KÖRNYEZETVÉDELEM Főiskolai tankönyv A tankönyvet a felsorolt irodalomból összeállította: dr. habil Simon Ákos CSc főiskolai tanár A tankönyvet lektorálta:
BEVEZETÉS A környezeti problémák, az emberi környezet pusztulásának kérdései az 1960-as évektől jelentkeztek világproblémaként, s az 1960-as évek végén a fejlett országokban már komoly intézkedések is születtek a környezet érdekében. Hazánkban a környezet védelme időbeni elcsúszással követte a társadalmi és gazdasági fejlődést, 1976 és 1980 között meghatározásra kerültek a környezetvédelem alapvető feladatai (törvény, koncepció és követelményrendszer), emellett kialakult a környezetvédelem szervezeti és irányítási rendszere. Ebben az időszakban a környezetvédelmi beavatkozások elsősorban a gazdasági növekedéssel párhuzamosan bekövetkező környezet-minőségromlás utólagos csökkentésére irányultak. Környezetünk jelenlegi állapota, az eredmények és a gondok értékelése azt mutatja, hogy szinte valamennyi környezetvédelmi szakterület esetében a célkitűzések nem, vagy csak részlegesen teljesültek. Ez azért következett be, mert nem vált általánossá és széleskörűen elterjedté a környezetszennyezés megelőzése, ugyanakkor a meglevő szennyező források kibocsátásának csökkentése sem érte el a tervezett mértéket. Látható tehát, hogy a környezetvédelem közügy. A továbblépés egyik lehetséges útja a megismerés, a problémák és a lehetséges megoldások bemutatása az oktatásban, egyrészt az általános ismeretek megszerzése, másrészt a környezetvédelmi szakemberképzés céljából. A tankönyv segítséget kíván adni ahhoz, hogy külön-külön és társadalmi méretekben pontosabbak legyenek az ismereteink, jobban értsük szűkebb környezetünket, amelyben élünk. Van törvényünk, készülnek az új törvények, kormány- és ágazati rendeletek, amelyek jogi formában megfogalmazzák, hogy mit is értünk a környezet védelme alatt és mit kell tennünk, hogy megőrizzük a környezetet azoktól a veszélyektől és hatásoktól, amelyek elhárítása, megelőzése hazánk élete és az eljövendő nemzedék élete szempontjából fontosak. A téma rendkívül szerteágazó és gyakran ellentmondásos volta eleve kizárja a teljességre való törekvés lehetőségét. A legfontosabbnak ítélt alapvető ismeretek tárgyalása mellett a fő cél a környezetvédelmi szemlélet megalapozása és kialakítása.
- 2 -
1. KÖRNYEZETVÉDELMI ALAPFOGALMAK. Az ember fizikai létét, szellemi és társadalmi fejlődését meghatározó környezete az élővilág élettere, a bioszféra. Földünkön az általunk ismert élet csak akkor lehetséges, ha a bioszféra az ehhez szükséges összes feltétellel rendelkezik. A feltételek és az ezeket biztosító készletek mennyisége és minősége az élet fejlődésével, a civilizáció terjedésével nagymértékben változtak, romlottak, ill. a rohamos felhasználás folytán csökkentek. Ez a folyamat különösen felgyorsult korunkban, amikor az ipar a népesség szaporodásának és az életszínvonal növelésének kettős kényszerétől hajtva olyan óriási nyersanyagtömegek kémiai átalakítására és energia-felhasználásra kényszerül, amelynek melléktermékei és hatásai a Föld méreteihez képest már nem elhanyagolhatók. A felismert fenyegető jelenségek tették szükségessé, hogy a legutóbbi években az emberiség egyre intenzívebben foglalkozzék a környezeti ártalmak leküzdésének, ill. megelőzésének problémáival, a környezetvédelemmel. 1.1. A környezet fogalma. Az ember környezete a bennünket körülvevő világnak az a része, amelyben él és tevékenységét kifejti. Ez a környezet térbeli kiterjedését tekintve gyakorlatilag azonos az élővilág életterével, a bioszférával, amely a földkéregnek (litoszféra), a vizeknek (hidroszféra) és a légkörnek (atmoszféra) azt a részét foglalja magában, amelyet az élő szervezetek benépesítenek. Környezetünk tehát élő és élettelen, természetes és mesterséges (ember által létrehozott) alkotóelemeket tartalmaz. A környezet legfontosabb elemeit az alábbiak szerint csoportosíthatjuk (természetesen további tagolásra is van mód): I. FÖLD 1. Alapkőzet 2. Ásványvagyon 3. Barlangok 4. Termőföld, talaj 5. Domborzat II: A VÍZ 6. Felszín alatti vizek 7. Felszíni vizek III. A LEVEGŐ 8. Alsó légkör (troposzféra) 9. Felső légkör IV. AZ ÉLŐVILÁG A) A növényvilág 10. Erdők 11. Gyepek 12. Nádasok 13. Mezőgazdasági növények B) Az állatvilág
- 3 14. Vadon élő védett állatok 15. Vadon élő nem védett állatok 16. Védett háziállatok 17. Nem védett háziállatok C) A mikroorganizmusok 18. Mikroorganizmusok V. A TÁJ 19. Védett természetes táj 20. Nem védett kulturtáj VI. A TELEPÜLÉSI KÖRNYEZET 21. Lakóterületek 22. Ipartelepek 23. Mezőgazdasági települések 24. Közlekedési útvonalak A környezet alkotóelemei egymással szorosan összefüggnek, közöttük kölcsönhatás érvényesül, ezért az egyes elemeket károsító ártalmak a környezet egészére kihatnak, végső soron az embert károsítják. A környezetvédelmi problémákat, a természet egyensúlyát megbontó, ökológiailag helytelen emberi beavatkozások okozzák. (Az ökológia téma a következő fejezetben lesz részletezve). A környezet több nagyságrendi fokozatát különböztetjük meg: a mikro-, mezo- és makrokörnyezetet. A helyiségeken, létesítményeken belüli térségeket nevezzük mikrokörnyezetnek, a településeknek a létesítményeken kívüli térségeit mezokörnyezetnek, a települések határain kívül eső területeket pedig makrokörnyezetnek. 1.2. A környezet szennyezésének folyamata A környezet szennyezése azt jelenti, hogy az ember tevékenysége a környezeti elemek természetes tulajdonságait hiányosan megváltoztatja, ezáltal az emberi életkörülményeket rontja. A környezet szennyezésének primer folyamata a szennyezőforrások különböző kibocsátásaiból (emisszió) indul ki, a szennyezés a terjedés (transzmisszió) révén jut el az emberre, ill. annak javaiba való behatolásának (imisszió) helyére, ahol káros hatását a szennyezettség mértéke határozza meg. A szennyezőforrás tehát a kezdete annak a rendszerint számos áttétel útján (pl. kémiai átalakulással másodlagos szennyezés) végbemenő - hatásláncolatnak, amelyben a hatás különböző közvetítő (intermedier) közegeken át, pl. a levegő vagy a víz útján eljut az imisszió helyéig (a környezet adott pontjára). A szennyezőforrások és kibocsátásaik számos szempont szerint csoportosíthatók. Eredet szerint ipari, mezőgazdasági, közlekedési, települési stb., jellegük szerint helyhez kötött vagy mozgó, pontszerű vagy kiterjedt forrásokat különböztetünk meg. Az emisszió lehet időszakos vagy folyamatos, egyenletes vagy időben változó. Ugyanakkor számtalan (és esetleg különböző halmazállapotú) szennyezőanyag fajtát kell figyelembe venni, amelyek más szempontok szerint is csoportosíthatók (pl. szerves-szervetlen; mérgező-nem mérgező stb.).
- 4 A forrásokból kilépő szennyező anyagok a transzmisszió által módosítva szűkebb vagy tágabb környezetben okozhatnak káros hatásokat. A terjedés során a szennyezés általában hígul, Így hatása csökken; de káros hatásuk egyes esetekben - főképp vegyi átalakulások miatt - erősödhet is. A transzmissziót az ártalmat közvetítő közeg mindenkori (fizikai, kémiai, esetleg biológiai) állapota és egyéb körülmények (domborzati viszonyok, hígulási arány, árnyékolás, áramlási viszonyok stb.) határozzák meg. Az imisszió meghatározott helyen fellépő szennyezettség érték (pl. SO2- koncentráció a levegőben, hangnyomásszint stb.), amelyet valamennyi forrás kibocsátásainak a terjedés által módosított összegzett hatása idéz elő. Az imissziók egy részét az ember nem érzékeli közvetlenül, hanem halmozódó hatásuk csak hosszabb idő után - számos esetben csak az utódokon - vált ki káros következményeket (pl. radioaktív sugárzások, egyes mérgező anyagok, a zaj, valamint az idegrendszerre ható stresszorok). Az introvert emissziók a forrás (pl. ipari üzem) belsejében, ill. annak területén dolgozó vagy rendszeresen ott tartózkodó személyekre, tárgyakra hatnak, míg az extrovert emissziók a létesítményen kívüli területen levő emberekre és javakra. A védekezés az introvert emissziók káros hatása ellen könnyebb, minthogy azok viszonylag rövid útja az intermedier közegekben egyszerűbben áttekinthető, továbbá a forrás üzemeltetője is közvetlenül érdekelt a nála dolgozók egészségének védelmében. A társadalomra sokkal veszélyesebb extrovert emissziók csökkentése átfogó szabályozást igényel, ezeknél sokkal nehezebb az emisszió közötti összefüggés és így a felelősség megállapítása is. Az ember tevékenysége során a környezetet módosítja, ez hasznos vagy káros hatású lehet. A környezetkárosítás (szennyezés) visszahat az emberre, de általában térben és időben eltolódva. Károsodás szempontjából a természeti és művi környezet döntő különbsége, hogy míg a művi környezetben okozott károk jelentős része kisebb-nagyobb anyagi áldozatok árán leküzdhető, ill. az eredeti állapot visszaállítható, addig a természeti környezetben okozott kár gyakran vissza nem fordítható folyamat: pl. a növény- és az állatfajok kipusztulása helyrehozhatatlan, s ezzel az emberiség véglegesen szegényebb lesz. Az ember minden korban igyekezett a tevékenységével járó káros hatásokat kiküszöbölni úgy, hogy tevékenységét módosította, ill. megkísérelte a káros mellékhatásokat közömbösíteni. Ez a spontán kialakuló és viszonylag lassan ható önszabályozás a környezetvédelem kezdeti megjelenési formája. A gyors ütemű ipari fejlődés és az erőteljes urbanizáció miatt a káros mellékhatások térben kiterjedtebben, időben pedig gyorsabban jelentkeznek. Ugyanakkor a szennyezés mértéke ma már annyira megnőtt, hogy a korábbi gondolkodásmód és a fogyasztói társadalmi torzulások sürgős megváltoztatására van szükség. A "tevékenység →káros mellékhatás észlelése→ tevékenység módosítása" hatáslánc átfutási idejének csökkentése csak megfelelően kialakított intézményekkel és szabályozással lehetséges. Emellett egyre inkább szükséges az, hogy az emberi tevékenységek káros mellékhatásait előre felmérjük, hogy azok ne vagy csak minimális mértékben jelentkezzenek. (A jelenségek összetettsége és összefonódása, valamint előre nem látható kölcsönhatások miatt a legnagyobb körültekintéssel végzett tervezés esetén is felléphetnek káros mellékhatások). Az ember tevékenysége során a felhasznált természeti kincsek (pl. ásványok, ércek) nagy része káros hulladékká alakul át, a csupán igénybe vett természeti elemeket (pl. vizet, levegőt, talajt) pedig a hulladékokkal szennyezi. Így a környezetben egyre fogynak, ill. minőségileg egyre romlanak az ember számára nélkülözhetetlen természeti kincsek, és egyre csökkennek a megmaradóknak az ember számára kedvező sajátosságai.
- 5 Ennek a káros következményeit fokozzák az emberi magatartásból és az egyre fokozódó műszaki felszereltség hibáiból eredő stresszorok (pl. zaj), továbbá az emberiségnek a technikai civilizáció fejlődésével együtt járó fiziológiai gyengülése. Mindezek ellen tervszerű küzdelmet kell folytatni, ez a környezetvédelem feladata. 1.3. A környezetvédelem céljai és eszközei. A környezetvédelem elsődleges célja megfelelő életkörülmények révén az ember (magunk és utódaink) egészségének és fennmaradásának biztosítása, továbbá anyagi és szellemi javaink védelme. A környezetvédelem nem lehet csak védekező jellegű tevékenység, hanem olyan tervszerű környezetfejlesztés, amely környezetünket szükségleteink szerint - az ártalmak egyidejű megelőzésével - alakítja. A környezetvédelem tehát mindazon intézkedések összefüggő rendszere, amellyel a fenti cél elérését biztosítjuk, ide tartozik: - a károkat megelőző védelem, - az okozott károk megszüntetése, - az emberi környezet fejlesztése, - a természeti erőforrásokkal való ésszerű gazdálkodás. A természetvédelem és tájvédelem a környezetvédelem fontos része: a természetvédelem és természetes környezet egyes, természeti értékben gazdag részeit helyezi védelem alá, és az ember gazdasági és egyéb tevékenységeinek korlátozásával, esetleg megszüntetésével, a környezeti ártalmak kiküszöbölésével törekszik az eredeti állapot, a természeti értékek fenntartására. Ennek érdekében a természetvédelem őrzi a tiszta levegőt, vizet és a csendet, védi a növény- és állatvilágot, a természetes ökológiai viszonyokat és a tájképi megjelenést. A természetvédelemmel összehasonlítva a környezetvédelem a mesterséges (települési) környezet védelmével is foglalkozik, és a különböző emberi tevékenységeket (termelés, közlekedés stb.) úgy igyekszik megszervezni, hogy az az embert, valamint annak természetes és mesterséges környezetét ne károsítsa. Nyilvánvaló a természet- és környezetvédelem szoros kapcsolata és kölcsönhatása, hiszen hosszú távon a természetvédelmi területek csak a környezetszennyezés, a károsító hatások megszüntetésével, ill. csökkentésével tarthatók fenn. A környezetvédelmi tevékenységek során elsősorban a következő alapvető kérdésekre kell válaszolni: - mit, - mitől és - hogyan kell megvédeni? Az első kérdésre válaszolhatunk legegyszerűbben: az embert, továbbá annak a természetes és művi környezetét (a környezet előzőekben tárgyalt valamennyi elemét). Az embert és környezetét a különböző forrásokból származó ártalmaktól kell megvédeni, így pl. a különböző hulladékoktól, a zajtól, a káros sugárzásoktól, a túl sok vagy kevés fénytől és hőtől, a bűztől, az eróziótól, az élőlények kipusztulásától vagy elszaporodásától, az ásványvagyonnal végzett rablógazdálkodástól, a túlzott idegi megterheléstől stb. A környezeti ártalmak közül néhány jelentősebb: 1. Kémiai ártalmak érik a szervezetet az iparban, mezőgazdaságban, háztartásokban keletkező hulladékokból. Bizonyos szennyező anyagok az ún. táplálékláncban feldúsulva fokozottan veszélyeztetik az embert és az élővilágot. Hasonlóképpen hat táplálkozásunk változása: színezés, aromásítás, tartósítás révén is sok új anyag kerül a szervezetünkbe.
- 6 2. Szöveti izgató hatások, pl. a túlzott porszennyezés akkor is károsít, ha a por a szervezetben nem oldódik, így hatása nem vegyi, hanem mechanikai. 3. Zaj és vibrációs hatások főleg az ipar és közlekedés részéről (beleértve az ultra- és infrahangok keltését is). 4. A sugárhatások magukba foglalják az atombomba-robbanás következményeitől a csökkenő fényintenzitás miatt bekövetkező károsodásig terjedő ártalmakat. 5. Termőterületek, a táj, az élővilág és anyagi eszközök károsodása, pl. talajerózió, kőfejtés, élőlények kipusztulása, korróziós károk. 6. Az idegi megterhelés, a stresszorok, káros pszichés ingerek (a fáradtsági betegségtől a veszélyes közlekedési helyzetekből eredő állandó feszültségig). A környezeti ártalmak a legnagyobb mennyiségben a legkoncentráltabb településeken figyelhetők meg. Ennek ellenére a társadalmat nagyobb távlatban nem annyira a városokban ható környezeti ártalmak fenyegetik - minthogy azok közvetlen észlelésének hatására rendszerint viszonylag rövid időn belül védelmi intézkedések történnek -, hanem sokkal inkább a távoli térségekben (különösen a nagy, de nem végtelen öntisztító kapacitású óceánokban) felhalmozódó szennyeződések, a talajerózió, fotoszintézishez szükséges növényi állomány csökkenése stb. Ezek megakadályozásában ugyanis a közvélemény ereje kisebb, a ráfordításigények pedig nagyobbak, így az illetékes hatósági szervek aktivitása is kevésbé érvényesül. Az emberi környezet elszennyeződését csakis Földünk teljességére kiterjedően, nemzetközi együttműködéssel akadályozhatjuk meg. A környezet szennyeződése ugyanis nem ismer országhatárokat, mivel az egyes országokat a bioszféra elemei, a víz és levegő szorosan összekapcsolják. A nemzetközi együttműködés szükségességének felismerése már része a harmadik kérdésre (hogyan védjük meg a környezetet?) adott válasznak. Erre a kérdésre csak összetett választ adhatunk, mert nemcsak a felmerülő probléma természettudományos-műszaki megoldását, hanem számos egyéb tényezőt is figyelembe kell venni. A környezeti ártalmak elhárítására alkalmas műszaki megoldások a következő három kategóriába sorolhatók: 1. A káros emissziók csökkentése, ill. kiküszöbölése a forrás területén: a) a káros emissziók kibocsátásának megakadályozása (pl. porelválasztó, szennyvíztisztító) és b) a folyamatok káros emisszióktól mentes megoldása (pl. ún. hulladékszegény vagy hulladékmentes technológiák alkalmazása, a robbanómotorokról elektromos meghajtásra áttérés). 2. A káros emissziók továbbjutásának vagy koncentrálódásának megakadályozása az intermedier közegekben (pl. magas kémények építése, erdők telepítése ipartelep és lakónegyedek közé). Ide tartoznak a megfigyelő, észlelő hálózatok is. 3. Az imissziók helyén alkalmazott védőeszközök (pl. gázálarcok, zajhatás elleni füldugaszok, korrózió elleni védőmázolások). Nyilvánvaló, hogy a három kategóriába tartozó műszaki megoldások közül az első csoportba tartoznak a legértékesebb, a környezetet valóban megóvó módszerek, mert ezek
- 7 megakadályozzák a szennyező anyagok környezetbe jutását. A második kategória megoldásai (pl. légszennyező anyagok magas kéményen kibocsátása) esetleg biztosíthatják az előírt értékek betartását, de csak helyileg és ideiglenesen nyújtanak megoldást, mert nem csökkentik a környezetbe jutó szennyeződés mennyiségét. A harmadik kategóriába pedig a csak kényszermegoldásnak tekinthető módszerek tartoznak már meglevő környezeti ártalomforrások esetén, amíg a forrásokat meg nem szüntetik. Ilyen helyzet kialakulását az első kategóriába tartozó megoldások alkalmazásával kell elkerülni. A környezetszennyezés valódi okait vizsgálva azonban a következő tényezőket említjük: - Gazdasági érdekeltség hiánya a termelés önköltségét növelő és így a piaci versenyképességet csökkentő, csak lassan - vagy sohasem, esetleg csak más ágazatokban - megtérülő környezetvédelmi ráfordításokkal szemben. - Egyes közismert környezeti ártalomforrások (pl. elavult lakónegyedek) felszámolásának objektív gazdasági akadályai. - Egyes ártalomforrások kiküszöbölésének objektív műszaki-tudományos akadályai (pl. az egyre újabb vegyipari technológiák bevezetése kapcsán keletkező újfajta emissziók megszüntetéséhez szükséges szakmai ismeretek hiánya). - Környezetszennyező szemlélet, etika hiánya (pl. üdülőhelyek beszemetelése, fairtások, hatóságok elnéző magatartása). Bár a környezet egyes elemei között térben és időben dialektikus kölcsönhatás létezik elemének szennyezése kihat az egészre, a környezetvédelem egyes területei hamarabb alakultak ki, illetve külön fejlődtek. A leggyakoribb csoportosítása a közegek szerint levegőtisztaság-védelmet, vízminőség-védelmet és talajvédelmet különböztet meg, a szennyezés jellege miatt külön terület a zajártalmak elleni védekezés, továbbá külön tárgyalják a hulladékok kezelését, függetlenül attól, hogy az víz-, levegő- vagy talajszennyezést okoz-e. Természetesen a környezeti ártalmak részletesebb, ill. más szempontok szerinti felosztása is lehetséges (pl. sugárfertőzés, hőszennyezés stb.) A környezet egységéből azonban következik, hogy a környezeti ártalmak feltárását és megszüntetését komplex környezetvédelmi szemlélettel kell végezni, ügyelve arra, hogy az egyik fajta környezeti ártalom megszüntetése vagy csökkenése ne váljon más típusú - esetleg sokkal nehezebben kezelhető - ártalom forrásává (pl. mérgező gázok folyadékban elnyeletésével vízszennyezést vagy hulladékégetéssel légszennyezést okozni). 1.4. A környezetvédelem szervei. Országgyűlés Környezetvédelmi Bizottsága Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium Magyar Környezetvédelmi és Vízügyi Múzeum Országos Környezetvédelmi és Vízügyi Levéltár Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet
- 8 -
Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Igazgatóságok (főigazgatóság és területi igazgatóságok) Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőségek (főfelügyelőség és területi felügyelőségek) A területi eloszlás és a központok a következők: Alsó Duna-völgyi, Baja AlsóTisza-vidéki, Szeged Dél-dunántúli, Pécs Észak-dunántúli, Győr Észak-magyarországi, Nyíregyháza Felső-Tisza-vidéki, Nyíregyháza Körös-vidéki, Gyula Közép-dunántúli, Székesfehérvár KözépDuna-völgyi, Budapest KözépTisza-vidéki, Szolnok Nyugat-dunántúli, Szombathely Tiszántúli, Debrecen Ágazati minisztériumok (környezetvédelemmel kapcsolatos saját feladatok) Önkormányzatok Környezetvédelmi megbízottak Non-profit szervezetek (Pl. Alba Kör, Duna Kör, Levegő Munkacsoport, Magyar Védegylet, különböző egyéb „zöld” egyesületek stb.)
