Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Metody zneškodňování ropných kontaminací Bakalářská práce

Vedoucí práce: doc. Ing. Rudolf Rybář , CSc.

Vypracoval: Lukáš Kydal

Brno 2008

1

2

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Metody zneškodňování ropných kontaminací vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.

dne………………………………………. podpis zpracovatele……………………….

3

PODĚKOVÁNÍ: Na tomto místě bych rád poděkoval doc. Ing. Rodolfu Rybářovi, CSc., vedoucímu bakalářské práce za jeho odborné vedení, cenné rady a pomoc při vzniku této bakalářské práce. Dále pak Ing. Žáčkové Petře za konzultace a poskytnutí cenných materiálů.

4

ABSTRAKT Tato bakalářská práce se zabývá metodami na zneškodňování ropných kontaminací. Bakalářská práce obsahuje v prvních kapitolách základní popisy od vzniku ropy, její těžby, až po její přepravu. Dále jsem se zaměřil na shrnutí právních aspektů týkajících se tohoto problému a v poslední části jsem se věnoval přímo nejpoužívanějším metodám v současnosti, které zároveň využívá ke zneškodňování ropných kontaminací společnost DEKONTA, a.s.

ABSTRACT This bachelor dissertation examines the methods of the crude oil contamination disposal. The structure of this work contains in the introductory part the origination of crude oil, its explotation and transportation. Furthemore, I focused on summarising the legal aspects concerning this topic and lastly the later stages of this paper are devoted to the presently most common methods being used by DEKONTA Plc. for disposal of the crude oil contamination.

Klíčová slova: ropa, ropné kontaminace, metody zeškodňování ropných kontaminací

5

OBSAH: 1. ÚVOD ..................................................................................................................................................... 8 2. CÍL PRÁCE ........................................................................................................................................... 9 3. CHARAKTERISTIKA ROPY A JEJICH PRODUKTŮ................................................................. 10 3.1. HISTORIE ROPY ............................................................................................................................... 10 3.2. VZNIK ROPY .................................................................................................................................... 11 3.3. SLOŽENÍ ROPY ................................................................................................................................. 12 3.3.1. Využití ropných produktů ...................................................................................................... 13 3.4. ROZDĚLENÍ ROPY PODLE OBSAHU SÍRY ........................................................................................... 13 3.5. DOPRAVA A PŘEPRAVA ROPY .......................................................................................................... 13 3.6. ÚNIK ROPNÝCH LÁTEK PŘI TĚŽBĚ, ZPRACOVÁNÍ A PŘEPRAVĚ ......................................................... 14 3.6.1. Příčina a vznik havárií ......................................................................................................... 14 3.6.2 Následky ................................................................................................................................ 14 4. DĚLENÍ HAVÁRIÍ ............................................................................................................................. 15 4.1 CHARAKTERISTIKA PROSTŘEDÍ POSTIŽENÉHO HAVÁRIÍ .................................................................... 15 4.2 PŘÍČINY HAVÁRIÍ ............................................................................................................................. 16 5. ZÁKLADNÍ PRÁVNÍ ASPEKTY HAVÁRIÍ ................................................................................... 17 5.1. POVINNOSTI NA ÚSEKU VODNÍHO HOSPODÁŘSTVÍ ........................................................................... 17 5.2. POVINNOSTI NA ÚSEKU ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ.................................................................... 18 5.3. ÚHRADA NÁKLADŮ ZA ODSTRANĚNÍ NÁSLEDKŮ HAVÁRIE .............................................................. 19 6. SORBENTY ......................................................................................................................................... 20 6.1 DĚLENÍ SORBENTŮ ........................................................................................................................... 21 6.2. DRUHY SORBENTŮ A JEJICH ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI ....................................................................... 22 6.3. SORPČNÍ MATERIÁLY A PROSTŘEDKY.............................................................................................. 24 7. PŘEHLED SANAČNÍCH METOD.................................................................................................. 26 7.1. DĚLENÍ SANAČNÍCH METOD DLE KRITERIÍ:...................................................................................... 26 7.1.1. Podle cíle: ............................................................................................................................. 26 7.1.2. Podle technologické funkce sanace:...................................................................................... 27 7.1.3. Podle místa sanace: .............................................................................................................. 27 7.1.4. Podle stupně zavedenosti metody:......................................................................................... 27 7.2. HLAVNÍ ZÁSADY VÝBĚRU SANAČNÍCH METOD ................................................................................ 28 7.3. VÝBĚR VHODNÉ SANAČNÍ METODY A CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH SANAČNÍCH METOD ........... 29 7.3.1. Výběr sanační metody ........................................................................................................... 29 7.3.2. Charakteristika vybraných sanačních metod ........................................................................ 29 7.3.2.1. Sanace podzemní vody čerpáním s následným stripováním ............................................................ 30 7.3.2.2. Sanace zemin ventingem / bioventingem in situ ............................................................................. 31 7.3.2.3. Sanace zemin a podzemní vody biodegradací in-situ ..................................................................... 33

7.3.3. Další používaná metoda........................................................................................................ 34 7.3.3.1. Termická desorpce .......................................................................................................................... 34

7.3.4. Inovační technologie ............................................................................................................. 35 7.3.4.1. Anaerobní a aerobní bioremediace ................................................................................................. 35

7.3.5. Pasivní metody ...................................................................................................................... 35 7.3.5.1. Hydrobariéry – hydraulické clony................................................................................................... 35

8. ZÁVĚR ................................................................................................................................................. 36 9. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ................................................................................................ 37

6

SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ: Obr. 1 Ropná plošina Hibernie...................................................................................... 12 Obr. 2 Čištění aljašského pobřeží od nánosů ropy z havarovaného tankeru Exxon Valdez.............................................................................................................................. 15 Obr. 3 Práce při použití sorbentu LITE-DRY................................................................ 23 Obr. 4 Použití sorpčního koberce při úniku kapalin ..................................................... 24 Obr. 5 Použití sorpční rohože při úniku kapaliny ......................................................... 24 Obr. 6 Použití sorpčních proužkových hadů v kombinaci se sorpční rohoží................. 25 Obr. 7Použití sorpčních proužků ................................................................................... 26 Obr.1: Ropná plošina Hibernie- Cílek Václav, Kašík Martin, Nejistý plamen, nakl. Dokořán, 2007. Obr.2: Čištění aljašského pobřeží od nánosů ropy z havarovaného tankeru Exxon Valdez, MF DNES, 3.4. 2008, str. A8, rubrika Ze Světa Obr.3 až 7, KOLEKTIV AUTORŮ (Kvarčák Miloš, Vavrečková Jitka, Žemlička Zdeněk), Likvidace ropných havárií, vydalo Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství v Ostravě, roku 2000. Čerpáno z celé literatury.

