Stałych oraz wszystkim jego pracownikom, a także dr. Krystynowi Rubinowi z Zakładu Geologii Inżynierskiej Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego oraz dr. Bogusławowi Michalikowi z Zakładu Radiometrii GIG w Katowicach.

Składam również podziękowania za okazaną pomoc mgr. inż. Janowi Zawiślakowi − Prezesowi „Pomiar-GIG” Przedstawiciel Głównego Instytutu Górnictwa Sp. z o.o. w Lublinie i pracownikom tej firmy oraz mgr. inż. Krzysztofowi Mielniczukowi − Kierownikowi Wydziału Eksploatacji Oczyszczalni Ścieków „Hajdów” w Lublinie. Szczególnie serdecznie dziękuję mojemu synowi Adamowi za pomoc w opracowaniu danych informatycznych i oprogramowania.

Autor

(7)
(8)

STRESZCZENIE

W pracy przedstawiono analizę możliwości wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych i wpływu na środowisko zmodyfikowanych osadów ściekowych, nieprzydatnych do przyrodniczego zagospodarowania. Modyfikacja taka polegałaby na zmieszaniu osadów ściekowych z odpadami mineralnymi. Wykorzystanie, niemające nic wspólnego ze składowaniem, to użycie mieszanin jako materiału do przekładek technologicznych rozdzielających składowane odpady komunalne.

Zaprezentowano wyniki badań właściwości fizykomechanicznych i chemicznych osadu ściekowego użytego do mieszanin oraz wybranych odpadów mineralnych. Jako modyfikatory właściwości badanego osadu ściekowego zostały użyte: popioły energetyczne, produkty z odsiarczania spalin technologią półsuchą, karbońskie odpady powęglowe z kopalń węgla kamiennego, glina odpadowa oraz masa poformierska.

Opracowano kryteria przydatności mieszanin odpadów przewidzianych jako przekładki mineralne na składowiskach odpadów komunalnych. Kryteria fizykomechaniczne to:

wilgotność poniżej 40%, gęstość nasypowa mniejsza od 1,8 g/cm3, współczynnik filtracji w przedziale od x·10-6 do x·10-8 m/s, spójność od 8 do 26 kPa oraz wartość kąta tarcia wewnętrznego od 9 do 20°. Kryteria ekochemiczne: zawartość metali ciężkich − zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 1.08.2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U. nr 134, poz. 1140), stężenie składników podstawowych i metali ciężkich w wyciągach wodnych wykonanych w stosunku 1:10 – zgodnie z Załącznikiem nr 3 do Rozporządzenia 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).

Do wykonania badań fizykochemicznych, służących ocenie możliwości stosowania osadów ściekowych i odpadów mineralnych jako materiałów na przekładki technologiczne na składowiskach odpadów komunalnych oraz ich wpływu na środowisko, przygotowano mieszaniny osadów z odpadami. Sporządzono mieszaniny dwu- i trójskładnikowe, zawierające jeden typ osadu ściekowego pochodzącego z Oczyszczalni „Hajdów” i różne odpady mineralne. Mieszaninę dwuskładnikową stanowił osad ściekowy wymieszany z poszczególnymi odpadami mineralnymi w stosunku objętościowym 3:1 (75% obj. + 25% obj.) i 1:1 (50% obj. + + 50% obj.). Przygotowano 16 mieszanin dwuskładnikowych i 4 trójskładnikowe. Mieszaniny trójskładnikowe to osad ściekowy – 50% obj. wymieszany z dwoma rodzajami odpadów o udziale po 25% obj. każdy – stosunek objętościowy 2:1:1.

Zakres badań przygotowanych mieszanin dostosowano do zaprezentowanych kryteriów służących do oceny przydatności oraz wpływu na środowisko badanego materiału na przekładki technologiczne w celu gospodarczego wykorzystania (nieskładowania) na składowiskach odpadów komunalnych.

Wyniki badań mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi pozwoliły na ustalenie przydatności stosowania badanych mieszanin zarówno pod względem właściwości fizykomechanicznych, jak i ekochemicznych (wpływu na środowisko). Najlepsze okazały się mieszaniny osadów ściekowych z odpadem poformierskim lub gliną piaszczystą w proporcjach 1:1. W przypadku braku odpadów mineralnych w postaci gliny piaszczystej lub niewystarczającej ilości odpadów poformierskich można wykonać mieszaniny trójskładnikowe zawierające osady ściekowe, popioły energetyczne i odpady poformierskie (2:1:1). Te ostatnie odpady można zastąpić ilastym odpadem powęglowym, ale pamiętać należy, że tak przygotowana mieszanina nie ma dobrych parametrów fizykomechanicznych i nie może być

(9)

wykorzystywana do budowy obwałowań oraz skarp, a jedynie jako materiał na przekładki technologiczne. Brak piaszczysto-ilastych odpadów mineralnych jako komponentu mieszaniny z osadem ściekowym można zastąpić popiołami energetycznymi w proporcji 1:1, ale konieczny jest monitoring właściwości fizykochemicznych popiołów. W ostateczności, przy małej ilości odpadów mineralnych, możliwe jest wykorzystanie na składowiskach odpadów komunalnych mieszaniny osadów ściekowych i gliny piaszczystej w proporcji 3:1.

Zastosowanie mieszanin osadów z odpadami na składowiskach odpadów komunalnych wiąże się z koniecznością dokonania oceny osadów i odpadów oraz podjęcia decyzji o proporcjach mieszania. Rozwiązano ten problem przez opracowanie programu komputerowego „Osad AB-2002” zawierający test pt. „Ustalanie proporcji osadów ściekowych i odpadów mineralnych z zachowaniem właściwych parametrów fizykochemicznych dla wykorzystania tych mieszanin na składowiskach odpadów komunalnych”.

Przeprowadzono również analizę wpływu na środowisko możliwości wykorzystania mieszanin i uzasadniono wymagania dotyczące pozytywnej oceny warunków techniczo- -technologicznych składowania odpadów (budowa kwater) i ich odgazowania, warunków hydrogeologicznych oraz technicznych możliwości przechwycenia i oczyszczenia odcieków ze składowiska przed przystąpieniem do wykorzystania mieszanin. Analizie poddano także konieczność prowadzenia monitoringu właściwości fizykochemicznych osadów i odpadów użytych do mieszanin przewidzianych do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych oraz wód podziemnych i powierzchniowych w rejonie tego składowiska.

Słowa kluczowe: wykorzystanie odpadów; osady ściekowe; odpady mineralne; mieszanina;

składowisko odpadów; przekładka technologiczna; środowisko naturalne; oddziaływanie;

badanie.

ABSTRACT

Tests of utilization possibilities on the municipal waste dumps and the influence on environment of modified sewage sludge that are useless for natural utilization, is presented in the paper. Modification of sewage sludge would be based on mixing them with mineral wastes. Such utilization that has nothing to do with the waste storage is utilization of mixtures as the material for technological interlayers separating municipal wastes. The results of physical, mechanical and chemical researches of both sewage sludge and selected mineral wastes used for the mixtures are presented. Power ashes, products of sulfur removal from exhaust gas, carboniferous mine wastes, clay wastes and post-moulding sand were used as the modifiers of sewage sludge properties.

Criteria of usefulness of waste mixtures for mineral interlayers on municipal waste dumps were evaluated. Physical and mineral criteria are as follows: humidity below 40%, bulk density less then 1,8 g/cm3, coefficient of filtration in the range x⋅10-6−x⋅10-8 m/s, cohesion from 8 to 26 kPa, value of interior friction angle from 9 to 20°. Ecochemical criteria:

concentration of heavy metals according to the Ordinance of Minister of Environment dated 01.08.2002 on municipal sewage sludge (Dz.U. No 134: 1140). Concentration of main ions and heavy metals in water eluates prepared in 1:10 proportion - according to Annex no 3 to the Ordinance of Minister of Environment on conditions that have to be complied during sludge introducing to water and ground and on the substances that are especially harmful for water environment.

The mixtures from sewage sludge and waste were prepared to perform the physical and chemical researches in order to evaluate the possibilities of utilization of sewage sludge and

(10)

mineral wastes as the materials for the technological interlayers on the municipal waste dumps and to evaluate their influences on the environment. Mixtures from two and three components containing one type of sludge coming form sewage-treatment plant “Hajdow” and different mineral wastes were made. Two-component mixtures consisted of sewage sludge and mineral waste mixed in voluminal ratio 3:1 and 1:1. Sixteen two-component mixtures and four tree-component mixtures were prepared. Three-component mixtures consisted of sewage sludge − 50% vol. and two kinds of wastes in voluminal ratio of 25 % each.

The range of research for prepared mixtures was adjusted to the presented criteria of evaluation the possibilities and influences on the environment of the studied materials for the technological interlayers in order to their economic utilization (not storage) on municipal waste dumps.

