HULLADÉKOK. Miért kell foglalkozni a hulladékokkal? hulladékok sorsa a környezetben, milyen veszélyekkel jár ha nem foglalkozunk a hulladékokkal?

HULLADÉKOK • Mi a hulladék? Hogyan csoportosíthatók a hulladékok? Miért kell foglalkozni a hulladékokkal? hulladékok sorsa a környezetben, milyen veszélyekkel jár ha nem foglalkozunk a hulladékokkal? Milyen módszerekkel lehet a hulladékokat kezelni? Milyen a hulladék helyzet itthon és külföldön?

© Dr. Barkács Katalin

1

HULLADÉKFOGALOM (2000. évi Hulladéktörvény)

Hulladék az az anyag (termék, maradvány, leválasztott szennyezőanyag, szennyezett kitermelt föld stb.), amelyet az adott műszaki, gazdasági és társadalmi feltételek mellett tulajdonosa sem felhasználni, sem értékesíteni nem tud, ill. nem akar, ezért kezeléséről - a környezet szennyezésének megelőzése érdekében - gondoskodnia kell. Keletkezhet:  termelés,  szolgáltatás,  fogyasztás során.


2

HULLADÉKOK FELOSZTÁSA 





EREDET szerint települési, ipari, mezõgazdasági HALMAZÁLLAPOT szerint  szilárd, iszapszerű vagy diszperz, folyékony  heterogén ill. homogén összetételű HATÁSA SZERINT inert, nem veszélyes ill. veszélyes,

hulladékkategóriákba sorolás 

 

Települési hulladék  lakóházi, intézményi  közterületi /utca, piac, kert/  nagyméretű hulladék  különleges kezelést ígénylõek: fertõzõ egészségügyi, laboratóriumi, kisipari, kiskereskedelmi, lakossági veszélyes anyagok Ipari hulladék: technológiai hulladék, melléktermék Veszélyes hulladék: mérgezõ, egyéb egészségkárosító hatású, korrozív (maró, oxidáló), tűz- és robbanásveszélyes, fertőző, radioaktív


3

HULLADÉKOK KÁROS HATÁSA ELLENI VÉDELEM-HALMAZÁLLAPOT SZERINT

Szilárd halmazállapotú hulladékok kezelés, tárolás, ártalmatlanítás, hasznosítás Folyadékfázisú hulladékok – szennyvizek és kezelésük Iszapszerű hulladékok – szennyvíziszapok kezelése, hasznosítása


4

A HULLADÉKOK BESOROLÁSA eredet és hatás alapján A. VESZÉLYES B. KOMMUNÁLIS, vagy HÁZTARTÁSI (van olyan része is ami az A. csoportba sorolandó)

C. NEM VESZÉLYES IPARI, EGYEDILEG MINŐSÍTETT D. INERT: ÉPÍTÉSI TÖRMELÉK, TEREPRENDEZÉSBŐL SZÁRMAZÓ ANYAGOK E. SUGÁRZÓ


5

1. SZÁMÚ MELLÉKLET A 2000. ÉVI XLIII. TÖRVÉNYHEZ, HULLADÉKKATEGÓRIÁK Q1 A továbbiakban másként meg nem határozott termelési, szolgáltatási vagy fogyasztási maradékok Q2 Előírásoknak meg nem felelő, selejt termékek Q3 Lejárt felhasználhatóságú, szavatosságú termékek Q4 Kiömlött, veszendőbe ment, vagy egyéb kárt szenvedett anyagok, beleértve a baleset következtében szennyeződött anyagokat, eszközöket, stb. is Q5 Tervezett tevékenység következtében szennyeződött anyagok (tisztítási műveletek maradékai,csomagoló anyagok, tartályok stb.) Q6 Használhatatlanná vált alkatrészek, tartozékok (elhasznált szárazelemek, kimerült katalizátorok stb.) Q7 A további használatra alkalmatlanná vált anyagok (szennyeződött savak, oldószerek, kimerült edzősók stb.) Q8 Ipari folyamatok maradék anyagai (salak, üstmaradék, stb) Q9 Szennyezéscsökkentő eljárások maradékai (gázmosók iszapja, porleválasztók pora, elhasznált szűrők, szennyvíziszapok stb.) © Dr. Barkács Katalin

6

A 2000 1. SZÁMÚ MELLÉKLET. ÉVI XLIII. TÖRVÉNYHEZ, HULLADÉKKATEGÓRIÁK, FOLYTATÁS Q 10 Gépi megmunkálás, felületkezelés maradék anyagai (esztergaforgács, reve stb.) Q 11 Ásványi nyersanyagok kitermelésének és feldolgozásának maradékai (pl. ércbányászati meddő, olajkitermelés hulladékai stb.) Q12 Tiltott anyagokat tartalmazó termékek (PCBtartalmú olajok stb.) Q 13 Bármely anyag vagy termék, amelynek használatát jogszabály tiltja Q 14 A birtokosa számára tovább nem használható anyagok (mezőgazdasági, háztartási, irodai, kereskedelmi és bolti hulladékok stb.) Q 15 Talajtisztításból származó szennyezett anyagok Q 16 Bármely más hulladékká vált anyag vagy termék, amely nem tartozik a fenti kategóriákba


7

HULLADÉKOK KEZELÉS SZEMPONTBÓL ALAPVETŐ JELLEMZŐI 

fizikai-kémiai jellemzõk: mennyiség, térfogatsúly

nedvesség, frakcionált osztályozás/ méret szerint pH, fűtõérték, éghetõ szervesanyag-tartalom, hamu,N, P, K , C/N arány, toxikus ill. egyéb egészségkárosító komponensek



biológiai jellemzõk: fertõzõ mikroorganizmusok (vírusok, gombák, baktériumok), bélférgek, rovarok, rágcsálók


8


9


10

A HULLADÉKMINŐSÍTÉST MEGALAPOZÓ VIZSGÁLATOK 1. Fizikai és kémiai vizsgálatok csoportja A hulladék jellemző összetevői és a mért összetevők összes koncentrációjának meghatározása 

Részecskeméret-eloszlás (szilárd és iszapszerű hulladékokban)



Szárazanyag-tartalom meghatározás



Szervesanyag-tartalom meghatározás



Lobbanáspont meghatározás



Kémiai oxigénigény meghatározás



pH meghatározás (az 1:9 vizes eluátumban)









Vezetőképesség meghatározás Fém kationok meghatározása (Pb, Cd, összes Cr, Cr(VI), Hg, As, Mn, Cu, V, Ba egyenértékben kifejezve) Anionok vizsgálata (szulfid, összes cianid, szabad cianid, fluorid, nitrit, nitrát, stb.) Kioldás vízzel, 4,5 pH-jú ammónium-acetát puffer oldattal, 2 mol/dm3 salétromsavval Szervesanyag-tartalom csoportparamétermeghatározás Olajtartalom meghatározás PAH-tartalom meghatározás PCB-tartalom meghatározás © Dr. Barkács Katalin

11

2. Ökotoxikológiai vizsgálatok csoportja     

Daphnia teszt Hal teszt Csiranövény teszt Talaj tesztek Alga teszt

3. Toxikusság vizsgálata 

egér-teszt LD5O, stb.

4. Mutagenitási vizsgálat 5. Mikrobiológiai (fertőzőképességi) vizsgálatok csoportja     

Faecalis coliszám Streptococcus faecalis Salmonella Bélféreg peték Szükség esetén egyéb patogén baktériumok


12

A VESZÉLYESSÉGI JELLEMZŐK JEGYZÉKE A veszélyességi jellemzők részletes tartalmát, az alkalmazható mérési és vizsgálati módszereket, valamint az értékelésnél alkalmazandó viszonyítási értékeket külön jogszabályok tartalmazzák.