7

1. ÚVOD Ropa má magickou moc. Obzvláště v dnešní době, kdy je téměř nepostradatelnou součástí každodenního života. Je potřeba si uvědomit, že jako palivo je užívána v automobilových motorech, leteckých motorech ale i v jiných dopravních prostředcích. Původně byla ropa používána především jako mazadlo, protože spalovací motory ještě neexistovaly. Druhé velké původní použití ropných produktů bylo na svícení. Ropa nám může také posloužit jako rozpouštědlo či prostředek k vytápění. V případě ropných produktů platí, že nám mohou být velmi prospěšné, avšak je velmi složité zabránit vzniku škodlivých vlivů na životní prostředí při těžbě této suroviny, a také především při transportu na místo určení, kde se má ropa přepracovat na daný požadavek. Ekologické havárije nejsou ničím neobvyklým a bohužel velký podíl na tom nese lidský faktor. Například při haváriji tankeru, který může převážet až 500 000 tun ropy, najednou dojde k významnému narušení vodního ekosystému dané oblasti. To samozřejmě platí , avšak v menší míře také pro havárije vzniklé na suchozemském povrchu. Pokud se haváriím nepodaří předejít, pak je potřeba co nejrychleji a s pomocí nejvhodnější dekontaminační technologie zasáhnout a minimalizovat škody vzniklé na životním prostředí. To vše v mezích platné legislativy, která se vztahuje k takovýmto případům. Metod zneškodňování ropných kontaminací je celá řada. Budou rozděleny, popsány a níže uvedeny dále v textu. Některé z nich používá společnost DEKONTA, a.s. U každé metody bude popsán princip, možnosti a uplatnění. Všeobecně platí zásada, že čím dříve a rychleji se začne se zneškodňováním kontaminací ropných produktů, tím méně se poškodí životní prostředí. Musí být samozřejmě zvolena vhodná technologie. Nelze také opomenout finanční náklady, které se dají ušetřit při včasném a hlavně správně zvoleném zásahu. Nutno podotknout, že se nejedná o malé finanční částky a špatně zvolená sanační technologie může mít neblahý následek jak finančního rázu, tak dopadu na celé životní prostředí.

8

2. CÍL PRÁCE Cílem mé bakalářské práce je a popsat metody zneškodňování ropných kontaminací používané v současné době. Snažil jsem se využít poznatků nabitých na praxi ve společnosti DEKONTA, a.s.

9

3. CHARAKTERISTIKA ROPY A JEJICH PRODUKTŮ [3.] 3.1. Historie ropy Historie ropy sahá až do rozmezí 7. a 8 . století našeho letopočtu. Číňané byli první, kdo ropu těžil. V 16. století se prováděli první pokusné testy s destilací ropy na jednotlivé složky. Produktem destilace byl mazut, což je nekvalitní olej. V Americe ve státě jménem Pensylvánie roku 1853 vznikly první ropné vrty, které sahaly do hloubky dvaceti metrů. Rokem 1860 začíná v Americe obchod s ropou. V Evropě zahájil těžbu ropy polský lékař jménem Lukasiewicz roku 1854 a současně byla založena první rafinerie. Roku 1909 se z karpatských ložisek vytěžilo 2 miliony tun za rok, což dělalo přibližně 5% tehdejší světové produkce. Původ slova ,,nafta“ se dá vysledovat do některého staroíránského jazyka, kde znamená něco jako ,,kapalina“ či ,,hustá kapalina“. Slovo ,,ropa“ je nejisté. Na Podkarpatské Rusi a v Rumunsku bylo používáno pro označení solanky čerpané ze studní a vrtů, ze které se vyráběla sůl. V angličtině se ropa a často i nafta označují slovem ,,crude oil“ či jednoduše ,,oil“, tedy olej. Je to z toho důvodu, že první ropa byla používána především jako mazadlo, protože spalovací motory ještě neexistovaly. Starším synonymem slova ,,oil“ je ,,petroleum“, kde první část slova znamená skálu či horninu a oleum je olej. Antické ,,petroleum“ je doslova zemní olej. Druhé velké původní použití ropných produktů bylo na svícení a z té doby pochází evropské i české slovo petrolej. Ropa se měří na sudy neboli barely. Původ této jednotky sahá do roku 1859, kdy ropa byla těžena v Pensylvánii a odesílána do rafinérií těžkými vozy taženými dvěma páry koní. V letech 1859-61 se stabilizovaly dva základní typy dřevěných sudů-barelů. Menší měl obsah 36 galonů whisky nebo piva a vetší obsahoval 42 galonů nakládaných ryb-herinků. Tento větší barel o obsahu zhruba 159 litrů získal na popularitě poté, co dorazil první lodní náklad o 4000 barelech a lodní levnější doprava postupně nahradila koňský povoz .

10

3.2. Vznik ropy Ropa může vznikat různými způsoby v mnoha typech a hromadit se v neobvykle široké škále prostředí – třeba pod sibiřskou věčně zmrzlou půdou nebo v písčitých výplních starých jeskyní. Hlavním geologickým prostředím pro vznik ropy jsou mělká šelfová moře. V místech, kde na povrch moře vystupují hluboké mořské vody bohaté živinami, anebo ještě častěji při ústí velkých řek, které přinášejí dusičnany, fosforečnany, železo a další prvky z hornin, které zvětraly ve vnitrozemí, dochází k přemnožení planktonu. Po pár dnech většina těchto mořských organismů zemře a dopadá na mořské dno. V místech, kde je nedostatek kyslíku, aktivní mořské proudy či podmořské sesuvy je písek či jíl s jemně rozptýlenou organickou hmotou překrýván dalšími sedimenty. Za sto let může nános dosáhnout až výšky dvou metrů. Tomuto nánosu špatně zpevněných hornin se říká ,,zdrojové horniny“. Dalším procesem je geologicky rychlý pokles mořského dna do zemské kůry. Je potřeba podotknout, že zhruba s každými 30-40 metry hloubky pod zemským povrchem (v ČR to je 50 i více metrů) roste teplota o 1°C. Pokud se sedimenty, které v průměru obsahují 0,5-5,0 hmot.% organické hmoty, dostanou do hloubek 2 200 až 5 000 m, tedy do teplotního rozhraní 65-150 °C, začíná postupně vznikat ropa. Za nižších teplot může vzniknout metan, ale ne ropa, a za vyšších teplot většinou vzniká organický uhlík a plyn. Ropné vrty někdy ve velkých hloubkách narazí na ložisko plynu, který je vázán v pórech hornin, jejichž zrna jsou obalena černým grafitem. Naftaři pak vědí, že objevili ,,vyhořelé“ ložisko ropy. Teplotnímu, resp. hloubkovému rozhraní 65-150 °C (2 200-5 500 m) říkáme ropné okno. Ropu se zatím nikdy nepodařilo uměle vyrobit ze směsi minerálů a organických látek. Je to způsobeno zejména trváním geologického času – k ,,uvaření“ ropy jsou zapotřebí miliony let. Podle hloubky pohřbení, a tím teploty, vznikají různě zralé typy ropy. Ropa v sobě obsahuje tzv, ,,biomarkery“ neboli indikátory svého původu. Rostlinný i živočišný plankton obsahuje několik charakteristických látek, podle kterých se dá poznat nejen původ ropy, ale i – a to je z hlediska těžby ještě důležitější – zda spolu jednotlivá ložiska souvisí.

11

Obr. 1 Ropná plošina Hibernie

3.3. Složení ropy Ropa se skládá z uhlíku, který tvoří (83-86%), z vodíku, kterého obsahuje (11-14%), dále ze síry, které je v ropě (0.2-4%), pak také z dusíku (2%) a kyslíku (1%).