The results of researches of sewage sludge with minerals wastes mixtures permitted to establish the usability of mixtures in respect to the physical and mechanical as well as ecochemical properties (influence on environment). Mixtures of sewage sludge with post- moulding sand or waste sandy clay in proportion 1:1 proved to be the best. In case of shortage of such mineral wastes as sandy clay or post-moulding sand three-component mixtures containing sewage sludge, power ashes and post-moulding sand in proportion 2:1:1 may be prepared. Clay carboniferous wastes may replace the latter wastes but it should be remembered that such mixtures have not a good physical and mechanical parameters and cannot be used in embankments and slopes building but only as a material for technological inter-layers. Power ashes in 1:1 proportion may replace the sandy-clay mineral wastes as a component of the mixtures with sewage sludge but the monitoring of their physical and chemical properties has to be performed. Finally, in case of small amounts of mineral wastes it is possible to utilize mixtures of sewage sludge and sandy clay in proportion 3:1 on municipal waste dumps.

Utilization of mixtures of sewage with wastes on municipal waste dumps is connected with the necessity to execute the evaluation of both sewage sludge and wastes and to make the decision on proportion of mixing. This problem was solved by the elaboration of computer program “Osad AB- 2002”. This program contains test tilted “Determination of proportion of sewage sludge and mineral wastes to keep a proper physical and chemical parameters conditions for utilization of these mixtures on municipal waste dumps”.

The analysis of influence on environment of the possibilities of mixture utilization was performed. The requirements concerning positive assessment of technical-technological conditions of wastes storage and their degassing, hydrogeological conditions and technical possibilities of eluates from dumps catching and cleaning before starting the mixtures utilization were justified.

Keywords: wastes utilization; sewage sludge; mineral wastes; mixtures; municipal waste dump;

technological interlayer; natural environment; influence; research.

(11)

1. WSTĘP

Osady ściekowe, zgodnie z Ustawą z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. nr 62, poz. 628), są zaliczane do odpadów. Ich ilość zależy od sposobów prowadzenia oczyszczania ścieków oraz stopnia rozkładu substancji organicznej na etapie stabilizacji osadów.

Wyróżnić można następujące rodzaje osadów ściekowych (Kępa 1976):

 surowe:

 wstępne – po sedymentacji w osadniku wstępnym,

 wtórne – wydzielone w osadnikach wtórnych:

• recyrkulowane, zawracane do obiegu oczyszczalni,

• nadmierne, usuwane z ciągu biologicznego oczyszczania;

 zmineralizowane (ustabilizowane):

 przefermentowane,

 stabilizowane po procesie tlenowej przeróbki,

 wysuszone,

 odwodnione.

Ponadto, wyróżnia się osady ściekowe:

 chemiczne − po końcowym strącaniu fosforanów i sedymentacji,

 mieszane,

 z płukania filtrów − po procesie doczyszczania na filtrach.

Wszystkie wymienione rodzaje osadów ściekowych różnią się właściwościami, fizykochemicznymi i biologicznymi, co ma istotne znaczenie przy doborze sposobów ich zagospodarowywania. Warunki, jakie muszą być spełnione, aby osady te mogły być wykorzystywane, reguluje Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. (Dz.U. nr 134, poz. 1140).

Zgodnie z tym Rozporządzeniem osady ściekowe mogą być wykorzystywane:

 w rolnictwie,

 do upraw roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,

 do rekultywacji w kierunku rolniczym i nierolniczym,

 do hydroobsiewu na powierzchniach narażonych na erozję.

Optymalnym sposobem wykorzystania osadów ściekowych jest przyrodnicze użytkowanie, a w szczególności stosowanie ich jako nawozu organicznego w rolnictwie.

Ograniczenia takiego sposobu zagospodarowania wynikają najczęściej ze znacznych koncentracji metali ciężkich w uzyskiwanych osadach lub ich ponadnormatywnego zanieczyszczenia bakteriologicznego. Obecnie oczyszczalnie ścieków są na ogół przygotowane do likwidacji zagrożeń organizmami patogennymi osadów przez ich stabilizację termiczną, chemiczną lub obiema metodami. Natomiast znaczne koncentracje metali ciężkich w osadach ściekowych wymuszają ich unieszkodliwianie przez składowanie lub wykorzystywanie w procesach termicznej utylizacji oraz w ograniczonym zakresie poza środowiskiem naturalnym.

(12)

11 Wzrastające koszty unieszkodliwiania (składowania) oraz korzystania ze środowiska coraz częściej stymulują zarządzających oczyszczalniami ścieków do poszukiwania sposobów gospodarczego wykorzystania osadów ściekowych.

Poszukiwane są ciągle nowe kierunki zastosowania osadów ściekowych. Takie działania ograniczają składowanie osadów na składowiskach odpadów komunalnych lub/i lagunach. Coraz częściej spotyka się opinie o celowości spalania lub zgazowania osadów ściekowych. Jednak w związku z wysokimi kosztami stosowania tych metod oraz koniecznością zagospodarowania popiołów po spaleniu osadów, nie są one preferowane w Polsce. Nie jest także praktykowany, popularny w Hiszpanii i Wielkiej Brytanii, sposób usuwania osadów ściekowych przez ich zrzut do morza. Wydaje się zatem, że konieczna jest intensyfikacja poszukiwania nowych sposobów gospodarczego wykorzystania osadów ściekowych.

(13)

2. CEL I ZAKRES PRACY

Celem pracy była analiza możliwości i wpływu na środowisko wykorzystania zmodyfikowanych osadów ściekowych, nieprzydatnych do przyrodniczego zagospo- darowania na składowiskach odpadów komunalnych. Modyfikacja taka polegałaby na zmieszaniu osadów ściekowych z odpadami mineralnymi i wykorzystaniu mieszanin na tych składowiskach. Wykorzystanie takie, niemające nic wspólnego ze składowaniem, to użycie mieszanin jako materiału do przekładek technologicznych rozdzielających składowane odpady komunalne.

Badania przydatności osadów ściekowych do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych pod względem geotechnicznym, wynikającym z właściwości fizykomechanicznych nie dały pozytywnych wyników (Praca zbiorowa 1995). Podjęto jednak próbę praktycznego zastosowania osadów ściekowych z Oczyszczalni Ścieków

„Hajdów” na składowisku „Rokitno” koło Lublina. Osady ściekowe odwodnione prasami Bellmera lokowano warstwą około 0,3–0,5 m na poletkach doświadczalnych (wydzielonych kwaterach) uprzednio zagęszczonych odpadów komunalnych. Pod względem technicznym użycie osadu ściekowego jako materiału do przekładek technologicznych na składowisku odpadów komunalnych „Rokitno” powodowało ograniczenie stosowania ciężkiego sprzętu do zagęszczania odpadów. Występowały trudności z rozścieleniem osadów na powierzchni składowiska. Miejscami osady wraz z nasypanymi na nich odpadami przemieszczały się („płynęły”). Proces ten nasilał się szczególnie po wielodniowych opadach atmosferycznych. W tym czasie nie obserwowano znacznych zmian w składzie chemicznym wód odciekowych z masy odpadów. Okresowo stwierdzano wzrost ilości azotu amonowego w tych odciekach (Bzowski, Zawiślak 1996). W czasie długotrwałej suszy obserwowano nieliczne miejsca konsolidacji osadu ściekowego. Takie obserwacje oraz wstępne badania były dla autora niniejszej pracy wskazówką do poszukiwania materiałów i/lub odpadów modyfikujących właściwości fizykochemiczne osadów ściekowych w celu ich gospodarczego wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych (Zawiślak, Bzowski 1996, Bzowski i in. 1997, 1999).

Wstępne rozpoznanie problemu wykorzystania osadu ściekowego na składowiskach odpadów komunalnych oraz jego mieszanin z odpadami mineralnymi nie pozwala na ocenę ich wpływu na środowisko. Wpływ stosowania na składowiskach odpadów komunalnych osadów z odpadami na środowisko staje się coraz bardziej istotny. Wzrasta bowiem zainteresowanie takim sposobem ich gospodarczego wykorzystania. Przykładem może być Zakład Gospodarki Komunalnej w Lubartowie, gdzie w kwietniu 2003 roku podjęto próbę wykorzystania na składowisku odpadów komunalnych mieszaniny odpadów z popiołami (D. Kowalczyk – informacja ustna oraz obserwacje własne autora).

W niniejszym opracowaniu przedstawiono próbę powiązania oceny przydatności mieszanin osadu ściekowego i odpadów mineralnych z ich wpływem na środowisko. Dla realizacji takiego zadania przyjęto trzy założenia.

(14)

Pierwsze założenie dotyczy uregulowań prawnych wynikających z Ustawy o odpadach (z dnia 27 kwietnia 2001 r. Dz.U. nr 62, poz. 628). W Polsce składowanie osadów ściekowych na wysypiskach odpadów komunalnych w rozumieniu tej Ustawy uznane jest za unieszkodliwianie odpadów. W przypadku stosowania mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi mówić można o unieszkodliwianiu osadów przez ich gospodarcze wykorzystanie.

Problem kwalifikacji działań związanych z gospodarką osadami ściekowymi w środowisku jest obecnie szeroko dyskutowany w państwach Unii Europejskiej.