H1 "Robbanó": folyékony, képlékeny, kocsonyás vagy szilárd anyagok és készítmények, amelyek a légköri oxigén nélkül is gyors gázfejlődéssel járó hőtermelő reakcióra képesek, és amelyek meghatározott kísérleti körülmények között, illetőleg nyomásra vagy hőre felrobbannak

H2 "Oxidáló": anyagok és készítmények, amelyek más, elsősorban gyúlékony anyagokkal érintkezve erősen hőtermelő reakcióba lépnek


13

A VESZÉLYESSÉGI JELLEMZŐK JEGYZÉKE 

H3-A "Tűzveszélyes": folyékony anyagok és készítmények, amelyek nagyon alacsony lobbanásponttal rendelkeznek (beleértve a fokozottan tűzveszélyes anyagokat és készítményeket is) - anyagok és készítmények, amelyek a levegőn, normál hőmérsékleten öngyulladásra képesek - szilárd anyagok és készítmények, amelyek gyújtóforrás rövid ideig tartó behatására könnyen meggyulladnak, majd a gyújtóforrás eltávolítása után tovább égnek vagy bomlanak - gáz halmazállapotú anyagok és készítmények, amelyek a környezeti hőmérsékleten és nyomáson a levegővel érintkezve tűzveszélyesek - anyagok és készítmények, amelyek vízzel vagy nedves levegővel érintkezve tűzveszélyes gázt fejlesztenek, veszélyes mennyiségben



H3-B "Kevésbé tűzveszélyes": folyékony anyagok és készítmények, amelyek alacsony lobbanásponttal rendelkeznek © Dr. Barkács Katalin

14








H4 "Irritáló vagy izgató": nem maró anyagok és készítmények, amelyek a bőrrel vagy nyálkahártyával történő rövid idejű vagy hosszan tartó vagy ismételt érintkezésük esetén gyulladást okozhatnak H5 "Ártalmas": anyagok és készítmények, amelyek belélegzésük, lenyelésük vagy a bőrön át történő felszívódásuk esetén halált vagy heveny egészségkárosodást okozhatnak H6 "Mérgező": anyagok és készítmények (beleértve az erősen mérgező anyagokat és készítményeket is), amelyek belélegzésük, lenyelésük vagy a bőrön át történő felszívódásuk esetén kis mennyiségben is halált vagy heveny egészségkárosodást okozhatnak H7 "Karcinogén": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön vagy a nyálkahártyán keresztül, vagy egyéb úton a szervezetbe jutva daganatot okoznak, vagy előfordulásának gyakoriságát megnövelik


15








H8 "Maró" (korrozív): anyagok és készítmények, amelyek élő szövettel érintkezve azok elhalását okozzák H9 "Fertőző": életképes mikroorganizmusokat vagy azok toxinjait tartalmazó anyagok, amelyek ismert módon vagy megalapozott feltételezések szerint betegséget okoznak az emberben vagy más élő szervezetben H10 "Reprodukciót és az utódok fejlődését károsító": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön, a nyálkahártyán keresztül vagy egyéb úton a szervezetbe jutva megzavarják, általában gátolják a reprodukciót, illetve az utódokban morfológiai, illetőleg funkciós károsodást okoznak, vagy előfordulásának gyakoriságát megnövelik H11 "Mutagén": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön, a nyálkahártyán keresztül vagy egyéb úton a szervezetbe jutva genetikai károsodást okoznak vagy megnövelik a genetikai károsodások gyakoriságát


16






H12 Anyagok és készítmények, amelyek vízzel, levegővel vagy savval érintkezve mérgező vagy nagyon mérgező gázokat fejlesztenek H13 Anyagok és készítmények, amelyek hajlamosak arra, hogy belőlük a lerakást követően valamely formában - pl. kimosódás - a felsorolt tulajdonságok bármelyikével rendelkező anyag keletkezzék H14 "Környezetre veszélyes": anyagok és készítmények, amelyek a környezetbe jutva a környezet egy vagy több elemét azonnal vagy meghatározott idő elteltével károsítják, illetve a környezet állapotát, természetes ökológiai egyensúlyát, biológiai sokféleségét megváltoztatják

3. számú melléklet 2000. évi XLIII. törvényhez


17

A VESZÉLYES HULLADÉK MENNYISÉGE EURÓPÁBAN egy lakosra és egységnyi nemzeti jövedelemre vonatkoztatva

Ország

kg/fő/a

1000 t/a

kg/GDP

Ausztria

200

25

1,6

Dánia

150

25

1,1

3120

65

4,0

130

35

6,0

6

10

1,0

Magyarország

2320

220

80,0

Németország

2790

45

2,5

Portugália

1050

100

30,0

Svájc

100

15

1,0

Svédország

500

60

3,2

Franciaország

Írország Luxemburg


18


19

HULLADÉKADATOK

Budapest Lakoslétszám 1910 880 000 1980 2 000 000 növekedés mértéke 2,3

Hulladék m3 290 000 1 308 000 17

„Hulladék lakosegyenérték” kg/nap, fő 

Magyarország

1,0



London

0,8



Tokio

0,93



Mexikóváros

0,40



New York

1,82



Los Angeles

3,00

Magyarország veszélyes hulladéktermelése évente 5 millió tonna - Kheopsz piramisnyi


20

2000.-ben MAGYARORSZÁGON KELETKEZETT HULLADÉKOK ÉS MELLÉKTERMÉKEK MENNYISÉGE (millió t)

16,8 5

nem hasznosított

43,5

veszélyes hasznosított szilárd, ebből hasznosított: 0,5 folyékony,ebből begyűjtött: 0,15

52,4

4,9

Termelési hulladék: 100,8

Települési hulladék: 21,8


21

EURÓPA ORSZÁGAIBAN A TELEPÜLÉSI SZILÁRD HULLADÉK ÁTLAGOS ÖSSZETÉTELE Egy lakosra jutó mennyiség Európában: 200 – 320 kg/fő/a Hulladék összetevő

Európa

Magyarország

százalékos arány

százalékos arány

Papír

24 – 45

9

Textil

2–5

2

Üveg

5 – 10

2,5

Fémek

3–9

5

Műanyagok

2,5 – 5

3

Egyéb szervetlen anyag (pl. salak, föld…)

11 – 28

45

Egyéb szerves anyag (pl. konyhai hulladék…)

15 – 25

24

Egyéb

2 – 17

9,5

megnevezés


22

A REPÜLŐTÉRI HULLADÉK ÖSSZETÉTELE ÁTLAGOSAN


23

HULLADÉKGAZDÁLKODÁS 



 





HULLADÉKMENTES ELJÁRÁSOK → NEM KELETKEZIK HULLADÉK HULLADÉKMENNYISÉG → CSÖKKENTÉSE (új eljárás) GYÁRTÁSI FOLYAMATOK KÖRNYEZETI HATÁSAI TERMÉKEK –ELŐÁLLÍTÁSA, HASZNÁLATA SORÁN HULLADÉK HULLADÉK

→ ÚJRAELOSZTÁS → ÚJRAFELHASZNÁLÁS ÚJRAHASZNOSÍTÁS HULLADÉKKEZELÉS → ÁRTALMATLANÍTÁS ELHELYEZÉS → HASZNOSÍTÁS A TERMÉSZETBEN NINCS HULLADÉK SZELEKTÍV HULLADÉKGYŰJTÉS MÁSODNYERSANYAGKÉNT VALÓ HASZNOSÍTÁS GYÁRTÁSFOLYAMAT PÉLDÁK: CSOMAGOLÓANYAGOK –TERMÉKEK– GYÁRTÁSA nyersanyagból ill. másodnyersanyagból  ÜVEG  PAPÍR (CELLULÓZ)  MŰANYAG  FÉM: ALUMÍNIUM (TIMFÖLD) © Dr. Barkács Katalin

24

HULLADÉKKEZELÉS

 

mennyiségcsökkentõ és/vagy vagy minõséget változtató eljárások fizikai-, kémiai-, termikus-(égetés), biológiai módszerek


25

A környezetkárosodás csökkentése

Papír

Alumínium

Vas és acél

Az energiafelhasználás csökkentése, %

30….55

90...95

60...70

A selejt és hulladék csökkentése, %

100

100

95

A levegőszennyezés csökkentése, %

95

95

30

1 t anyag felhasználásának energiaigénye (109 J/t) Iparág Papírgyártás Műanyagipar Üvegipar Acélgyártás Alumíniumgyártás

Másodlagos nyersanyagok

Elsődleges nyersanyagok

2,94 0,42 1,26 2,52 8,40

6,3 ... 10,5 2,94 11,8 25,2 58,8


26

HULLADÉKOK KEZELÉS SZEMPONTBÓL ALAPVETŐ JELLEMZŐI 

fizikai-kémiai jellemzõk: mennyiség, térfogatsúly

nedvesség, frakcionált osztályozás/ méret szerint pH, fűtõérték, éghetõ szervesanyag-tartalom, hamu,N, P, K , C/N arány, toxikus ill. egyéb egészségkárosító komponensek



biológiai jellemzõk: fertõzõ mikroorganizmusok (vírusok, gombák, baktériumok), bélférgek, rovarok, rágcsálók