Ropa

je

tedy

směs

vysokomolekulárních

uhlovodíkových látek. Z atmosferické destilace se získávají následující frakce :


plyny




benzin




petrolej




plynový olej




lehký topný olej




mazut – nedestilující podíl

12

a

nízkomolekulárních

3.3.1. Využití ropných produktů Benzin – slouží jako palivo do zážehových motorů u automobilů, jako kerosin, neboli letecký benzin se používá jako palivo do motorů letadel a helikoptér. Dále můžeme benzin využít jako rozpouštědlo nečistot, laků a barev. Nafta – používá se jako palivo do vznětových motorů u automobilů Petrolej – primární použití bylo ke svícení, může také sloužit jako rozpouštědlo Plynový olej – jeho uplatnění nacházíme především ve formě topné nafty v průmyslovém odvětví Mazut – slouží jako topící prostředek například v teplárnách

3.4. Rozdělení ropy podle obsahu síry


nesirné – obsah síry je pod hranicí 0.2%




málo sirné – obsah síry je v mezích 0.2 - 0.5%




sirné – obsah síry je v mezích 0.5 – 3%




velmi sirné – obsah síry je nad 3%

3.5. Doprava a přeprava ropy Po vytěžení se ropa zbavuje nečistot, vody a plynů. Surová ropa se dopravuje ropovody, což jsou potrubí o průměru od 50 – 65 cm. Do České republiky vede v současné době ropovod Družba, který k nám transportuje ropu z Ruska. Druhým ropovodem je tzv. IKL (Ingolstadt - Kralupy – Litvínov), kterým je k nám dodávána ropa ze západu. Druhou možností jak transportovat ropu je pomocí tzv. tankerů( velké lodě upravené na transport ropy). Tato přeprava se týká hlavně záoceánské přepravy.

13

3.6. Únik ropných látek při těžbě, zpracování a přepravě 3.6.1. Příčina a vznik havárií Nejzávažnějším zdrojem úniků ropných látek jsou poškozené obří tankery převážející ropu z oblastí těžby do oblastí zpracování a spotřeby. Mořské ekosystémy a pobřežní oblasti jsou tak zatěžovány v maximální míře, mnohdy jsou zcela zničeny. ČR jako vnitrozemský stát není tímto druhem ropných havárií postihována. Riziko značného úniku ropy hrozí především při poškození ropovodů jdoucích přes naše území a při poruchách v přečerpávacích stanicích. Další závažné ropné havárie se mohou odehrát

ve zpracovatelských

závodech a při transportu ropných produktů na železnici a

na silničních

komunikacích. Únikem ropných produktů je především zatíženo životní prostředí, jsou poškozovány ekosystémy v postižených lokalitách. Sekundárně jsou postiženy zdroje pitné vody a zemědělská produkce. V oblastech těžby dochází ke kontaminaci bezprostředního okolí těžebních míst. V ostatních případech dochází k poruše nádob a kontejnerů, ve kterých jsou ropa a ropné produkty převáženy nebo skladovány.

3.6.2 Následky Následkem kontaminace životního prostředí ropnými látkami dochází k narušení přirozených biologických společenstev a zanášení cizorodých látek do chemického cyklu těchto systémů. Dochází k odumírání jednotlivých členů a k naprosté změně podmínek pro jejich existenci. V mořských ekosystémech jsou likvidovány biologické systémy mikroorganismů, které slouží jako potrava vyšších živočichů. V pobřežních oblastech jsou ekologickými produkty zasahováni ptáci a mořští živočichové( tuleni, mroži) a znemožněny jejich přirozené životní funkce. Ve vnitrozemí jsou ropnými produkty kontaminovány vodní zdroje, které nemohou být využívány a vzniká lokální nebo teritoriální nedostatek pitné vody. Samozřejmě má kontaminace ropnými látkami také ekonomický dopad. Např. čištění zasažené řeky pomocí dostupných prostředků představuje velice nákladnou a dlouhodobou operaci. Při úniku ropných produktů na komunikacích je sekundárním následkem jejich rozlití např. řetězová silniční havárie [4].

14

Obr. 2 Čištění aljašského pobřeží od nánosů ropy z havarovaného tankeru Exxon Valdez

4. DĚLENÍ HAVÁRIÍ

[1.]

Havárie lze rozlišovat podle řady hledisek. Mezi základní charakteristiky podle kterých je možné havárie rozlišovat, například patří : -

prostředí postižené havárií,

-

typ závadné látky a její škodlivost a rezistence,

-

příčina vzniku.

4.1 Charakteristika prostředí postiženého havárií Podle charakteristiky prostředí, které je havárií postiženo, rozlišujeme:


havárie na povrchových vodách,




havárie na podzemních vodách.

Statisticky častěji dochází k haváriím na povrchových vodách. Tento typ havárií je vizuálně velmi dobře postřehnutelný (zakalení, zbarvení, zápach, úhyn ryb a vodních organismů, poškození vegetace). Průběh havárie je vždy ovlivněn momentálními klimatickými podmínkami, zejména teplotou a okamžitým průtokem vody. Havárie na podzemních vodách mají zcela odlišný charakter, a to v důsledku odlišného režimu pohybu podzemní vody. Častou komplikací bývá složitě prokazatelný původ znečištění. Navíc se ve většině případů jedná o dlouhodobé působení znečišťujících látek s tendencí pomalého růstu až k nepřijatelné úrovni.

15

Nejčastějším primárním zdrojem znečišťování podzemních vod bývají nedostatečně zabezpečené prostory skladování, dopravy a jiné manipulace s ropou, ropnými látkami, pesticidy, močůvkou a různými chemikáliemi apod. Riziko úniku kontaminantů je do podzemní vody je podstatně zvýšeno u objektů umístěných pod úrovní terénu, nezřídka založených až pod hladinou podzemní vody. Znečištění podzemních vod je častým důsledkem znečištění nadložních zemin. Kontaminanty za určitých podmínek, např. v důsledku vymývání srážkovou vodou, mohou prostoupit (migrovat) až do podzemní vody a jejím prostřednictvím se pak šíří ve směru proudění podzemní vody do okolí. Přitom dochází k diferenciaci jednotlivých nebezpečných látek na základě jejich hmotnosti, viskozitě, rozpustnosti ve vodě a schopnosti zachycovat se na horninovém prostředí.

Podle statistiky nejčastěji unikají při haváriích ropa a ropné látky, přičemž k haváriím dochází jak při výrobě a zpracování těchto produktů, tak i při jejich přepravě, skladování a použití. Přítomnost ropných uhlovodíků ve vodách je často patrná podle skvrn nebo olejového filmu na hladině. Hodnocení ropných látek ve vodě je značně složité, protože se obvykle jedná o směsi sloučenin s různou chemickou strukturou, a tedy i s různými chemickými a biologickými vlastnostmi. Jejich škodlivost a nebezpečí pro vodu je dána jak toxicitou, přesněji ekotoxicitou, tak především tím, že významně ovlivňují její senzorické vlastnosti chuť a zápach.

4.2 Příčiny havárií Dělení havárií podle příčin vzniku, průběhu a následku má svůj význam především z pohledu preventivních opatření v místě vzniku havárie. Mezi základní příčiny vzniku havárie například patří:


Vsakování závadných látek do terénu a do podzemní vody.




Spláchnutí závadných látek do vody.


Vypouštění nadměrně znečištěných odpadních vod při selhání funkce čistírny odpadních vod.


Vypouštění jiných látek, než jsou odpadní vody, prostřednictvím veřejných nebo průmyslových kanalizací apod.

16

Mezi havárie uvedené pod bodem 1 a 2 je možné především zařadit dopravní nehody vozidel přepravující závadné látky. Technická závada jako bezprostřední příčina havárie je v častých případech provázena selháním lidského faktoru, kterým je nedbalost, neznalost předpisů a také možných následků těchto nehod.

5. ZÁKLADNÍ PRÁVNÍ ASPEKTY HAVÁRIÍ [1.] Právní aspekty havárií na podzemních a povrchových vodách, zejména pak povinnosti pro jejich jednotlivé účastníky, to je pro původce havárie a subjekty odstraňující její následky, vyplívají především z platných právních předpisů na úseku vodního a odpadového hospodářství.