W polskich warunkach „gospodarcze wykorzystanie” osadów ściekowych na składowiskach odpadów komunalnych porównać można z działaniami zmierzającymi do wykorzystania odpadów energetycznych lub masowych, powstających podczas wydobywania różnych kopalin, do prac niwelacyjno-rekultywacyjnych na powierzchni ziemi (np. na terenach osiadań górniczych). Założeniem jest rozdzielenie pod względem prawnym „gospodarczego wykorzystania” osadów ściekowych oraz mieszanin tych osadów z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych od ustawowego unieszkodliwiania odpadów przez ich składowanie.

Drugie założenie częściowo łączy się z pierwszym i dotyczy warunków stosowania − składowisk odpadów komunalnych. Podczas realizacji niniejszej pracy założono, że wykorzystanie pozytywnie ocenionych badanych mieszanin osadów ściekowych z odpadami mineralnymi na tych składowiskach wpłynie korzystnie na warunki składowania odpadów komunalnych i ograniczy ich uciążliwość dla środowiska. Uzasadnia to używanie zwrotu „gospodarcze wykorzystanie” osadów ściekowych.

Trzecie założenie związane jest z przystąpieniem Polski w dniu 1 maja 2004 roku do Unii Europejskiej. Jak wynika z obecnie prezentowanych poglądów Unii Europejskiej od 2005 roku osady ściekowe nie będą mogły być składowane na składowiskach odpadów komunalnych (Góra 2002). Pogląd ten nie jest spójny z prognozą na 2005 rok przewidującą konieczność składowania 40% ilości osadów ściekowych wytwarzanych przez kraje Unii Europejskiej (Styka 2002).

W Polsce, podobnie jak w niektórych krajach Unii Europejskiej problem składowania osadów ściekowych po 2005 roku nie zostanie rozwiązany. W związku z tym gospodarcze wykorzystanie (nieskładowanie) osadów w mieszaninach z odpadami mineralnymi na składowiskach odpadów komunalnych będzie możliwe.

Do zrealizowania prezentowanego celu pracy dokonano wyboru materiałów badawczych, metod badań i sposobów prezentacji wyników oraz oceny uzyskanych wyników badań.

Do modyfikacji właściwości osadów ściekowych użyć można odpadów mineralnych:

• energetycznych:

- popiół, - żużel,

- odpad z odsiarczania spalin;

• górniczych: powęglowych i ilastych (gliny odpadowe),

(15)

• przeróbczych i poflotacyjnych,

• poformierskich w postaci masy „odwałowej”,

• budowlanych: gruz i grunty z wykopów,

• powstających po oczyszczaniu wód,

• powstających w czasie oczyszczania gazów.

Wybór miał charakter zarówno proekologiczny, jak i proekonomiczny.

Z wymienionej grupy odpadów mineralnych do badań wybrano: popioły energetyczne i odpady z odsiarczania spalin, odpady powęglowe oraz odpady poformierskie.

Z odpadów wytwarzanych w niewielkich ilościach wybrano glinę piaszczystą (z nadkładu). Odpady gruzu budowlanego i gruntów z wykopów oraz żużel energetyczny są obecnie wykorzystywane do celów gospodarczych, więc nie zachodzi pilna konieczność ich użycia na składowiskach odpadów komunalnych. Odrzucono możliwości stosowania bardzo drobnoziarnistych (ilastych) odpadów poflotacyjnych, osadów pochodzących z oczyszczania (klarowania) wody i gazów lub z górniczych osadników wód dołowych. Ilasty charakter, zawodnienie, koncentracje żelazowo- -manganowe oraz niekiedy zawartość materii organicznej lub metali ciężkich w tych osadach już na wstępnym etapie oceny świadczyły o braku ich przydatności do opisywanych zastosowań.

Do badań wybrano osad ściekowy nieprzydatny do przyrodniczego wykorzystania. W Polsce osadów ściekowych o podobnych parametrach fizykochemicznych jest więcej. Opisywane możliwości zastosowania mieszanin badanego osadu z odpadami mineralnymi dotyczą tylko tego osadu, ale wynikające z badań wnioski mogą być wykorzystywane do wytwarzania mieszanin z innych osadów. Podobnie, wyniki badań i wnioski dotyczące właściwości fizykochemicznych odpadów mineralnych, mogą służyć ocenie odpadów tego samego pochodzenia wytwarzanych w innych rejonach Polski. Ostrożność postępowania dotyczy uwzględnienia technologii powstawania tych odpadów, na przykład produktu z odsiarczania spalin, co w konsekwencji skutkuje koniecznością prowadzenia monitoringu właściwości fizykochemicznych wytworzonych mieszanin z osadami ściekowymi bezpośrednio przed ich wykorzystaniem na składowisku odpadów komunalnych. Bezwzględnym warunkiem wykorzystania wniosków z niniejszego opracowania do stosowania innych osadów ściekowych jest wymóg, aby parametry tych osadów, wynikające z właściwości radiometrycznych (stężenia radionuklidów) i biologicznych (właściwości sanitarne), wykazywały ich przydatność do wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych. Dodane modyfikatory mineralne, o ile nie będą miały niekorzystnych właściwości sanitarnych i radiometrycznych,

„rozcieńczając” osady ściekowe, wpłyną na ograniczenie zagrożeń środowiska.

Pozwala to na wyeliminowanie badania otrzymanych mieszanin podczas dokonywania oceny radiometrycznej i sanitarnej osadu ściekowego i odpadów stosowanych do mieszanin. Ogranicza to koszty badań oraz stosowania.

W niniejszym opracowaniu, po przedstawieniu korzystnych dla środowiska właściwości radiologicznych oraz wykazaniu możliwości uniknięcia zagrożenia

(16)

15 środowiska niekorzystnymi właściwościami sanitarnymi poszczególnych składników mieszanin, a więc osadu ściekowego (podrozdział 5.1.1) oraz odpadów mineralnych (podrozdział 5.1.2), problem zagrożenia środowiska przez charakteryzowane mieszaniny nie będzie omawiany.

Wobec powyższego zakres pracy obejmuje:

• przeprowadzenie badań fizykochemicznych i mineralogicznych komunalnych osadów ściekowych oraz modyfikatorów mineralnych do sporządzenia mieszanin:

popiołów energetycznych, odpadów z półsuchego odsiarczana spalin, karbońskich odpadów powęglowych, gliny i odpadu poformierskiego,

• wyznaczenie kryteriów oceny wpływu na środowisko mieszanin osadów z odpadami przewidzianymi do wykorzystania,

• wykonanie badań fizykochemicznych i mechanicznych dwu- i trójskładnikowych mieszanin osadów z odpadami mineralnymi,

• dyskusję i ocenę właściwości fizykomechanicznych i ekochemicznych mieszanin przeznaczonych do ich wykorzystania na składowiskach odpadów komunalnych z uwzględnieniem wpływu na środowisko,

• analizę optymalizacji stosowania mieszanin osadów i odpadów na składowiskach odpadów komunalnych (program) z uwzględnieniem wpływu na środowisko oraz warunki monitoringu jakości mieszanin.

(17)

3. PRZEGLĄD LITERATURY 3.1. Komunalne osady ściekowe

Badania właściwości osadów ściekowych podjęto na szeroką skalę dopie- ro w latach sześćdziesiątych XX wieku. Kompleksowe badania chemicznych i biologicznych właściwości osadów w celu określenia kierunku ich zagospo- darowywania były prowadzone w latach siedemdziesiątych. Ich wynikiem było ustalenie wymagań dotyczących ochrony środowiska przed zanieczyszczeniem, szczególnie metalami ciężkimi (Milne, Graveland 1972, Diaz, Rosopulo 1975, Epstein 1975, Furrer 1977, Sommers 1977). Stanowiły one podstawę do wydania w 1977 roku, przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA), zasad przyrodniczego, w tym rolniczego, wykorzystania osadów ściekowych. Określono maksymalne dopuszczalne ładunki kadmu, ołowiu, cynku, miedzi i niklu, jakie mogą być wprowadzane do gleb o różnej pojemności sorpcyjnej (USEPA 1977). W 1989 roku określono standaryzację badań dla oceny przydatności osadów ściekowych (USEPA 1989).

W krajach Europy Zachodniej większość badań osadów ściekowych w celu ich gospodarczego wykorzystania wykonano w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku i na tej podstawie zmodyfikowano zarówno systemy dostarczania ścieków, jak i ich oczyszczanie. W USA technologiczne i środowiskowe uregulowania oczyszczania ścieków zostały określone w 1993 roku (USEPA 1993).

Warunki przyrodniczej utylizacji osadów ściekowych, określone dla poszcze- gólnych państw Unii Europejskiej, są ujęte w Dyrektywie Rady 86/278/EEC. Są one mniej rygorystyczne od wymagań w niektórych państwach Unii, ale zbieżne z polityką proekologiczną prowadzoną przez Unię. Polskie uregulowania prawne przyjęte w 1991 roku są zbliżone do wymagań zawartych w Dyrektywie.

W latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku światowe badania osadów ściekowych ukierunkowano na bardziej szczegółowe poznanie ich chemicznych, mineralogicznych i biologicznych właściwości. Było to związane z dostrzeganiem zagrożenia skażenia środowiska niektórymi pierwiastkami, występującymi w osadach niezależnie od ilości metali ciężkich oraz zanieczyszczeniami pochodzenia organicznego. Badania osadów ściekowych dotyczyły obecności i wynikających z nich konsekwencji dla środowiska przyrodniczego, takich pierwiastków, jak na przykład arsen i selen (Alloway 1995, Zhu, Tabatabai 1995). Równocześnie prowadzono badania związane z występowaniem w osadach i glebach, na których wykorzystywano osady ściekowe, obok metali ciężkich, zanieczyszczeń organicznych, takich jak benzo(a)piren, WWA oraz PCBs (Alloway, Jackson 1991, Wild i in. 1991, Webber i in. 1994, Alloway 1995, Sewart 1995, Goodin, Webber 1995, van Straalen, Lokke 1997, Biernacka, Pawłowska 1999, Rosik- Dulewska, Mikszta 2001, Rosik-Dulewska 2002).

Podobnie jak w krajach Europy Zachodniej, w Polsce badania osadów ściekowych prowadzono w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych minionego stulecia. Prace badawcze dotyczyły jakości osadów oraz oceny ich przydatności do przyrodniczego wykorzystania, głównie jako nawozu w rolnictwie (Cebula 1981,

(18)

Bojakowska i in. 1982, Siuta, Wasiak 1982, Lekan, Kacperek 1987, Kalembasa i in 1987, Roszyk 1988, Siuta 1988, 1997, Rosik-Dulewska 1998). Ograniczenie takiego sposobu wykorzystania osadów ściekowych determinuje zawartość w nich metali ciężkich (Kabata-Pendias, Piotrowska 1987, Piotrowska, Dudka 1987, Rosik-Dulewska 1998, 1999, 2000). Jeśli ilość metali ciężkich przekracza dopuszczalne normy, nie ma możliwości ich przyrodniczego wykorzystania i pojawia się pytanie, co należy zrobić w takim przypadku. Zgodnie z cytowaną literaturą, niewiele jest rozwiązań dotyczących utylizacji osadów niespełniających norm ekologii rolniczej. Możliwości wykorzystania osadów ściekowych o znacznej, ale określonej ilości metali ciężkich, do rekultywacji terenów na cele nierolne, a także upraw roślin przeznaczonych do produkcji kompostu i roślin nieprzeznaczonych do spożycia oraz produkcji pasz są ujęte w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r., (Dz.U. nr 134, poz. 1140).

Innym przyrodniczym kierunkiem zagospodarowania jest propozycja wykorzystania osadów ściekowych do nawożenia w lasach (Dzierżawski, Głażewski 1995). Jednak, jak twierdzą autorzy, osady można wykorzystywać po badaniach dopuszczających je do stosowania. Brak określonych wymagań oraz uregulowań warunków dystrybucji i nadzoru nad wykorzystaniem osadów w praktyce uniemożliwia ich zagospodarowanie w lasach.

W latach dziewięćdziesiątych celem badań naukowych były sposoby przetwarzania osadów ściekowych i dotyczyły one agrotechnicznego oraz biologicznego przetwarzania na kompost (Siuta i in. 1993 I-IV, 1994, Siuta 1995, Kostecka 1995).

Ponadto, aby umożliwić takie wykorzystanie osadów ściekowych podjęto badania nad możliwościami usunięcia z nich ponadnormatywnych ilości zanieczyszczeń metali ciężkich przy użyciu minerałów ilastych lub zeolitów (Gworek i in. 1992, Baham, Sposito 1994, Wroński i in. 1999).

Innym kierunkiem wykorzystania osadów ściekowych jest zagospodarowanie ich wraz z odpadami paleniskowymi. Znany jest sposób wykorzystania mieszaniny osadów ściekowych i popiołów po spaleniu węgla brunatnego do nawożenia gleb (Kalembasa, Wysokiński 2002) oraz do rekultywacji składowisk popiołów (Turski i in.

1983, Kozłowska 1995). Wykorzystanie do takiej rekultywacji jest o tyle korzystne, że przy użyciu jednego odpadu (osadu) można przeprowadzić rekultywacje terenów zdewastowanych przez składowanie innych odpadów. Znane są również, mało rozpowszechnione w Polsce, kierunki unieszkodliwiania osadów przez termiczne przetwarzanie (Styka 2002), spośród których wymienić należy (Bień i in. 1998):

spalanie osadów łącznie z odpadami komunalnymi, możliwe w ograniczonych proporcjach przy wysokiej wartości opałowej odpadów komunalnych w specjalnych komorach z paleniskiem rusztowym,

spalanie osadów w paleniskach fluidalnych łącznie z wysokokalorycznymi odpadami przemysłowymi lub innym paliwem uzupełniającym,

spalanie w konwencjonalnych kotłowniach w formie paliwa otrzymanego na bazie osadów przez ich mechaniczne i termiczne suszenie, a następnie prasowanie, często z dodatkiem innych substancji, w celu otrzymania palnych granulek,

(19)

bezpośrednie spalanie odwodnionych mechanicznie osadów w specjalnych instalacjach fluidalnych bez stosowania paliwa dodatkowego, z wykorzystaniem energii spalin do ich suszenia oraz podgrzewania powietrza do spalania.

Jako paliwo, osady ściekowe mogą być wykorzystywane również przy produkcji materiałów ceramicznych (Rećko 2003) oraz w przemyśle cementowym (Suchy 2003).

Innymi sposobami termicznego przetwarzania osadów ściekowych jest ich piroliza (Thomanetz 1981, Bień i in. 2001) oraz aktywowana termicznie hydroliza ciśnieniowa osadów (Hertle, Renner 1994). Znana jest także niskotemperaturowa utylizacja plazmowa osadów ściekowych (Bień i in. 2003).

Bezpośrednie, bez wstępnej obróbki, zagospodarowywanie (nieskładowanie) na wysypiskach odpadów komunalnych, osadów ściekowych nieprzydatnych do przyrodniczego wykorzystania, było sporadycznie obiektem zainteresowania (Kempa 1983, Stefanicki 1993). Takie wykorzystywanie osadów, podobnie jak w przypadkach użycia osadów ściekowych na składowiskach odpadów paleniskowych, jest równie korzystne. Pozwala, na terenach przekształconych antropogenicznie, gospodarczo wykorzystać osady ściekowe przyrodniczo nieprzydatne, zmniejszając powierzchnie lagun i obszarów przeznaczonych na ich składowanie. Problem ten dostrzegł J. Oleszkiewicz (1998), który wskazał na możliwości stosowania ustabilizowanych osadów ściekowych na składowisku odpadów komunalnych, przy uwzględnieniu jednego kryterium – wilgotności. Opinia ta nie została poparta wynikami badań fizykochemicznych osadów oraz oceną wpływu na środowisko. Natomiast nieco wcześniej, w latach 1995–1996, podjęto temat badawczy, określający możliwości proekologicznego wykorzystania (nieskładowania) osadów ściekowych oczyszczalni

„Hajdów” w Lublinie na wysypisku odpadów komunalnych (Praca zbiorowa 1995, Bzowski, Zawiślak 1996, Zawiślak, Bzowski 1996).

Wyniki badań niniejszej pracy uzupełniają prezentowane dane na temat osadów ściekowych i możliwości ich gospodarczego wykorzystania z zachowaniem bezpieczeństwa ekologicznego.

3.2. Odpady mineralne

Badania związane z zagospodarowaniem odpadów mineralnych i publikacje z tego zakresu były wykonane już w początkowych latach dwudziestego wieku.

W przypadku odpadów mineralnych takich, jak popioły energetyczne lub karbońskie odpady powęglowe, problemy związane z ich wykorzystaniem znane są od czasów wzmożonej eksploatacji węgla kamiennego i brunatnego, wynikającej z gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. Spośród innych omawianych odpadów mineralnych odpady poformierskie, powstające podczas wytwarzania form do odlewania elementów żeliwa i staliwa, znane są od połowy dziewiętnastego wieku.

Natomiast odpady z metody półsuchego odsiarczania spalin to produkty nowoczesnych technologii, służących ochronie powietrza, wdrażanych z końcem dwudziestego wieku.

Gliny piaszczyste stanowiące odpady, pochodzą najczęściej z wykopów budowlanych.

(20)

Gliny te są zaklasyfikowane jako odpady na podstawie klasyfikacji odpadów ustanowionej w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku i zmienionej w 2001 roku (Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach, Dz. U. nr 62, poz. 628).

3.2.1. P o p i o ł y e n e r g e t y c z n e

Popioły energetyczne nierozerwalnie są związane ze spalaniem w elektrociepłowniach i elektrowniach węgla kamiennego oraz brunatnego. Duże zawartości substancji mineralnych w spalanych węglach powodują, że polska energetyka wytwarza około 20 mln ton popiołów rocznie. Zagospodarowanie tych popiołów jest jednym z najważniejszych zadań realizowanych w ramach ochrony środowiska. Polega ono na (Rosik-Dulewska 1999):

I – przemysłowym wykorzystaniu jako surowca wtórnego,

II – wykorzystaniu do niwelacji terenów, rekultywacji, wypełniania podziemnych wyrobisk itp.