2. ÖKOLÓGIA ÉS AZ ÉLŐVILÁG VÉDELME 2.1. Ökológiai alapismeretek
- 9 -
Földünk élővilága rendkívül változatos. Más fajok életközösségek élnek a sarki fény fagyos, bágyadt félhomályában, mások a szubtrópusi sivatagok tikkasztó hőségében vagy az óceánok mélyének örök sötétségében. Mi szabja meg, hogy hol, milyen élőlények fordulnak elő, mennyi van belőlük és milyen törvényszerűségek alapján rendeződnek sajátos felépítésű, szerkezetű és működésű közösségekbe? Milyen tényezők és hogyan szabályozzák ezeknek az életközösségeknek a funkcionálását? Ezekre az alapvető kérdésekre keres és ad választ az ökológia. Az ökológia tehát az élőlények, élőlényközösségek és létfeltételeik, azaz környezetük kapcsolatával foglalkozik. Köznapi használatban a környezet fogalmába minden beletartozik, ami bennünket körülvesz. Tapasztalatból tudjuk azonban, hogy az így definiált környezet elemei nem egyformán fontosak számunkra. Ha a természeti jelenségeket, tárgyakat, anyagokat az egyes élőlények vagy élőlényközösségek szempontjából vizsgáljuk, kitűnik, hogy a számtalan természeti tényező közül csupán néhány az, amely az élőlény létfeltételeit potenciálisan meghatározza, azaz ténylegesen hat rá. Az ökológiában a külső, lehetséges tényezők összességét környéknek nevezzük, s csak az adott helyen, adott időben tényleges ható tényezőket tekintjük környezetnek. A környezet mindig az adott élőlény valamely konkrét tulajdonsága (pl. táplálkozás, költő- vagy búvóhely igény, fagyérzékenység stb.) vonatkozásában értelmezhető. A gyümölcsös tavaszi virágpompája például a talajban kószáló vakond számára közömbös, a környék egy eleme, a méhek számára viszont táplálékforrás, létüket közvetlenül befolyásoló környezeti tényező. A környezet térben és időben állandóan változik, s hogy e változásra az élőlények milyen mértékben reagálnak, a tűrőképességüktől függ. A tűrőképesség (tolerancia) minden élőlény belső sajátossága, öröklődő és a fajra jellemző tulajdonsága, amely megszabja, hogy a környezeti tényezőket milyen határon belül képes elviselni, illetve azokra hogyan válaszol. Az ökológia tényezők e két nagy csoportja- környezet és tolerancia egymást feltételezik, egyik a másik nélkül értelmetlen, hiszen hatásról csak akkor és ott beszélhetünk, amikor és ahol ható és a hatásra reagáló, azt elviselő oldal (környezet→tolerancia) együttesen jelen van. A környezeti tényezők mindig megszabnak (limitálnak) valamilyen tolerancia sajátságot. Az élőlényekre egy időben több környezeti tényező hat, amelyről némi felvilágosítást adnak az élőlények előfordulásával kapcsolatos fogalmak. Az élőlények három különböző halmazállapotú közegben: a levegőben, a vízben és a talajban élnek. Ezek a tartózkodási közegek az élőlény számára környéket jelentenek. A termőhely vagy élőhely (biotóp) valamely faj, populáció vagy társulás élettere, amelyben rendszeresen előfordul. A növények előfordulási körülményeinek megjelölésére a termőhely, az állatokéra pedig a biotóp kifejezés használatos. Egyik sem egzakt ökológiai fogalom, de következtetni engednek azokra a környezeti tényezőkre, amelyek az adott faj, populáció vagy társulás előfordulását megszabják (pl. a mocsári gólyahír termőhelye a patakpart vagy nedves mocsárrét, a nádasé a sekély víz és vízpart, a magyar csenkeszé a homokpuszta, a pisztráng biotópja a tiszta hideg vizű patak, a szarvasé az erdő stb.)
Az élőlények előfordulásával kapcsolatos fogalom a lelőhely is. A lelőhely mindig csupán azt a földrajzi pontot jelöli, ahol az élőlény található (pl. Rakaca-völgy, GyöngyösiSárhegy, Balatonkenese stb.), a termőhely pedig mindig bizonyos környezeti tényezőkre is utal. A termőhelyen, illetve élőhelyen az élőlény számára alapvetően fontos ökológiai faktorok a megélhetéshez szükséges feltételeket biztosítják. A környezeti tényezőket két
- 10 csoportra osztjuk: élettelen (abiotikus) és élő (biotikus) tényezőkre. Az abiotikus tényezők közül a szárazföldi élőlényekre a fény, a hő, a víz, a levegő, valamint a talaj tápanyagtartalma, a tengeri életközösségek számára pedig a fény, a hő, valamint a víz sókoncentrációja és oxigénellátása hat a legnagyobb mértékben. Az élő tényezők körébe az élőlények, illetve azok populációinak egymásra gyakorolt hatásait soroljuk. A felsorolt tényezők között is vannak olyanok, amelyek csupán bizonyos határok között képeznek elemi létszükségletet (pl. a hőmérséklet, a levegő páratartalma, a talaj kémhatása stb.). A valóságban a környezet olyan rendszer, amelyben minden tényező közvetlenül vagy közvetve összefügg a többivel. Minden élőlény beilleszkedik környezetének hatásrendszerébe, kialakítja a környezeti faktoroknak megfelelő toleranciasajátságait. Az élőlények igényeinek és a környezet nyújtotta lehetőségeknek a sikeres összehangolása esetén létrejött állapot az alkalmazkodottság (adaptáció). Az alkalmazkodás teszi lehetővé az adott környezeti hatások közül az élőlény számára fontosak hasznosítását, a közömbösek eltűrését és a károsak elkerülését. Az adaptáció az élővilág törzsfejlődése és a társulások evolúciója során a természetes kiválasztódás (szelekció) révén jött létre. Ez az evolúció során kialakult adaptációs képesség fajspecifikus, ezzel a faj minden egyede alkalmazkodni tud saját környezetéhez. Minden egyed rendelkezik azonban öröklődő alkalmazkodó képességgel is. Az erős napsugárzás hatására nyáron a bőrünk megbarnul, télen viszont ismét kifehéredik. Ebben az esetben pillanatnyi alkalmazkodás (akkomodáció) történik. Az élőlények a környezethez a legkülönbözőbb módon alkalmazkodnak. A növények számára helyváltoztató mozgásra való képtelenségük miatt különösen fontos a kedvezőtlen időszakok átvészelése, vagyis a klimatikus viszonyokhoz, hő- és vízellátottsághoz való alkalmazkodottság. A különböző éghajlatú területeken egyik vagy másik életforma túlsúlya jelzi az alkalmazkodottságot. A nedves trópusokon a fák aránya, a sivatagokban a pozsgás és egyéves fajok aránya, a mérsékelt övben pedig a rejtve telelők és félig rejtve telelők aránya legmagasabb. Az élőlények alkalmazkodottságára azok tűrőképességéből következtethetünk. Könnyű belátni, hogy az élőlények számára a létfontosságú környezeti faktor tetszőleges mennyisége nem elegendő. Ha az élőlény viselkedését valamely környezeti tényező változásával kapcsolatban vizsgáljuk, rendszerint egycsúcsú, harang alakú görbét kapunk (1.ábra), ami megmutatja azt az intervallumot, amelyben az adott tényezőt az élőlény képes elviselni. A környezeti tényezők, hatások még éppen elviselhető alsó és felső határa a minimum-, ill. a maximumpont. A kettő között helyezkedik el az élőlény számára legkedvezőbb optimumpont, ill. az optimumtartomány és a még elviselhető, de kedvezőtlen tartomány, a pesszimum. A minimum, maximum és optimum határértékeket a környezeti tényező kardinális pontjainak nevezzük. A minimum és a maximum közötti intervallum a tűrés. Fajonként változik, hogy milyen tényezővel szemben, milyen tűrést mutatnak az élőlények. Ha egy tényező értékváltozásait, tág határok között képesek elviselni, akkor tágtűrésű fajokról beszélünk.
Az élőlényekre a környezeti tényezők nem külön-külön, hanem egyidőben együttesen hatnak. Közülük bérmelyik, amelynek értékei elérik vagy megközelítik a szervezet tűrőképességének határait, korlátozó (limitáló) tényezővé válik az élőlény adott szituációban való előfordulása vagy életműködése szempontjából. Mindig a minimumban vagy maximumban levő hatótényező a limitáló faktor, az határozza meg, szabályozza vagy korlátozza az élettevékenységet, hiába van a többi tényező feleslegben. A populáció általános értelemben egy fajhoz tartozó, együtt élő egyedek csoportja, szaporodásközössége. Minden populáció bizonyos számú egyedet alkot, amelyek a térben
- 11 különbözőképpen oszlanak el. Egy bükkös erdőben a bükkpopuláció tagjainak térigénye sokkal nagyobb, mint pl. a madársóska-egyedeké- a populációban az egyedek sűrűsége, tehát nagyobb populáció egyedeinek összessége a populáció nagyságát, az egységnyi területen vagy térfogatban élő egyedek száma a populáció sűrűségét adja meg. A populáció nagysága és sűrűsége változó. A születések és az esetleges bevándorlás növeli, az elhalálozás és elvándorlás pedig csökkenti a populáció méretét (2. ábra) A születések és elhalálozások aránya alapvető populációdinamikai sajátosság. A szaporodóképességet a születési rátával jellemezhetjük, amely megmutatja, hogy az egységnyi idő alatt egy nőivarú egyed hány utódot hoz létre. A populációk szaporodásképessége között igen nagy különbségek vannak, hiszen pl. az emlősök általában tíznél kevesebb, a halak pedig több ezer utódot produkálnak évente. A populáció nagyságát alapvetően befolyásolja az elhalálozások száma is, amely egyrészt a populációra jellemző örökletesen meghatározott élettartamtól, másrészt a külső körülményektől függ. 2.2. Életközösségek és ökológiai rendszerek a) Életközösségek (biocönózisok) Ahogyan az egyedek sem, úgy a populációk sem egymástól elszigetelten élnek, hanem populáció-kollektívumokat, ill. társulásokat (=életközösség) alkotnak. Az életközösségek olyan egységek, amelyekben egyidejűleg sok – az alapvető életjelenségek (pl. táplálkozás, szaporodás stb.) szempontjából különböző – növényi, állati és mikrobális populáció él együtt úgy, hogy viselkedéstípusaik többé-kevésbé összehangoltak. A társulások számos olyan jellemző tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek sem egyedeken, sem a populációknál nem tanulmányozhatók. Vegyük most sorra ezeket a tulajdonságokat. A társulások fajösszetétele, fajgazdasága nem egyforma. A sűrű, sötét fenyvesben 1-2 fafaj, aljnövényzetében kevés növény található, a vadvirágos réten pedig lépten nyomon más és más faj virít. Ha egy trópusi erdővel hasonlítjuk össze tölgyeseinket, még szembetűnőbb a különbség a fajok számát illetően. A fajgazdaság, az azonos fajhoz tartozó egyedek előfordulási gyakoriságának kifejezésére használjuk a diverzitás fogalmát. Az életközösségek diverzitása az őket felépítő populációk változatosságát, sokféleségét fejezi ki. Minél több populáció alkot egy társulást, annál nagyobb a társulásra jellemző diverzitás értéke. Az életközösségek mindenféle külső (pl. emberi) beavatkozásra a diverzitás változásával reagálnak (pl. egy bükkös tarra vágásakor annak helyén, rövid időn belül különböző eddig ott nem élő, főleg fénykedvelő növények jelennek meg, s az árnyékigényes bükkös növényeket elnyomják). Ezért a diverzitás változásainak nyomon követése környezet és természetvédelmi szempontból igen fontos.
A biocönózis organizációja az azt felépítő populációk közötti kapcsolatok révén valósul meg. Minden populáció egyidejűleg különböző közvetlen vagy közvetett kapcsolatban lehet a többivel. Két populáció között a kapcsolat előnyös (+) vagy hátrányos (-) lehet, ill. érdemi kapcsolat nem tapasztalható (0) A leggyakoribb populációk közötti kapcsolatok a következők: Neutralizmus(0,0): a populációk egymás számára közömbösek (pl. a trópusi őserdőben a kolibri és termesz populáció egymással nincs kapcsolatban).
- 12 -
Kommenzalizmus (0,+): két populáció laza kapcsolata, melyből az egyik félnek némi előnye származik, a másik számára viszont az előző léte közömbös (pl. árnyalás, kúszó növények számára támasztéknyújtás; a szavannák oroszlánjainak prédáiból mindig jut a nyomukban járó hiénáknak és keselyűknek is asztalközösség) Szimbiózis (+,+): a kapcsolat mindkét fél számára előnyös (pl. a fenyők vagy a hazai tölgyfajok és a gombák kiterjedt hifaszövedékükkel segítik a fa vízellátását, cserébe hozzájutnak a fenyő által elkészített táplálékhoz; a pillangósvirágúak gyökérgümőiben élő nitrogénmegkötő baktériumok a növényt nitrogénnel látják el, cserébe az egyéb szerves tápanyagokért; a tengeri remeterák házára tengerirózsák települnek, s „viteldíjként” védik a rákot a ragadozóktól stb.) A szimbiózis speciális esete az algák és gombák együttélése, amely új növényeket, a zuzmókat eredményezi. Allelopátia (0,+,-). A növények egymásra gyakorolt speciális kémiai hatása, amikor egymás fejlődését mérgező vegyületekkel gátolják vagy elősegítik (pl. a farkaskutyatej nagyobb tömegben gátolja a szőlő virágzását, a tarackbúza jelenléte növeli a zab termésmennyiségét; a kukorica meggyorsítja, a rozs pedig akadályozza a búza csírázását). Kompetíció (-,-). Predáció (+,-) Utóbbi két kapcsolat az élővilágban alapvető jelentőségű, ezért velük külön, kicsit részletesebben foglalkozunk. Ha valamely létfeltétel, amelyet a populációk hasonló módon használnak fel, korlátozott mértékben áll rendelkezésre, akkor az élőlények (populációk, sőt a populáció egyedei is) e tényezőkért versengenek. A létfeltételekért való versengés az érdekelt feleket egyaránt hátrányosan érinti. Az ilyen kölcsönösen hátrányos kapcsolat a kompetíció. A kompetíciónak jelentős szabályozó szerepe van a társulásban. Az azonos létfeltételekért való versengésben ugyanis az egyik kompetítor általában versenyképesebbnek bizonyul és megmarad, míg a másik vagy elpusztul, kiszorul a társulásból, vagy valamilyen alkalmazkodás révén megpróbál beilleszkedni az életközösségbe. Az élővilág fejlődéstörténete, a társulások fejlődése során e folyamatok már lejátszódtak. Ha ma egy stabil biocönózis populációt a kompetíció szempontjából megvizsgáljuk, azt tapasztaljuk, hogy a biocönózist alkotó populációk igényeiket és lehetőségeiket összehangolva osztják fel egymás között a rendelkezésre álló forrásokat és létfeltételeket. Éles kompetíció akkor léphet fel, ha egy ilyen stabil életközösségbe új populáció kerül. Amennyiben kevésbé versenyképes az ősi populációknál, akkor nem tud tartósan megtelepedni, ha viszont versenyképes, erősebb kompetítornak bizonyul, akkor kiszorítja az eredeti populációkat. Napjainkban az ilyen bevándorlás általában az ember közvetítésével történik, gyakran igen káros következményekkel (pl. az üregi nyúl betelepítése Ausztráliába túlzottan eredményesnek bizonyult, ugyanis a természetes ellenség hiánya miatt annyira elszaporodott, hogy több erszényest a kipusztulás veszélye fenyeget az élelemhiány miatt). A populációk kapcsolatának másik alapvető formája a táplálkozási kapcsolat. Az egyedi élet fenntartása csak úgy lehetséges, ha a populációk egymás számára táplálékot biztosítanak. Minden populáció más populációkat fogyaszt, s ugyanakkor megint más
- 13 populációk részére élelemként szolgál. Az ilyen módon kialakult tápláléklánc-kapcsolat a fogyasztó fél számára előnyös, a fogyasztott számára viszont hátrányos (+,-). E kapcsolatot predációnak nevezzük. A predációnak 3 alapvető formája ismeretes: Növényevés: az állatok nagy csoportjára jellemző, a fogyasztott növények károsodnak, de nem feltétlenül pusztulnak el. Ragadozás: elsősorban az állatokra jellemző táplálkozási mód (növények közül a trópusi kancsókafajok vagy a lápokon élő kereklevelű harmatfű ragadozó). A fogyasztott populáció egyedei elpusztulnak. A ragadozás különös esete a kannibalizmus, amikor az állatok saját populációjuk egyedeit fogyasztják el. Élősködés (parazitizmus):a növényeknél és állatoknál egyaránt előfordul. Az egyik populáció egyedei a másikból táplálkoznak, de nem feltétlenül pusztítják el azokat. Növényi paraziták: üszöggomba (pl. kukoricán), aranka (pl. lucernán), szádorgó (pl. napraforgó gyökerén); állati paraziták: galandféreg, májmétely, fejtetű, bolha, kullancs, fürkészdarázs, bögöly stb. A biocönózisban a predáció mindhárom formája előfordul, s így a populációk között táplálékláncok alakulnak ki. A közösség minden populációja a táplálékláncok egy-egy láncszeme. A táplálékláncok többfélék lehetnek, kiindulópontjuk, első tagjuk azonban mindig a fotoszintézisre képes – azaz szervetlen anyagokból szervest előállító - növény vagy annak elhalt részei. A többi élőlény csak a már kész szerves anyagot képes különböző módon másodlagosan felhasználni vagy lebontani és a bomlástermékeket hasznosítani. Az élőlényeket a táplálékláncban betöltött szerepük szerint három csoportba soroljuk: Termelők: a szerves anyagot elsődlegesen, tehát a levegőből és a talajból származó szervetlen anyagokból (CO2, H2O) a napfény energiájának felhasználásával állítják elő. Az előállított szerves anyag mennyisége meghatározza a belőle élő állatok számát. Fogyasztók: más élőlények (növények vagy állatok) szerves anyagával táplálkozó állatok. A növényevőket elsődleges, a ragadozó állatokat pedig másodlagos, ill. harmadlagos fogyasztónak nevezzük. Azokat a ragadozókat, amelyeknek a természetben a parazitákon kívül nincs fogyasztójuk, csúcsragadozóknak hívják. A fogyasztók sajátos csoportját képezik a magasabb rendű elhalt, szerves anyagokkal (hullákkal, korhadékokkal, ürülékkel táplálkozó állatok). A még nem lebontott táplálékot saját testanyagukká alakítják és így a társulás anyagfogalmából már egyszer kiesett szerves anyagot a fogyasztók szintjére juttatják vissza. Ezért visszamentő szervezetnek nevezzük őket (pl. ganajtúró, keselyű). Lebontók: az elpusztult növények és állatok szerves anyagát hasznosító, azokat komponenseire bontó, főleg alacsonyabb rendű, mikroszkopikus méretű szervezetek (állatok, gombák, baktériumok). A fenti három kategóriába minden élőlény besorolható, egyféle táplálkozási szerkezetet alkotnak. A biocönózisban számtalan jól elkülöníthető tápláléklánc figyelhető meg. A táplálékláncok tagjai azonban nem csupán egy-egy fogyasztó számára szolgálnak táplálékul, hanem többnek, így a sok-sok tápláléklánc bonyolult táplálékhálózatot alkot. A természetben a táplálékláncok kiindulópontja mindig a növény, vagy annak elhalt maradványa. A vizekben elsősorban a plankton algái, a szárazföldön pedig a magasabb rendű növények jelentik az elsődleges fogyasztók által fogyasztott tápanyagot. A növényevők száma tehát a növények tömegétől függ. A ragadozók számát pedig a növényevők mennyisége, mint táplálékforrás határozza meg. Így a biocönózisban természetes körülmények között a táplálék mennyisége szabályozza a szerkezet egyes lépcsőin elhelyezkedő fogyasztók számát.