5.1. Povinnosti na úseku vodního hospodářství Zákon č. 138/1997 Sb. ( zákon 254/2001 Sb.) uvádí pouze jedinou povinnost, a to povinnost ohlašovací. Ta se vztahuje jak na původce havárie, tak i na toho, kdo havárii zjistil. Další povinnosti jsou pak uvedeny ve vyhlášce č. 6/1977 Sb., o ochraně povrchových a podzemních vod. Kromě ohlašovací povinnosti jsou to povinnosti realizovat bezprostřední opatření ke zneškodnění havárie, opatření k odstranění škodlivých následků, povinnosti orgánů a organizací spolupracovat při zneškodňování havárie a odstraňovat škodlivé následky, povinnost uhradit náklady, jimiž má být zabráněno škodě, nebo tomu, aby se dále zvětšovala, a k jejímu odstranění. Způsob hlášení havárie má být nejvhodnější a nejrychlejší podle místních poměrů. Mimo tuto povinnost musí původce havárie rovněž

odevzdat

vodohospodářskému orgánu zápis o havárii a o provedených opatřeních. Původce havárie nebo ten, kdo havárii zjistí, je povinen realizovat bezprostřední opatření k jejich zneškodnění. Tato opatření především spočívají:


v okamžitém odstranění jejich příčin,




v okamžitém nahlášení havárie příslušnému vodohospodářskému orgánu,




v eliminaci, resp. v minimalizaci škodlivých následků havárie.

17

Následná opatření, to je opatření k odstranění škodlivých následků havárie, pak spočívají v :


odstranění nebo zneškodnění uniklých látek,




dalším sledování jakosti ohrožené vody, monitoring kvality vod,




uvedení místa havárie do původního stavu.

Zatímco okamžitá opatření provádějí nejčastěji původci havárií, popř. Přivolané hasičské záchranné sbory, realizace následných opatření vyžaduje jistou odbornou zkušenost a erudici. Proto ji ve většině případů provádějí odborné, ekologické firmy, poskytující stálou havarijní službu, vybavené nejenom dostatečnými

odbornými

znalostmi,

ale

současně

disponující

potřebnými,

speciálními dopravními a mechanizačními prostředky. Tyto firmy je možné v případě potřeby kontaktovat např. prostřednictvím jednotlivých referátů životního prostředí okresních úřadů.

Odlišný postup je za situace, kdy původce havárie není znám. V těchto případech zabezpečuje opatření k nápravě příslušný vodohospodářský orgán, přičemž samotné provedení opatření může tento orgán nařídit právnické nebo fyzické osobě, která je k těmto činnostem odborně a technicky způsobilá.

5.2. Povinnosti na úseku odpadového hospodářství V průběhu odstraňování následků havárie mohou vznikat druhotné produkty, které je možno klasifikovat jako odpady. Nakládání s odpady upravuje zákon č. 125/1997 Sb., o odpadech. Podle tohoto zákona je odpadem movitá věc, která se pro jejího vlastníka stala nepotřebnou a vlastník se jí zbavuje s úmyslem ji odložit, nebo je to věc, která byla vyřazena na základě zvláštního předpisu. Okruh věcí, které se považují za odpady, je uveden v příloze č.1 zákona o odpadech.

18

Škála odpadů, které v průběhu havárie a při jejím odstraňování mohou vznikat, je velmi rozsáhlá. V zásadě se jedná o tyto kategorie:




nebezpečné (N) odpady jsou odpady, které mají jednu nebo více nebezpečných vlastností uvedených v příloze č. 2 zákona o odpadech




ostatní (O) odpady

Původcem odpadů je právnická osoba, pokud při její činnosti odpad vzniká, nebo fyzická osoba, oprávněná k podnikání, při jejíž podnikatelské činnosti odpad vzniká. Mezi původce odpadů se tedy řadí i subjekty, podílející se na odstraňování následků škod. Použité filtrační materiály a sorbenty, odtěžená kontaminovaná zemina, shromážděné uniklé pohonné hmoty, oleje nebo chemikálie není možné ve většině případů dále využívat a mají tedy charakter odpadů. Je tedy povinností původců, aby jejich zneškodnění bylo provedeno v souladu se zákonnými požadavky. Plnění všech stanovených povinností na úseku odpadového hospodářství je náročné jak organizačně, tak i finančně. Zákon však současně umožňuje přenést tyto požadavky na jiný subjekt, a to okamžikem předání odpadů. Prakticky to znamená, že veškeré odpady vzniklé v průběhu zásahu musí být bezprostředně po jejich vzniku předány specializované organizaci, která se zneškodňováním odpadů zabývá a která má k této činnosti příslušné oprávnění. Firmy, zabezpečující jak odvoz, tak zneškodnění odpadů, je možné kontaktovat prostřednictvím referátů životního prostředí příslušných okresních úřadů. Veškeré ostatní způsoby nakládání s odpady ( ukládání na mezideponie v místě zásahu, odvoz z místa zásahu a shromažďování v objektech hasičského sboru apod. ) staví zásahové jednotky do pozice původců odpadů se všemi důsledky ze zákona o odpadech pro ně vyplývajícími. Porušení povinností na úseku odpadového hospodářství může být sankcionováno pokutami v rozpětí 10.000 – 10.000.000 Kč.

5.3. Úhrada nákladů za odstranění následků havárie Schválením zákona č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému, se vyjasnily podmínky pro financování veškerých nákladů souvisejících s náhradou škod, vzniklých jednotlivým složkám zařazených do tohoto systému, v příčinných souvislostech se záchrannými a likvidačními pracemi. 19

Podle § 30 tohoto zákona hradí finanční prostředky ke krytí potřebných výdajů složkám, zařazených do integrovaného záchranného systému, Ministerstvo vnitra. V případě vzniku škody při poskytování pomoci v příhraničí hradí tuto škodu okresní úřad, z jehož území byla pomoc poskytnuta. Vznikne-li škoda složkám integrovaného záchranného systému při poskytování pomoci v zahraničí, pak hradí tuto škodu Ministerstvo vnitra, pokud tato škoda vznikla při mezistátní pomoci schválené tímto ministerstvem. Odškodnění se provádí tak, jako by škoda vznikla na území České republiky. Uplatňování úhrady nákladů při drobnějších zásazích je závislé na původci havárie. V případě, kdy je původce havárie znám, hradí veškeré náklady za odstranění jejích následků podle § 27 zákona č. 138/1973 Sb., o vodách ve znění pozdějších předpisů ten, kdo ji způsobil. To znamená, že krytí veškerých nákladů na provedení prací sanačního charakteru, na nákup nutných surovin a materiálů, za využití strojů i mechanismů a rovněž tak i za odvoz a zneškodnění vzniklých odpadů jsou účtovány na vrub původce havárie. V případě havárie motorového vozidla s následným znečištěním životního prostředí, které si vyžádá záchranný či likvidační zásah, je možné uplatnit náhradu těchto nákladů ze zákonného pojištění, sjednaného majitelem vozidla. Odlišný postup je v případě, kdy původce havárie není znám. V těchto případech má povinnost úhrady všech nezbytných nákladů příslušný okresní úřad.

6. SORBENTY

[1.]