27

HULLADÉKKEZELÉSI ELJÁRÁSOK Hulladékkezelés előkészítő műveletei  aprítás  rostálás  tömörítés  darabosítás  mosás, tisztítás Fizikai hulladékkezelés  fázisszétválasztás  komponens szétválasztás  beágyazás  deponálás Kémiai hulladékkezelés  semlegesítés  csapadékos leválasztás  hidrolízis  redukció, oxidáció  dehalogénezés  elektrokémiai módszerek Biológiai hulladékkezelés  komposztálás  biogáz termelés © Dr. Barkács Katalin

28

HULLADÉKKEZELÉS

Települési szilárd hulladék gyűjtése, osztályozása, átmeneti tárolása-válogatása; szerves, szervetlen hasznosítható rész, tömörítés a gyüjtéskor vagy utólag


29

ÁLTALÁNOS HULLADÉKKEZELÉS FOLYAMATA ÖSSZES HULLADÉK

ZÖLDHULLADÉK elválasztott gyűjtés

SZEMÉTMARADÉK, IPARI HULLADÉK, TERJEDELMES HULLADÉK

ÉRTÉKESTHETŐ ANYAGOK elválasztott gyűjtés

előkezelés

KÁROS ANYAGOK elválasztott gyűjtés ÉPÍTÉSI TÖRMELÉK újbóli felhasználásra

ÉRTÉKESÍTHETŐ ANYAGOK Fémek, műanyag fóliák, papír/karton

BIOLÓGIAILAG NEHEZEN LEBONTHATÓ RÉSZEK

INERT ANYAGOK Üveg, kő, homok

Műanyag, gumi, bőr, fa

BIOLÓGIAILAG LEBONTHATÓ RÉSZEK

BIOGÁZ /metán/

Biológiai lebomlás

Visszatartó tárolás

Biológiailag inaktív

bálaraktár

lerakó


Inert anyagok lerakója

30

A SZILÁRD HULLADÉKOK KOMPONENSSZÉTVÁLASZTÁSI ELJÁRÁSAINAK ALKALMAZÁSI TERÜLETEI Eljárástípus

Alkalmazási területek

Mechanikai

Papír-, műanyag- és textilhulladék szétválasztása és tisztítása Szerves szilárd maradéknak a szervetlentől való elkülönítése Kábel- és gumihulladék osztályozása

Hidromechanikai

Szerves és szervetlen hulladékkomponensek szétválasztása Műanyagkeverékek szétválasztása Kábelhulladék feldolgozása Fémhulladék szeparálása, dúsítása

Nehézközegű és mágneses folyadékkal dolgozó

Fémhulladék szeparálása, dúsítása

Mágneses

Vashulladék szétválasztása, elkülönítése Üveg- és műanyaghulladék szétválasztása

Flotációs

Üveghulladék szétválasztása Műanyaghulladék szétválasztása Papírhulladék festékmentesítése

Örvényáramú és elektrosztatikus

Fémhulladék szétválasztása Papír-műanyag keverékek szétválasztása

Optikai

Üveghulladék szín szerinti osztályozása

Infravörös

Papír-műanyag keverék szétválasztása © Dr. Barkács Katalin

31

AZ ÉVENTE KELETKEZŐ HULLADÉK KEZELÉSÉNEK ALAKULÁSA

Hulladékfajta

Lerakás %

Égetés és egyéb eljárás %

Hasznosítás %

Nem veszélyes

65,9

5,3

28,8

Veszélyes

75,0

11,3

13,7

Összes

67,5

6,5

26,0


32


33

3. számú melléklet a 2000. évi XLIII. törvényhez

HULLADÉKÁRTALMATLANÍTÁST SZOLGÁLÓ MŰVELETEK D1 Lerakás a talaj felszínére vagy a talajba D2 Talajban történő kezelés (folyadékok, iszapok talajban történő biológiai lebontása, stb.) D3 Mély-injektálás (szivattyúzható anyagok kutakba, természetes üregekbe juttatása, stb.) D4 Felszíni feltöltés (folyadékok, iszapok elhelyezése árkokban, mélyedésekben, tározó vagy ülepítő tavakban, stb.) D5 Lerakás műszaki védelemmel (elhelyezés fedett, szigetelt, a környezettől és egymástól is elkülönített cellákban, stb.) D6 Bevezetés víztestbe, kivéve a tengereket és óceánokat D7 Bevezetés tengerbe vagy óceánba, beleértve a tengerfenéken történő elhelyezést is D8 E mellékletben máshol nem meghatározott biológiai kezelés, amelynek eredményeként létrejövő vegyületeket, keverékeket a D1 - D12 műveletek valamelyikével kezelnek © Dr. Barkács Katalin

34

D9 E mellékletben máshol nem meghatározott fizikokémiai kezelés, amelynek eredményeként létrejövő vegyületeket, keverékeket a D1-D12 műveletek valamelyikével kezelnek (elpárologtatás, szárítás, kiégetés stb.) D10 Hulladékégetés szárazföldön D11 Hulladékégetés tengeren D12 Tartós tárolás (tartályokban, mélyművelésű bányában történő elhelyezés, stb.) D13 Keverés vagy elegyítés a D1-D12 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében D14 Átcsomagolás a D1- D12 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében D15 Tárolás a D1-D14 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében (a képződés helyén történő átmeneti tárolás és gyűjtés kivételével)


35

HULLADÉKLERAKÁS A HULLADÉKLERAKÁS MEGOLDÁSI MÓDJAI, MŰSZAKI VÉDELEM •

A hulladék lerakás előtti előkezelése

•

A hulladéklerakók helykiválasztása

•

A kiválasztott terület megkutatása

•

A környezeti hatásvizsgálat (KHV), környezeti hatástanulmány (KHT)

•

A hulladéklerakók tervezése, méretezése, műszaki védelem

•

Különleges lerakók

•

A lerakott hulladékban lejátszódó folyamatok

•

Monitoring

•

Kárelhárítás © Dr. Barkács Katalin

36

HULLADÉKTÁROZÓK; VÉGLEGES VAGY ÁTMENETI LERAKÓK helykijelölés nagyság, bővíthetőség megközelíthetõség

a terület értéke meteorológiai jellemzők geológiai-, hidrogeológiai jellemzõk /talajösszetétel, vízáteresztő képesség, talajvíz áramlás / Lerakó létesítéséhez terep-előkészítés, vízvédelem, szigetelés / szigetelés altalaj tömörítéssel és korszerű szigetelő anyagokkal / Prizmás lerakók és hulladéktározók szigetelő rétegeik: ásványi és fólia gázelvezetés és drénezés, ellenőrzésük, lefedésük /rekultiváció/


37


38


39


40


41

4. számú melléklet a 2000. évi XLIII. törvényhez

HULLADÉKHASZNOSÍTÁST SZOLGÁLÓ MŰVELETEK R1 Fűtőanyagként történő felhasználás vagy más módon energia előállítása R2

Oldószerek visszanyerése, regenerálása

R3 Oldószerként nem használatos szerves anyagok visszanyerése, regenerálása (beleértve a komposztálást és más biológiai átalakítási műveleteket is) R4 Fémek és újrafeldolgozása

fémvegyületek

R5 Egyéb szervetlen újrafeldolgozása R6

anyagok

visszanyerése,

visszanyerése,

Savak vagy lúgok regenerálása

R7 Szennyezéscsökkentésre összetevőinek visszanyerese


használt

anyagok

42

R8

Katalizátorok összetevőinek visszanyerése

R9 Olajok újrafinomítása vagy más célra történő Újrahasználata R10 Talajban történő hasznosítás, amely mezőgazdasági vagy ökológiai szempontból előnyös R11 Az R1-R10 műveletek valamelyikéből származó hulladék hasznosítása R12 Átalakítás az R1-R11 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében R13 Tárolás az R1-R12 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében (a képződés helyén történő átmeneti tárolás és gyűjtés kivételével)


43


44


45

AZ EGYES HULLADÉKKOMPONENSEK JELLEMZŐ MEGOSZLÁSA A FÜSTGÁZBAN ÉS SALAKBAN

Hulladékban g/kg

Salakban %

Pernyében %

Füstgázban %

Szén

260

1,0

0,5

98,5

Kén

5,0

35

25

40

Fluor

0,20

35

40

25

Klór

7,0

10

20

70

Vas

70

99

1

-

Réz

0,4

90

10

Cink

1,0

50

50

-

Ólom

0,8

60

35

5

Kadmium

0,01

10

80

10

Higany

0,004

-

25

75

Elemek


46


47


48

KOMPOSZTÁLÁS

A komposztálás célja:  a végső elhelyezésre kerülő anyag térfogatának és tömegének (víztartalmának) csökkentése (szállítási költség megtakarítása),

 levegő szennyezők emissziójának csökkentése,  vízszennyező-kibocsátás csökkentése,

(depóniából

való

kioldás)

 egészségügyi veszély (patogének, toxikus hatások) megszüntetése,  hasznos anyagok előállítása, illetve visszanyerése.