- 14 A táplálék és fogyasztó populáció létszámváltozása között határozott összefüggés mutatkozik. Pl. egy nagymérvű hernyógradáció alkalmával elszaporodnak az énekesmadarak, mivel sok táplálék áll rendelkezésre, később a táplálék csökkenésével a madarak egy része elpusztul, s a táplálék mennyiségének megfelelő populációnagyság alakul ki. A táplálékláncok révén a biocönózisban anyag- és energiaforgalom valósul meg. Az anyagok gyakorlatilag a társulásban maradnak, mennyiségük az egyes szinteken változhat, de összmennyiségük nem változik, mert a rendszerben körfolyamat valósul meg. Az anyagáramlás tehát biológiai ciklusokban történik. A növények a felvett szervetlen anyagokat szerves anyagokká alakítják, ez a szerves anyag a táplálkozás révén átkerül a ragadozók szervezetébe. A növények és állatok elpusztulásával testük anyagát a lebontó szervezetek elbontják, s így az vagy közvetlenül a légkörbe, ill. a talajba, vagy a lebontók testébe kerül, esetleg rövidebb-hosszabb ideig a talaj humuszanyagaiban raktározódik. Végső soron ismét felvehetővé válik, és újra a növények hasznosítják, és a kör kezdődik elölről. A trofikus szinteken az anyagáramlással együtt energiaátadás is történik. Az energia útja azonban egyirányú, és amikorra a lánc végére ér, gyakorlatilag teljes mértékben a biocönózis számára felhasználhatatlan állapotba kerül, akkor eltávozik a társulásból. Minden életközösségnek története van. Mint bármely más rendszernél, ezeknél is kezdetleges, kialakult (többé-kevésbé stabil) és leromló állapotot lehet megfigyelni. A környezeti feltételek változásával (amiben magának a társulásnak is nagy szerepe lehet) egyegy biocönózis hosszú idő alatt átalakul más társulássá. A biocönózisok szerkezetének hosszú távon való megváltozása, amely együtt jár az őket alkotó populációk részleges vagy teljes kicserélődésével és a biocönózis minőségi átalakulását eredményezi, szukcessziónak nevezzük. Ilyen változások napjainkban is zajlanak (pl. futóhomok megkötése, tó feltöltődése, meddőhányó benépesülése stb.) A szukcesszió végeredményeként kialakuló, az adott élőhelynek legjobban megfelelő legmagasabb szervezettségű társulást záró (klimax) társulásnak nevezzük. A jelenleg stabil társulásokban rendszeresen ismétlődő változások figyelhetők meg. Egészen rövid intervallumhoz kötött a napi ritmus, az évszakok változásával kapcsolatos az aszpektusok kialakulás (szezonális ritmus) Minden biocönózisban minden populációra leírhatjuk annak térbeli elhelyezkedését, funkcionális kapcsolatait (pl. helyét a táplálékláncban), a környezet tényezőinek hasznosítási módját, annak jellemző értékeit. Egy fajnak a többiekhez viszonyított helyzete a biocönózisban az ökológiai niche (ejtsd: nis).
Egy biocönózisban két teljesen azonos niche-ü faj nem él együtt. A biocönózisok evolúciója során a kompetíció, az adaptáció és a specializáció révén alakul ki minden faj meghatározott paraméterekkel jellemezhető niche-e. Ha két populáció igénye és a társulásban betöltött szerepe teljesen azonos, akkor vagy földrajzilag elkülönülnek, vagy eltérő adottságú biotópokban élnek. b) Az ökológiai rendszerek (ökoszisztémák) Az „ökoszisztéma” kifejezés nem új keletű, szó szerint ökológiai rendszert jelent. Ökoszisztéma (ökológiai rendszer) egy populáció vagy populációkollektívum ökológiai szemléletű tanulmányozására létrehozott, absztrakción alapuló rendszermodell. Alkalmas arra, hogy a valóság bonyolult jelenségeiből az adott szempontból leglényegesebb folyamatokat és összefüggéseket egyszerűsített formában, hűen tükrözze s a rendszerelemzés eszköztárával leírhatóvá és tanulmányozhatóvá tegye.
- 15 Hogyan juthatunk el tehát az erdőtől az erdő ökoszisztémáig? Először az erdőt (annak alkotóit, fiziognómiai szerkezetét, a benne lejátszódó folyamatokat, mint pl. az avarlebomlás, vízháztartás, napfényhasznosítás stb.) sok-sok vizsgálattal, konkrét méréssel igyekszünk megismerni. Amikor már elég sok információ birtokában vagyunk, az erdőben lejátszódó folyamatokat és alkotókat átírjuk matematikai formulákba, vagyis egy rendszermodellt készítünk. A modellben minden – a vizsgálatunk célja szempontjából – fontos erdőalkotónak és folyamatnak megvan a matematikailag leírt megfelelője (komponense). Ez a modell alkalmas arra, hogy pl. számítógépbe vigyük és azon lefuttassuk. Közben olyan kérdésekre kereshetjük a választ, amelyekre az eddigi vizsgálati módszerek nem adtak lehetőséget. Az ilyen ökológiai modellek a valóság leírására nem, csak annak megközelítésére alkalmasak. A rendszer főbb vonásait kiemelve lehetővé teszik a bennük érvényesülő kapcsolatok áttekintését és megértését. 2.3. Az ember környezet-átalakító tevékenysége A bioszféra tehát több milliárd év alatt kialakult hatalmas ökológiai rendszer, melynek fejlődésében különös és Naprendszerünkben egyedülálló szerepe volt és van az életnek. Annak az egyre bonyolultabb struktúrákat és működési mechanizmusokat létrehozó mozgásformának, amelyet ugyan még ma sem tudunk pontosan definiálni, meghatározni, de már tudjuk, hogy földi léte nagymértékben tőlünk, a gondolkodó emberektől is függ. A bioszféra történelmének végtelennek tűnő időtartama az emberi értelem számára szinte felfoghatatlan. S ennek az igen hosszú időszaknak csupán a legutolsó ici-pici töredékét mondhatja magáénak az emberiség. Ám ez utóbbi rövid időben az ember tevékenysége nyomán olyan változások történtek életterünkben, hogy érdemes odafigyelni azokra az összehasonlításokra, amelyek azt a természeti környezet kialakulásának hosszú időszakával vetik össze. a folyamatok felgyorsulását kiválóan érzékelteti Heinrich Siedentopf csillagász, aki a szárazföld meghódításától napjainkig eltelt mintegy 170 millió évet egyetlen évbe sűríti össze. e modellév januárjában megjelenik a vegetáció a szárazföldön és megindul a gerinces állatok fejlődése. (3.ábra) Márciusban mutatkoznak az első madárfajok, májusban virágba borulnak az első lombos fák (pl. fügefa, nyárfa). Júliusra tehető az óriáshüllők megjelenése és szeptemberben már kipusztulnak a dinoszauruszok. Októberben kezdődik a főemlősök kifejlődése és november második felében jelennek meg az emberszabású majmok. December 30-án lép a színre a kőszerszámokat használó ember őse. December 31-én 20 órakor kihal a neandervölgyi ősember. Éjfél előtt 30 perccel, a földműveléssel kezdődik meg a Föld arculatának megváltozása. a modellév utolsó órájának 55. percében kezdődik időszámításunk. A természeti környezet átalakításának felgyorsulása éjfél előtt 30 másodperccel, az ipari forradalommal veszi kezdetét. e fél percben az ember azon fáradozik, hogy elégessen minden szilárd, cseppfolyós és gáznemű tüzelőanyagot, amit a természet ebben a modellévben elraktározott. Minden 4. másodpercben megkétszereződik a civilizációs javak eddig elért össztermelése és 6,3 másodpercenként megduplázódik a Föld lakossága. Az ember az utolsó másodpercekben kiirtotta az erdők jelentős részét, melyek helyén leromlott, terméketlen talaj alakult ki. Akarva vagy tudatlanságból kipusztított számos növény- és állatfajt, füsttel, korommal, gázokkal és radioaktív anyagokkal szennyezte be a levegőt, olajjal az óceánokat. Vegyszerekkel mérgezte meg a talajt, a patakokat, a folyókat és a tavakat. Olyan változásokat idézett elő, amelyek következtében a bioszféra energiaháztartása ma felbomlással fenyeget és veszélyezteti magának az embernek a létét is. Az ember az élő természet része, egy a több millió élőlényfaj közül, s így ugyanúgy besorolható az életközösségek kölcsönhatásrendszerébe, táplálékhálózatába, mint bármely
- 16 fajtársa. Az ember értelmes és társadalmi volta azonban némileg módosítja az előző megállapítást. Annyiban ugyanis feltétlenül különbözik minden más élőlénytől, hogy mint fogyasztó nem egy-két vagy néhány élelemlánc tagja, hanem soké. Ugyanakkor ő maga (gondolkodó mivolta és technikai segédeszközei következtében), mint fogyasztó nagyon kevés élelemláncban vesz részt. A növényeket és állatokat nem csupán táplálkozás céljából, hanem egyéb szükségletek kielégítésére is fogyasztja. Így igen gyakran hosszú időre von el az ökorendszerekből szerves anyagokat (pl. elejti az őzet, húsát megeszi, bőréből ruhát, agancsából dísztárgyakat, csontjából enyvet készít – így a közvetlen anyagforgalomban csupán az őz húsa vesz részt). Az ember, mint univerzális szuperfogyasztó nem sorolható be sem egy-egy biocönózis, sem egy-egy biom élőlényei közé, fogyasztó mivoltában szerepe csupán bioszféra méretben értelmezhető. Mint tudattal rendelkező társadalmi lény, képes a természet törvényeit ellesni., megismerni és alkalmazni. A természeti erőknek csak részben kiszolgáltatott, azokat gyakran saját létfeltételei javítására tudja felhasználni, azaz a környezetét jelentősen át tudja alakítani. Céltudatos cselekvőképessége alkalmazkodóképességét felerősíti, megsokszorozza, technikai eszközei segítségével saját faján belül a biológiai szelekciót a minimálisra csökkenti, így nagymértékben elszaporodik. Az ember tehát nem csupán egy a Föld fajai közül, hanem a bioszféra jelentős, meghatározó tényezője, aki uralkodik az összes többi faj felett, aki tudatosan birtokolja a Földet, tudatosan kell annak bioszféráját oltalmaznia. Az ősközösségi társadalom gyüjtögetésből, vadászatból és halászatból élő gyér népessége érezhetően nem befolyásolta a természetes táj képét. A rabszolgatartó társadalom pásztorkodó és földművelő embere viszont már intenzív tájformálóként lépett fel. Állatai számára egyre kiterjedtebb legelőkre volt szükség, ezért az erdők egy részét felégette. Az erdő kiirtása az egyes termőhelyi tényezők (vízháztartás, tápanyagkörforgalom) megváltozását vonta maga után. Valószínűleg ennek az eljárásnak a következményeként alakult ki több szavanna, amelyet ma természetes vegetációnak tartunk. Kezdetben a földművelés nem járt maradandó tájváltozással, ugyanis kicsiny területeket érintett, és a természetes vegetáció regenerálódott. Egy-két évtizeddel ezelőtt a civilizációtól elzárt trópusi őserdőkben élő törzseknél még megfigyelhető volt a földművelés e kezdetleges formája. E kis létszámú embercsoportok, faluközösségek kicsiny, mindössze 4-5 hektáros foltokban leégették a buja trópusi őserdőt és tápláléknövényeket termesztettek a helyén. Néhány év múlva, amikor a talaj termőképessége lecsökkent, odébbálltak és egy másik területen folytatták földművelő tevékenységüket. Az erdőben keletkezett sebhely pedig az életközösség regenerálódóképessége folytán megszűnt, ismét birtokba vette az eredeti növényzet. E kis közösségeket – mivel tevékenységük az ökológiai rendszerben nem okozott maradandó változást – ökológiai társadalmaknak is szokás nevezni. Később különösen olyan területeken, ahol a népesség ugrásszerűen megnőtt (pl. Indiában, DK-Ázsiában), lehetetlenné vált az efféle gazdálkodás, a földművelés kiterjedésével óriási területek alakultak át félkultur agrártájjá. A táj elemei, ill. természeti erőforrásai, mint a levegő, a víz, a talaj és az élővilág azonban az iparosodás előtt gyakorlatilag nem károsodtak. Bolygónk tájainak arculatát alapvetően az ipari forradalomtól kezdődően változtatta meg az ember. Az emberiség létszámának gyarapodásával egyre több élelemre, lakóterületre és fogyasztási termékre volt és van szükség. Ezen igények kielégítésére a természetes tájakból egyre nagyobb területeket foglalt el az emberiség ipari üzemek létesítésére. Az ipar terjeszkedése nem csupán a gyárépületek által elfoglalt területekre korlátozódik. A gyáraknak nyersanyagra, vízre és energiára is szüksége van, s az e feltételeket biztosító létesítmények térigénye sokkal nagyobb. Éppen ezért erőműveket, víztározókat kell építeni, bányákat kell nyitni. Néhány évtizeddel ezelőtt mindez csupán a szárazföldön volt lehetséges, napjainkban
- 17 azonban már a tengereken is működnek ipari létesítmények (pl. földgáz és kőolajkutak). Az építkezéshez és a cementgyártáshoz hegyeket hordanak el, erdőket írtanak ki. A Föld gyomrában pedig óriási üregek tátonganak, melyeket egykor szén és ércek töltöttek meg. A szállításhoz repülőterekre, földrészeket átszelő utakra van szükség, az emberek számára pedig városok, falvak épülnek. A táj arculata az iparosodással és az urbanizációval gyökeresen megváltozik. A természetes táj rovására egyre nagyobb területeket foglalnak el az ember alkotta létesítmények. S nem csupán a földfelszínen. Az óceánok fenekén tengeralattjárók, felszínén hajóóriások siklanak, a légteret repülőgépek tízezrei szelik, s a napjainkban már számtalan ember alkotta objektum kering bolygónk körül. Glóbuszunk bármely pontján felfedezhető már az ember kéznyoma, az ember megteremtette a bioszféra anyagaiból a technoszférát. A mai fogyasztói társadalom embere úgy véli, uralkodik a természet felett. A technikai civilizációnak az volt és ma is az a célja, hogy javítsa az emberiség életkörülményeit és jólétét. Ebből a célból az ember következetesen alkalmazva a természettudományos eredményeket, belenyúlt az ökológiai rendszerek (előtte nem eléggé ismert vagy ismeretlen) szabályozó mechanizmusaiba, egy részüket kibillentette az egyensúlyi helyzetéből, s így megváltoztatta a bioszférát. A változások az ipari forradalom előtt olyan kicsinyek voltak, hogy az emberre gyakorolt hatásuk alig volt észrevehető. Csupán az erősen iparosodott mai korszakban vált világosság, hogy a bioszféra az ember tevékenységére válaszol. Egyre több, az eredeti céllal ellentétes, azaz az életkörülményeket rontó, nem kívánatos jelenség mutatkozik (pl. termékeny területek csökkenése, a levegő szennyeződése stb.) Az ember mindig a bioszféra kisebb egységeiben, tájaiban, életközösségeiben idéz elő változásokat. A Föld sok pontján rövid idő alatt bekövetkezett változások hatása azonban összegződik és következményei bioszféra méretben érvényesülnek (pl. az atomrobbanások radioaktív sugárzásának hatása többé-kevésbé az egész Földön észlelhető). Az ember környezetalakító tevékenysége alapvetően két módon történik: -
az ökológiai rendszerek élő alkotóit elpusztítja, vagy tömegviszonyait megváltoztatja. E kategóriába sorolható a klimazonális vegetáció kiírtása; a növények és állatok egyik élőhelyéről a másikra telepítése; egyes növény- és állatfajok szelektív kipusztítása; a vadászat, a halászat, a nomád állattartás;
-
az intenzív gazdálkodással gyakran előre nem látható, közvetett hatást gyakorol a környezetre Ide tartoznak az ipari, a mezőgazdasági, a közlekedési, a kereskedelmi, a hadászati, sőt a tudományos kísérletező tevékenységi formák.