Po úniku kapaliny z uzavřeného zařízení do volného prostoru se provádí její zachycení pomocí speciálních látek a materiálů, které jsou schopny kapalinu na sebe vázat, pohlcovat nebo s ní reagovat. Toto zachytávání kapalin probíhá na různých chemických nebo fyzikálních principech. Obecně se těmto principům říká sorpce. Ve skutečnosti se může jednat o absorpci, což je jev spojený s pohlcováním kapaliny dovnitř objemu pevné látky, kterou nazýváme absorbentem. V jiném případě se může jednat o adsorpci, což je jev spojený s pohlcováním kapaliny na povrch pevné látky, kterou nazýváme adsorbentem. Pokud je adsorpce spojená s následnou chemickou reakcí mezi kapalinou a pevnou látkou, hovoříme o chemické adsorpci. V praxi souhrnně všem těmto látkám a materiálům, které na sebe vážou kapalinu, říkáme sorbenty. 20

6.1 Dělení sorbentů Sorbenty jsou látky především v tuhém skupenství, různého chemického složení, uvedené do takové formy, aby měly co největší aktivní povrch. Jsou vhodné zejména pro odstraňování tenkých vrstev uniklých kapalin na velké ploše. Tímto způsobem je snaha znečištěný povrch osušit. Mezi záporné vlastnosti některých sorbentů musíme jednoznačně přiřadit jejich prašnost a špinění při práci s nimi. Přílišná prašnost sypkých sorbentů obtěžuje zasahující jednotky, zraněné osoby, případně i osoby nezúčastněné. Navíc, díky úletům, narůstá i vlastní spotřeba sorbentů k zachycení uniklých kapalin. Špinavost nám může mnohdy znemožnit použití sypkých sorbentů zvláště v provozech, kde je kladen důraz na zvýšenou čistotu a hygienu. Výše uvedenými zápornými vlastnostmi v žádném případě netrpí sorbenty textilní. Textilní sorbenty pracují na principu přilnutí rozlité kapaliny k povrchu sorbentu. Vyznačují se: -

Vynikajícími sorpčními vlastnostmi a pro odsátí srovnatelného množství

kapaliny je jejich hmotnost asi 30 krát nižší než při použití sorbentů sypkých. -

Dlouhou životností. Odolávají plísním i slunečnímu záření. Při déletrvajícím

zásahu je lze použít několikrát. Použitý sorbent se jednoduše mechanicky vyždímá. Tuto vlastnost lze využít do vyčerpání kapacity daného sorbentu. -

Snadnou manipulací, malou hmotností a snadnou úpravou tvaru.

Textilní sorbenty se vyrábí ve formě rohoží, koberců, hadů, norných stěn, polštářků, sorpčních pásků a sorpčních drtí. Textilní sorbenty se nejčastěji dělí na tři druhy:


Údržbové, které sají běžné, méně agresivní kapaliny i vodu. Používají se všude tam, kde dochází k pravidelným únikům olejů, chladicí emulze a jiných méně agresivních kapalin. Nehodí se ke sběru chemikálií a ropných produktů z vodní hladiny.




Hydrofobní, které sají pouze nepolární látky jak z vodní hladiny, tak z jiných povrchů, kde se vyžaduje, aby sorbent vysál skutečně jen ropný produkt a nikoli vodu či vodou ředitelné kapaliny.




Univerzální, které sají všechny kapaliny včetně agresivních chemikálií. Poněvadž sají i vodu, nehodí se pro použití na vodní hladině 21

6.2. Druhy sorbentů a jejich základní vlastnosti


[1]

VAPEX – je to sypký, zrnitý, pórovitý materiál bílé barvy. Při styku se směsí vody a ropných produktů váže na svém povrchu v otevřených porech přednostně nepolární látky. Tato vlastnost se s úspěchem využívá při čištění odpadních vod a znečištěných podlah.

Na 1000 litrů Vapexu se absorbuje minimálně(podle údajů výrobců): -

250 l ropy nebo

-

130 l nafty nebo

-

80 l benzinu. Z praxe lze k Vapexu říci, že je to látka, kterou v minulosti, kdy nebyly

dostupné

jiné prostředky určené k likvidaci ropných havárií, používaly všechny

jednotky požární ochrany a nutno dodat, že s úspěchem. V současné době se již od jeho používání upouští, pro jeho sypkou konzistenci. Při aplikaci s naftou Vapex reaguje poměrně rychle. U oleje je nasákavost znatelně pomalejší. Při aplikaci je nutno počítat s velkou prašností a při použití na vodní hladině i s částečnou sedimentací.




NOWAP

Nowap je materiál určený k rychlému odstranění ropných látek a jiných nebezpečných kapalin, zejména paliv, maziv, brzdových a chladicích kapalin z povrchu půdy a vod. 100 g Nowapu pohltí např.: -

116 ml motorového oleje nebo

-

222 ml směsi nafta/benzin

Tento materiál je schopen vázat velká množství kapalných organických látek a příznivé jsou i jeho hygienické vlastnosti.




ROP-EX

ROP-EX je univerzální absorbční prostředek, sypký, jemnozrnný na bázi gumy o velikosti částic až 0,44 mm. Slouží k rychlému a bezpečnému zachycení ropných a olejových látek z provozních ploch, silničních komunikací a vodní hladiny. Má hydrofobní vlastnosti. Je stálý, netoxický, zdravotně nezávadný. 22

Má schopnost dokonale a rychle pohlcovat ropné a olejové látky. Látka absorbuje veškeré oleje (přírodní i syntetické), naftu, veškeré druhy benzinu, parafín, jedno a vícesytné alkoholy, např. methanol, ethanol a glykol. ROP-EX poměrně rychle absorbuje kapaliny, avšak z části ulpívá na povrchu.




CANSORB

Jedná se o sypký, přírodní materiál hnědé barvy, který má svůj původ v Kanadě. Je netoxický. U olejů je schopen absorbovat 8 – 10 násobek své hmotnosti v návaznosti na druh a teplotu oleje. Testy s tímto sorbentem prokázaly jeho schopnost v rozmezí 6 až 18 měsíců plně rozložit uhlovodíky obsažené v ropných látkách na oxid uhličitý a vodu, čímž dochází k naprostému biologickému odbourání absorbované látky. Absorpční schopnost Cansorbu je 95 l ropného produktu na jeden pytel sorbentu o váze 11,4 kg.




Univerzální sorpční drť LITE-DRI

Je to ekonomicky výhodný sypký sorbent k použití všude tam, kde je potřeba zlikvidovat vyteklé kapaliny co nejrychleji. Je vhodná náhrada za expandovaný vápenec, je neprašný a zdravotně nezávadný. 5 kg tohoto sorbentu je schopno zachytit 16 l kapaliny. Je vhodný do členitého, nezpevněného terénu.

Obr. 3. Práce při použití sorbentu LITE-DRY

23




Univerzální sorbent ECO-DRY

Je to nehořlavá, bezprašná granulovaná drť. Je to chemicky netečný materiál, který rychle saje. Výborně čistí olejové skvrny i ropné emulze z betonu. Zvláště výhodný je na vozovku, neboť granule zůstávají tvrdé i po nasycení kapalinou.

6.3. Sorpční materiály a prostředky [1.]


SORB

Je vysoce aktivní buničina ze syntetických vláken odpuzujících vodu. Je schopna pojmout dvacetkrát více oleje, než je jeho vlastní hmotnost. Je použitelná ve vodě i na zemině.




Sorpční koberec

Má stejné vlastnosti, chemickou odolnost jako sypký sorbent, rozdíl je v tom, že se dodává v rolích. Kobercové role se dodávají v délkách až 50 m, široké 0,4 nebo 0,8 m.

Obr. 4 Použití sorpčního koberce při úniku kapalin

Obr. 5 Použití sorpční rohože při úniku kapaliny 24




Sorpční had

Je hydrofobní sorpční textilie nastříhaná na proužky, zpevněná sťtovým obalem tvaru válce. Na obou koncích je osazena karabinkou a kroužkem pro snadné napojování více hadů k sobě. Adsorpční had má následující použití: 1. Sorpční norná stěna pro likvidaci olejových havárií 2. Prevence ropných havárií na výstupech z ČOV. 3.Pro lokalizaci ropné havárie na vodní hladině i pevném povrchu(ochranná hráz).