III – wykorzystaniu do składowania skojarzonego, np. składowanie odpadów powęglowych wspólnie z odpadami energetycznymi itd.

Podstawowym sposobem wykorzystania popiołów energetycznych jest ich przemysłowe zagospodarowanie. Dotyczy to przede wszystkim produkcji cementu (Uchikawa 1993, Syrek, Nowak 1993, Giergiczny 1996, Bzowska i in. 1997, Kozłowska 1997, Koprowski i in. 2001) oraz materiałów budowlanych i ceramicznych (Dhir i in. 1988, Dhir, Byars 1993, Stolecki 1993, Miastkiewicz 1994, Temini i in.

1994, Kozłowska 1997, Brylska i in. 2001).

Ważnym sposobem wykorzystywania popiołów jest ich stosowanie do podsadzania podziemnych wyrobisk górniczych (Surman, Falger 1986, Gałeczka, Skupnik 1989, Król 1992, Brożyna 1994, Palarski 1995). Szczególnie istotne w tym przypadku jest bezpieczeństwo ekologiczne, co pokazują wyniki badań dla ocen wpływu tego procesu na środowisko (Mazurkiewicz 1990, Mazurkiewicz, Piotrowski 1995, Palarski, Plewa 1999, Plewa i in. 1999).

Kolejnym ważnym sposobem wykorzystania popiołów energetycznych są prace inżynieryjno-techniczne (Kozłowska 1997, Książak i in. 1997). Wśród takich prac wymienić należy przede wszystkim budowę dróg (Korytkowski 1996, Wileński, Wójcicki 1996, Kozłowska 1997) oraz rekultywację terenów (Cichy 1997, Łączny i in.

1999). Ponadto, spotykane jest stosowanie popiołów energetycznych do prac inżynierskich na składowiskach odpadów komunalnych (Niedźwiecki i in. 1997).

Równie znaczącym sposobem wykorzystania popiołów do składowania skojarzonego jest ich użycie do prewencji pożarowej na składowiskach karbońskich odpadów powęglowych (Durczyński, Urbański 1996, Wang, Sweigard 1996, Lewandowski 1997, Bzowski, Chaber 2003).

Inny sposób wykorzystania popiołów energetycznych dotyczy rolniczego ich zagospodarowania, na przykład do melioracji oraz poprawy struktury gleb i gruntów (Maciak 1981, Koter i in. 1993, 1984, Góra 1989, 1994, Ciećko i in. 1993, Meller 1996).

(21)

Wśród sposobów zagospodarowania popiołów, o ograniczonym znaczeniu, można wymienić wykorzystanie ich do syntezy polimerów (Cooper, Davies 1994, Davies 1994) i zeolitów (Michalik, Wilczyńska-Michalik 1998, Derkowski 2001), rekultywacji wyrobisk górniczych siarki (Kirejczyk i in. 1996) lub innych odpadów górniczych oraz przemysłowych (Van der Nest, Coetzee 1994, Rosik-Dulewska 1999).

Wszystkie wymienione sposoby zagospodarowania popiołów energetycznych nie zapewniają utylizacji całości wytworzonych odpadów, co w praktyce zmusza elektrownie i elektrociepłownie do składowania popiołów na wydzielonych składowiskach (Antończyk 1996, Kołodziej-Nowakowska 1996, Kuziemska i in. 1997, Rosik-Dulewska 1999). Unieszkodliwianie popiołów przez ich składowanie jest uciążliwe dla środowiska (Żak 1994, Kuziemska i in. 1997, Niedźwiedzki, Meller 2001), dlatego poszukuje się coraz nowszych sposobów ich wykorzystania. Zaliczyć do nich można zastosowanie popiołów do uszczelniania gruntów pod składowiskami odpadów komunalnych (Ewertowska-Madej 1992, Quant 1994, Pawlicki i in. 1997) oraz w mieszaninach z osadami ściekowymi na składowiskach odpadów komunalnych (Zawiślak, Bzowski 1996, Cossu i in. 1997, Oleszkiewicz 1998).

3.2.2. O d p a d y ( p r o d u k t y ) z p ó ł s u c h e g o o d s i a r c z a n i a s p a l i n Półsucha metoda odsiarczania spalin ze wstępnym odpylaniem, jest stosowana między innymi w elektrociepłowniach i elektrowniach opalanych węglem kamiennym.

Polega ona na usuwaniu dwutlenku siarki, z pozbawionych popiołu spalin, przez absorpcję w płynnej zawiesinie wodorotlenku wapniowego rozpylonego, w specjalnie do tego celu skonstruowanym reaktorze. W wyniku kontaktu gorących spalin oraz ciekłego sorbenta, następuje absorpcja SO2 w wodzie, reakcja z Ca(OH)2 i odparowanie wody.

Reaktor opuszcza ochłodzony strumień spalin z zawieszonymi cząstkami produktów odsiarczania oraz pozostałości nieprzereagowanego sorbenta. Zawieszone cząstki są odpylane i usuwane w różny sposób, najczęściej przez system filtrów oraz elektrofiltrów.

Badania nad możliwością wykorzystania odpadów z półsuchego odsiarczania spalin były prowadzone równocześnie z wdrażaniem omawianej technologii odsiarczania spalin. Ciągle jednak poszukiwano i poszukuje się nadal sposobów zagospodarowania odpadów z półsuchego odsiarczania spalin (Barański 1994, Syrek 1994, Graham, Robl 1994, Hycnar 1999). Często wykorzystuje się odpady z odsiarczania spalin oraz ich mieszaniny z popiołami energetycznymi w przemyśle materiałów wiążących (Gawlicki i in.

1997, Garbacik, Spyrka 2000, Gawlicki, Roszczynialski 2001). Jednak niewiele opisanych sposobów znalazło zastosowanie na skalę przemysłową. Prowadzono również badania nad wykorzystaniem odpadów z półsuchego odsiarczania spalin w rolnictwie (Ritchey i in.

1995). Obecnie odpady te są najczęściej unieszkodliwiane przez ich składowanie w pobliżu elektrowni lub elektrociepłowni. W związku z tym możliwość gospodarczego wykorzystania (nieskładowania) odpadów z półsuchego odsiarczania spalin w mieszaninach z osadami ściekowymi, na składowiskach odpadów komunalnych, być może ograniczy ilości lokowane na składowiskach (Bzowski i in. 1999).

(22)

3.2.3. K a r b o ń s k i e o d p a d y p o w ę g l o w e

Problem zagospodarowania karbońskich odpadów powęglowych nieodłącznie towarzyszy wydobyciu węgla kamiennego. Najczęściej odpady te są wykorzystywane w pracach inżynieryjnych i do rekultywacji terenów przeobrażonych działalnością kopalń (tereny osiadań) lub unieszkodliwiane przez składowanie. Odpady powęglowe ulokowane na składowiskach zostały pod względem właściwości fizykochemicznych rozpoznane wcześniejszymi badaniami (Szczerbiński, Smolińska 1968, Cebulak, Kozłowski 1978, Trela, Tabor 1984, Kozłowski 1985, Gazda i in. 1988). Badania odpadów powęglowych w celu ich wykorzystania w pracach inżynieryjno-technicznych dotyczą najczęściej ich technicznej i ekologicznej przydatności do rekultywacji terenów zdegradowanych (Gentcheva-Kostadinova, Haigh 1988, Girczys 1996, Łyszczarz 1996, Tabor 1996). Ponadto, badania prowadzone są w celu oceny możliwości rekultywacji biologicznej tych terenów oraz już istniejących i budowanych składowisk (Strzyszcz, Aldag 1979, Williamson i in. 1982, Strzyszcz 1985, Haigh 1992, 2000, Bzowski 1993, 1995, 1997, 1998, Evangelou 1996, Bojarska, Bzowski 1997, Bzowski, Gwoździewicz 2000, Bzowski, Zawiślak 2000, Flege 2000). Tematyka badań odpadów powęglowych związana jest również z zagrożeniami środowiska wynikającymi ze składowania (Twardowska 1981, Taylor 1987, Renton i in. 1988, Twardowska i in. 1988, Kalin i in. 1991, Smuszkiewicz 1995, Bzowski 2000).

Innym sposobem wykorzystania karbońskich odpadów powęglowych jest ich lokowanie w podziemnych wyrobiskach górniczych. Odpady lokuje się w wyrobiskach ścianowych (Włoszek 1993, Dolipski i in. 1995) lub wykorzystuje jako materiał podsadzkowy. Badania przydatności w tym drugim przypadku zapoczątkowano na etapie masowego podsadzania podziemnych wyrobisk górniczych (Doyle 1976, Mazurkiewicz 1990, Borycz, Włoszek 1995, Krysik, Wiklik 1996). Obecnie badania prowadzone są zgodnie z normą PN-93/G-11010.