Az első közvetlen beavatkozásnál az életközösségek struktúrájának megváltoztatása működésbeli zavarokat okoz az ökorendszerben, következményeként megváltoznak a termőhely abiotikus paraméterei és gyakran irreverzibilis (vissza nem fordítható) változások következnek be (pl. erózió, fajok kipusztulása). A második tevékenységi csoport nem kívánatos eredményeit pedig összefoglalóan környezetszennyezésnek szokás nevezni. Hangsúlyozni kell, hogy bármely beavatkozás egész sor láncreakciót indíthat el, amelyek következményei közül egyesek előre láthatóak, mások viszont nem. A következőkben nézzünk meg néhány konkrét példát! A földi biomok közül az erdők a legbonyolultabb szerkezetűek, legösszetettebbek, s éppen ezért a legnagyobb szervesanyag-termelésre képesek. Asszimilációs tevékenységük során az állati-emberi lét számára nélkülözhetetlen oxigén visszapótlásában, újratermelésében is meghatározó szerepük van.
- 18 Az ember egyik legősibb térnyerést célzó tevékenységéről, az erdők irtásáról már volt szó. Terület kellett a kunyhók felépítéséhez, a tápláléknövények termeléséhez, később a legelők, majd gyárak, az utak, a városok számára is. S mivel az erdők építőanyagot, tüzelőt, vizet, élelmet egyaránt biztosítottak, az emberek már a kezdet kezdetén általában az erdőkben vagy azok közelében telepedtek le. Próbáljuk meg nagy lépésekben végiggondolni, mi történik, ha valamely eredendően erdős vidéken az erdőt meggondolatlanul letarolják. Az erdőírtással kapcsolatos tájátalakító tevékenység klasszikus példája a mai meditterán karsztos tájak kialakítása. Az ókori népek a Földközi-tenger partvidékét övező helyek erdőségeit elsősorban hajóépítés céljából fokozatosan levágták. Helyükön kevésbé értékes fákból és bokrokból álló vegetáció maradt, amelyekre ráengedték a birkákat és kecskéket. Azok szinte mindent kopaszra rágtak. Az agyonrágott, halódó vagy kiszáradt erdőmaradványok azután nagyon könnyen felgyulladtak, s a tűz letarolta azt is, ami az állatok után maradt. A növényzetétől megfosztott területről a szél és a víz lehordta, lekoptatta a talajt – megindult a karsztosodás és holdbéli, kietlen kősivataggá vált a vidék. Az egykor télennyáron zöldellő, több ezernyi állatfajnak élőhelyet biztosító erdő helyén egy tájképileg fenségesen szép, de élettelen, sivár sziklavilágot kapott az ember, amelyben szinte kizárólagosan csak az európai keselyűk találnak menedéket A trópusi erdők mértéktelen kivágása sokkal nagyobb problémákat okoz. Indiában például a Himalája Dk-i lejtőiről az utóbbi 30 évben több mint 4 millió hektárnyi erdő tűnt el. Köztudott, hogy Földünk legcsapadékosabb területei közé tartozik e vidék (a csapadék sok évi átlagértéke 20-szorosa a magyarországinak = 11630 mm/év). Az erdő a csapadék jelentős részét felfogja és fokozatosan engedi a talajra. Az erdő kivágásával azonban végleg megszűnt a talaj védelme és a meredek lejtőkön lezúduló hatalmas csapadékmennyiség a termőtalajt magával sodorta. A szakemberek véleménye szerint az erózió 140 millió hektár földet – India teljes termőterületének 43%-át tette tönkre. A talajpusztulással azonban nincs vége a katasztrófának A monszuneső a hegyoldalról lehordott talaj óriási mennyiségét a folyókba mosta, s azok medrét részben feltöltötte vele. A folyók partjai között így egyre kevesebb víz marad meg, egyre gyakoribbak és pusztítóbbak az árvizek. A gátépítés (amelyre az erdők meglétekor nem is volt szükség!) csillagászati összegekbe kerül, ám alapvetően nem szünteti meg a problémákat, mert napjainkban a felhőszakadásszerű esők már olyan mértékű sziklákat és hordalékot zúdítanak le, amelyek minden erődítést, műszaki létesítményt magukkal sodornak. Így az erdőírtással elkövetett hiba jóvátehetetlen, hiszen ilyen körülmények között az újraerdősítés gyakorlatilag lehetetlen. A klimatikus viszonyoknak megfelelően a Föld jelentős részén a természetes klimax vegetáció nem erdő, hanem füves puszta. E területek döntő hányadán ma mezőgazdasági művelés (növénytermesztés és állattenyésztés) folyik. Jelenthetett-e vagy jelenthet-e itt a fentiekhez hasonló problémákat a természetes növényzet megszüntetése? Egyértelműen igennel válaszolhatnánk! A füves puszták zárt gyepszőnyege egész évben biztosan védi a talajt a víz és a szél romboló, eróziós tevékenységétől. Amint azonban felszántják (és művelés esetén ezt évente meg kell tenni), a talaj meglazul. Ha homokos területről van szó, akkor a szél szinte azonnal megkezdi munkáját, megmozdul a homok és ismételt megkötése igen nehéz. A más alapkőzeten (pl.lösz) kialakult talajok is mobilissá válnak. Mondhatja bárki, hogy ringó búzatábla vagy a mosolygó fürtöket érlelő szőlőtábla is növény, ugyanolyan védelmet nyújt, mint a vadvirágos rét. A búza igen, de csak az év egy részében. Aratástól az újravetésig a szél a finom talajrészecskék jelentős tömegét a magasba repítheti, és az akár több ezer kilométerrel odébb ülepedik le. Az 1930-as években az USA nagy búzatermő területein a száraz esztendőkben forró szelek söpörtek végig Kansason és Coloradón. A
- 19 porviharok magukkal ragadták a talaj 15-20-cm-es felső rétegét, és országnyi területek váltak terméketlenné. A Föld felszínéről a szelek révén évente kb. egymilliárd tonnányi por jut a légkörbe. Ez a jelenség sok kellemetlen hatással jár: megváltoztathatja a szelek járását, felhők kialakulását idézi elő, felborítja a csapadékhullás megszokott rendjét, elnyeli a napenergia egy részét és ezáltal hosszantartó lehűléseket eredményezhet. Röviden szólva, módosítja az időjárási viszonyokat, s azon keresztül éghajlati kilengéseket eredményezhet. A talajból a haszonnövények felhasználják a tápanyagokat, s mivel a gabonát learatjuk, elvisszük és felhasználjuk, a felvett tápanyagok nem jutnak vissza a talajba. Hiányukat műtrágyákkal kell pótolni. Ha azonban a műtrágyát túladagoljuk (sőt egyéb esetekben is!) egy része kimosódik, s vagy a felszíni vizek, vagy a talajvíz révén a folyókba, tavakba kerül. Ott feldúsul tőle a növényzet, felgyorsul a tó feltöltődése – azaz a vízi életközösségben egyensúlyi zavarok keletkeznek. Ha nemcsak műtrágyázunk, hanem növényvédő szereket is alkalmazunk, akkor azok egy része bizonyosan nem kívánt helyeken fejti ki hatását, mérgezést okozhat a növényeknél, az állatoknál és az embernél egyaránt. És sorolhatnánk tovább a problémákat a szikesedéssel vagy a talaj elsavanyodásával, a talajflóra és fauna elszegényesedésével stb. Gyakran a füves puszták feltörése nélkül is gyorsan átalakul a természetes vegetáció. Afrikában és Elő-Ázsia száraz szavannáin a nomád pásztorkodás az egyik ok. Pontosabban a túllegeltetés. A nomád törzsek ugyanis az állatállomány létszámát tekintik a tekintély és a gazdagság fokmérőjének, s nedves években nagymértékben elszaporítják állataikat. A nedves évre azonban száraz következik, és az állatok tövestől kirágják a fűcsomókat. A túllegeltetés miatt Szudánban például évente kilométerekkel terjeszkedik dél felé a sivatag. A természetes életközösségek működésében jelentős zavarokat idézhet elő az is, ha kellő előrelátás nélkül növényeket vagy állatokat telepítenek át, vagy véletlenül hurcolnak át egyik földrészről a másikra. Az Ausztráliába történő nagyarányú bevándorlások idején az európaiak – látván a hatalmas legelőket – a szarvasmarhát is magukkal vitték. A szarvasmarhaállomány gyarapodásával egyidőben észrevették, hogy a legelőkön az állatok ürüléke nem bomlik el, hanem - különösen a száraz időszakban – kiégeti a füvet. A jelenség oka: Ausztráliában nem éltek ganajtúró, galacsinhajtó bogarak, amelyek e munkát elvégezték volna. A megoldást ezek betelepítése jelentette. Hawai tűzhányóinak oldalán pedig a vadjuhok betelepítése okozza a fűtakaró pusztulását. Bár furcsa, de igaz, hogy e csodás szigeten a háziállatokon kívül nem éltek legelésző, fűevő állatok. Ahol a növényevő állatok rendszeresen legelnek, ott az evolúció során kiszelektálódtak azok a fűfajok, amelyek gyökérzetükkel nem tudtak kellőképpen megkapaszkodni, s így a legelést túlélni. Hawai szigetén a fűevők hiánya miatt erre nem került sor. Így azután, amikor a kormányzó – hogy vadászszenvedélyét kielégítse – vadjuhokat telepített a szigetre, azok gyökerestül tépték ki a fűcsomókat. A hazánkban is honos fedélrozsnok behurcolása Észak–Amerikába a prériken szintén kedvezőtlen következményekkel járt. A fedélrozsnok igen gyorsan fejlődő, de gyenge fűhozamú faj. A préritüzek vagy a túllegeltetés nyomán megsérült őshonos, sokkal gazdagabb legelőt biztosító prérifajokat azonban kiszorította (tüzek után az intenzívebb növekedésképessége előnyösnek bizonyult és kiterjedt állományokat képezve akadályozta meg az eredeti növényzet visszaalakulását). A legeltetés, állattenyésztés szempontjából jelenléte, gyenge fűhozama miatt hátrányos. Hasonlóan nem kívánatos jelenség volt Ausztrália belső területein az üreginyúl vagy a fügekaktusz elterjedése is. A tövises fügekaktusz a legeltetést akadályozta (hazai legelőinken a tövises iglice és a mezei iringó elszaporodása is ezért káros). Visszaszorítása az őt pusztító rovarkártevők betelepítésével sikerült. Az üreginyúl populáció létszámának csökkentésére vörösrókát telepítettek be, amely viszont az üreginyulak számának gyérítése helyett az amúgy
- 20 is megfogyatkozott kisebb testű kenguruk pusztításában jeleskedik. Így az üreginyulak szaporodása szinte nemzeti katasztrófa Ausztráliában. Közvetve az ember meggondolatlanság idézte elő a tűzföldi déli bükkerdők óriási foltokban történő pusztulását is. A kanadai hód szőrméje igen értékes, ezért 1944-ben, a Tűzföld vízben gazdag területeire is betelepítették. Néhány évtized múlva hatalmas kiszáradt erdőfoltok jelezték, hogy a betelepítők nem voltak elég körültekintőek. Mivel a hódnak nincs Tűzföldön természetes fogyasztója, nagyon gyorsan elszaporodott, és a hódvárak építésével felduzzasztotta a vizet. S mivel a déli bükk érzékeny az elárasztásra, szálerdei kipusztultak. Az ember sportból vagy a nagyobb gazdasági haszon reményében nem riad vissza egyes állatok teljes kipusztításától sem. Bőre miatt írtották ki Afrikában a kvaggát (csak a lábán csíkos zebrafaj), Ausztráliában a birkák védelmében az ékfarkú sast és az erszényes farkast, Európában húsa miatt tűnt el végleg az őstulok és a vadló. A tűzföldi róka kipuskázásáért nagy árat fizettek az állattenyésztők. A róka bűne az volt, hogy időnként elragadott egy-egy bárányt. A rókák kilövésével megszűnt ugyan az a néhány birkaveszteség, de eltűnt a vadludak természetes fogyasztója is. A ludak pedig a juhok legnagyobb táplálék konkurensei. Ugyanis 3 lúd egy nap alatt annyi füvet legel le, mint egy birka. A vadludak pedig úgy elszaporodtak, hogy milliós csapataik miatt sok helyen éhen pusztultak a birkák. Az argentin kormány 1970-ben a ludak további szaporodását természeti csapásnak minősítette és elrendelte a pusztításukat. A beszolgáltatott lúdlábakért fizettek, ennek viszont az lett a következménye – mivel az átvevőknek láb láb volt -, hogy egy ritka vadkacsafaj is a kipusztulás szélére került. Később repülőgépről mérgezéssel próbálkoztak, ám ennek több kára lett, mint haszna, s abbahagyták. Egy megoldás mutatkozik bíztatónak, vissza kell telepíteni a természetes fogyasztót, a rókát. Az ökorendszerbe történő beavatkozásnak még egyszerűbb és gyakoribb módja is van – a kirándulások alkalmával történő virágszedés. Mindig a legszebb virágokat szedjük le, s ezzel – a mesterséges szelekcióval – előbb-utóbb egy-egy kedvelt fajnál genetikai leromlást (genetikai eróziót) idézünk elő. A példákat sorolhatnánk sok oldalon keresztül, de bizonyára ennyiből is látszik, hogy alapvető ökológiai ismeretek hiányában a jó szándékú emberi beavatkozás is igen gyakran helyrehozhatatlan pusztítást és sok esetben gazdasági károkat eredményez. Az 1960-as években döbben rá az emberiség arra, hogy a civilizációnak árnyoldala is van, az ipari üzemek és gyárak nemcsak használati cikkeket adnak, hanem a levegőből kiszippantják az oxigént, s helyébe füstöt, kormot és mérgező gázokat ontanak. A mezőgazdasági üzemek termelését megsokszorozó műtrágyák, növényvédő szerek (általában a kemikáliák) mellékízt kölcsönöznek az élelemnek. Számtalan tudományos vizsgálati eredmény bizonyítja, hogy az emberiség kimeríthetetlennek tartotta a bioszféra anyag-és energiatartalékait, nem ismerte meg kellőképpen az élettér-rendszer viszonylagos állandóságát biztosító folyamatokat – s tudatlansága jelentős környezetszennyeződést eredményezett. A bioszféra minden régiójában észlelhető kisebb-nagyobb szennyeződés. Az ipar mezőgazdasági tevékenység, az urbanizáció minden országot érint, tehát a Föld minden lakója közvetlenül vagy közvetve részt vesz a környezet átalakításában és szennyezésében. Környezetvédelem, természetvédelem: A köznyelvben igen gyakran nem tesznek különbséget a környezetvédelem és a természetvédelem fogalmak között. Azokat egymás szinonimáiként használják. Kétségtelenül
- 21 rokon, sőt bizonyos részterületeket tekintve egymást átfedő fogalmak ezek, mégsem teljesen azonos a tartalmuk. A környezetvédelem azoknak az intézkedéseknek az összessége, amelyek az emberi léthez szükséges egészséges környezet fenntartását szolgálják. Alapvetően embercentrikus fogalom, s csupán tág értelemben tartozik bele a természet egyéb, elsősorban az ember mellett élő élőlények védelme. A természetvédelem a természet élettelen és élő tudományos, kulturális, esztétikai szempontból jelentős objektumainak, valamint egyes tájrészek kedvező természeti tulajdonságainak és tájképi megjelenésének megóvása, fenntartása, szükség szerinti helyreállítása és bemutatása. Nagyon összetett hatósági, tudományos, gazdasági, műszaki, kulturális és egyéb tevékenység, amelyet nem szabad csupán a ritkaságok megóvására leszűkíteni. Általános értelemben a természetvédelem kiterjed a természet egészére, az ember természeti környezetére, így része a környezetvédelemnek. A környezetvédelem tehát sokkal tágabb tevékenységet ölel fel, mint a természetvédelem. Olyan részterületei is vannak, amelyeknek nincs természetvédelmi megfelelője, ilyenek a csend (zaj) védelem és a levegő védelme. (4.ábra) Az ember felelőssége: Az emberiség lélekszáma rohamosan nő. Kétmillió évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy a Föld lakossága az egymilliárdot elérje, a második milliárdhoz már csak száz, a harmadikhoz ötven, a negyedikhez pedig mindössze harminc évre volt szükség. Az ENSZ kiadott adatai szerint bolygónk lakossága jelenleg 5,5 milliárd és évi 1,73%-kal növekszik. 60 évre lesz szükség, hogy a Föld lélekszáma 10 és fél milliárd körül stabilizálódjon. Elsőként a fejlett ipari országok érik el az állandó létszámot (a gazdasági háttér, a magasabb életszínvonal, a születésszabályozás miatt), majd a 21. század közepére Afrika és Ázsia lélekszáma is állandósul. Ugyanakkor az élelmiszertermelésre felhasználható területek nagysága a kommunális szükségletek (ma az USA-ban egy fő kommunális területigénye 800 m), a sivatagosodás következtében csökken. Vajon képes-e így bolygónk e megnövekedett embertömeget eltartani? Igen- de csak akkor, ha a rendelkezésre álló javakat nem haszontalan pusztító fegyverekre fordítjuk, hanem a még birtokba nem vett területek termővé alakítására, jobb termelékenységet biztosító, gazdaságosabb és környezetkímélő technológiák kifejlesztésére, az óceánok eddig ismeretlen tápanyagtartalékainak kihasználására és életterünk, környezetünk megóvására, védelmére használjuk fel. A technikai fejlődés a modern életmód, a civilizáció feltartóztathatatlanul, szédületes iramban tör előre. Három évtizeddel ezelőtt még, ha Kelet-Afrikában, Nairobitól néhány kilométernyire egy vadász behunyta szemét és elsütötte fegyverét, mindig akadt valami zsákmánya. Ma repülőgéppel és órákig kell keresni az állatokat. Pedig nem szabad megengednünk, hogy a technika fejlődésével egyenes arányban mélyüljön a szakadék az ember és a természet között. Ma egyetlen nép sem tűri, hogy elpusztítsák műemlékeit, nemzeti kincseit, nevezetességeit, amelyeket sok-sok előző nemzedék munkája hozott létre. Éppen így azt sem tűrheti, hogy a természeti környezet rongálódjon, szegényedjen és pusztuljon. Az élő természet, az erdők, a rétek, az élővizek, a növények és állatok – mindez az emberiség felbecsülhetetlen kincse.-, amely nélkül nem lehet élni! Az emberiség azzal, hogy kiemelkedett az élőlények közül, azzal, hogy tervezni, építeni, teremteni és pusztítani tud, óriási felelősséget vállalat magára. Nemcsak önmagáért,
- 22 de milliónyi fajtársáért is felelős. Jelszava csak az lehet: élni és élni hagyni – és mindezt békében.
3. LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM 3.1. A levegő összetétele és öntisztulása Földünket a levegőréteg több ezer kilométer vastagságban burkolja. A légkör alapvető sajátossága, hogy az állandóan érvényesülő keverő mozgások következtében - bár sűrűsége felfelé haladva csökken - a gázkeverék relatív összetétele kb. 80 km-es magaságig nem változik. Ezt a réteget homoszférának nevezzük. A hőmérséklet vertikális változása jellegének megfelelően a homoszférát további rétegekre oszthatjuk, amelyek közül a legalsó troposzféra (felhőöv), amelyben a hőmérséklet felfelé 100 méterenként átlagosan 0,65%-kal csökken. A troposzféra magassága a pólusokon mintegy 8 km, az Egyenlítő fölött 18 km, míg a mérsékelt égövben átlagosan 10-11 km. A légköri levegő gázok elegyében szilárd és cseppfolyós részeket is tartalmaz, vagyis ún. aerodiszperz rendszer. A gázfázis egyes komponenseit alapgázoknak nevezzük, ezek aránya a száraz levegőben: gáz
térfogat %
Nitrogén(N2) Oxigén (O2)
78,10 20,93
- 23 Argon (Ar) Széndioxid(CO2) Hidrogén(H2)és nemesgázok
0,93 0,03 0,01
Az alapgázokon kívül a természetes levegőben előforduló ún. vendéganyagok (gázok, továbbá cseppfolyós és szilárd halmazállapotú aeroszol részecskék) jelenlétének oka az, hogy a bioszféra elemei között állandó dinamikus anyagcsere van. A legfontosabb vendéganyag a vízgőz, amely több százalék térfogatrészt is kitölthet (az Egyenlítőnél 3-4%, a mérsékelt égövben 1% körül). A száraz levegő és vízgőz elegye a nedves levegő. Ha a vízgőz szilárd vagy gáznemű levegő-alkotórészeken (por, korom, higroszkópos gázmolekula, pl. SO2), az ún. kondenzációs magvakon kicsapódik, felhő vagy köd keletkezik. A víz légköri körfolyamata alapvető szerepet játszik a légkör öntisztításában is, mert az elő a szennyező anyagokat mintegy kimossa a légkörből (egyidejűleg azonban a talaj és élővizeink szennyeződnek!). A levegőből távozó sokféle "szennyező anyag" a talajra vagy a vízre közömbös, sőt előnyös is lehet (pl. humuszt hord a szél egy homokos területre). A vízgőz mellett a légkör az emberi tevékenységtől függetlenül is számos gázhalmazállapotú vegyületet (pl. CH4, H2S, SO2, NOx) tartalmaz kis mennyiségben biológiai, légköri (villámlás) vagy vulkanikus folyamatok eredményeként. Így bár azok nagyobb koncentrációban az egészségre ártalmasak, bizonyos mennyiségükhöz az ember nyilván alkalmazkodott, ezért a levegőtisztítás célját és eredményét is mindig ennek figyelembevételével kell megítélni, és nem kell ezen anyagok teljes eltávolítására törekedni. 3 A cseppfolyós és szilárd aeroszol részecskék (10- 10μm) egy része a föld, ill. óceánok felszínéről diszpergálódással kerül a levegőbe, emellett vulkáni kitörésekkel is számolni kell. Nagy hányad magában a levegőben képződik különböző reakciók következtében, ilyenek pl. ammónium-szulfát és kénsav. A háttérlevegő 1 cm3-ében általában 250-500 db aeroszol részecske van. A levegőben mindig megtalálható aeroplankton, vagyis a lebegő élőlények sokasága. A talaj természetes eredetű radioaktív izotópjai közül a 222 Rn nemesgáz, így a talajból a levegőbe jut, ahol további bomlással szilárd termékek keletkeznek, melyek a levegő aeroszoljaihoz kötődnek. Ezzel magyarázható, hogy a levegő aeroszoljai többé-kevésbé radioaktívak. A levegő természetes radioaktivitása néhány Bq/m3 nagyságrendű. Az óceánok felett a tengervíz nagyon csekély rádiumtartalma következtében a levegő radon koncentrációja egy-két nagyságrenddel kisebb, mint a szárazföldek felett. Az említett anyagok okozzák a légkör ún. háttérszennyezését, a lakott területek levegőszennyezettsége mégis túlnyomórészt mesterséges forrásokból ered. Bár a levegőszennyezés elsődleges okai a szennyező anyagokat kibocsátó források, a légszennyezés kialakulását mindazok a tényezők befolyásolják, amelyek a levegőbe került anyagok koncentrációjának csökkenését kedvezően vagy kedvezőtlenül befolyásolják. A légszennyező anyagok koncentrációja a levegőben attól függ, hogy: - mennyi légszennyező anyag kerül a levegőbe, - mekkora levegőtérfogatba és - mennyi légszennyező anyag hagyja el a légkört. A légszennyező anyagok a levegőbe a forrásokból közvetlenül emisszióval kerülhetnek (elsődleges légszennyezők), vagy pedig a levegőben az elsődleges légszennyező anyagokból, esetleg ezek a levegő természetes alkotóelemeinek kölcsönhatására kémiai reakciókkal keletkeznek (másodlagos tényezők). Ha a légkörbe jutó idegen anyagok változatlan formában a levegőben maradnak, akkor annak összetétele viszonylag rövid idő alatt úgy megváltozna, hogy az emberi élet számára
- 24 alkalmatlanná válna. Szerencsére a levegőnek - az élő vízhez és talajhoz hasonlóan természetes öntisztulása van. A tisztulási folyamatokat három csoportba sorolhatjuk: - a szennyező anyag a légkörtől eltávozik, - a szennyező anyag más (esetleg közömbös) anyaggá átalakul, - a szennyező anyag koncentrációja csökken, tehát felhígul. Az első csoportba tartozó lehetőségek egyike az ülepedés (szedimentáció), amellyel a szilárd vagy folyékony szennyeződés durva frakciója távozik az atmoszférából. A radioaktivitás vizsgálatoknál használják a kihullás (fall out) fogalmát. Az inpakció és precipitáció felületekhez ütközés és tapadás útján választja ki a szennyeződést. Termoprecipitáció esetén a részecskék a hozzájuk képest hidegebb felületre, elektroprecipitáció esetében pedig ellenkező elektromos töltésű felületekre csapódnak ki. Ezek a folyamatok nagyrészt a föld- és tengerfelülettel érintkező légrétegekben játszódnak le, de légköri részecskék vagy vízcseppek felületén is létrejönnek. Az ad- és abszorpció gáznemű szennyeződéseknél elsőrendű jelentőségű. Elsősorban a tengerek nagy felülete jön számításba, de a talaj és az élővilág gázmegkötő képessége is tekintélyes. Jelentős folyamatok a kondenzálódás (rain out) és a kimosódás (wash out) is. Felhőképződéskor a szennyező anyagok kondenzációs magvakként szolgálhatnak, és a csapadékkal ők maguk is kikerülnek a légkörből. Emellett a csapadék kihullása során tekintélyes légtömeget mos át. Az említett tisztulási folyamatokat nem lehet egymástól élesen elhatárolni: pl. esőcsepp aeroszol-részecskének ütközés után azt feloldhatja, a jelenség egyúttal kimosódás és ülepedés. A második csoportba azok a folyamatok tartoznak, amelyek során a szennyeződés közömbös, vagy kevésbé ártalmas anyagokká alakul át. A harmadik csoportba tartozó hígulási lehetőségek közül a diffúziót, továbbá a szelek és turbulens légmozgások hatását említjük. A hígulás csak a szűkebb környezet szempontjából kedvező, nagyobb területre, ill. az atmoszférára nézve közömbös, mert így a légkörben levő szennyező anyag abszolút mennyisége nem változik, csak koncentrációja csökken. 3.2. A levegőszennyezés forrásai és fajtái Levegőszennyezőnek kell minősíteni a származásuktól és állapotuktól függetlenül azokat az anyagokat, amelyek olyan mértékben jutnak a levegőbe, hogy azzal az embert és környezetét kedvezőtlenül befolyásolják, vagy anyagi kárt okoznak. Bár a természetes szennyezőforrások összkibocsátásukat tekintve a mesterséges szennyező-forrásokat jelenleg még többszörösen meghaladják, a bioszféra szempontjából káros szennyezőanyag koncentrációk kialakulásához nem vezetnek. A mesterséges szennyezőforrások egyik fő jellegzetessége, hogy általában területileg koncentráltan - nagy városokban, ipartelepeken - helyezkednek el, ezért a szennyező anyagokat erősen korlátolt kiterjedésű légtérbe bocsátják és azoknak a környezet szempontjából ártalmatlan szintre hígulására csak jóval a városok határain túl, kerül sor. Légszennyező forrás minden berendezés, épület, jármű vagy szabadban elhelyezkedő anyag (meddőhányó, széntároló, szemét lerakóhely), amely légszennyezést okoz. A légszennyező források fő típusai: a) Pontszerű forrás
- 25 A pontforrások (ún. koncentrált paraméterű források) azok, amelyeknél a légszennyező anyagok koncentrációja és a hordozó gázok térfogatárama, ezáltal a környezetbe lépő káros anyagok mennyisége egyértelműen meghatározható. Nem feltétel, hogy a gázáramlást gépi berendezés (szivattyú, ventillátor) biztosítsa. A pontforrásokhoz tartozik a kémény, kürtő és szellőző. A pontforrás elnevezés arra utal, hogy a szennyező anyagok a terjedés-hígulási számítások szempontjából "a pontforrásoknál egy pontban" lépnek ki a környezeti szabad levegőbe. Az ún. magas pontforrású (erőművek, ipartelepek magas kéményei) a légkör természetes hígító képessége az év nagy részében optimális mértékben tud érvényesülni. b) Felületi forrás A felületi (ún. szórt paraméterű vagy diffúz) forrásoknál a szennyező anyagokat kibocsátó felület nagysága ugyan meghatározható, de a hordozó gáz térfogata és sebessége nem, így a környezetbe kerülő anyagok mennyiségére csak közvetett mérések, és számítások útján lehet következtetni. Itt a meteorológiai viszonyok, pl. szélsebesség nemcsak a már kilépett szennyező anyagok hígulását, hanem a diffúz forrásokból történő anyagkibocsátást is jelentősen befolyásolják. A diffúz források lényeges alcsoportját képezik az ún. vonalas légszennyező források. Ide tartoznak a közutak, vasútvonalak, vízi utak és légifolyosók. Ezeket a forrásokat az jellemzi, hogy szennyező hatásukat a rajtuk áthaladó járművek száma és egyedi kibocsátása határozza meg. Szennyező hatásuk mértéke közvetve ezen adatok mérésével és számítás útján határozható meg. A légszennyezés folyamata három jól elkülöníthető szakaszból áll, ezek az emisszió, transzmisszió és imisszió.
A különböző típusú forrásokból időegység alatt a környezeti levegőbe bocsátott szennyező anyag mennyiségét emissziónak nevezzük, értékét általában kg/h egységben adjuk meg. A kibocsátás koncentrációja (emisszió koncentráció, g/Nm3) a légszennyező anyagoknak a hordozó gáz normál térfogatára vonatkoztatott mennyisége. A második szakaszban, a transzmisszió során a levegőbe került szennyező anyagok hígulnak, ülepednek, fizikai és kémiai változásokon mennek át. A transzmissziót leíró összefüggéseket a légkörfizikai jelenségek mérése és értékelése útján számítják. A harmadik szakasz - amely környezetünkkel, tevékenységünkkel közvetlen kapcsolatban van - az imisszió, a környezeti levegőminőség. A kibocsátott szennyező anyagoknak a talajközeli levegőben kialakult koncentrációját nevezzük imissziónak. A levegőt szennyező anyagokat legegyszerűbb halmazállapotuk szerint csoportosítani, így vannak: - szilárd, - cseppfolyós és - gáz halmazállapotú szennyező anyagok. A gáznemű közegben elosztott (diszpergált) részecskék ülepedés szempontjából a következőképpen csoportosíthatók: 1000-10μm szemcseméretűek gyorsan ülepednek (pl. ülepedő porok); 10-0,1μm szemcseméretű részecskék igen lassan ülepednek, stabil aerosolt képeznek (pl. lebegő porok); 0,1-0,001μm szemcseméretűek már nem ülepednek, hígulásuk a gázokéhoz hasonló.
- 26 -
Az aeroszoloknak két fő csoportja van: diszperziós és kondenzációs aeroszolok. A diszperziós aeroszolok szilárd vagy folyékony anyagok aprítása, ill. porlasztása vagy levegőáram révén lebegő állapotba vitelével keletkeznek. A kondenzációs aeroszolok gőzök kondenzációja vagy gázok kémiai reakciója révén képződnek, ezek rendszerint 1μm-nél kisebb átmérőjűek. A diszperziós aeroszolok többnyire nagyobb szemcseméretűek és szabálytalan alakúak. A szilárd részecskéket tartalmazó aeroszolokat pornak nevezzük, míg a szilárd és folyékony diszperz fázist együttesen tartalmazó aeroszolok a füstök, a csak folyékony részecskéket tartalmazó aeroszolok a ködök. Az egyes országok emisszióinak fajtája és mennyisége számos tényezőtől függ, ilyenek: az energiatermeléshez és kommunális fűtéshez használt tüzelőanyagok fajtája, az ipari termelés volumene és korszerűsége, a légszennyező anyagok leválasztásának foka, a gépjárművek száma és műszaki színvonala, a lakosság száma és az éghajlat. Az emittált szennyezés 90%-a gáznemű és csak 10%-a por, ez utóbbi 40%-a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből. Megállapíthatjuk azt is, hogy a levegő szennyezését elsősorban égési folyamatok (oxidáció) okozzák, bárhol is mennek végbe: háztartásokban, hőerőművekben vagy gépjárművek robbanómotoraiban. A fosszilis tüzelőanyagok (szén, kőolaj, földgáz) ugyanis a szénen kívül egyéb elemeket is tartalmaznak, azok mennyisége kihat a füstgázok összetételére. Az égéskor keletkező füstgáz a szén oxidjain kívül vízgőzből, a kén és nitrogén oxidjaiból áll, de néha metánt és egyéb gáznemű szénhidrogéneket is tartalmaz, sőt szilárd részeket is magával ragad, mint amilyenek a pernye, korom, koksz és kátrány. Az égéstermékek hatása a környezetre nagyon különböző. A szén tökéletlen égetésekor keletkező szén-monoxid (CO) nagyon erős méreg, a tökéletes égés terméke a széndioxid (CO2) viszont hasznos a növényzet számára, ugyanakkor a kén-dioxid (SO2) egyike a legkárosabb levegőszennyező anyagoknak. A CO2 viszont, ha túlságosan feldúsul, akkor a Föld, illetve az atmoszféra globális felmelegedésének az okozója („üvegházhatás). Szembetűnően kiemelkedik a széntüzelésű erőművek szennyező hatása. Gáznemű szennyező anyagokból az olajtüzelésű erőmű 35, a földgáztüzelésű csak 6 százalékát bocsátja ki a széntüzelésű erőmű emissziójának. Ez utóbbiakban a szilárd részecskék a gáznemű szennyező anyagokkal nagyságrendileg azonos mennyiségben keletkeznek. Az olaj- és földgáztüzelésű erőművek szilárd részecske kibocsátása a széntüzelésű erőmű emissziójához képest elhanyagolható. Külön figyelmet érdemelnek a nitrogén-oxidok, amelyeket az olaj- és földgáztüzelésű erőművek is jelentős mértékben emittálnak. Városi kén-dioxid és szilárd részecske emissziójának mértéke elsősorban a kommunális fűtés és az ipari hőenergia-termelés tüzelőanyagaitól és berendezéseitől függ. A levegőtisztaság szempontjából legkedvezőbb tüzelőanyag a gáz és legkedvezőtlenebb a szén. Az egyedi szénfűtés például kereken tízszer több kén-dioxidot bocsát ki a könnyű fűtőolajat égető távfűtésnél. A gépjárművek okozta légszennyezés is a nagyvárosok egyik központi problémája, ennek értékelésekor mindig figyelembe kell venni az Ottó-és Diesel-motorok kipufogógázainak eltérő összetételét. A kétféle motorban a különböző működési elv miatt eltérő égési folyamatok játszódnak le, az üzemanyag is más. Míg a Diesel-motorok állandóan légfelesleggel dolgoznak, az Ottó-motorok az üzemi tartomány nagy részében léghiánnyal működnek, ezért az égéstermékek összetétele eltérő. Az egészségre ártalmatlan komponensek mellett a két motortípus kipufogó gázai eltérő mértékben - szén-monoxidot, nitrogén-oxidokat, szénhidrogéneket (telített és telítetlen), kormot, benzpirént, kén-dioxidot és egy sor oxigéntartalmú szerves vegyületeket
- 27 tartalmaznak. Az Ottó-motorok a fentieken kívül még ólomvegyületeket is kibocsátanak. Az egyes komponensek mennyiségét a motor üzemállapota (üresjárat, hidegindítás stb.) nagymértékben befolyásolja. Közvetlen egészségártalom szempontjából legveszélyesebb a szén-monoxid, amely már 0,01tf % koncentráció felett mérgezési tüneteket okozhat azáltal, hogy a vér hemoglobinjából az oxigént kiszorítja. Az ipar rendkívül változatos szennyező anyagaival és koncentrált forrásaival tűnik ki. A szénbányák osztályozói szén- és meddőpor kibocsátásával szennyezik a környezetet. A legnagyobb porszennyezés okozói a cementgyárak, amelyek a nyersanyagok és égetőkemencék porát, valamint a cementport egyaránt kibocsátják. Légszennyező a kohászat is; a nagyolvasztók torokháza szénmonoxidot, metánt és port tartalmaz, a poremisszió 20-200 kg/t nyersvas lehet. Az acélgyártó berendezésekből kilépő gáz legjelentősebb komponense a vas-oxid, ami az ún. barna füstöt képezi. Hidrogén-fluoridból a legnagyobb mennyiség a foszforműtrágya gyártásánál, a fluorapatit feltárásakor kerül a véggázzal a levegőbe. Jelentős a timföld elektrolízisénél, az üvegmaratásnál és a zománcgyártásnál szabadba kerülő HF és más fluorvegyületek mérgező hatása is. Klór a nátrium-kloridot elektrolizáló üzemekre és a szerves vegyiparra jellemző. Sósav nemcsak a szintézisüzemből jut a környezetbe, hanem ércek klórozó pörkölésének és klórtartalmú hulladékok (pl. PVC) égésének véggázaival is. Kénsav- és cellulózgyárak véggázaival kén-dioxid, a nitrogén műtrágya és salétromsavgyárakból nitrogén-oxidok kerülnek a levegőbe. A már említett iparágak mellett számottevő az építő-, építőanyag- és könnyűipar levegőszennyező hatása is.
A mezőgazdasági tevékenység korábban csak olyan anyagokat juttatott a levegőbe, amilyenek természetes körülmények között is keletkeznek. Meg kell azonban említenünk, hogy olyan országban, mint hazánk, a szántóföldekről származó porszennyezés is jelentős lehet. Ennek okai: az ország területének 70%-a áll mezőgazdasági művelés alatt, az ország fele fel van szántva, ennek nagy része hónapokig fedetlen, ugyanakkor a csapadék és az erdőterület kevés. Manapság az említett porszennyezés mellett a mezőgazdaság fokozódó kemizálásával nemcsak a műtrágyák pora, hanem biológiailag aktív anyagok egész sora kerül a levegőbe, különösen amióta repülőgépről szórják, permetezik azokat. A peszticidek (klórozott szénhidrogének, szerves foszfátészterek, ditiokarbonátok stb.) alkalmazása miatt ma már a mezőgazdaság a természet biológiai egyensúlyát nagyon veszélyezteti. 3.3. A légszennyező anyagok káros hatása 3.3.1. Az emberi szervezet károsodása A káros hatást a légszennyező anyagok bizonyos mennyisége (dózis) váltja ki. A szervezetbe jutó anyag mennyisége az expozíciótól függ: vagyis az, hogy egyén milyen szennyezettségű (c a szennyező anyag koncentrációja) levegőben mennyi ideig (t az expozíciós idő) tartózkodott, tehát a hatás elvileg a c-t szorzat értékétől függ. Meg kell jegyezni, hogy azonos expozíciót adó, de más szorzótényezőkből adódó értékek nem tekinthetők mindig azonosnak. Nagyobb koncentráció olyan akut hatásokat válthat ki, amelyek kisebb szennyezettségnél hosszabb idő után sem jelentkeznek. Így a rövid ideig ható nagyobb koncentráció veszélyesebb lehet, mint a hosszú ideig ható kisebb.