Sorpční had je dokonale hydrofobní, tedy odpuzuje vodu, ale zachytává ropnou látku. Má pevný obal, který umožňuje vlečení po zemi a vodě. Vyrábí se s následujícími parametry: délka 1,2 – 6 m, průměr 0,08 – 0,2 m, hmotnost 0,4 - 4,2 kg.

Obr. 6 Použití sorpčních proužkových hadů v kombinaci se sorpční rohoží Sorpční proužky se výrábějí v šířkách 10 až 15 mm z hydrofobního materiálu, pro zachycení ropných produktů zejména v prostoru nasazení norných stěn a travnatých

25

břehů vodních toků. Pro svůj velký měrný povrch velmi rychle sorbují ropné látky [1].

Obr. 7 Použití sorpčních proužků

7. PŘEHLED SANAČNÍCH METOD 7.1. Dělení sanačních metod dle kriterií: 7.1.1. Podle cíle: -

izolace kontaminovaného horninového prostředí – používá se v případech, kdy

je z nejrůznějších důvodů neúčelné, či dokonce nemožné, provádět sanaci. Kontaminované horninové prostředí je izolováno od okolního prostředí, v závislosti na stavbě a složení horninového prostředí a distribuci kontaminantu se používají vodorovně nepropustné izolace, svislé těsnící stěny (např. jílové, jílo-cementové, kovové, apod.), hydraulická izolace - tj. hydraulická bariéra. -

úplná dekontaminace (revitalizace) horninového prostředí – v tomto případě je

zpravidla nutné využití více sanačních metod, dlouhodobé, cílem je dosažení na úroveň přirozeného prostředí. -

částečná dekontaminace horninového. prostředí – nejčastější, dekontaminace

nebo izolace především ohnisek znečistění, důležitou podmínkou udržení jakosti provedených opatření je monitoring kvality původních kontaminantů ale i jejich případných metabolitů. -

žádný zásah – tento přístup je poslední dobou zohledňován v případech, kdy je

zjištěna přijatelná míra rizika, přitom se uplatňuje metoda sledování rozkládacích procesů (kontaminanty mají přirozenou dobu rozpadu, a některé jsou souborem 26

přirozených procesů v horninovém prostředí rozkládány na neškodné produkty, či biodegradovány mikroorganismi.). 7.1.2. Podle technologické funkce sanace: -

odstranění kontaminovaného materiálu – pouhé přemístění s následným

zpracováním jinde; jedná se o těžbu kontaminovaných zemin, technologie čištění vody na povrchu (gravitační separace, stripping, atd.) -

rozklad kontaminantů – biologickými nebo fyzikálně chemickými procesy dojde

k destrukci kontaminantů (biodegradace, bioventing, oxidace, spalování), v případě organických látek jsou finálními produkty voda a CO2. -

izolace (fixace) kontaminantu) – fyzikálním nebo fyzikálně-chemických

procesem dochází k pevnému zakotvení kontaminantu do zeminové (jiné) matrice – solidifikace, stabilizace, chemické srážení, u podzemních vod se užívají nepropustné vertikální stěny. 7.1.3. Podle místa sanace: -

metody in situ – přímo v horninovém prostředí; často se nepodaří vzhledem

k nepravidelnosti litologie, chemismu, nepředvídatelným preferenčním migračním cestám atd. dosáhnout takového vyčištění jako ex situ; někdy nelze zvolit jiná metoda (dálnice, velké stavby, podloží letištních ploch); nejčastější: zeminy biodegradace, venting, bioventing, promývání, podzemní vody – biodegradace, air sparing, chemická oxidace -

metody ex situ – na povrchu terénu, předpokladem je dodání kontaminovaného

materiálu do čistícího zařízení; podle umístění čistícího zařízení pak lze dále rozdělit metody ex situ na - on site, kdy dekontaminace materiálu se provádí přímo na lokalitě (biodegradace zemin, promývání zemin, čištění vyčerpané podzemní vody); off site – kdy k dekontaminaci materiálu dochází mimo sanovanou lokalitu (složitější technologie (solidifikace, stabilizace, termická desorpce, spalování; neužívá se u podzemních vod) 7.1.4. Podle stupně zavedenosti metody: -

ověřené technologie – zavedené metody, známa účinnost, známé slabiny a

omezení ( čištěním pomocí stripingu, venting in situ, biodegradace ex situ, solidifikace ex situ) 27

-

inovační technologie – známé, mnohdy v praxi ověřené technologie, ale

dlouhodobě neodzkoušené (dostatečně neznámé chování v konkrétních poměrech), měla by předcházet zkušební sanace; patří sem air sparging, biodegradace zemin in situ, termální (parní) venting -

experimentální technologie – neměly by být povoleny bez pilotního a

poloprovozního ověření; patří sem např. elektrokinetické metody, pravděpodobně i reaktivní bariéry a chemická oxidace in situ

7.2. Hlavní zásady výběru sanačních metod -

volba technologické funkce sanace podle cíle nápravného opatření a sanovaného

media -

zhodnocení fyzikálně-chemických a toxikologických vlastností nejvýznamnějších

kontaminantů, jejich koncentrací vůči stanovenému sanačnímu limitu – potvrzení volby technologické funkce sanace -

podle způsobu výskytu kontaminantu, jeho prostorové distribuce s přihlédnutím

k charakteristice místního prostředí – volba místa sanace již s jednotlivými technologickými kroky -

zhodnocení místních podmínek a infrastruktury znečištěné lokality – např.

nemožnost vypouštění přečištěných vod, nedostatek elektřiny, levný zdroj páry nebo stlačeného vzduchu, zastavěnost území -

vypracování studie proveditelnosti pokud se nabízí (zdánlivě) více technologicky

i cenově porovnatelných technologií -

pokud se jeví vybraná ověřená sanační metoda jako nereálně nákladná nebo

z jiného důvodu obtížně proveditelná, návrh experimentální technologie -

pokud je zjištěna v průběhu sanace její malá účinnost – optimalizace,

intenzifikace, doplnění novou metodou; v některých (objektivně odůvodnitelných) případech zásadní změna přístupu (in situ / částečně ex situ) nebo změna technologické funkce (odstranění kontaminantu / izolace znečistění) -

výběr sanační technologie ovlivňují např. přítomnost oblasti CHKO, zdroje pitné

vody, apod.

28

-

nezbytným interním předpokladem úspěšnosti sanace – odbornost řešitelů, ale i

vykonavatele kontroly -

v neposlední řadě ovlivňuje kvalitu a úspěšnost sanace správnost výběrového

řízení

7.3. Výběr vhodné sanační metody a charakteristika vybraných sanačních metod 7.3.1. Výběr sanační metody Vhodným řešením pro výběr je vypracování studie proveditelnosti, protože velmi často dochází k případům, kdy se nabízí různé technologie s podobnou účinností, náklady i dobou trvání sanačního zásahu. Výběr nejvhodnější sanační technologie, popř. kombinace několika metod, je prováděn pomocí multikriteriální analýzy použitelných metod. Hlavní kritéria jsou:


Celková ochrana lidského zdraví a životního prostředí




Soulad s platnou legislativou




Rychlost a účinnost




Nutnost dlouhodobé údržby




Míra odstranění kontaminantů, popř. redukce nebezpečných účinků, mobility a/nebo redukce objemu/tonáže kontaminantů




Proveditelnost




Cena

7.3.2. Charakteristika vybraných sanačních metod Mezi základní vlastnosti, které zásadním způsobem ovlivňují nejen volbu metody, ale i její relativní výhodnost či nevýhodnost v konkrétních podmínkách, patří interakce mezi kontaminantem, resp. jeho fyzikálně – chemickými vlastnostmi a biodegradabilitou na straně jedné a vlastnostmi horninového prostředí na straně druhé. V praxi se někdy využívají i pomocné metody, kterými lze upravit hydrofyzikální vlastnosti horninového prostředí tak, aby byly pro vybranou sanační metodu přátelštější. Z tohoto hlediska nelze vždy chápat níže uvedené nevýhody metody jako absolutně platné.