Kolejnymi kierunkami wykorzystania karbońskich odpadów powęglowych w formie surowcowej są ceramika oraz przemysł cementowy. Przez wiele lat prowadzono badania z tym związane (Kałwa 1968, Ryncarz, Białas 1995, Izak i in.

1995). W praktyce zarówno w latach minionych, jak i obecnie przemysł ceramiczny oraz cementowy wykorzystują niewielkie ilości odpadów karbońskich.

Wykorzystane ilości karbońskich odpadów powęglowych w 1990 roku stanowiły 44,9% wytworzonych ilości, a w roku 2000 już 79,9% (Chaber, Bzowski 2002). W 2000 roku na powierzchni ziemi składowano w Polsce 4,82 mln ton odpadów karbońskich (13,3% wytworzonych odpadów). W następnym roku wytworzono 38,499 mln ton karbońskich odpadów powęglowych, z których 2,88 mln ton składowano na powierzchni ziemi (7,5%) i dla tych ilości poszukiwać należy kolejnych sposobów zagospodarowania.

Prace nad nowymi sposobami wykorzystania odpadów karbońskich są prowadzone od kilku lat. Wyróżnić można zagospodarowanie w podziemnych wyrobiskach górniczych bez transportu odpadów na powierzchnię (Włoszek 1993, Krysik,Wiklik 1996). Nowym sposobem jest także wykorzystanie odpadów

(23)

powęglowych do budowy lokalnych obwałowań rzek Śląska oraz kształtowania krajobrazu starych składowisk często formowanych bezładnie (Girczys, Trela 1993, Paquette i in. 1993, Milczyńska 1995, Patrzałek 1996). Ponadto odpady powęglowe są wykorzystywane także do budowy dróg terenowych na obszarach eksploatacji torfu i kształtowania krajobrazu w województwie lubelskim (J. Zawiślak − informacja ustna). Poszukiwania kolejnych sposobów zagospodarowania karbońskich odpadów powęglowych wskazują na konieczność przeprowadzenia badań i oceny wpływu na środowisko wykorzystania (nieskładowania) na składowiskach odpadów komunalnych.

3.2.4. O d p a d y p o f o r m i e r s k i e

Odpady poformierskie to zużyta masa formierska wykorzystywana w odlewniach. Najpopularniejsze masy formierskie to: masa z cementem, z żywicą alkidową lub z bentonitem (Holtzer i in. 1996). W odlewniach stosuje się pneumatyczną, mechaniczną lub/i cieplną regenerację zużytych mas formierskich (Dańko, Łucarz 1994). Jednak ze względu na znaczne ilości odpadów poformierskich część z nich jest składowana. Pod względem szkodliwości dla środowiska znane i opisane są uwalniane ze składowanych odpadów poformierskich, składniki gazowe, tj. CO, NH3, SO2 oraz zanieczyszczenia organiczne – fenol, benzen i toluen (Lewandowski 1994, Lewandowski i in. 1994). Rozpoznane i opisane zostało również oddziaływanie składowisk odpadów poformierskich na wody podziemne rejonu składowania (Żygadło, Kapusta 1999).

Wyniki badań toksyczności odpadów poformierskich oraz wpływ ich składowania na środowisko wodne doprowadziły do wniosku, że konieczne jest ich zagospodarowanie sposobami ograniczającymi do minimum oddziaływanie na środowisko. W modelowym przypadku odlewni wykonującej rocznie 15 tys. ton odlewów powstaje 400 ton odpadów poformierskich (Graf, Kunze 1998). Odlewnie zagospodarowują część zużytej masy poformierskiej do budowy dróg i utwardzania podłoża, ale przede wszystkim intensyfikują prace zmierzające do ograniczenia ilości powstawania tego typu odpadu (Holtzer i in. 1996, Kowalski 1998). Jednak ciągle poszukuje się możliwości wykorzystania odpadów poformierskich zarówno tych zalegających na składowiskach, jak i powstających w odlewniach. Gospodarcze wykorzystanie (nieskładowanie) odpadów poformierskich w mieszaninach z osadami ściekowymi na składowiskach odpadów komunalnych umożliwia zmniejszenie składowanych ilości tego odpadu (Bzowski i in. 1997).

3.3. Mieszaniny osadów ściekowych i odpadów mineralnych

Mieszaniny osadów ściekowych z innymi modyfikatorami mineralnymi, na przykład piaskiem od dawna są wykorzystywane gospodarczo. W Holandii mieszaniny osadów ściekowych z piaskiem są stosowane jako „materiał glebowy” na terenach przeznaczonych pod trawniki miejskie, parki oraz tzw. „zieloną architekturę” osiedli miejskich (Rosik-Dulewska 1999). W minionych latach mieszaniny osadów ściekowych

(24)

23 z odpadami mineralnymi były sporadycznie obiektem badań zarówno w celu ich gospodarczego wykorzystania, jak i do oceny wpływu zagospodarowania na środowisko. Temat mieszanin osadów z odpadami podjęto dopiero pod koniec lat dziewięćdziesiątych dwudziestego wieku. Badania mieszanin osadów ściekowych i odpadów mineralnych wynikały z potrzeby sanitacji osadów (Cossu i in. 1997, Rosik- -Dulewska 2000) lub możliwości gospodarczego wykorzystania (nieskładowania) zarówno osadów, jak i niektórych odpadów (Bzowski i in. 1997, 1999, Al-Mohamad, Bartoszewski 1998). Badania techniczne oraz fizykochemiczne dotyczące możliwości gospodarczego wykorzystania mieszanin nie zawierały ocen wpływu stosowania na środowisko. Nie wyznaczono również kryteriów do takich ocen. Niniejsze opracowanie wypełnia lukę badawczą w tym zakresie. Ustalone kryteria oraz wyniki przeprowadzonych badań stanowią podstawę zarówno do oceny technicznej, jak i wpływu na środowisko możliwości wykorzystania mieszanin osadów ściekowych z różnymi odpadami mineralnymi.

(25)

4. METODY BADAŃ

4.1. Badania fizykomechaniczne

Badania fizykomechaniczne wykonano na próbkach odpadów o różnej wilgotności, wahającej się od 0,3% dla popiołu energetycznego do 70% dla osadu ściekowego, wynikającej z procesów ich powstawania. Mieszaniny odpadów mineralnych z osadem ściekowym sezonowano siedem dni w warunkach polowych (naturalnych). Krótki czas sezonowania przyjęto ze względu na uciążliwość zapachową w czasie prowadzenia badań. Próbki osadu ściekowego, odpadów mineralnych i wytworzonych mieszanin homogenizowano mechanicznie przygotowując ilości potrzebne do badań fizykomechanicznych, mineralogicznych i chemicznych.

Zakres badań fizykomechanicznych obejmował określenie podstawowych parametrów osadu ściekowego i wykonanych mieszanin, jak: gęstość objętościową wilgotność, współczynnik filtracji, spójność, kąt tarcia wewnętrznego oraz, o ile było to możliwe, zagęszczalność. Badania wykonano zgodnie z normą PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntów, uzupełniając praktyczne wykonanie oznaczeń informacjami z literatury (Pazdro 1977, Pisarczyk, Rymsza 1988, Grabowska- -Olszewska 1990, Myślińska 1992).

Gęstość nasypową (objętościową) oznaczono metodą pierścienia tnącego według normy PN-76/B-06714.07 (obecnie PN-EN 1097-3:2000), a wilgotność wagowo zgodnie z PN-76/B-006714.17 (obecnie PN-EN 1097-5:2001). Oznaczenia współczynnika przepuszczalności (filtracji) odpadów niespoistych wykonano przy użyciu rurki Kamieńskiego w modyfikacji polegającej na swobodnym wypływie wody, a w pozostałych przypadkach metodą edometryczną o zmiennym naporze hydraulicznym (Pazdro 1977, Myślińska 1992). Oznaczenia parametrów wytrzymałości na ścinanie, tj. spójności oraz wartości kąta tarcia wewnętrznego wykonano zgodnie z normą PN-88/B-04481 w aparacie skrzynkowym, a dla poszczególnych odpadów mineralnych oznaczenia wilgotności optymalnej (zagęszczalności) w aparacie Proctora zgodnie z normą PN-88/B-04481.

Badania fizykomechaniczne osadów ściekowych, odpadów mineralnych i sporządzonych mieszanin tych materiałów wykonano w Laboratorium Analiz Odpadów Stałych Zakładu Monitoringu Środowiska Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach (Certyfikat Akredytacji nr AB 146), Laboratorium „Pomiar-GIG”

w Lublinie, mającym wdrożony system kontroli jakości badań, nadzorowany przez WIOŚ Lublin oraz w Zakładzie Geologii Inżynierskiej Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego.