49

A KOMPOSZTÁLÁS FOLYAMATÁNAK SZAKASZAI I. mezofil, felmelegedéssel együtt - Sugár gombák, élesztőgombák bontják a zsírokat, fehérjéket, szénhidrátokat. Oxigén jelenlétében C02 képződés Felmelegedés 40 - 50 °C-ra Csökken a pH 4,5 értékre - Időtartama néhány óra II. termofil, lassú lehűléssel - Termofil bacillusok - Gyors felmelegedés 60 - 70 °C-ra, majd lassú lehülés - Növekszik a pH 8,0 - 8,5 értékre - Időtartama 2 - 3 nap - A patogén szervezetek elpusztulnak - Nedvességtartalom csökken III. utóérlelés, teljes lehűléssel - Gombák - Ammónia mennyiségének csökkenése, távozik - Hőmérséklet változatlan - Időtartama 2 - 3 hónap © Dr. Barkács Katalin

50

KOMMUNÁLIS HULLADÉK JELLEMZÉSE KOMPOSZTÁLÁS SORÁN Komponensek megnevezése

Százalékos megoszlás

Várható csőkkenés a komposztálás során %

Lipidek

3-9

86

Cellulóz

41-61

30

4-20

-

Illó anyag (izzítási veszteség)

96-80

40-65

Nedvesség tartalom

30-65

5-10

Hamu

Összes anyag tőmege

40

Összes anyag térfogatban*

42-50

Nitrogénvegyűletek

10-20

Ammónia (N)

0,5-1,4

Szerves (N)

4,8-14,0

(Összes (N)

7-17

*65 %-os nedvességtartalom


51

KOMPOSZTKÉSZÍTÉSI TECHNOLÓGIA

Az alkalmazott műveletek:  a nyers.hulladék előkészítése  érlelés (biológiaí oxidáció)  kiszerelés (adalékok)

Az eljárás lehet:  nyílt  zárt,  részben zárt

Hasznosító eljárás: önsterilizáló, exoterm folyamat révén humuszképzõ anyagot állít elő


52

KOMPOSZTHASZNÁLAT ELŐNYE ÉS HÁTRÁNYAI



növeli a talaj-porozitást, javítja a szellőzőképességet



könnyíti a talajkultiválást



javítja a talaj nedvességtartó képességét



lassú tápelem felszívódást eredményez



a talaj pufferkapacitását növeli



szezonálisan használható, tárolótér igényes





szállítási költségek és esetleges nagy inert anyag tartalom szigorú előírások az egészségkárosító ill. talajt károsító komponenstartalomra


53

A BIOGÁZ-TERMELÉS KÖRÜLMÉNYEI Anaerob hulladékhasznosító eljárás  lebontható szerves anyag (homogén elegy)  szén-nitrogén arány~ 3:1 (túl nagy N tartalomnál ammónia felhalmozódás)  szén-foszfor arány 150:1  egyéb tápelemek (S, Ca, Mg, K, Zn, Co, szükséges mennyiség a hulladékban)

 kémhatás pH = 7, ha a pH = 4. .. 5, akkor a mikroszervezetek működése leáll  mérgező anyagok pl.: sejtmérgek oxigén (a fakultatív anaerobok elhasználják), alkáli és alkáli földfémek 5x10- 3 kg/dm3 koncentrációban, nehézfémek 5x10-6 kg/dm3 koncentráció esetén csökkentik a metán képződést, kivéve ha szulfidok is jelen vannak © Dr. Barkács Katalin

54

A BIOGÁZ-TERMELÉS KÖRÜLMÉNYEI Sejtmérgek, folytatás: klórozott szénhidrogének 3x10-6 kg/dm3 koncentrációban megszüntetik az erjedést, nitrogénnel átbuborékoltatva a folyamat újra beindul, szulfát ionok koncentrációja > 10-6 kg/dm3 a szulfátredukció elnyomja a metán képződést Egyéb tényezők: Víz jelenléte, az anyagcseréhez szükséges, a biokémiai folyamatok közege, a 0,1 % < szárazanyag-tartalom < 60% az eljárások lehetnek: nedves, félszáraz és száraz eljárások Hőmérséklet, a biogáz képződés szempontjából a legfontosabb paraméter! mezofil baktériumok működéséhez optimális T= 30...35 °C termofil baktériumok működéséhez optimális T= 50.. 65 °C (melegíteni kell!)


55

GÁZKINYERÉS HULLADÉK- DEPÓNIÁBÓL Magyarországon már negyedszázada is 12 depóniából nyertek ki metántartalmú gázt

A kommunális hulladék és a szennyvíziszap összetételének összehasonlítása Megnevezés Cellulóz, keményítő

Szárazanyag tömegszázalék m/m% Hulladék

Iszap

58,8

29,8

Félcellulóz

6,2

Lipid

5,7

14,0

Protein

2,6

19,0

Műanyag

1,5

-

Hamu, fém üveg

31,4

31,0*

Összesen

100

100

*csak hamu!


56

A hulladéklerakás módjai:  Gödörfeltöltés (10 m)  Depónia (5-7 m) terep fölé kiemelkedő Talajvíz és a depónia helykijelölése

műszaki védelem.

Depónián áthaladó csapadékvíz (csurgalékvíz) szennyezettsége a városi szennyvízhez képest

 Nitrogén

1:6

 BOI

1:50

 Mn

1:700

 Fe

1:500

 Klorid

1:13

 Nehézfémek  Szerves mikroszennyezők (klórozott szénhidrogének) Csurgalékvíz anaerob fermentációval való tisztulása a talajszerkezet, az áramlási viszonyok, a szennyezettség (KOI ≥10 000 mg 02/L) függvénye. Fermentáció beindulásának feltétele a hulladékban: hulladék nedvességtartalma 50-60% P:KOI arány 1:50 © Dr. Barkács Katalin

57

A keletkezett depóniagáz összetétele: 80 % CH4 20 % CO2

Átlagos gázképződés: 100 m3 gáz/ t hulladék Takaratlan depóniában aerob fermentáció (szervesanyag vesztés) Depóniagáz nyerés: földtakarás (fedőréteg gázzáró, nedvesség áteresztő), gyűjtővezeték, kompresszor (enyhe szívás), gázvezeték. Kedvezőtlen a gáztermelés: • magas talajvíz, (megnő a nedvességtartalom) • tápanyag összetétel (N és P tartalom) rendellenesség, (P:KOI - 1:100, esetleg 1:500) • toxikus hatások esetében. Csurgalékvíz tisztítás szükséges: nagy NH4+ ion tartalom (100 - 200 g/m3) ->visszalocsolás a depóniára, sztripping Depónia hasznos élettartama: 10 - 20 év. Gáztermelés felfutási szakasz 1 év, 5-10 év lecsengő szakasz. Depónia teljes beérése 40 - 50 év, ezután kitermelhető humuszként értékesíthető. © Dr. Barkács Katalin

58

ISZAPKEZELÉS A szennyvíztisztítási folyamat során keletkezett iszap nagy víz – és kis szárazanyag-tartalmú (kb. 1-3%) ezért szállítani, felhasználni nehéz. Sok esetben még kórokozó, fertőzőképes mikroorganizmusokat is tartalmaz, emiatt eleve veszélyes hulladéknak minősül - így sehol sem lehet előkezelés nélkül felhasználni. Az iszapok kezelése, un. kondicionálása: célja a stabilizálás (fertőzőképesség megszüntetése), és a víztelenítés. Az iszap stabilizálása a benne lévő mikroorganizmusok elpusztítását jelenti, ugyanis ellenkező esetben szaporodásuk növeli a fertőzésveszélyt, és kellemetlen sajátságú, esetleg mérgező vegyületeket is termelhetnek. A stabilizálás történhet aerob vagy anaerob módon.