- 28 Jellegzetes és régóta ismert károsító hatást gyakorol a szén-monoxid az emberi szervezetre. A koncentrációtól és időtartamtól függően a vér oxihemoglobinjából az oxigént karboxi-hemoglobin képződése közben kiszorítja, ezáltal csökkenti a testszövetekhez szállított mennyiségét. Végső fokon fulladást okoz. Veszélyességét fokozza, hogy szagtalan, 6 órai 0,23 mg/dm3 CO-dal történő enyhe mérgezés esetén a vér karboxi-hemoglobin tartalma 16-20% lesz, 45%-nál munkaképtelenség, 60-80% esetén, néhány órán belül halál következik be. Nagyvárosok közlekedési csomópontjaiban a szén-monoxid a károsító szintet általában eléri, ami az öntudat tompulásában, reakcióképesség csökkenésében nyilvánul meg. A kén-dioxid nagyobb koncentrációkban a szem és a felső légutak nyálkahártyáját izgatja, kisebb koncentrációban az alsó légutak csillószőreit és nyálkahártyáját károsítja, így a védekező képesség csökkenésével gyulladásos betegségek, kialakulását teszi lehetővé. Zavarja a fehérje-anyagcserét, izgatja az idegvégződéseket. Akut mérgezés esetén a halálos kimenetel ritka. Mivel a nitrogén-monoxid a levegőben gyorsan nitrogén-dioxiddá alakul, káros élettani hatását így fejti ki: vízzel a tüdőben sav keletkezik, s a tüdő szövetének elroncsolásán kívül a vérerek erős tágulását is előidézi. A szem és a légutak nyálkahártyáját is izgatja. A hatás súlyossága a nitrogén-dioxid arányától függ, ezért a NOx-en belül annak értékét külön mérik, ill. a rendeletek előírják. A gépkocsik kipufogó gázaiból. a petrokémiai iparból származó szénhidrogének között olyan anyagok is vannak, amelyeknek állatkísérletek és statisztikai felmérések alapján rákkeltő (karcinogén) hatást tulajdonítanak. Legjelentősebb képviselőjük a 3,4-benzpirén. A klór erélyes oxidáló, roncsoló hatású. A hidrogén-fluorid izgatja a légutakat, az égéshez hasonló sebeket okoz. Az ammónia 0,5 mg/dm3-nél nagyobb koncentrációban könnyezést, szemfájdalmat és gyulladást kelt, 0,7 mg/dm3 felett súlyos légzési és keringési zavarok lépnek fel, szívgyengeséget és halált okozhat. A lebegő szilárd részecskék (korom, por, pernye) az egészségre szintén káros hatást gyakorolhatnak. A szervezetbe való behatolás szempontjából a 0,25-10μm közötti szemcseméretű részecskék a legveszélyesebbek, mert a 10μm-nél nagyobb részecskéket belélegezve azok csak a felső légutakig jutnak, a 0,25μm-nél kisebbeket pedig a tüdő nem tartja vissza, így az elhasznált levegővel újra a szabadba kerülnek. A nem kimondottan mérgező tulajdonságú porok káros hatása esetleg csak évek elteltével mutatható ki (pl. szilikózis és portüdő). Ha gáznemű és szilárd szennyezők egyidejűleg vannak jelen, az egészségkárosító hatás mértéke nagyobb. A városi légszennyeződés és a dohányzás növeli a krónikus bronchitis és a tüdőrák okozta mortalitást. A városi levegőszennyezés megszüntetésével és a dohányzás abbahagyásával a bronchitis okozta halálozást felére, a tüdőrák okozta halálozást pedig egytizedére lehetne csökkenteni. 3.3.2. A szmog Az iparosodás nagymértékű felgyorsulásával, a városiasodás (urbanizáció) és a növekvő szennyezőanyag kibocsátás hatására olyan addig nem ismert problémák jelentkeztek főként az iparilag fejlett országok nagyvárosaiban, amelyek ráirányították a figyelmet környezetünk állapotára. A múlt század végétől kezdve az ipartelepekről nagy mennyiségű por és pernye került a levegőbe. Kedvező meteorológiai viszonyok között ez a szálló por a széllel a légkörben elkeveredik, hígul, nem koncentrálóik a környező településeken. Azonban kedvezőtlen időjárási viszonyok között, tartós szélcsend esetén (főleg télen) a szennyezők nem tudnak olyan ütemben elkeveredni, hígulni, és a környező levegőben felhalmozódnak, koncentrálódnak, fekete füstködként beborítva a környező településeket. A lakosságra a felhalmozódott szilárd és gáz fázisú szennyezők katasztrofális egészségkárosító hatást
- 29 fejtenek ki. Járványszerűen megnő a súlyos légúti megbetegedések száma és megnő a halálesetek száma is. Ilyen katasztrófa volt Londonban, pl. 1952-ben: A jelenséget füstködnek, szmognak nevezik, és a fent említett formája a londoni-szmog. A füstköd másik formája a napfény és a gépjárművek nagymértékű szennyezőanyag kibocsátásának hatására jön létre a levegő magas páratartalma esetén (nyáron a déli órákban nagy gépjárműforgalmi helyeken). A kipufogó gázokban lévő nitrózus gázok és szénhidrogének egymással reakcióba lépve rendkívüli mérgező vegyületeket, ún. PANanyagokat hoznak létre. Ezenkívül a napsugárzás hatására a nitrogén-dioxidból ózon képződik, amely különböző aktív oxigénformákon (atomos oxigén, hidroxilgyök) keresztül katalizálja a nitrogén-dioxid továbbalakulását salétromsavvá. NO2 + O2 + napsugárzás→ NO + O3 O3 + H2O + napsugárzás→ 2OH + O2 NO2 + OH →HNO3 A kialakult helyzetet fotokémiai szmognak, illetve elsőként megfigyelt helyéről Los Angeles-i szmognak nevezik. A fotokémiai szmog kialakulását az ózonkoncentrációval szokták figyelemmel kísérni. A szmog mindkét formája Budapesten is létrejöhet.
Ezért kell folyamatosan figyelemmel kísérni a légszennyező anyagok koncentrációját. Budapesten 1978 óta üzemel a KÖJÁL légszennyezést mérő számítógépes monitorhálózata, amely jelenleg 8 mérőállomáson a légszennyező (SO2,CO,NOx,NO2), por, anyag koncentrációját méri folyamatosan. Az adatokat a számítógép dolgozza fel, értékeli. Ezek alapján, Budapesten komoly gondot a levegő CO szennyezettsége okoz, amely évszaktól függetlenül szinte állandóan meghaladja az egészségügyi határértéket. Télen ezen kívül magas a kén-dioxid-szennyezettség is a háztartási tüzelés, fűtés miatt. A nagyobb légszennyezést okozó szilárd fűtőanyagok esetleges visszatérése és az egyre növekvő gépjárműforgalom miatt a légszennyezettség mértéke a levegőminőségi normát időnként jóval meghaladhatja, szmog helyzetet idézhet elő. Azonnali intézkedést, illetve beavatkozást igénylő szmog helyzetnek nevezzük Budapesten a környezeti levegőnek azt a szennyezettségi állapotát, amikor a légszennyező anyagok koncentrációja legalább két órán keresztül a monitorhálózat két mérőállomásán egyidejűleg meghaladja a szmogriadó határértéket. A szmogriadó elrendelésének alapját a meteorológiai szolgálat előrejelzése és a ÁNTSZ monitorhálózat állomásain mért adatok képezik. Ha a szmogriadót SO2- koncentráció túllépés miatt rendelik el, csökkenteni kell a közintézmények, valamint a lakosság szén- és olajtüzelésű berendezéseinek a használatát. Ha a szmogriadót NO2- vagy CO koncentráció túllépés miatt rendelik el, a gépjárműforgalom korlátozására kerül sor. A szmogriadó megszüntetésére akkor kerülhet sor, ha a légszennyező anyag koncentrációja valamennyi mérőállomáson legalább 4 óra időtartamban az aktuális értékek alatt marad, illetve ha ezt a meteorológiai szolgálat az időjárási helyzet változása alapján javasolja. A szmogriadó bármely fokozatában az együttműködő szervekre háruló feladatokat, a szükséges hatósági ténykedéseket (pl. a forgalomkorlátozás elrendelését, végrehajtását) részletes intézkedési terv szabályozza.
- 30 1. táblázat Szmogriadó határértékek
Fokozatok
Nemzetiség
Szennyező anyagok (ug/m3)
Készültség
Magyar Német Osztrák Magyar Német Osztrák Magyar Német Osztrák Magyar
SO2 800 600 400 - 600 1600 1200 600-800 2400 1800 800-1000 3200
I. fokozat
II. fokozat
III. fokozat
NO2 600 600 350 1200 1000 600 1800 1400 800 2400
CO 30 000 30 000 20 000 60 000 45 000 30 000 800-1000 60 000 40 000 120 000
3.3.3. Gazdasági károk A légszennyező anyagok jelentős mértékű gazdasági kárt is okoznak, amely egészségügyi, mezőgazdasági (növény- és állatvilág) és korróziós károkból tevődik össze. A közvetlen egészségügyi kár anyagi mértékét a termeléskiesés, gyógyszerfogyasztás, ápolási költségek és munkabérkiesés együttes összege határozza meg. A környezetbe kerülő porszennyezés közvetlenül hat az állatvilágra, közvetve a növényzet károsításán keresztül zavarja az állatvilág biológiai funkcióit. A közvetlen hatás általában ritka, mert az ipari települések közvetlen környékén elenyésző az állattenyésztés. Keveset tudunk a szennyezett levegőnek a természetben élő állatvilágra gyakorolt hatásairól is. Ismeretes azonban, hogy szennyezett levegőjű városokból számos madárfaj elvándorol. Több esetben mutatták ki a méhek pusztulását a kohóiparból származó arzéntartalmú poroktól. A szennyezés megjelenése áttételesen még a mézben is kimutatható volt. Ismertek olyan jelzések is, amikor a szálló por a vadállományt közvetlenül károsította. Sokkal jelentősebb az állatvilág másodlagos károsítása a növényzetben okozott elváltozások vagy lerakódások révén. A takarmánynövényeket a lerakódó porszennyezés miatt az állatok nehezen fogyasztják el. Ezt figyelték meg Tiszaújváros térségében, ahol a pirolízis véggáztermékéből lerakódó korom több tíz km2-en szennyezte a mezőgazdasági növényzetet. Az állatok különösen a kátrány és a fenol szagára érzékenyek. Kiemelhető még a nagy forgalmú közlekedési utak mellett termelt zöldtakarmány jelentős szennyezése a kipufogógázból eredő ólom-tetraetil maradványokkal. Az a tapasztalat, hogy a növények sokszor jóval érzékenyebbek a szennyeződéssel szemben, mint az állatok vagy az ember. Egyes növényeket, pl. a zuzmókat, a levegőszennyezés indikátorának tekintenek. Szennyezett levegőjű városok környékén zuzmómentes övezetek húzódnak. Szilárd szennyezők káros hatásukat főleg azáltal fejtik ki, hogy a levélre ülepedve az asszimilációra hasznos felületet csökkentik. Kolloid porok eltömik a növény
- 31 légcserenyílásait. A szennyező gázok a légzőnyílásokon a sejtközötti térbe jutnak, továbbá a sejtek felületén megkötődve és vízzel reagálva bekapcsolódnak az anyagcserébe. A kén-dioxid például vízzel kénessavvá, majd kénsavvá alakul és roncsoló hatást fejt ki: másrészt közvetlenül a klorofillal is reagálva a fotoszintézist bénítja. Ezekkel a hatásokkal szemben a levél epidermisze a legellenállóbb, a szivacsos parenchima és az oszlopos sejtek az asszimiláció fő helyei - igen érzékenyek. A kis koncentrációjú mérgező anyagot a sejt semlegesíti, lebontja, nagyobb koncentráció esetén a sejt elhal. Komolyabb mérvű károsodás szemmel látható elváltozással jár; a levél szövete helyenként összezsugorodik, elfonnyad. A klorofill és színanyagok pusztulása miatt színváltozás, klorózis és észlelhető: pl. a levélen sárga, barna, vörös foltok jelennek meg. Igen jellegzetes a marginális nekrózis, a levelek és szirmok szélének elhalása. Egyes károsodástípusok bizonyos szennyező anyagokra jellemzőek lehetnek. A kén-dioxid főleg a szivacsos parenchimát támadja, a levélzet között száraz áttetsző vagy világos foltok jelentkeznek. Az ózon az oszlopos sejtekre fejti ki hatását, a levél szórtan pettyes. A fluor kártétele marginális nekrózisokban nyilvánul meg. Az egyes növények a különböző szennyező anyagokkal szemben nem egyformán érzékenyek. A burgonya például kén-dioxidnak ellenálló, de ózonra nagyon érzékeny. Az sem közömbös, hogy a károsító hatás a növényt milyen életszakaszban éri. A fiatal szövetek - bár érzékenyebbek - jól regenerálódnak, ha a hatás nem hosszan tartó. Az idős szövetekben bekövetkezett károsodás maradandó. Alumíniumkohók környezetében, így Ajkán, Inotán elsősorban a fluortartalmú gázok mérgező hatása a jellemző. Az 50-es évek elején az Inotai Alumíniumkohó beindítását követően néhány év alatt ment tönkre a kohó széljárta felőli oldalán levő nemes tűlevelű erdő. Az állandó fluorhatásnak csak a teljesen és értéktelen és igénytelen gyomnövények képesek ellenállni. A növényzet ugyanakkor visszahat a levegőszennyezés alakulására, szűri, tisztítja a levegőt. A légszennyező anyagok hatására meggyorsulnak az anyagi javak károsodásának folyamatai is. A korrózió sebessége megsokszorozódik, ha gáznemű szennyező anyagok mellett lebegő részecskék is jelen vannak a levegőben. Ezért a nagyvárosokban az acél korróziósebessége 2-4-szer nagyobb, mint a vidéki körzetekben. A levegő szennyező anyagai hatására a műanyagok is károsodnak, öregedés, anyagelfáradás útján. Az ózon hatására meggyorsul a gumi töredezése is. A szennyeződés hatására az épületek vakolata bomlik, porlad. A levegő kén-dioxid-tartalma meggyorsítja a műemlékek károsodását is. Több városban a kőből, bronzból és acélból készült művészeti alkotásokat belső térben kellett elhelyezni, hogy a pusztulástól megóvják azokat. Az Egyiptomból Londonba szállított Kleopátra Tűje elnevezésű kőobeliszk állapota, az angol főváros korábban magas kén-dioxidszennyezettsége miatt, 80 év alatt többet romlott, mint Egyiptomban 3000 éven keresztül. Ugyancsak a korábbi magas kéntartalom, és nem a tengeri levegő sótartalma okozta a New York-i Szabadság szobor zöld színét. Ugyanis, az elvégzett vegyelemzés szerint a nagy felületen megcsodálható természetes patina egyik legszebb példányát rézszulfát, és nem rézkarbonát alkotja. 3.4. A levegőminőség helyzete Magyarországon 3.4.1. Háttérszennyezettség, mezőgazdasági területek levegője A levegő nem megfelelő minősége, a levegőszennyezettség általában ipari területeken, nagyvárosokban okoz gondot. Tévedés lenne azonban azt hinni, hogy a falvak, mezőgazdasági területek levegője mindig kifogástalan, tiszta. Ennek több oka, forrása van.
- 32 A legáltalánosabb szennyeződés típus az egész kontinensre kiterjedő, nagytávolságú szennyezettség-terjedés. Az országhatárokon átterjedő szennyeződések közül a legjellemzőbbek a kén-dioxid és a nitrogénoxidok (nitrogén-dioxid, nitrogén-monoxid). Ezek a gáznemű anyagok egyrészt közvetlenül a felszínre rakódnak, ezt nevezzük "száraz ülepedésnek". Másrészt a levegőből kimosódva a csapadékban savakká alakulnak át, ez a "nedves ülepedés". A légkörbe került savképző anyagok terjedése, átalakulása és kiülepedése meteorológiai tényezőktől függ. A szükséges adatok birtokában a légszennyező anyagok eloszlása, várható koncentrációja közelítőleg kiszámítható. Számítógépes modell segítségével meghatározott, átlagos évben az ország határaihoz érkező kén-dioxid, illetve szulfátrészecske áram (fluxus), kénben kifejezve: Az utóbbi években hazánkban is előtérbe került a környezet fokozódó savasodása. A tünetek (erdőpusztulás, talajsavasodás), már korábban is jelentkeztek, de a kutatók véleményeit akkor nem engedték nyilvánosságra hozni. A környezetsavasodás egyik fő tényezője a légköri savas ülepedés, közismert nevén a savas esők. A csapadékvíz savasságának (pH) területi eloszlását tekintve, a mintavétel helyétől függően, 4,4 és 5,0 pH közt változik. Az átlagos pH érték 4,67.
A csapadék pH értékeinek szórása: erősen savasnak (pH 3-4) a havi csapadékminták 6%-a tekinthető, további 56% gyengén savas tartománya (pH 4-5,6) esik. A mintáknak tehát kb. kétharmada savas. A tíz év során jelentkező változás a nitrát mennyiségének 4%-os növekedését mutatja. A szulfátok mennyisége a csapadékban stagnáló. Száraz és nedves ülepedéssel évente 214 ezer t nitrogén rakódik le Magyarország területére. Falvaink levegőjét az ország jelentős iparvidékeiről, nagyvárosaiból származó szennyezettség is terheli, melynek hatása az uralkodó szél irányában esetenként jelentős lehet. Így pl. a Hortobágy közepén, vagy a Kiskunsági Nemzeti Park bioszféra rezervátum területén, időnként jól mérhető Tiszaújváros, illetve Dunaújváros szennyező hatása. Napjainkban a falvak mezőgazdasági települések levegőjében is jelentős a közlekedésből származó szénmonoxid, ill. nitrogén-dioxid, ólomkoncentráció. Télen a háztartások fűtéséből eredő korom, kén-dioxid mennyisége emelkedik meg. A vegyszeres növényvédelem repülőgéppel való kiszórása, ha nem kellő körültekintéssel végzik, a lakott területekre sodródva okozhat nagyobb szennyeződést. Kisebb mezőgazdasági jellegű településeinken a levegő minősége általában tisztának minősíthető, s bár mint említettük, szennyező anyagok mindenütt jelen vannak, falusi levegőben ezek mennyisége alatta van a levegőminőségi határértékeknek. A mezőgazdasági területek levegőjében fokozottan fordulnak elő olyan növényi részek, melyek az arra érzékeny emberek körében allergiás tüneteket okoznak. 1m3 levegőben 10 ezer - 100 ezer virágpollen és gombaspóra fordul elő. Az allergia szakrendelések vizsgálatokat végeznek arra a célra, milyen virágporok okozzák a konkrét tüneteket. Virágzáskor az érzékeny személyek kerüljék a növény termőterületét. A falusi települések talajának, levegőjének mikroorganizmus-tartalma eltér a várositól. A mikroorganizmusok többsége a levegőben is talajeredetű, szaprofita, általában nem okoz emberi megbetegedéseket. Jelentős azonban az állatokról, növényekről származó baktériumok és egyedek száma. Porhoz tapadó, a kiszáradást tűrő kórokozók okozzák a tbc-t, anthraxot, tetanuszt, gázödémát, a bőrgennyedéseket. Állattartó telepek környékén az állatok szőrén megtapadó gombák is a levegőbe jutnak, a szelek irányában terjednek, s némelyik kórokozó. 3.4.2. Iparvidékek, ipari települések
- 33 -
Bár a levegő elszennyezésében egyre nagyobb szerepet játszik a közlekedés, és a háztartások tüzeléséből származó szennyezés sem csekély, a legnagyobb mennyiségű, és a legtöbbféle szennyező anyagot ma is az ipar bocsátja a levegőbe. A kibocsátott szennyező anyagok (az emisszió) a légkörben átalakulnak, lebomlanak, vagy újabbak épülnek fel belőlük. Szerencsére hígulnak is, valamint különféle módokon kikerülnek a légtérből. Ha nem így lenne, a légkör igen rövid idő alatt belélegezhetetlenül szennyezetté válna. Ezeket a folyamatokat összességükben transzmisszió (szállítódás) néven foglaljuk össze. A végeredmény az imisszió, vagyis az a levegőminőség, mely a talajközeli légrétegekben, az ún. légzési zónában kialakul. Ez az, ami egészségügyi szempontból a legfontosabb. Az imisszió kialakulását a kibocsátásokon és a szállítódási folyamatokon kívül nagymértékben befolyásolják a helyrajzi viszonyok, mint pl. a talajfelszín (kötöttsége, nedvessége, burkolata), a növényzet, a vízfelületek, a domborzat (síkság, hegység, völgy), és a beépítettség (városszerkezet, épületek magassága, stb.).