4.2. Badania mineralogiczne

Do badań mineralogicznych zastosowano rentgenowską metodę dyfrakcyjną (XRD), używając dwóch dyfraktometrów. Pierwszy z nich był dyfraktometrem Geigerflex firmy Rigaku Denki (Japonia), w którym wykorzystano promieniowanie

(26)

CoKα oraz filtr Fe, a drugim − dyfraktometr PW 3710 firmy Philips (Holandia), w którym wykorzystano promieniowanie CuKα, monochromator grafitowy i program operacyjny X’Pert for WIN. Skład mineralny oznaczono na podstawie danych z kartoteki ASTM, (Gaweł, Muszyński 1992) oraz bazy danych wzorcowych PDF-2.

Ocenę ilościową przeprowadzono na podstawie wzorcowania z zastosowaniem metodyki Schultza (1960) zmodyfikowaną przez Wiewiórę i współautorów (1981) oraz metodą Rietvelda (X’Pert Plus 1999). Badania mineralogiczne osadów ściekowych i odpadów mineralnych wykonano w Pracowni Rentgenograficznej Zakładu Mineralogii Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego.

4.3. Badania chemiczne i radiometryczne

Badania chemiczne osadów ściekowych, odpadów oraz mieszanin osadów z odpadami przeprowadzono z wykorzystaniem oznaczeń w układzie: spektrometria fluorescencji rentgenowskiej (XRF) – spektrometria emisyjna z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (AES-ICP) – chromatografia gazowa/cieczowa (GC/HPLC). Układ ten uzupełniony o wcześniej opisane badania mineralogiczne, z wykorzystaniem metody dyfrakcyjnej (XRD) oraz niektóre pozainstrumentalne metody, pozwala na sprawne prowadzenie badań gleb, gruntów, osadów ściekowych i odpadów (Bzowski, Dawidowski 2000, Bzowski, Bojarska 2003).

Podstawowy skład chemiczny oraz zawartość pierwiastków śladowych w badanych odpadach i mieszaninach oznaczono metodą (XRF). Zastosowano sekwencyjny spektrometr typu PW 1404 firmy Philips. Źródłem wzbudzania była lampa rentgenowska z podwójną anodą Cr-Au o mocy maksymalnej 3kW. Oznaczenia wykonano powszechnie znanymi metodami − opracowanymi w Zakładzie Monitoringu Środowiska GIG (Norrish, Chappell 1977, Tsuchiya i in. 1989, Stempin i in. 1994, Bojarska, Bzowski 1997). W przypadku oznaczania pierwiastków śladowych zastosowano korekcję tła. Korekta błędów efektów matrycowych, wynikająca z oddziaływań międzypierwiastkowych, została uwzględniona na etapie sporządzania krzywych kalibracyjnych (Stempin i in. 1994, Bojarska, Bzowski 1997, Bzowski, Stempin 1998). Zawartość składników chemicznych oraz metali ciężkich przeliczono na ilość w suchej masie. Zawartość węgla w badanych próbkach oznaczono według PN- 90/G-04525, a ilość siarki zgodnie z PN-81/G-04514.01 (obecnie PN-ISO 334:1997).

Zawartość „wolnego” CaO w popiołach energetycznych oraz odpadach z metody półsuchego odsiarczania spalin oznaczono metodą miareczkową według PN-S- 96035:1997.

Wyciągi wodne z badanych osadów ściekowych i ich mieszanin z odpadami mineralnymi wykonano w proporcji 1:10. Było to zgodne z wytycznymi zawartymi w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 27.12.2000 r. (Dz.U. nr 120, poz. 1284) zalecanymi przez Państwową Inspekcję Ochrony Środowiska. Test wymywalności (wyciąg wodny) jest jedną z najlepszych metod określania ilości zanieczyszczeń uwalnianych do środowiska i preferowany w krajach Unii Europejskiej (Raport 1994,

(27)

Heasman 1997, Van der Sloot i in. 1997). Podstawowe składniki wyciągów wodnych oznaczono następująco:

• sód i potas fotometrycznie − według PN-ISO 9964-3:1994,

• azot amonowy i azotanowy − zmodyfikowaną metodą Kjeldahla (Ostrowska i in.

1991),

• chlorki metodą Mohra − według PN-ISO 9297:1994,

• siarczany wagowo − według PN-74/C-04566.09.

Pomiary pH wyciągów wodnych wykonano metodą elektrometryczną według PN-90/C-04540.01, a zawartości metali ciężkich oznaczono metodą spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (AES-ICP), wykorzystując spektrometr Optima 3000 DV Perkin Elmer. Całkowite zawartości rtęci w odpadach oraz w wyciągach wodnych oznaczono spektrometryczną metodą „zimnych par” przy użyciu spektrometru absorpcji atomowej AA-775 firmy Varian.

Analizę specjacjacyjną miedzi i cynku w próbce osadu ściekowego wykonano w wyciągach sekwencyjnych według preparatyki W. Emmericha i współpracowników (1982). Do ekstrakcji poszczególnych form metali użyto odczynników w następującej kolejności:

I. forma wymienna − 1,0M KNO3, II. forma organiczna − 0,5M NaOH, III. forma węglanowa − 0,05M EDTA, IV. forma rezydualna − 4,0M HNO3.

Oznaczenia Cu i Zn w poszczególnych ekstraktach wykonano metodą AES-ICP, wykorzystując własne procedury analityczne.

Sumę wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oznaczono chromatografem cieczowym (HPLC) w roztworze chlorku metylenu po ekstrakcji metodą Soxhletta (Praca zbiorowa 1998). Sumę polichlorowanych bifenyli (PCBs) określono techniką chromatografii gazowej (GC-ECD) z fazy heksanowej uzyskanej ekstrakcyjnie podczas rozkładu substancji organicznej silnymi utleniaczami (Patnaik 1997, Praca zbiorowa 1998).

Analizę stężeń naturalnych izotopów promieniotwórczych: 224Ra, 226Ra, 228Ra i 40K w badanych osadach ściekowych i odpadach mineralnych wykonano metodą spektrometrii promieniowania gamma z wykorzystaniem detektora półprzewo- dnikowego, zgodnie z normą PN-89/Z 70073. Pomiary spektrometryczne promie- niotwórczości wykonano w Laboratorium Radiometrii Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach (Certyfikat Akredytacji nr AB 005).

4.4. Badania lizymetryczne

Do badań lizymetrycznych wykorzystano lizymetry 700/70 mm z plexiglassu.

Odpady i sporządzone z nich mieszaniny, w stanie powietrznosuchym, o uziarnieniu nie większym niż połowa średnicy lizymetru, umieszczono w nich bez ubijania.

(28)

27 Do wymywania użyto wody redestylowanej (przewodność właściwa < 2 μS/cm) o stymulowanej (za pomocą kwasu octowego) wartości pH = 5,7

− odpowiadającej odczynowi wody deszczowej. Tak przygotowaną „wodę” dozowano w ilościach odpowiadających średniorocznej, przeciętnej wielkości (około 700 mm) opadów atmosferycznych przypadającej na tereny województwa śląskiego. Po przeliczeniu ilości opadów przypadających na powierzchnię lizymetru, do każdego dozowano 7,5 cm3/dzień. W uzyskanych odciekach lizymetrycznych, po 180 dniach, oznaczono: pH, stężenie sodu, potasu, chlorków, siarczanów i metali ciężkich opisanymi wcześniej metodami stosowanymi w badaniach wyciągów wodnych. Wyniki oznaczeń przeliczono na 100 g materiału lub mieszaniny materiałów umieszczonych w lizymetrze. Takie wyliczenia pozwalają na porównanie stężeń w przesączach lizymetrycznych ze stężeniami stwierdzonymi w wyciągach wodnych (1:10).

Badania chemiczne i lizymetryczne osadów ściekowych, odpadów mineralnych i sporządzonych mieszanin tych materiałów wykonano w Laboratorium Analiz Odpadów Stałych Zakładu Monitoringu Środowiska GIG w Katowicach oraz Laboratorium

„Pomiar-GIG” Sp. z o.o. w Lublinie.

(29)

5. WYNIKI BADAŃ

5.1. Charakterystyka materiału badawczego

Osad ściekowy wybrany do badań pochodził z Oczyszczalni Ścieków

„Hajdów” w Lublinie. Wybór ten nie był przypadkowy. Monitoring właściwości fizykochemicznych wykazywał bowiem nieprzydatność tego osadu do rolniczego wykorzystania, co zostanie omówione w następnym rozdziale. Do modyfikacji właściwości badanego osadu ściekowego zastosowano następujące odpady mineralne:

• lotny popiół energetyczny i produkt z odsiarczania spalin technologią półsuchą z urządzeń FUM „Kamax” Elektrociepłowni „Lublin” (Daewoo Motor Polska) w Lublinie,

• lotny popiół energetyczny i produkt z odsiarczania spalin technologią półsuchą z odpylaniem spalin z Elektrowni „Łagisza” w Będzinie,

• karbońskie odpady powęglowe z kopalń węgla kamiennego „Bogdanka”

i „Halemba”,

• glinę odpadową z odkrywki piasku w Sernikach (woj. lubelskie),

• masę poformierską (odwałową) z Fabryki Samochodów Ciężarowych Daewoo w Lublinie.