59

Az iszapok vízteleníthetőségét megszabja az, hogy a víz milyen kötésben található az iszapban. Előfordulhat mint:

pórusvíz: az iszap nagy részét képezi. A pórusvíz és az iszaprészecskék között kötőerő nincsen, ezért könnyen un. sűrítési folyamattal eltávolítható (gravitáció alkalmazása). A sűrített iszap szárazanyag tartalma 5-10 % lehet. kolloidálisan kötött víz: a víz és az iszaprészecskék között fizikai-kémiai kötés van. Ennek megszüntetése hő, kémiai vagy mechanikai energia befektetését igényli. Víztelenítés után az iszap szárazanyag tartalma 25-40 % lehet. sejtben kötött víz: csak a sejtfalak megnyitásával távolítható el termikus vagy biológiai eljárással (kb. 70-95 % szárazanyag tartalomig).


60

ISZAP-VÍZTELENÍTÉSHEZ ALKALMAZOTT BERENDEZÉSEK A pórusvíz pl. sűrítő medencében távolítható el. Annyiban különbözik az általános ülepítő medencétől, hogy a kotrólapátokra függőleges pálcákat szerelnek. A kotrólappal együtt igen lassan forgatva ezeket a pálcákat, a keverés “megbontja” a pórusokat, és a pórusvíz eltávozhat (mechanikus utóflokkuláció).

A flokkuláció segíti az iszapok mechanikai víztelenítését. Az iszapok ugyanis negatív töltésű kolloidok (természetes vagy mesterséges) agglomerációjából jönnek létre, a keletkező iszappehely is negatív töltésű, így a pozitív töltésű részecskék (kationok vagy kationos polimerek) csökkentik a köztük lévő taszító kölcsönhatásokat. Az iszaprészecskék közötti távolság, a pórusok mérete a flokkuláció során csökken, a bennük lévő víz eltávolítható az iszapból (az iszap vízteleníthetősége nagyobb lesz). A kolloidálisan kötött víz eltávolításához többféle eljárás használható. A víztelenítés mértékét jelentősen befolyásolja az alkalmazott vegyszer fajtája és a víztelenítés módja.


61

A szennyvíztisztítási folyamat különböző lépcsőiben keletkezett szennyvíziszap, a primer, szekunder és tercier iszap összetétele is eleve eltérést jelent a víztelenedéskor. A harmadlagos iszap (önmagában vagy keverve) vegyszeres kezelés, kondicionálás nélkül is könnyen vízteleníthető (előzetesen adagolt vegyszertartalom). Víztelenítő módszerek. A szikkasztó ágyak szabadban lévő létesítmények, amelyek talajszűrés és párologtatás útján választják el az iszapvizet. Ide csak stabilizált iszap kerülhet, mert nagy nyitott felülete révén fertőzést terjeszthetnek az iszapban esetlegesen jelenlévő kórokozó mikroorganizmusok. Az iszapszikkasztó ágyakat akkor lehet igazán hatékonyan használni, ha flokkulálószereket is alkalmazunk az iszap víztelenítésénél, különben csak iszaplerakó helyek lesznek (pl. sok eső esetén kevés a párolgás, és a kezeletlen iszap a szűrőréteget is eltömheti). Az iszap száradási ideje 5-30 nap, ezután már jól szállítható (szárazanyag-tartalma max. 20 %), indulhat a következő adag szikkasztása.


62

Ha nagy mennyiségű iszap keletkezik; akkor környezetegészségűgyi és gazdasági szempontból a gépi iszapvíztelenítés célszerűbb. Gépi iszap-víztelenítés alapvető berendezései: vákuum-dobszűrő szögcentrifuga szűrőszalag-prés keretes vagy kamrás szűrőprés. Minden esetben változó, de átlagosan 20 - 40% szárazanyag-tartalmú iszap nyerhető használatukkor, ha a primer- és szekunder iszapokat előzetesen vegyszeresen is kezelik (az így kezelt iszap már lapátolható). Ha az iszapot biológiai úton nem stabilizálták (leggyakrabban ez a nagy szervesanyag-tartalom miatt biogázt is termelő anaerob rothasztással történik), akkor a kémiai kezelés mésztej-adagolással éri el ezt a célt. A mésztej ugyanis destabilizáló hatása mellett a magas pH miatt egyben a sejteket is elpusztítja. Előnye abban is rejlik, hogy a továbbiakban az iszap-elhelyezést olyan területeken, ahol a talajjavítás céljából adagolnának meszet, nem akadályozza. Az összes megengedhető szennyező komponens mennyiségét a kihelyezhető iszapban természetesen ekkor is szigorú előírások rögzítik.


63

SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSE (KONDICIONÁLÁS, STABILIZÁLÁS A DÉL – PESTI SZENNYVÍZTELEPEN)

polielektrolit

sűrítő

fölös iszap

sűrítő centrifuga

konyhai hulladék

2256 55° m3/d C

3187 m3/d nyers iszap

csurgalék lé

mezofil fermentor

csurgalék lé

gáztartály 13 886 m3/d víztelenítő centrifuga

kazán Hő

35 °C adalék

termofil fermentor

gázmotor polielektrolit

csurgalék

3/d S-mentesítés 43©mDr. Barkács Katalin

Elektr . áram 64

ISZAP FERMENTÁLÁS (TERMOFIL ROTHASZTÁS)

biogáz

gáztartály

55°C anaerob

termofil fermentor


CH4 (+CO2)

65

BIOGÁZ-TERMELÉS (HULLADÉKHASZNOSÍTÓ ELJÁRÁS)

2 256 m3/d

1x termofil

13 886 m3/d

4x mezofil © Dr. Barkács Katalin

66

ENERGIATERMELÉS

Hőenergia

Hő+elektromos energia

23 550 kWh/d

kéntelenítő

gázmotor


67

KOAGULÁCIÓ-FLOKKULÁCIÓ AZ ISZAP KEZELÉSEKOR kondicionálás-víztelenítés


68

DERÍTÉSI VIZSGÁLATOK


69

AZ ISZAP VÍZTELENÍTÉSE polielektrolit adagolás

523 m3/d 480 m3/d

43 m3/d

csurgaléklé tömegmérés


kondicionált iszap 70

Hulladékkezelés? az első lépésa MEGELŐZÉS!!!!!!!


71

HULLADÉKHASZNOSÍTÁS RECIKLÁLÁS ÚJRAHASZNOSÍTÁS

DILEMMA, mikor-mi az előnyősebb??? Lerakás válogatás nélkül Nagy helyigény Hasznosítható anyag elvész Környezeti ártalom keletkezik Lerakás (maradék) a szelektív gyűjtés után Nincs más megoldás . Hasznosíthatatlan anyag kerül elhelyezésre Égetés válogatás nélkül Hulladék mennyiségének csökkentése Energiatermelés Égetés szelektív gyűjtés után Veszélyes anyagok kezelése Komposztálás szelektív gyűjtés után Hulladék mennyiségének csökkentése


72

JÖVŐKÉP, TERVEK Termelői oldal:  a technológiák fejlesztése, új eljárások bevezetése  kevesebb nyersanyag felhasználás  kevesebb energia felhasználás  hosszú élettartamú termékek gyártása  a hulladékképződés mérséklése  hulladékmentes eljárások alkalmazása Felhasználói oldal (környezettudatos magatartás) :  egészséges életmód fogyasztási elvei  hulladék helyi válogatása  hulladék mennyiségének mérséklése Feldolgozói oldal:  hulladékok szétválogatása komponenseire  szelektíven gyűjtött hulladék visszaforgatása a termelésbe Minden oldal:  hulladékcsökkentés; újrahasználat és hasznosítás  ismeret / tudásszint


73

Megoldáspéldák a hulladék megelőzésére: • nyers- és alapanyag megválasztása Pb-fehér ↔ ZnO, BaO, Ti02 benzol ↔ paraffin CCl4 ↔ egyéb klórozott szénhidrogének pl. HCI gyártás NaCI + H2SO4 vagy H2 + Cl2 pelettizált alapanyag (pl. szénpor...) alapanyag szennyezőanyag tartalmának csökkentése • műveleti körülmények alapanyagok nedvesítése ↔ száraz porforma acél fűtőlapok / kráterek ↔ homokfürdő őrlés nedvesen égőfejek / pl. tüzelőanyagok/ • reakciókörülmények legyen szelektív! hőmérséklet, nyomás, összetétel nem megfelelő technológia; több melléktermék -> hulladék szelektív katalizátor, recirkuláció víz helyett szerves oldószer, kis oldószerigény, helyszíni oldószer-regenerálás Ha hulladék keletkezik: nem megoldás a hígítás ! pl. technológiai hulladék /víz vagy szilárd / kommunálissal keverése nem! megengedett © Dr. Barkács Katalin