29

Při výběru sanační metody je nutno již v prvním plánu zohlednit přírodní poměry (např. intenzitu a časové rozložení srážek, výskyt teplot pod bod mrazu), které zásadním způsobem ovlivňují efektivnost hydraulických metod a všechny sanační metody in situ. 7.3.2.1. Sanace podzemní vody čerpáním s následným stripováním Metoda čerpání podzemní vody a její čištění na povrchu stripováním je omezena na těkavé organické látky (TOL) a jen částečně se hodí i pro částečně těkavé látky. Principy čerpání. Při sanačním čerpání je důležité, zda TOL jsou ropné uhlovodíky anebo chlorderiváty a zda je kontaminant přítomen i jako samostatná fáze (LNAPL nebo DNAPL). Jestliže se jedná o znečištění ropnými látkami s LNAPL probíhá odlučování ropné fáze již ve vrtu pomocí vrchního čerpadla. Voda s kontaminantem z vrchního čerpadla se vede přes gravitační odlučovač a filtry nebo přímo do stripovacího zařízení, voda ze spodního čerpadla, umístěného co nejhlouběji ve vrtu, se často může vypouštět bez úpravy. V puklinových systémech bývá však voda i ze spodního čerpadla tak znečištěna rozpuštěnými TOL, že se musí také upravovat stripováním. Jestliže kontaminovaná voda vedle TOL obsahuje i vysoký obsah částečně těkavé organické látky, je nutné zařazení dalšího, sorpčního stupně. Pokud se užívá levná náhradní sorpční náplň (vapex, fibroil, kutex) předřazuje se filtr před stripovací kolonu. Pokud je voda znečištěna chlorderiváty, umísťuje se čerpadlo ke dnu vrtu, jehož filtr by měl sahat až pod nepropustnou bázi zvodně. Jestliže existuje fáze DNAPL, sbírá se malým čerpadlem z kalníku vrtu a silné čerpadlo se umístí do horní části vrtů. Výhody metody: -

základní a jednoduchá sanace

-

operativní a flexibilní zásah

-

universální pro kontaminanty rozpuštěné ve vodě a tvořící volnou fázi

Nevýhody metody: -

relativně dlouhodobý proces čištění 30

-

ve vysoce propustných zvodních nižší efektivita

-

účinnost s časem jednoznačně klesá

-

neřeší kontaminanty vázané na zeminové částice a v kapilární třásni

-

neefektivní při odstraňování zbytkových koncentrací kontaminantů

-

může ohrozit vydatnost blízkých vodních zdrojů Principy stripování. K vystripování (strhávání) kontaminantů z vody

vzduchem dochází nejčastěji v rozstřikovacích kolonách s komínovým odtahem bez možnosti čištění vzduchu, ve stripovacích protiproudých kolonách svislých i horizontálních, nejčastěji s náplní tělísek z umělé hmoty, aby se zvýšila plocha kontaktu vody se vzduchem. Zde je účinnost závislá na poměru vzduch/voda a výšce kolony (při vysokých nárocích na stupeň vyčištění resp. při anomálně vysoké koncentraci TOL na vstupu, se kolony řadí do série), na teplotě vody a vzduchu, takže účinnost je vyšší ve vegetační sezóně. Běžná účinnost přesahuje 90 %, v dobře projektovaných zařízeních dosahuje 99 %. Vzduch na výstupu ze stripovacího zařízení se musí čistit většinou sorpcí na aromatické uhlovodíky. Při čištění ropných uhlovodíků je ekonomicky výhodné čištění na biofiltrech, provozní potíže působí nízká venkovní teplota. Vzduch lze čistit i spalováním a katalytickou oxidací. 7.3.2.2. Sanace zemin ventingem / bioventingem in situ Venting nebo také řízené odvětrávání nesaturované zóny je základní metodou in situ pro sanaci těkavých organických látek a některých částečně těkavých látek. Principem metody je vakuem vyvolané proudění vzduchu, do kterého jsou strhávány plynné TOL a z horninové matrice a z podzemní vody uvolněné absorbované, resp. rozpuštěné TOL. Vzduch se odsává z vertikálních vrtů nebo horizontálních směrovaných vrtů a je zbavován od kontaminantů na čistícím zařízení. Výhody metody: -

účinná a rychlá metoda

-

zpravidla jednoduché zařízení

-

univerzální pro všechny těkavé organické látky 31

-

často souběžně probíhá indukovaná biodegradace a bioventing

Nevýhody metody: -

neúčinná pro netěkavé a většinu méně těkavých látek

-

problémy u jemnozrnných a silně vlhkých zemin (energeticky náročnější),

obdobně i v nehomogenním prostředí (nežádoucí proudění) -

nutno čistit vypouštěný vzduch

-

často nutno snižovat hladinu podzemní vody čerpáním závislost na okolní teplotě

-

problémy u velkých podzemních objektů Uspořádání ventingu. Vzdálenost ventilačních vrtů se ověřuje po odvrtání

prvních vrtů zkušebním ventingem. Závisí na propustnosti, homogenitě znečištěných zemin a kvalitě nadložní těsnící vrstvy, odsávaném množství a požadovaném (dosažitelném) podtlaku. Vzduch před vstupem do vývěvy nebo odsávacího dmychadla se zbavuje vody v separátoru a odvádí do nádoby se sorbentem, nejčastěji aktivním uhlím. Někdy bývají nádoby uspořádány paralelně pro zvýšení výkonu čistícího zařízení nebo v sérii pro zvýšení účinnosti. Alternativním způsobem čištění vzduchu je katalytická oxidace, resp. spalování ( obzvláště energeticky výhodné při vysokém obsahu ropných uhlovodíků ), případně biofiltrace. Předností metody je, že současně v určité míře probíhá biologický rozklad organických kontaminantů – bioventing, a to i v případě, že do nesaturované zóny není vháněn vrty vzduch. Bioventing je návazná alternativa klasického ventingu, která řeší také problematiku málo těkavých a netěkavých biologicky rozložitelných látek. Princip metody je založen na stimulaci degradačního potenciálu přirozené, původní a přítomné na lokalitě nebo externě aplikované mikroflóry a to dodáváním atmosférického kyslíku do nesaturované zóny. Na rozdíl od klasického ventingu, bioventing využívá pouze malých průtočných množství vzduchu, která udržují mikrobiální aktivitu. Kyslík je do kontaminované části nesaturované zóny dodáván vtláčením atmosférického vzduchu, odsáváním půdního vzduchu nebo kombinací vtláčení a odsávání. Kromě degradace adsorbovatelné složky reziduální kontaminace dochází rovněž k degradaci těkavých polutantů v plynné fázi. 32