5 . 1 . 1 . K o m u n a l n e o s a d y ś c i e k o w e 5.1.1.1. Charakterystyka osadu ściekowego

Zgodnie z Ustawą z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. nr 62, poz.

628) i Załącznikiem do Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz.U. nr 112, poz. 1206) osady ściekowe z komunalnej Oczyszczalni Ścieków „Hajdów” w Lublinie zostały zaliczone do grupy 19, podgrupy 08, pod kodem 19 08 05. Odpady o tym kodzie nie są oznaczone jako odpady niebezpieczne w załączniku do cytowanego Rozporządzenia.

Badany osad ściekowy pobrano z wyrzutnika taśmowego odprowadzającego osad po odwodnieniu na prasach Bellmera. W stanie wilgotności quasi-naturalnej, czyli po procesie odwadniania (prasowania), osad charakteryzował się 70% wilgotnością, dużą nasiąkliwością, niskimi parametrami wytrzymałościowymi: kątem tarcia wewnętrznego około 4–5° i spójnością – około 11–12 kPa oraz współczynnikiem filtracji 2,5·10-6 m/s (Bzowski, Zawiślak 1996). Ponadto, moduł ściśliwości pierwotnej wyznaczony dla zakresu obciążeń 50–200 kPa wynosił około 440 kPa.

Badania mineralogiczne osadu ściekowego z oczyszczalni „Hajdów” w Lublinie wykazały, że substancję mineralną osadu stanowił: kwarc, kalcyt, minerały ilaste oraz trudne do identyfikacji fosforany wapnia (rys. 1). Wśród minerałów ilastych oznaczono illit, kaolinit i wermikulit. Możliwe jest występowanie połączeń organomineralnych z udziałem minerałów ilastych, a także obecność illitu i kaolinitu w strukturach mieszanopakietowych oraz w połączeniach z fosforanami (Bzowski, Dawidowski 1996). Ponieważ monitoring podstawowego składu chemicznego osadów ściekowych

(30)

z tej oczyszczalni prowadzony w okresie zimowo-wiosennym w latach 1995-2000, nie wykazywał znaczących różnic (tab. 1), przyjąć można, że także skład mineralny nie ulegał w tym okresie gwałtownym zmianom.

Rys. 1. Dyfraktogramy suszonego (1) i sedymentowanego (2) osadu ściekowego z oczyszczalni

„Hajdów” w Lublinie: C – kalcyt, I – illit, K – kaolinit, F – fosforany Ca, Q – kwarc, W – wermikulit Fig. 1. Diffraction pattern of dried (1) and sedimented (2) sewage sludge from sewage-treatment plant

“Hajdów” in Lublin: C – calcite, I – illite, K – kaolinite, F – phosphate Ca, Q – quartz, W – vermiculite

Wyliczone wartości odchylenia standardowego i współczynników zmienności były małe (tab. 1). Świadczyć to może o stabilizacji procesu oczyszczania ścieków w oczyszczalni oraz małej zmienności ich chemizmu. Osady ściekowe wykazały niewielki wzrost zawartości substancji organicznej, o czym mogą świadczyć oznaczone wartości strat prażenia. Ponad połowę składu części nieorganicznej stanowiła krzemionka, znaczące były również ilości wapnia, żelaza i glinu. Zawartości fosforu, oznaczone w badanych osadach jako P2O5, związane prawdopodobnie z substancją organiczną, wynosiły od 2,28 do 4,6%

P2O5. Pozostałe składniki nie przekroczyły 2% składu osadu (tab. 1).

(31)

Tabela 1. Wyniki badań składu chemicznego osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków „Hajdów”

Skład

Data wykonania badań

S*) V**) 01.

1995 05.

1995 01.

1996 04.

1996 04.

1997 03.

1998 01.

1999 01.

2000

% wag. %

SiO2 25,06 21,14 19,54 20,02 18,87 19,41 18,50 18,34 2,19 10,9 TiO2 0,32 0,34 0,32 0,29 0,33 0,27 0,28 0,28 0,03 9,0 Al2O3 2,88 2,94 2,86 3,27 2,66 2,30 2,54 2,60 0,30 10,9 Fe2O3 4,06 4,74 3,75 2,96 4,35 2,17 2,60 2,34 0,82 24,6 CaO 6,68 6,72 6,92 6,85 6,42 6,38 6,95 6,46 0,23 3,5 MgO 1,12 1,23 1,70 2,20 1,38 1,97 1,14 1,12 0,42 28,4 Na2O 0,55 0,60 0,54 0,50 0,46 0,36 0,42 0,44 0,08 16,7 K2O 0,50 0,63 0,86 1,04 0,50 0,41 0,49 0,67 0,21 32,8 P2O5 2,28 3,40 3,70 4,60 3,02 2,82 2,50 2,96 0,73 23,1 SO3 1,60 1,55 1,45 1,10 1,42 1,37 1,74 1,33 0,19 13,1 Straty

prażenia 54,52 56,37 57,88 56,85 59,95 61,87 62,28 63,14 3,16 5,3 Suma 99,57 99,66 99,52 99,68 99,36 99,33 99,44 99,68 –

Uwagi:

*) Odchylenie standardowe: ( )

1

2

= n x

S xi ;

gdzie:xi – wartość i-tego pomiaru, x– wartość średnia, n – liczba pomiarów;

**) Współczynnik zmienności = x100 V S , %;

gdzie:S – odchylenie standardowe,x– wartość średnia.

Wniosek o stabilizacji właściwości chemicznych badanych osadów ściekowych z oczyszczalni „Hajdów” stał się wątpliwy po prześledzeniu wyników badań zawartości metali ciężkich w osadach. Już wcześniejszy, prowadzony w 1994 roku, monitoring ilości metali ciężkich w osadach ściekowych z oczyszczalni „Hajdów” wykazał dużą zmienność ich zawartości (Jackowska, Piotrowski 1995). Zmienność ta została potwierdzona wynikami badań uzyskanymi w latach 1995−2000 (rys. 2, tab. 2).

Szczegółowa analiza danych prowadzonego monitoringu dwutygodniowego, w ciągu całego 1996 roku, potwierdziła nie tylko zmienność roczną (w tym samym sezonie), ale również zmienność sezonową w ciągu całego roku (rys. 3). Wyniki badań prowadzonych od stycznia do września 2000 roku wykazały natomiast znaczny wzrost zawartości metali ciężkich (rys. 4). Całoroczne wysokie, ponadnormatywne zawartości kadmu i niklu oraz okresowe cynku, w stosunku do dopuszczalnych ilości dla rolniczego wykorzystania osadów, potwierdziły konieczność poszukiwania innych sposobów ich zagospodarowania.

(32)

Rys. 2. Monitoring (1995−2002) kadmu i miedzi w osadach ściekowych Oczyszczalni Ścieków „Hajdów”

w Lublinie. Linią czarwoną zaznaczono wartość dopuszczalną w komunalnych osadach ściekowych wykorzystywanych w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne, a linią czarną wartość dopuszczalną w osadzie przeznaczonym do rekultywacji terenów na cele nierolne (Rozp. Ministra Środowiska z 1.08.2002 r., Dz.U. nr 134, poz.1140)

Fig. 2. Monitoring of cadmium and cooper content in sewage sludge from sewage-treatment plant

“Hajdów” in Lublin. Limit value for sewage sludge utilized in agriculture and in ground reclamation for agricultural purpose is marked with a red line. Limit value for sewage sludge for reclamation of areas for non-agricultural purpose is marked with a black line (Ministry of Environment Decree from 1.08.2002, Journal of Act NR 134, item 1140)

Cytaty

Powiązane dokumenty

Gdy władze PRL doprowa- dziły do likwidacji Towarzystwa Miłośników Pruszkowa i powołały do życia Pruszkowskie Towarzystwo Kulturalno-Naukowe, wycofał się z pracy....

ściowych w procesie poznawczym dziecka w wieku wczesnoszkolnym — wyniki badań 187 ingrid PAśKo, Eyetrackingowe badania we wczesnej edukacji przyrodniczej 197 grażyna RYgAŁ,

Należy dodać, że Pruski Instytut Higieny (mieszczący się w gmachu szpitala za- kaźnego przy ulicy Warszawskiej), przeniesiony z Poznania do Landsbergu w 1919 roku, został

There is also a nascent stream of research on the geopolitics of energy transformation,¹⁸ which gained more attention after the  publication of  a  report by 

To further examine the antecedences of CEO turnover and the differences between them in companies managed by founder CEOs and professional CEOs, a logit analysis was used.. Table

Confederates draft- ed a bill forbidding the promotion of homosexual attitudes and blocked parades of equality (Konfederacja obiecuje), Korwin said that “All those elites that

Tymczasem jednym z głównych argumentów przeciwko traktowaniu Chin jako supermocarstwa jest właśnie to, iż stanowią wzorzec kulturowy dla autorytarnych rządów

gestem wobec tego państwa było również to, że organizujący szczyt inaugu‑ rujący program Czesi zaprosili na to spotkanie także prezydenta Białorusi. Łukaszenka nie