74

A termelési hulladék ill. melléktermék mennyisége és hasznosítása Az ágazat megnevezése

Képződő

Hasznosított

Hasznosítási arány %

Hulladék 106 t Ipari (építő- és építőanyagipar, valamint élelmiszeripar nélkül)

26,0

6,9

26,5

Építő- és építőanyag-ipar

10,0

1,0

10,0

6,0

5,8

96,7

32,0

15,0

46,9

Állattenyésztés

20,0

20,0

100,0

Erdőgazdaság és faipar

1,0

0,7

70,0

95,0

49,4

52,0

Élelmiszeripar Mező- és erdőgazdaság növénytermesztés

Összesen


75

Hulladék újrahasznosítása Felmérések eredménye Fontos-e az újrahasznosítás? 95% igen Hajlandó lenne havi díjat fizetni a megvalósításáért? 74% nem A GYAKORI HULLADÉK-ÖSSZETEVŐK KÖZT ÚJRAHASZNOSÍTHATÓK, AZ ÚJRAHASZNOSÍTÁS ARÁNYAI megnevezés újtrahasznosítás Költ- Európa USA korlátai ség hasznosít hasznosítási arány ási ráta % ráta % * alumínium mosás, aprítás, 0,6 39 20 őrlés, olvasztás korlátlanul műanyag vágás, zúzás, 0,2 31 14 bálázás, feldolgozás sokszor üveg zúzás, olvasztás, 0,3 62 62 formázás korlátlanul papír zúzás, tisztítás, 0,2 72 62 pépesítés, kikészítéshatszor *az újonnan, nyersanyagokból előállított termékhez viszonyítva © Dr. Barkács Katalin

76

Fejenkénti éves hulladékmennyiség és átlagos hasznosítási ráta 2009-ben

USA 791 kg, hasznosítási ráta: 34% EU 564 kg, hasznosítási ráta: 38%

Egy átlagos család által évente elhasznált műanyag zacskók előállításra fordított energia megegyezik az otthonuk féléves energiaszükségletével.


77

AZ ÜVEGHULLADÉK HASZNOSÍTÁSA


78

A MŰANYAG HASZNOSÍTÁSA természetes lebomlás

típusazonosítás darabolás

oldás mesterséges lebontás

mosás, tisztítás műanyaghulladék

válogatás

őrlés

depolimerizáció pirolízis

festékmentesítés regenerálás

extrudálás, fröccsöntés, préselés


79

A HULLADÉKOK KOMPLEX KÖRNYEZETI HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA Fizikai-kémiai tulajdonságok

Komplex tulajdonságok

Biológiai tulajdonságok Ökotoxikológiai

Növényi

Toxikológiai

Fertőzőképesség

Halmazállapot

Lebonthatóság - biológiai degradáció

Kémhatás

- fotodegradáció - kémiai lebontás

Állati

Szubakut

Virológia

Összetétel és koncentrációk: - nedvességtartalom - szervesanyagtartalom

Akkumuláció - vízi élőlények - szárazföldi élőlények - emberi szervezet

Mikroorganizmusok

Szubkrónikus

Parazitológia

Akut

Bakteriológia

- elemanalízis - kationok és anionok Fűtőérték

Mutagenitás

Reakció vízzel, savval, lúggal

Teratogenitás

Oldhatóság vízben, szerves oldószerben

Karcinogenitás

Korrozivitás


80

A HULLADÉKOK MÓDOSULÁSA ATERMÉSZETI KÖRNYEZETBEN Önmaguktól végbemenő folyamatok 1. fotokémiai folyamatok (általában redoxi folyamatokként valósulnak meg) 



a hulladékot alkotó molekula képes a napsugárzás nagyenergiájú fotonjait elnyelni a gerjesztett molekula megnövekedett reakcióképességgel rendelkezik



a molekula degradálódik



a hulladék földtakarása gátolja ezeket a folyamatokat

2. redoxi folyamatok



reakciók a hulladék és a környezet molekulái között



szerves anyagok kémiai-biokémiai oxidációja



változó vegyértékű fémhulladékok átalakulása


81

3. hidrolízis savas NH4Cl hidrolízise (savas kémhatás)  lúgos CH3COONa hidrolízise (lúgos kémhatás)  nincs kémhatás-változás NaCI oldódás Fontos reakció a foszforsav-észterek lebontásakor 

R1-COO-R2 → R1- COOH + R1- OH 4. metabolikus hulladéklebontás folyamatai 

 

mikroorganizmusok végzik (több esetben redoxi- és hidrolízis folyamatokon keresztül) a szerves anyag szén-forrásként szerepel aromás és alifás (C32 -ig) szénhidrogének egyaránt lebonthatók

pl. detergens (zsíralkohol-szulfátok elágazó szénlánc esetében nem bomlanak le) 

láncvégi oxidáció (alkohol, karbonsav), lánctörés; oxigén felhasználás jelentős (vízben és talajban egyaránt)


82

A HULLADÉKOK CSOPORTOSÍTÁSA A TERMÉSZETBEN BEKÖVETKEZŐ ÁTALAKULÁS SZEMPONTJÁBÓL 1. Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazó hulladékok víz és talaj oxigéntartalma (5-8 ppm oldott O2) Anyagcsere végtermékek oxigéndús (aerob) és oxigénmentes (anaerob) környezetben Aerob körülmények

Anaerob körülmények

Szén→széndioxid

Szén→szénhidrogének

Kén→szulfátok

Kén→hidrogénszulfid

Foszfor→foszfátok

Foszfor→foszfátok

Nitrogén→nitrátok

Nitrogén→aminok

Ezek a vegyületek nem feltétlenül mérgezőek. Káros hatásuk az oxigénhiány bekövetkezésekor jelentkezik, az élő szervezetek rohamos elszaporodása következik be. Ilyenek pl.: háztartási, textilipari, élelmiszeripari, papíripari, bőripari, mezőgazdasági szilárd vagy folyékony hulladékok, a műanyagok többsége nem. © Dr. Barkács Katalin

83

2. Fertőzést okozó hulladékok a gazdasági fejlődéssel e hatás kevésbé jelentkezik Pl. 1. Fekáliatartalmú hulladékok esetében kolera, vérhas, tífusz, hepatitis (viszonylag gyorsan elpusztulnak) és kolibaktériumok mellett tuberkulózis, paratífusz (perzisztens hónapokig is). 2. Egészségügyi intézmények hulladékai (vér, vizelet, váladék), egyszer használatos eszközök (katétercsövek, injekciós tűk), kísérleti állatok, testrészek, szervmaradványok, kórokozók mikrobái és toxinjai.

3. Állati tetemek, függetlenül attól, hogy az elhullás betegségből következett-e be. A tetemet fertőzőnek kell tekinteni (nedves talajban mineralizálódás 10-20 év alatt, száraz talajban mumifikálódás). 3. Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok A műtrágya maradványokat tartalmazó szilárd hulladékok közvetett úton okozhatnak súlyos károkat nem megfelelő hulladékkezelés esetén.


84

A FOSZFOR KÖRFORGÁSA A TERMÉSZETES VIZEKBEN Foszfor az algában

Foszfor a halakban

Oldott foszfor E l p u s z t u l t a l g a

H ő m é r s é k l e t n ö v e k e d é s

N ö v e k v ő s a v a s s á g

C s ö k k e n ő o x i g é n t a rt a l o m

N ö v e k v ő

N ö v e k v ő

v a s t a r t a l o m

k a l c i u m t a r t a l o m

E l p u s z t u l t h a l a k

Foszfor a fenékiszapban


85

4. Savtartalmú hulladékok A problémát a savas esők és a bányavizek jelentik, különösen a kénsav és a vasvegyületek. Levegő, víz, szulfidos érc; baktériumok jelenlétében a föld alatt és külszíni fejtéseknél lejátszódó reakció: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4 Levegő hatására: 4FeSO4 + 10H2O + O2 → 4Fe(OH3) + H2SO4 A szennyező anyagok ezután a vízgyűjtőbe jutnak és felborítják annak egyensúlyi viszonyait.

HCO3- + H+ → H2O + CO2 fokozott széndioxid képződés, oxigén felvétel korlátozódik a vizekben, a talajban mérgező fémek kioldódására is sor kerülhet.


86

5. Mérgező (toxikus) fémeket tartalmazó hulladékok A különböző fémkomponenseket tartalmazó hulladékok a természetben nem bomlanak le teljesen. A fémek csak átalakulnak, esetleg az eredetinél még veszélyesebb vegyületté. szervetlen vegyületek metabolikus átalakulása veszélyesebb anyagot eredményez, példa: dimetil-higany Minamata kór Japánban: a tengervíz Hg-tartalma határérték

1,6...3 ppb

0,1 ppb

a halhúsban

5...20 ppm !