Uspořádání bioventingu. Návrh rozmístění bioventingových vrtů vychází obdobně jako u ventingu z terénních zkoušek propustnosti horninového prostředí. Maximální dosah ventingového vrtu může být kromě měření tlakových diferencí stanoven také měřením obsahu kyslíku v pozorovacích vrtech. V případě absence rizika kontaminace sklepních prostor eventuelně se vyskytujících objektů se jako ekonomicky nejvýhodnější jeví varianta vtláčení atmosférického vzduchu. Odpadá tak systém dočišťování odsávané vzdušiny. Druhou alternativou je pak zpětné zatlačování odsávané vzdušiny na okraj kontaminačního mraku. Tento systém musí být monitorován z hlediska dostatečné aerace nesaturované zóny. 7.3.2.3. Sanace zemin a podzemní vody biodegradací in-situ Metoda biodegradace in situ řeší problematiku dočištění saturované zóny kontaminované

biologicky

rozložitelnými

kontaminanty

a

přímo

vychází

z technologie pump & treat zakomponováním biologického činitele do této klasické technologie. Princip metody je založen na optimalizaci podmínek v saturované zóně horninového prostředí pro průběh biodegradačního procesu. Využívá přirozené biodegradační aktivity přítomné mikroflóry, případně používá cíleně izolovaných bakteriálních kmenů a ke stimulaci jejich činnosti aplikuje provzdušňování čerpané vody a její obohacení o nedostatkové nutrienty (převážně dusík a fosfor) nebo jiný způsob dotace akceptoru elektronů. Výhody metody: -

jednoduchost, obecná finanční nenáročnost, ověřenost

-

transformace nebo úplná degradace kontaminantu

-

absence sekundárních odpadů

-

široká aplikovatelnost

-

kompatibilita s klasickými metodami sanace

Nevýhody metody: -

aplikovatelnost pouze na biologicky rozložitelné kontaminanty

-

limitace koncentrací kontaminantu

-

relativně vyšší časová náročnost 33

-

relativně vyšší náročnost na monitoring

-

limitace přirozenými podmínkami (propustnost, heterogenita, teplota, pH) Uspořádání biodegradace in-situ. Jádro technologie je založeno na čerpání

a zpětném zasakování podzemní vody. Podzemní voda recirkuluje systémem: čerpané vrty - aerační nádrž s dávkováním nutrientů (eventuelně bioreaktor) zasakovací vrty nebo rýhy - kontaminovaná zóna - čerpané vrty. Pro tento způsob sanace je podstatná optimální konfigurace zasakovacích a čerpaných objektů a zajištění dostatečné rychlosti proudění resp. dodávání rozpuštěného kyslíku (eventuelně alternativních akceptorů elektronů).[6.] 7.3.3. Další používaná metoda 7.3.3.1. Termická desorpce Tato metoda může být použita k odstranění organických kontaminantů z velké škály materiálů. Můžeme ji s úspěchem použít pro kontaminanty s bodem varu do asi 600 stupňů celsia. Běžné použití této metody je u sanací bývalých koksáren, rafinerií a dalších lokalit s kontaminací polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAU) a dalšími polutanty. Princip termické desorpce. Je to klasická ex situ technologie. Kontaminanty jsou odtěženy, předupraveny a termicky dekontaminovány. Kontaminanty jsou vystaveny působení vysokých teplot v rotačním desorbéru. Při těchto teplotách se kontaminanty uvolňují – desorbují z nosného materiálu a přecházejí do plynné fáze. Ta je pak samostatně upravována, přičemž původní materiál může být opět použit na zásyp sanované lokality a neztrácí své původní vlastnosti. Uspřádání termické desorpce. Po odtěžení kontaminantu a přepravě se snažíme materiál co nejvíce zhomogenizovat pomocí předúprav. Poté se dopraví do desorbéru, kde je záhřev a desorbce s následným zchlazením materiálu. Systém čištění plynů se skládá z cyklonů na kterých je odstraněna hrubá frakce. Technologie termické desorpce je hojně používaná sanační metoda především v průmyslu.[2.]

34

7.3.4. Inovační technologie 7.3.4.1. Anaerobní a aerobní bioremediace Sekvenčním střídáním aerobních a anaerobních podmínek se využívá pro bioremediaci kontaminace způsobené PCE, tetrachlormethanem a trinitrotoluenem (TNT). Úspěch metody závisí na prostředí. Např. pokud je málo propustné, pak se doba bioremediace značně prodlužuje. Princip anaerobní a aerobní bioremediace. Některé druhy běžných polutantů jsou biologicky odbouratelné jen za redukčních nebo jen za oxidačních podmínek. Například perchlorethylen (PCE) je biologicky odbouratelný pouze v redukčních podmínkách v nepřítomnosti kyslíku. Za anaerobních podmínek se polutant biotransformuje na jinou látku, která se odbourává za aerobních podmínek rychleji. Proto se podmínky v horninovém prostředí musí z redukčních přeměnit na oxidační, aby bylo dosaženo urychlení biologického rozkladu. Uspořádání anaerobní a aerobní bioremediace. Konkrétní řešení záleží vždy na přítomném polutantu a podmínkách v lokalitě. Prakticky lze při ošetřování kontaminované půdy realizovat tuto fázi sanace zamícháním zelených odpadů, polokompostů, hnoje apod. do ošetřované zeminy. Během několika dnů dojde k vytvoření redukčních podmínek v ošetřovaném materiálu, takže mohou probíhat anaerobní degradační procesy. Anaerobní fáze trvá 2 až 6 měsíců. Může být i delší. U TNT až rok.[2.] 7.3.5. Pasivní metody 7.3.5.1. Hydrobariéry – hydraulické clony V podstatě se jedná o pasivní sanační zásah, jehož hlavním cílem je zabránění šíření kontaminace. Hydraulická deprese musí vytvořit takovou depresi ve směru šíření kontaminantů, která zabrání jejich dalšímu rozšiřování. Vedlejším účinkem metody je pozvolné čištění celého prostoru, ovšem s velmi malou rychlostí sanace.[1.]

35

8. ZÁVĚR Ve své bakalářské práci jsem se zaměřil na problematiku týkající se ropy, postupu při úniku ropných kontaminantů a metod jejich následným sanacím. V prvních částech jsem se snažil o popis historie a vzniku ropy jako takové, přičemž jsem zde zahrnul počátek těžby téhle suroviny v celosvětovém měřítku. Dále jsem popisoval rozdělení ropy a možnosti využití různých frakcí této suroviny. Poté také způsoby přepravy ropy a možnosti vzniku havárií. V další části jsem popisoval legislativu související s ropnými haváriemi. Také jsem usiloval o přehled povinností subjektů, kterých se ropná havárie týká. V posledních částech práce jsem popisoval druhy sorbentů používaných u různých typů havárií a především jsem se pokusil o ucelené vypracování přehledu metod, které se v současnosti používají k odstraňování ropných kontaminací a u některých jsem se snažil analyzovat výhody a nevýhody použití. Jedná se o ty metody, které se používají nejvíce a jež aplikuje společnost DEKONTA, a.s. nejpočetněji při realizaci svých zakázek. Také jsem utvořil krátkou zmínku o inovačních technologiích v tomto odvětví a o tzv. pasivní metodě. Moje bakalářská práce by tedy měla dávat ucelený základní přehled v oblasti týkající se problematiky ropných dekontaminací.

36

9. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1. KOLEKTIV

AUTORŮ

(

KVARČÁK

Miloš,

VAVREČKOVÁ

Jitka,

ŽEMLIČKA Zdeněk ), Likvidace ropných havárií, vydalo Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství v Ostravě, roku 2000. Čerpáno z celé literatury. 2. KOLEKTIV AUTORŮ, Kompendium sanačních technologií, vydalo nak. EKOMONITOR v roce 2006. 3. CÍLEK Václav, KAŠÍK Martin, Nejistý plamen, nakl. Dokořán, 2007. 4. Sborník, Ochrana před úniky ropných látek, nakl. Naše vojsko, 1992 str.51-52. 5. RYBÁŘ Rudolf, Zneškodňování ropných kontaminací-materiály z přednášek. 6. ŽÁČKOVÁ Petra, Materiály společnosti DEKONTA, a.s..

37