Településcsoportok, koncentrált iparvidékek környezetében összefüggően szennyezett régiók alakulhatnak ki. Hazánkban is vannak kisebb szennyezett régiók, melyeknek létét először 1972-ben, repülőgéppel végzett mérésekkel mutatták ki. Az ANTSZ kezelésében működő imissziómérő rendszer 1974 óta rendszeresen vizsgálja az ország mintegy száz települését, és szennyezett régióját. Ezeknek a vizsgálatoknak az alapján ma már elég jó áttekintésük van az ország levegőminőségéről. Iparvidékeink által okozott levegőszennyezettség rányomja bélyegét az országra. Ebben természetesen az is közrejátszik, hogy ezek egyúttal legsűrűbben lakott területeink. A délnyugat-északkelet irányban húzódó "ipari tengely'" mentén fekszenek a szennyezett régiók. Ezek olyan területek, ahol a levegő szennyezettsége egy, vagy több szennyező anyagra a megengedett mértéket gyakran meghaladja. A levegőminőség értékelése összetett feladat. Egészségügyi szempontból elsősorban a megengedett értékek túllépésének mértékét és gyakoriságát kell figyelembe venni. A szennyezett régiók az alábbiak: budapesti agglomeráció (Váctól Százhalombattáig), BorsodAbaúj-Zemplén megye iparvidéke (Ózdtól a volt Leninvárosig). Észak-dunántúli iparvidék (Komáromtól Dorogig, Almásneszmélytől Oroszlányig). Közép-Dunántúli iparvidék (Komlótól Beremendig), Nógrád-Hevesi iparvidék (Salgótarjántól Hatvanig és Visontáig). Nem hagyhatjuk figyelmen kívül azt a néhány nagyobb várost sem, melyek nem fekszenek ugyan a szennyezett régiók területén, de levegőjük jelentősen szennyezett. Ezek a következők: Dunaújváros (és néhány környező település). Szombathely, Győr, Szolnok, Mosonmagyaróvár és Debrecen. A terület nagysága szempontjából a borsodi régió a legkiterjedtebb, ezt követi a fővárosi agglomeráció. A többi terület jelentősen kisebb ezeknél. Az összes szennyezett terület több mint 10 000 km2-t tesz ki, ami az ország területének 11,2%-át jelenti. Ebből a városok kb. 3700, a többi települések kb. 6700 km2-t foglalnak el, ami 4,0 illetve 7,2%-ot jelent. A szennyezett területen élő lakosság számát a főváros (az agglomeráción belül) kétmilliós lélekszáma döntően befolyásolja. Valamennyi szennyező anyag tekintetében a fővárosi agglomeráció áll az első helyen az exponált lakosság számát tekintve. A második helyet a borsodi régió foglalja el. Ha azt az összlakosságot tekintjük, amelyik valamely vizsgált szennyező anyag által veszélyeztetve van, a lélekszám 4,7 milliónak adódik, ami az ország lakosságának 44,3%-a.
- 34 Ebből mindössze kb. 8% lakik falvakban, tanyákon, a többi városlakó. Ha a városi lakosságunkat 100%-nak vesszük, akkor ezek közül kb. 65% szennyezett levegőben él. A legtöbb ember a kén-dioxid és a nitrogén-dioxid expozíciónak van kitéve: kb. 4,3 millió ember, mintegy 41%-a az ország lakosságának. A levegőszennyezettség kettős gondot jelent: nagy mezőgazdasági területeket borít, ezért a mezőgazdasági károk jelentősek lehetnek. Ugyanakkor sűrűn lakott területeinket érinti, itt elsősorban az egészségkárosító hatás jelentkezik. A korróziós károk mindkét vonatkozásban fennállnak. A szennyezett területek népsűrűsége négyszerese az országos átlagnak, a levegőszennyezettség a legsűrűbben lakott területeinket (közte a fővárost és legnépesebb városainkat) károsítja.
2. táblázat A szennyezett területek és lakosságuk %-os aránya Magyarországon SO2-dal terhelt terület NO2-dal terhelt terület Ülepedő porral terhelt terület SO2-dal és NO2-dal együttesen terhelt terület SO2-dal és porral együttesen terhelt terület NO2-dal és porral terhelt terület SO2-dal és NO2-dal és porral együttesen terhelt terület ÖSSZES terhelt terület
Terület
Lakosság
9,7 7,0 5,4
41,1 40,4 31,5
5,2
35,6
4,3
30,0
4,4
30,4
3,8
29,9
11,2
44,3
3.5. A levegőszennyezés elleni védekezés Magyarországon 3.5.1. A levegőtisztaság szabályozása A levegőtisztaság-védelmi szabályozás célja a kívánt minőségű levegő biztosítása. A jelenlegi rendelet így intézkedik: "A levegőt védeni kell minden olyan behatástól, szennyeződéstől, amely annak természetes minőségét hátrányosan megváltoztatja, vagy a népgazdaság szempontjából káros". A levegőminőség romlását, azaz a levegő szennyezettségét a levegőben lévő légszennyező anyagok koncentrációjával (imisszió) jellemzik, a rendeletek az egyes anyagokra maximálisan megengedhető koncentrációkat (levegőminőségi normákat) adnak meg.
- 35 A levegő minősége és a levegőbe engedett légszennyező anyagok mennyisége között összefüggés van, amelynek alapján meghatározható, hogy adott levegőminőség biztosításához mennyi a levegőbe engedhető légszennyező anyagok maximális mennyisége. A hazai szabályozás rendszerében a légszennyező források számára megállapítják a megengedhető maximális kibocsátási értékeket (emissziónormákat), amelynél több légszennyező anyagot nem engedhetnek a szabadba. Az emisszió és az imisszió közötti lényeges fizikai összefüggést tükrözi, hogy az imisszió- és emissziónormákat egymással összhangban állapítják meg. A szabályozás embercentrikus szemléletét igazolja, hogy az elsődleges az imissziónormák meghatározása, az emisszió előírások ehhez igazodnak. A szabályozás alapvető jellemzője, hogy a területrendezési és területfejlesztési szabályozással szoros kapcsolatban és összhangban épül fel. A szabályozás lényeges mozzanata, hogy az emisszió előírások megszegőivel szemben szankciókat alkalmaz. Ilyenek a szabálysértési eljárás és a légszennyezési bírság.
A rendelet kétféle határértéket vezet be: - a területi kibocsátási határértéket és - a technológiai kibocsátási határértéket. A területi kibocsátási határérték (mértékegysége: kg/h) meghatározott területen kibocsátható légszennyező anyagok mennyiségét korlátozza annak érdekében, hogy az adott szennyezőanyag vonatkozásában a levegőminőségi határérték betartható legyen. A terület meglévő szennyezettségét a terhelési index fejezi ki. Ez településenként (a fővárosban kerületenként) differenciáltan került meghatározásra úgy, hogy a már erősen szennyezett területekre vonatkozó terhelési index magasabb, mint a kevésbé szennyezett térségekre megadott érték. A technológia kibocsátási határérték az egyes technológiák által kibocsátható légszennyező anyagok mennyiségét korlátozza. Mértékegysége, pl. kg szennyezőanyag/t előállított termék. A technológiai kibocsátási határérték a hazai körülmények között megvalósítható olyan előremutató emisszió érték, amelynek megállapításánál figyelembe vették az üzem új, illetve rekonstruált voltát, valamint az iparilag fejlett országok hasonló berendezéseire vonatkozó adatokat is. Egyszóval a technológiai kibocsátási határérték a technológia színvonalát minősíti környezetvédelmi szempontból. Meg kell jegyezni, hogy az iparilag fejlett országok levegőtisztaság-védelmi előírásaiban, túlsúlyban van a technológiai határértékkel történő szabályozás. A korszerűsített levegőtisztaság-védelmi jogszabály mindkét határérték alkalmazását előírja. Erre a kettősségre szükség van: a súlyosan szennyezett területek védelme a területi határértéket, a technológiák korszerűsítése a technológia kibocsátási határértéket követeli meg. A kétfajta határérték alkalmazásánál a hazai helyzetből kiindulva fokozatos bevezetést terveztek a következők szerint: - a szabályozás körébe azon légszennyező anyagok kerülnek, amelyek kibocsátásának mérésére szabványosított eljárás van. Jelenleg mintegy 80 komponensre készült el az országos, illetve ágazati szabvány; - területi kibocsátási határértéket mind az új, illetve rekonstruált, mind a régi telepítésű üzemekre; - technológiai határértéket pedig csak az új és a rekonstruált üzemekre lehet előírni;
- 36 - technológiai normák kiadása először a legjelentősebb légszennyező technológiákra fog megtörténni. A kiadást társfőhatósági egyeztetés előzi meg. A határértéket folyamatosan, lehetőleg évente egyszer, miniszteri rendelkezés formájában közzéteszik. A kétfajta kibocsátási határérték alkalmazása a fentiek szerint lehetővé teszi, hogy a hangsúlyt a megelőzésre helyezzék. A megelőzést segíti elő a jogszabály azon intézkedése, mely szerint a helyhez kötött új légszennyező forrás tervezése, létesítése, a meglévő bővítése, rekonstrukciója (felújítása, korszerűsítése) során a tervező, a beruházó, illetve az építtető, továbbá a technológiai változtatás esetén az üzemeltető köteles kibocsátási határérték megállapítását kérni a levegőtisztaság-védelmihatóságtól. A jogszabály lehetővé teszi az épületforrások, a felületi források (üzemi terület, saját használatú pormentes burkolat nélküli út, nyitott anyag- és hulladéktároló stb.) üzemeltetőivel szembeni fellépést. Az épületforrásokat a munkaegészségügyhöz kapcsolódóan határértékkel szabályozzák, megszüntetve azt az ellentmondást, hogy érdemesebb a nyílászárókon kiengedni a légszennyező anyagot az elszívás helyett. A felületi forrásoknál felszabaduló légszennyező mennyiségét lehetetlen meghatározni, így a normatív szabályozást nem lehet bevezetni. A tervezet egyértelműen tiltja a szalma, a nádas, az árok és töltések növényzetének égetését, illetve szabályozza a tarlóégetést. Lehetőség van a szabályok megsértőinek szankcionálására is. A közlekedési miniszternek a mozgó légszennyező források (közúti, vasúti, vízi és légi közlekedési járművek, valamint egyéb légszennyező források) tekintetében meglévő elsődleges jogköre van. A kibocsátási határérték túllépése esetén az üzemeltetőkkel szemben bírság kiszabására van lehetősége, amelyre a közlekedési tárca végrehajtási rendeletet adott ki. A jogszabály az első fokú közlekedési hatóságot azokon a területeken, ahol a belső égésű motorokkal üzemeltetett közlekedési eszközök és egyéb mozgó légszennyező források használata veszélyes légszennyezettséget okoz, forgalomszervezési intézkedésekre kötelezi. Ugyanakkor rendkívüli veszélyes légszennyezettség kialakulásának lehetősége vagy bekövetkezése esetén a veszélyeztetett körzetekben ezen légszennyező források közlekedése és használata korlátozható vagy megállítható. Előremutató az az előírás, amely szerint meghatározott mozgó légszennyező forrásokat, gépeket, gépi berendezéseket, tüzelőanyagokat levegőtisztaság-védelmi szempontból minősíteni kell. Nem hozható forgalomba olyan termék, amely a minősítési feltételeknek nem felel meg. A bírságrendszer ösztönzőbbé tétele érdekében a légszennyezési bírságrendszer a szigorítás irányába hat és progresszív bírságolásra is lehetőséget ad. A légszennyezési bírság alapbírságból és évenként 20%-kal emelkedő progresszív bírságból áll. Légszennyezési bírságot magánszemélyekkel szemben nem lehet kiszabni. Magánszemélyekkel kapcsolatban szabálysértési felelősségre vonás alkalmazására kerülhet sor. 3.5.2. Területvédelem A levegőszennyezést végső fokon egyedi források okozzák, de az embert és a védendő objektumokat érő levegőszennyezés mértékét a források területei, elhelyezkedése szabja meg: adott területre hány darab és milyen kibocsátású forrás esik, és ezek milyen távol helyezkednek el a védendő területektől.
- 37 Az egyedi légszennyező források szabályozását ezért a településeket, országrészeket magába foglaló, illetve az egész országot átfogó szabályozással kell megvalósítani. Ez a levegőtisztaság-védelmiszabályozás egyrészt szoros kapcsolatban van a területi tervezéssel, másrészt a fennálló helyzetből és a gazdasági lehetőségekből indul ki. A területrendezési tervek részeként el kell készíteni a települések levegőtisztaságvédelmi terveit, amelyek tartalmazzák: - a légszennyező források területi elhelyezkedését, - a védendő objektumok területi elhelyezkedését, - a levegőtisztaság-védelmi területi védettségi kategóriákat. A pontforrások erős tömörülése esetén (pl. egy üzem területén levő sok kémény és kürtő) az egyes légszennyező források helyett a terv a telephely területi elhelyezkedését tartalmazza. Számos esetben a korszerűtlen fűtésű városrész (legtöbb városunk régi házakból álló történelmi városmagja) légszennyező gócot képez. A védendő objektumok lehetnek iskolák, óvodák, kórházak, tudományos intézetek, szanatóriumok, kényes műszaki berendezések (telefonközpont), sőt olyan üzemek is, amelyek termékei nagy tisztaságot követelnek (gyógyszer, élelmiszerüzem). A védendő objektumok is lehetnek nagyobb kiterjedésűek, ilyenek a városközpontok, gyógy- vagy üdülőterületek, természetvédelmi területek stb. Az imissziónormákat több fokozatban célszerű meghatározni, aszerint, hogy milyen szigorú követelményeket indokolt előírni az egyes területeken. Ennek érdekében az ország területét a levegő tisztaságának védelme szempontjából. a.) kiemelten védett, b.) védett és c.) egyéb területi védettségi kategóriába kell sorolni, mégpedig: a) kiemelten védett kategóriába azt a területet, ahol a levegő tisztaságának megőrzése, védelme elsőrendűen fontos, b) a főváros, város (község) belterületét - összefüggő ipari terület kivételével - továbbá a külterület ilyen védelmet igénylő részét a védett kategóriába és c) egyéb kategóriába az összefüggő ipari területeket. A rendelet értelmében a legszigorúbb követelmények a "kiemelten védett" területeken érvényesek. Az "egyéb" és "védett" kategóriákba sorolás a megyei önkormányzatok joga és feladata, javaslatuk alapján a kiemelten védett kategóriába sorolt területeket a Minisztérium, határozza meg. Egy adott terület kiemelten védetté nyilvánításához nem elég megvizsgálni, hogy a terület vagy a rajta levő objektumok jellege, funkciója indokolja-e a védettség ilyen fokát, vizsgálni kell egyben azt is, hogy teljesíthetőek-e a kiemelten védett területre előírt követelmények ezen a területen. A rendelet értelmében a kiemelten védett és védett területen a jövőben káros légszennyezést okozó új üzem nem létesíthető, továbbá a kiemelten védett területeken csak fával, koksszal, gázzal vagy maximum 1% kéntartalmú olajjal szabad tüzelni. Bár az igények sok esetben megkívánnák, a lehetőségek megakadályozzák a kiemelten védett kategóriába sorolást. Szinte minden jelentősebb városunk történelmi városmagja és műemlék körzete indokolná ezt a besorolást, hisz ezek a városrészek egyben a legsűrűbben lakottak. Az illetékes hatóságoknak az ilyen esetekben megfelelő intézkedésekkel (üzemek kötelezése vagy kiépítése, közút nyomvonalának áthelyezése, fűtéskorszerűsítési program) biztosítani kell, hogy a terület kiemelten védetté nyilvánításához szükséges feltételek teljesüljenek. Az elmondott okokból "kiemelten védett" terület kijelölésére eddig néhány esetben került sor.