A bioszféra fémszennyeződésének legfőbb veszélye a biológiai koncentrálódás lehetősége a tápláléklánc végén – bioakkumuláció-biomagnifikáció –


87

A higany A hulladékokban szervetlen-, szerves higanyvegyületek, fémhigany lehet. Fémhigany hulladék: villamosenergia iparból, alkáliklorid elektrolízisnél, fogászatnál. Higany vegyületek: mezőgazdaság, gyógyszeripar A fém-higany tartalmú hulladékok biológiai úton vízoldható vegyületekké alakulnak.

Szerves Hg vegyületek zsíroldhatók, nem választódnak ki, felhalmozódnak RHg+ R alkil- vagy arilcsoport R2Hg ahol R szerves csoport


88

A Hg körforgása a természetben Atmoszférába párolog Hg2+ + Hg ↔ Hg22+ Egyensúlyi folyamat az üledékben b a k t é r i u m o k

baktériumok

CH3Hg+

savas közegben vízoldható

feldúsulás a tápláléklánc végén

párolgás az atmoszférába

(CH ) Hg 3 2

baktériumok

Hg2+


fotolízis Hg + CH3*

89

Az ón és az ólom Konzervdobozok, fa gombaölő-szerek, PVC szerves ónvegyületei A szerves ón vegyületek a mérgezők, de átalakulnak szervetlen oxiddá, vagy sóvá, ami már nem mérgező. Az ólom a benzinből a közlekedés útján jutott elsősorban a környezetbe. PbCO3 - fehér, PbCrO4- sárga, PbO - vörös festékek, főleg gyerekek esetében az emésztőrendszerben okoznak komoly problémákat. Ólom akkumulátorok. Ólommázas kerámiaedényekben nem javasolt savanyú gyümölcslevet, joghurtot tárolni. A króm Inert anyag, védőréteg fémtárgyakon. A kromátok vízoldhatók, a Cr(VI) erősen mérgező, rákkeltő hatása kimutatott. Erős oxidálószer, talajban vízben a szerves anyagok oxidálása közben Cr(III)-á alakul, Cr(OH3) formában kiválik a folyadékfázisból. A kadmium Az egyik legmérgezőbb nehézfém. Festékek (CdS, CdSe) alkotói, biológiai hatásra CdS04 keletkezik. Itai-ltai kór Japánban Rizsföldet kadmium bánya hulladékvizével szennyezett folyóvízzel öntözték. © Dr. Barkács Katalin

90

KÜLÖNBÖZŐ ELEMEKET EGYÜTTESEN TARTALMAZÓ HULLADÉKOK pl. SZÉNTÜZELÉS HULLADÉKA Fémek feldúsulása a salakban, hamuban

Elem

Szén

Salak

(mg/kg)

(mg/kg)

Arzén

1-15

10-2000

Ezüst

0,1-1

1-100

10-200

20-2000

Berillium

0,1-3

1-200

Kadmium

0,3-10

1-200

5-30

3-2000

0,05-1

0,01-50

Ólom

2-70

10-7000

Nikkel

5-50

3-1300

Szelén

0,5-5

1-700

Tallium

1-4

4-100

0,1-5

10-60

10-200

10-2000

Bór

Króm Higany

Urán Cirkónium


91

SZERVES VEGYÜLETEK A KÖRNYEZETBEN Napjainkban több mint 70 000 féle szerves vegyületet használ valamilyen célra az emberiség. A környezetbe nem közvetlenül kikerüIő, felhasználásuk szerint csoportosított vegyülettípusok:

•gyógyszerek •kozmetikumok •élelmiszerek A környezetbe közvetlenül kijutó, vagy kijuttatott vegyület típusok:

•oldószerek, •kőolajok, •detergensek, •lakkok és festékek, •műanyag- és textil adalékok,

•építési segédanyagok, •peszticidek, stb.


92

ÁSVÁNYOLAJ-TARTALMÚ HULLADÉKOK Kémiai összetételük: főleg C és H tartalmú, kisebb mennyiségben S, N, O és nyomelemeket tartalmazó szerves vegyületek

A szénhidrogének forráspontja függvényében vizsgálható az, hogy hol találhatók nagyobb koncentrációban a környezetben. 1. A benzin , vagy a hozzá hasonló vegyületekből álló frakció nagyobb része elpárolog és a légkörbe kerül. 2. A nagyobb forráspontú vegyületek a talajszemcsék felületén adszorbeálódva a vízzel emulziót képez, amit a gyantás, az aszfalt típusú anyagok stabilizálnak.


93

NÉHÁNY OLAJTERMÉK JELLEMZŐI

Olajtermék

Sűrűség

Forráspont 0C

kg/dm3

Könnyűbenzin

Domináló paraffinok (szénatom szám)

0,72

20-100

C5-C7

Benzin

0,72-0,76

80-240

C5-C12

Kerozin

0,75-0,77

175-280

C8-C16

Petróleum

0,82-0,85

150-300

C10-C24

Gázolaj

0,84-0,88

200-300

C14-C20

0,90

250-350

C12-C25

Viasz-gyanta

-

350

C20-C30

Bitumen

-

350

C30-C40

Motorolaj


94

Az ásványolaj alkotórészeinek jelentős hányada biológiailag bontható

A biológiai lebontás aerob módon, sok levegő jelenlétében baktériumok által történik. A oxigén utánpótlás a talajban nehezen oldható meg átlapátolás

: Mikrobiológiailag inert szénhidrogének  az elágazó láncú szénhidrogének (izomerek)  a C32-néI nagyobb C -atomszámú szénhidrogének


95

KŐOLAJOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK TOXICITÁSA Mérgező hatásuk döntően függ a vízben való oldhatóságtól

Szénhidrogén típus

diesel-olaj autóbenzin toluol n-hexán benzol

Oldhatóság (mg/L)

Toxikus határkoncentráció halakra (mg/L)

17

50-100

100-500

50-200

511

-

60

-

1680

5

Az aromás és a kisebb molekulasúlyú összetevők jobban oldódnak a vízben. A kőolajszármazékok jelentős része toxikus: benzol, PAH-ok (zsíroldható vegyületek; halak, kagylók szervezetébe beépülnek)


96

A környezetbe került olaj átalakulási folyamatai: - szétterülés (40 liter olaj 1 km2-en ---> 4·10-5 mm vastag réteget alkot) - párolgás - oldódás - emulzióképződés (víz az olajban ill. olaj a vízben) - lebegőanyaghoz való kötődés, kiülepedés - autooxidáció (O2 + hv --> aldehidek, ketonok, karboxilsav) - biológiai lebomlás : a paraffinok közül az egyenes szénláncú, 10 és 18 szénatomszám közöttiek oxidálódnak legkönnyebben; a metánt, etánt és propánt csak speciális fajok bontják; C30 fölöttiek biológiailag kevéssé bonthatók. Biológiai lebontásban fontos szerepet játszó baktériumfajok: Aeromonas és a Pseudomonas Az Arthrobacter típus az olajok emulzióba vitelét segíti elő.

Olajemulzió lebomlása bakteriológiai úton néhány nap Olajfilm lebomlása néhány hónap 1 mg/L olaj a fito- és zooplanktonokra letális Felszín alatti vízkészlet olajszennyezése: ha a talaj olajvisszatartó képességét a beszivárgott olaj mennyisége meghaladja, akkor az olaj eléri a talajvizet. © Dr. Barkács Katalin

97

EGYES TALAJOK OLAJVISSZATARTÓ KÉPESSÉGE Talaj

Szivárgási tényező

Hézagtérfogat

Olajvisszatartó képesség

(m/s)

(tf%)

(L/m3)

Olajlencse vastagság (mm)

Kavics

10-2

2-3

5

5

Homokos kavics

10-2

2-3

8

8

Durva homok

10-3

3-4

15

12

Közép homok

10-4

5-6

25

20

Finom homok

10-5

6-8

30

30

Iszap

10-6

10-15

40

40


98

NÖVÉNYVÉDŐSZER-TARTALMÚ HULLADÉKOK A növényvédőszerek csoportosítása: Inszekticidek Fungicidek Herbicidek Rodenticidek Moiluszkicidek Nematocidek

rovarölő szerek, gombaölőszerek gyomirtók, rágcsálók elleni szerek csigaölő szerek mikroszkopikus élőlények, fonalférgek elleni szerek

a hulladék lehet • eldobált szennyezett csomagolóeszköz • szerelfolyás A növényvédőszerek csoportosítása kémiai összetételük szerint: klórozott szénhidrogének klórfenoxisavak szerves foszforsav-észterek karbamátok egyéb vegyületek


99

NÖVÉNYVÉDŐSZEREK OSZTÁLYOZÁSA LEBOMLÁSUK SZERINT KÖRNYEZETI KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT Lebomló szerek

95%-os hatáscsökkenés

Gyorsan lebomló

1... 12 hét

Mérsékelten gyorsan lebomló

1...18 hónap

Lassan lebomló

több mint 2 év

Hatáscsökkenés = inaktív formává alakul (kémiai vagy biológiai folyamatban)


100

NÖVÉNYVÉDŐSZEREK (peszticidek) hatóanyag + segédanyagok

Alapkövetelmény:

nagy hatékonyság gyors biológiai lebomlás

Néhány növényvédőszer-típus „ellenálló-képessége” a környezeti lebomlásokkal szemben Növényvédőszer típusa

Bomlási folyamat

Környezeti lebomlás (perzisztencia)

Klórozott szénhidrogének

Dehalogenizálódás

2-5 év

Dezalkileződés

4-10 hónap

Benzoesavak

Dekarboxileződés

3-12 hónap

Fenoxiecetsavak

Dezalkileződés

1-5 hónap

Észterhidrolízis

2-8 hét

Karbamátok

Dehalogenizálódás

3-10 hét

Szerves foszforsavak

Észterhidrolízis

7-80 nap

Klórozott szénhidrogének (hosszú ideig hatásos rovarölő szerek) Veszélyük: lassú bomlás élőlényekben feldúsulás © Dr. Barkács Katalin

101

ATRAZIN H

H N

N

N CHCH3

CH2CH3 N

N

CH3

Cl összegképlet

C8H12ClN5

teljes név

6-klór-N-etil-N’-izopropil-[1,3,5]-triazin-2,4diamin

móltömeg

218,1 g/mol

halmazállapot

szilárd

szín

fehér

olvadáspont

175,8 oC

oldhatósága vízben

33 mg/dm3

toxicitás

zöld algákra: EC50=100mg/ dm3 (szaporodás gátló) Állatkísérletekben karcinogénnek bizonyult, embernél lehetséges rákkeltő. © Dr. Barkács Katalin

102

ACETOKLÓR CH3 CO

CH2Cl

CH2

O

N CH2CH3

CH2CH3

összegképlet

C14H20ClNO2

teljes név

2-klór-N-(etoximetil)-N-(2-etil-6metilfenil)-acetamid

móltömeg

269,8 g/mol

halmazállapot szín

folyadék halvány sárga

oldhatósága vízben

223 mg/dm3

veszélyesség

tűzveszélyes (III. kategória)

toxicitás

zöld algára: EC50= 6,76 mg/ dm3 (sejtosztódásra hat) Szemmel, bőrrel, nyálkahártyával való közvetlen érintkezése kerülendő. © Dr. Barkács Katalin

103


104

Pl.: a gyűrűs klórozott molekula feldúsul a táplálékláncban, a halakkal táplálkozó madarak szervezetében. Szteroid hormonok (párosodás, tojásképzés) és az ösztradiol koncentrációját csökkenti.

Madarak 10 ppm Édesvízi halak

Vízi növények

Tengeri halak

Vízi gerinctelenek

Édesvíz 10 ppt

Plankton

Tengervíz 1 ppt

felhalmozódás a táplálékláncban


105

A DDT típusú vegyület ÁTALAKULÁSA INAKTÍV VEGYÜLETTÉ

A PCB-k (I. veszélyességi osztály) nem használhatók növényvédőszerként, felezési idejük 10-15 év! Kiváló hőközlő folyadék, hidraulika rendszerben közvetítő folyadék, műanyag-adalék. Erősen mérgező. Bifenil-tartalmú víz klórozásakor PCB képződik.


106

Klórfenoxi savak és származékai (gyomirtó szerek, 4 hét alatt lebomlanak) Növekedési hormonhoz hasonló hatást váltanak ki a növényből.


107

Lebomlása kémiai úton történik Szerves foszforsav-észterek (gyorsan lebomló növényvédő szerek). Emberre, állatra egyaránt mérgezők. A gyors lebomlás miatt nehezen alkalmazkodhatnak hozzá a kártevők, viszont sűrűn kell alkalmazni.


108

Karbamátok (inszekticidek, fény és víz hatására gyorsan lebomlanak). Melegvérűekre kevésbé mérgezők, hatásuk hasonló a foszforsav-észterekéhez. A karbamátok lebomlási lehetőségei a természetben:


109

SZINTETIKUS MOSÓSZEREK (DETERGENSEK) A szintetikus mosószerek felületaktív anyagot és komplexképzőként foszfátokat tartalmaznak. (foszfát → eutrofizáció) A korábbi mosószerek (kemény detergensek) elágazó szénláncúak lévén biológiailag nem lebonthatók. A tenzidek fontos követelménye a biológiai lebonthatóság! Káros hatásúak azért is, mert oldatba viszik és tartják az olajokat, peszticideket és poliaromás vegyületeket, amelyek egyébként kicsapódnának. Kommunális szennyvizekben az átlagos konc.: 2-5 ppm. Ivóvízben megengedett maximális konc.: 0,2 ppm. Kémiai szempontból három csoportra oszthatók: - anionaktív (hazánkban ezt használjuk) - kationaktív (kvaterner ammóniumiont vagy piridint tartal maznak, fertőtlenítő hatásúak) - nemionos mosószerek (poli-glikol-éter származékok, kevésbé mérgezőek, elterjedőben vannak)


110


111


112


113


114

MŰANYAG HULLADÉKOK LEBOMLÁSA


115

MŰANYAG HULLADÉKOK LEBONTÁSA, ÚJRAHASZNOSÍTÁS


116

MŰANYAG HULLADÉKOK A szintetikus polimerek többsége biológiailag nem bontható le. Kivételt a poliészterek jelentenek. A polimerekhez adagolt lágyító szerek (ftálsav-észterek, PCB-k), töltő anyagok (fa, üveg, fém, ásványi örlemények) szintén veszélyesek lehetnek, ill. gondot okozhatnak a hasznosító hulladékkezelés során. A PVC csak elporlad (csak a lágyítók bomlanak le) Fény hatására a polimerek egy része lebomlik A 290 nm-nél hosszabb hullámhosszú sávban elnyelést mutató anyagok (polisztirol λmax = 290 nm) degradálódhatnak. Az ózon réteg elnyeli a 290 nm-nél rövidebb fénysugarat, ahol a polimerek nagy részének elnyelési maximuma található. • A polimer molekula és az oxigén komplex kialakulása esetén a fényabszorpció eltolódik a hosszabb hullámhosszak felé • Oxigénnel - peroxidok képződése közben - is megindulhat a degradáció. © Dr. Barkács Katalin

117

A MŰANYAGOK ÉLETTARTAMÁNAK CSÖKKENTÉSÉRE KIDOLGOZOTT MÓDSZEREK 1. Karbonil csoportok beépítése a molekulába kopolimerizáció 1% karbonil csoportot tartalmazó monomerrel (fényabszorpció változik, eltolódik λmax = 300... 325 nm) pl. sztirol kopolimerizációja 1% fenil-vinil ketonnal A fényérzekenyített polisztirol poharak 2...3 hét alatt jól nedvesíthető degradált anyaggá alakulnak át és a mikroorganizmusok fel tudják dolgozni. Az ablaküveg viszont csak λ >325 nm fényt enged át Pl.

2. Késleltetett fotobomlás fémkelátokkal A peroxidok képződését akadályozzák Fe(III),Cu(II) dinonilditiokarbamát komplexek. A kémiai reakcióban azonban fémionok válnak szabaddá, amelyek katalizálják a peroxidok lánchasadással járó reakcióit. Pl.: PE 2% fémkomplex tartalom esetén 7 hónapig stabil, 10 hónap után 75%-ban sajátságai romlanak. 3. Biológiailag kiözvetlenül bontható polimerek Kísérleti stádiumban pl. poliamidok. © Dr. Barkács Katalin

118

HULLADÉKOK. Miért kell foglalkozni a hulladékokkal? hulladékok sorsa a környezetben, milyen veszélyekkel jár ha nem foglalkozunk a hulladékokkal?

Recommend Documents