- 38 Az "egyéb" terület a rendelet szerint az összefüggő ipari terület. Itt az ipari területet tágabban kell értelmezni, és beleértendők az ipari tartalékterületek, a bányaművelési területek és az erdő- és mezőgazdaság azon telephelyei, ahol telephelyre koncentrált ipari jellegű tevékenység folyik (fafeldolgozó, állattenyésztő-telep, mészégető, szeszfőzde, takarmánytároló stb.). Kiemelten védett területek többek között: Budapest területén: a budai hegyek Miskolc város területén: Miskolc-Tapolca, Lillafüred Szeged város területén: Fehér-tó üdülőkörzet Debrecen város területén: Az egyetemi és klinikai terület Sopron város területén: A gyógy- és üdülőkörzet Tata város területén: Nagy-tó és Cseke tó környéke Nyíregyháza város területén: Sóstó-fürdő, a tbc-kórház és a köztük levő terület Borsod és Heves megye területén: A Bükk-fennsík Csongrád megye területén: A Pusztaszeri Nemzeti Emlékpark Pusztaszeri rezervátum,Savréti rezervátum Fejér megye területén: a Velencei tó és környéke Heves és Nógrád megye területén: a Mátra Zala megye területén: Hévíz üdülőterület és környéke A rendelet szerint egy-egy üzem magukban álló telephelyei (kerítéstől kerítésig), nem sorolhatók az egyéb kategóriába, csakis az összefüggő ipari területek. Itt a terület nagysága elegendő ahhoz, hogy a kibocsátott szennyező anyagok a védett terület határvonala előtt megfelelően felhíguljanak és így káros légszennyezési áthatás ne keletkezzék. Megemlítjük, hogy a káros hatásokat kiváltó ipari (vagy egyéb) objektum és a védendő területek közé az Országos Építésügyi Szabályzat (OÉSZ) meghatározott védőtávolságokat, illetve védősávokat ír elő, amelyek - a hatékonyságukat növényzettel, erdősávval fokozzák - jól védenek viszonylag az alacsony források kibocsátásaival szemben. Magas kémények esetében azonban a talaj menti légrétegben a maximális szennyezőanyag koncentráció általában e védőtávolságokon túl jelentkezik. A rendelet gyakorlati alkalmazása szempontjából az ország minden olyan területe, amelyet nem soroltak a "kiemelten védett" vagy az "egyéb" kategóriába, a "védett" kategóriába tartozik. Így ide soroljuk nemcsak a városok, községek belterületét, hanem a külterületek "ilyen védelmet igénylő részét" is. Ez utóbbi felöleli a mezőgazdasági területeket, erdőségeket és a művelés alá nem vont területeket egyaránt. A védett kategória ilyen alkalmazását az indokolja, hogy a településeken kívüli területek levegője általában tisztább, a települések levegője ebből a környezetből frissül fel. A védett területi imissziónormák betartása számos településen nehézségbe ütközik, míg a településeken kívül megvalósul. A védett kategória alkalmazása ebben az esetben a valóságos levegőtisztasági helyzet elismerése és rögzítése, mint a továbbra is fenntartandó állapot. 3.5.3. A levegőszennyezettség mérése és ellenőrzése A légszennyeződés tényének észlelése, mértékének megállapítása az imisszió mérésével lehetséges. A szabad levegő szennyeződésének vizsgálata során általában két munkafázist különböztetünk meg: a mintavételt és az analízist. A levegőben a szennyező anyagok igen kis koncentrációban vannak jelen. Ezért a mintavételt dúsítással kapcsoljuk össze. Gázmosó edényben folyadék reagensen keresztül
- 39 nagy mennyiségű levegőt szívatunk át. A szilárd halmazállapotú szennyező anyagokat különféle szűrőkön foghatjuk fel a levegő átszívása során. A mintavételezéshez elektromos szivattyúkat használunk. A levegő-mintavételezés lehetőségeit és a mérőhelyek fajtáit az 5. ábra mutatja be. A mérések hatékonyságának növelésére az automatizált mintavétel ad lehetőséget. A kapott szennyezőanyag koncentráció a mintavételi időszak átlagértékét adja. Az analízishez leggyakrabban a fotometriás, gravimetriás, konduktometriás, coulometriás és kromatográfiás analíziseket alkalmazzák. Az imisszió ellenőrzésének módszere A levegőminőség-ellenőrző rendszernek három fő típusát különböztetjük meg.: - telemetrikus mérőhálózat, regisztráló műszerekkel (on-line rendszer), - nem telemetrikus, telepített műszeres (off-line) hálózat, - időszakos mintavételezés állandó mérőpontokon. Az első típus jellemzője a teljes automatizáltság. Veszélyhelyzet esetén módot ad azonnali beavatkozásra, amennyiben lehetőség van a kibocsátások előre elhatározott terv szerinti csökkentésére (havária terv). A második esetben regisztráló, automata, félautomata vagy kézi kezelésű műszereket telepítenek a mérőpontokra. Az eredményeket általában havonta értékelik. A harmadik típus szúrópróbaszerű méréseket jelent. Ezek információtartalma korlátozott. A hazai mérőrendszer gerincét az automatikus mintavevők képezik. Budapesten telemetrikus rendszer is működik. Valamely település alapterhelését mérő állomással szemben követelmény, hogy a helyi szennyező források közvetlen hatásától mentes, kéményektől és forgalomtól viszonylag távoli (néhány száz méterre), jól átszellőző helyen, például városi parkban legyen elhelyezve. Az ilyen állomás adatai a város kb. 1 km2-nyi területére jellemzőek. Adott szennyező forrás hatását célszerűen koncentrikus körökben, égtájanként telepített állomásokkal mérhetjük fel. Település vagy terület felmérésére sok helyütt alkalmazzák a négyzetháló rendszert. Településeinkben nagyságuktól és szennyezettségüktől függően a 3, 6 vagy 12 állomást (a fővárosban 24 állomásból álló off-line rendszert) üzemeltetnek. A mérőhálózat felügyelete a Egészségügyi és Szociális Minisztériumhoz tartozik. Szakmai irányítás az Országos Tisztiorvosi Szolgálat feladata. Az operatív munkát a fővárosi és a megyei Tisztiorvosi Intézetek végzik.Rendszeres levegőminőség ellenőrzés folyik több mint 60 városban és településen, valamint az üdülőterületeken. Az adatfeldolgozás számítógéppel a Levegőtisztaság-védelmi információs alrendszerben történik. 3.5.4. Műszaki védekezés Levegőtisztítás technikák az iparban A levegőszennyező anyagok emisszióját egyrészről a technológia befolyásolja, másrészről az alkalmatlan zárlatos, illetve hibás létesítmény részei is előidézhetik. A 6. ábra egy áttekintést nyújt az ipari légszennyezés kialakulásának okairól, a baloldalon lévő folyamatoknál túlnyomórészt gáz formájú emissziók képződnek, pl. párolgással, kémiai reakciókkal és a szelepek tömítetlenségéből. Jobbra fent a diszpergálás,
- 40 illetve szűrés és osztályozás folyamatai találhatók, továbbá a speciális folyamatoknál leggyakoribb keletkezési módokat ábrázolják. Az új eljárások kifejlesztésénél kezdettől fogva ügyelni kell arra, hogy az emissziók minimálisak legyenek. A jelen levő berendezéseknél és eljárásoknál az emissziók származásának okait alaposan analizálni kell. Egyes esetekben a levegőhigiéniai viszonyok javítását érhetik el, ha a meghatározott eljárás nyersanyagait megváltoztatják. Egy tipikus példa a kéntelenített fűtőolaj, illetve földgáz használata a kéntartalmú szenek helyett az energia-előállításra, amely során a SO2 és a nitrogén-oxid emissziók jelentős süllyedését érték el. A földgáz alkalmazása során egyidejűleg a levegőporemissziókat megszüntetik, míg a fűtőolaj elégetésénél tetemes korom emissziók lépnek fel. A motorok alkalmazásánál figyelembe kell venni, hogy a dízelmotorok kipufogógázai több részben elégett szénhidrogént és nitrogén-oxidot tartalmaznak, ezzel szemben nem tartalmaznak semmilyen ólomvegyületeket. Az ipari vég-, illetve hulladékgázok káros szennyező komponensektől való megtisztítására mindazok a készülékek és eljárások felhasználhatók, amelyeket a vegyipar a gáz- szilárd, gáz-folyadék és gáz-folyadék-szilárd több fázisú reakciók végrehajtására, a fázisok vagy a gázfázis komponenseinek elválasztására kifejlesztett. Gáztisztításra fizikai és kémiai módszerek egyaránt használhatók. A megfelelő vegyipari művelet vagy eljárás kiválasztásakor nemcsak azt kell figyelembe venni, hogy a gázból milyen halmazállapotú szennyező anyagot kívánunk eltávolítani, hanem ennek fizikai és kémiai tulajdonságait, továbbá az elegendő tisztítási hatásfokot is. A 7. ábra teljesség igénye nélkül ad áttekintést a gáztisztítás főbb módszereitől. Rendkívül fontos az, hogy a gáztisztításra olcsó és hatékony megoldást találjunk, mivel a tisztítás mértékét nem gazdaságossági megfontolások, hanem levegőtisztaság-védelmi előírások határozzák meg, ugyanakkor a tisztítási hatásfok növelésével az eljárás költsége nem lineárisan, hanem exponenciálisan nő. A tisztítási módszer kiválasztásakor nem elegendő csak azt vizsgálni, hogy a tisztítandó gázból a káros komponensek megfelelő mértékben eltávolíthatók-e, hanem arról is dönteni kell, hogy az elválasztott komponensekkel a továbbiakban mi történjék. A tisztítási eljárás szerint a következő esetek lehetségesek: a.) a szennyező komponenseket ártalmatlan anyagokká alakítjuk, ez végleges megoldás (pl. a szénhidrogének termikus vagy katalitikus égetéssel szén-dioxiddá és vízzé alakítása), b.) a szennyező anyagokat hasznosítható alakban nyerjük vissza (pl. fluor és hidrogénfluorid visszanyerése kriolit alakjában és visszavezetése a folyamatba), c.) a tisztítás során a szennyező komponensek csak dúsulnak, és a keletkező szennyvíz, szilárd hulladék, iszap, elhasznált adszorbens vagy mosófolyadék további kezeléséről vagy elhelyezéséről gondoskodni kell (pl. dolomitos füstgáz kénmentesítésnél a kalcium- és magnézium-szulfát és -szulfit elhelyezése). A tisztítás módja szerint száraz és nedves üzemű berendezéseket különböztetünk meg: A száraz tisztító berendezések a levegőben szennyező anyagokat azok különböző fizikai tulajdonságai és különböző erőhatások alapján választják le. Ha a szennyező anyag értékes, a száraz leválasztás után minden további művelet nélkül újra hasznosítható. A száraz leválasztás feltétele, hogy a levegőből gőzök ne kondenzáljanak.
- 41 A nedves eljárások előnye, hogy a gázok együttesen is eltávolíthatók és a kezelendő gáz magas hőmérséklete sem korlátozó tényező. Hátrányuk a nagyobb energiaigény, a korrózióveszély és a keltező szennyezett mosófolyadék további kezelése. Az egyéb elven működő eljárások közül a szerves vagy bűzös anyagokat megsemmisítő égető berendezéseket emeljük ki. Az alkalmazandó berendezések kiválasztásához a tisztítandó levegő mennyisége mellett a benne levő szennyező anyagok fajtáit és koncentrációit, továbbá a kívánt tisztasági fokot kell ismerni. Adott esetben többlépcsős tisztító eljárásra lehet szükség (pl. durva porelválasztás utáni nedves gáztisztítás).
A) Porleválasztó eljárások A porleválasztást - mint szilárd gáz alakú leválasztást - több szinten, a különböző fizikai erők kihasználása mellett végzik (3. táblázat a jegyzet végén). A centrifugál leválasztó alatt a ciklont kell érteni, amelyben a porrészecskék szétválasztása a centrifugális és nehézségi erő együttes hatása során következik be. A gyakorlatban a ciklon alkalmazása a legjelentősebb.(8.ábra) A nyersgáz árama tangenciálisan lép be a hengeres házba, és spirál alakban mozog lefelé. A porrészecskék a köpeny falához sodródnak, onnan lecsúsznak a tölcsérbe, és a zsilipek begyűjtik. A gázrészek a kúpos alsó részben visszafordulnak és felemelkednek a fent elhelyezkedő axiálisan belépő csőhöz. A szemcse határméret normál ciklonoknál 10-20μm-en belül van: A nedves leválasztók a porrészecskéket vízzel távolítják el a nyersgázból. Ahhoz, hogy a mosófolyadékkal - legtöbbször a víz - a poros gázok intenzív érintkezést érjenek el, nagy folyadékfelületet kell alkalmazni, amit különböző eljárásokkal lehet megvalósítani: - a mosófolyadék befecskendezése a nyersgázba, - forgó készülékrészek, -nyersgázvezetés a mosófolyadékban (buborékoltatás), kiterjedt folyadékfilmek kialakítása a készülék falán és a töltelékrétegben. A nedves leválasztó főleg a forró gázokból a finomabb porrészecskék (05 μm-nél kisebb) eltávolítását szolgálja magas szétválasztási fok mellett. A tűz- és a robbanásveszély csekély, de hátrányt jelent a keletkező iszap és szennyvíz szükséges kezelésének magas költsége. A mozgó alkatrésszel ellátott nedves leválasztókhoz tartoznak a Venturi és a forgómosók.(9.ábra) A Venturi mosónál a nyersgáz egy csövön keresztül áramlik be, és a gáz konvertáló része erősen szétszóródik. Itt vezetik be axiálisan vagy radiálisan a folyadékot. A turbulencia miatt a nyersgáz és a folyadék összekeveredik a diffúzorban, a sebesség ismét csökken és az iszapot össze lehet gyűjteni. A szűrőleválasztót a leválasztási módja szerint - a felületen vagy a szűrő belsejében letisztító- és gyűjtőszűrőkre osztják. A tisztítószűrőkhöz különlegesen felületkezelt szálrétegekből álló anyagokat használnak. Fontos jellemző többek között a finom fonalak feldolgozhatósága, a mechanikus és termikus terhelhetősége, éghetősége, a kémiai és biológiai hatásokkal szembeni ellenállósága, nedvességgel szembeni ellenállás, és az
- 42 elektrosztatikus feltöltődés. A tömlőszűrőbe a gáz alulról lép be, ahol - lényegileg a csökkentett áramlási sebesség miatt - a legdurvább porrészecskék részben visszamaradnak és leülepednek. Az elektro-leválasztónál (elektromos gáztisztítás, EGR) az elektromos mezőben a feltöltött részecskékre ható erőt használják ki. Mivel ennek az erőnek többek között a nagyon finom részecskékre is hatása van, az elektromos leválasztók a 99% feletti elválasztási fokkal rendelkező nagy teljesítményű portalanítókhoz tartoznak. Ezeket a magas hőmérsékletű nagy gázmennyiségek tisztításánál előnyben részesítik, ugyanis kiemelkednek a viszonylag csekély energiaszükségletükkel. B). Gáz halmazállapotú emissziók csökkentése A gáz alakú szennyezők eltávolításánál a koncentrációk széles skálája figyelhető meg, amely a mindenkori folyamatot befolyásolja (10. ábra). Az alkalmazható tisztítási folyamatok a következők: abszorpció, katalitikus és termikus oxidáció. Ezeknél az anyagelválasztó eljárásoknál keletkező szennyező komponenseket vagy visszanyerik, vagy kémiai reakciókkal higéniailag jelentéktelen anyagokká alakítják át. Különösen jelentős az abszorpciós eljárásnál a megfelelő oldószer kiválasztása. A gáz alakú szervetlen anyag, mint pl. a foszgén, a bróm-, cián-, fluor- és a kén-hidrogén eltávolítására vizes adszorbenseket használnak, amelyek alkáli járulékokat tartalmaznak (nátrium-hidroxid, kalcium-hidroxid, nátrium-karbonát, ammónia); savadalékot alkalmaznak az ammóniagőzök abszorpciójánál. A nitrogén-monoxidot - többek között az etiléndiamintetraecetsav sóinak adalékaival abszorbeálják. Ez az erős komplexképződés a szennyvíz és vizek problémájához vezethet, mivel ezek a szilárdan kötött nehézfémeket mobilizálhatják. A távozó gáz tisztítására alkalmazott készülékeket feloszthatjuk töltettel ellátott és töltet nélküli abszorberekre. A töltet nélküli abszorberek, (pl.:szórómosó, a Venturi mosó és nedves mosó) kevésbé hajlamosak üzemzavarra, és nagy gázáramlást tesznek lehetővé kis nyomásveszteség mellett. A töltet beépítése az abszorberbe (pl.:a töltettel ellátott és talajkolonnáknál, rotációs abszorbereknél) javítja a gáz és folyadék közötti kapcsolatot, ámde a nyomásveszteséget megemeli (11. ábra). A második eljárási elv a távozó levegő tisztítására a szennyező anyagok adszorptív megkötése a porózus szilárd testeken, illetve feltöltött felületeken. Az elrendezés szerint megkülönböztetünk fixágyas, mozgóágyas és örvényágyas adszorbereket. Leginkább a fixágyas adszorber terjedt el (12. ábra), amely azért nagyjelentőségű, mert kevésbé hajlamos üzemzavarra, valamint az adszorbertöltetek hosszú élettartamúak. Mivel az adszorpció és a deszorpció felváltva következik be, legalább két adszorbert kell párhuzamosan elhelyezni ahhoz, hogy folyamatos üzemelést érjenek el. Míg az egyik adszorberben a tisztítandó levegő halad át, addig a másik adszorberben regenerálódás következik be. Az adszorbeálót ezután egy alkalmas szétválasztó eljárással kiválasztják a mosógázból. Mozgó adszorbenssel dolgoznak a mozgóágyas eljárásnál (13. ábra). Az adszorbens az adszorberben alulról felfelé lassan halad, és az ellenirányban vezetett levegővel szennyeződik. A szennyezett levegőt kb. a reaktor felénél juttatják be, és a tisztított levegő a reaktor tetején távozik. A készülék alsó részében következik be az adszorbeátum felmelegedése. Ezzel a folyamattal az adszorbeált komponensek deszorbeálódnak, majd elvezetik őket. A biológiai légtisztításnál megkülönböztetjük a biomosókat, amelyeknél a mosófolyadék regenerációja a mikroorganizmusok biológiai lebomlása során és bioszűrőbetétek alkalmazásakor következik be. A bioszűrőknél a szennyezett levegőt biológiailag aktív anyagon - pl.: komposzton - áramoltatják át és szorbeálják (14. ábra).
- 43 A gáztisztítási eljárások harmadik csoportja a termikus és katalitikus utóégetés. Az alkalmazott katalizátoroknak hosszú élettartammal kell rendelkezniük, és a hőmérséklet nem lehet 600°C-nál magasabb. A termikus szennyezettgáz égető normál üzemmódnál, magasabb hőmérsékleten (800-1000°C) működik. A magas hőmérsékletet úgy érik el, hogy a másodlagos (szekunder) levegőt hozzávezetik a szennyezett gázhoz. A katalitikus eljárásokat - többek között - a szénerőművekből származó szennygázok utókezelésénél alkalmazzák. 3.5.5.Emissziócsökkentés az erőművekben A) Kéntelenítés A füstgázokban lévő SO2-tartalom 1-4 g/m3 az alkalmazott tüzelőanyag szerint. Az átlagosan nagy 700 MW-os elektromos teljesítményű erőmű, melyet csak kőszénnel üzemeltetnek, óránként 2,5 millió m3 füstgázt termel, és kb. 2,5 t/h-t kénné alakít át. A legtöbb füstgáz-kéntelenítő eljárás az abszorpció elvén alapul.
A következő eljárások az alkalmazhatók: Nedves szétválasztási eljárások: - A meszes mosóeljárás, amely regeneratív ismétlődő felfűtéssel és kompresszorokkal üzemel, ennek az eljárásnak végtermékeként gipsz keletkezik; - Ammóniumszulfát-nitrát végtermékű ammóniamosó; az ammóniás vízzel (NH3+H2O) a SO2-ot ammóniumszulfithoz (NH4) 2SO3 kötik; az ammóniumszulfitot a levegővel ammóniumszulfáttá (NH4)2SO4 oxidálják és trágyaként alkalmazhatják. -Szóró abszorpciós eljárás. Ezeket elsődlegesen csak kisebb berendezéseknél alkalmazzák; kálciumszulfit a végtermék, amelyet oxidációval technikai anhidráttá változtatnak. - Az aktív szén SO2- abszorpciója. Félszáraz eljárások - Ezeknél az eljárásoknál koncentrált meszes oldat befúvatása történik a forró nyersgázáramba. A módszer előnyösen alkalmazható, olyan kis berendezések utófelszereléseként, amelyeknek az éves igénybevétele nem nagyon nagy. Száraz-additív eljárások - A SO2- csökkentésére a fűtőanyagokhoz meszet és dolomitot adnak. Ez az eljárás főképp a csekély SO2 koncentrációjú füstgáz tüzelésére alkalmas. A nagyobb erőművekben kéntelenítésre a meszes mosóeljárás elvén működő füstgázmosókat alkalmaznak. Az ún. meszes mosótorony vázlatos ábrázolását a 15. ábra mutatja. A jövőben azok az eljárások tesznek majd szert nagy jelentőségre, amelyeknél az adszorpciós szerek visszanyerhetők, ezek az ún. regeneratív eljárások. Ezek közé sorolják többek között - a magnéziumos eljárást és az ún. Welmann-Lord eljárást. A magnéziumos eljárás során a kéndioxidot átalakítják magnézium-hidroxid vizes oldatával; a keletkezett magnézium-szulfithidrátot MgSO36H2O termikusan reagáltatják, amelynek során a H2O-t kihajtják a SO2,-t, valamint a MgO-t visszanyerik: A Welmman-Lord-eljárásnál a nátrium-szulfitot (Na2SO3) adszorberként alkalmazzák. Az alkáli nátrium-szulfit oldat reagál a nyersgáz SO2-jával, és nátrium-hidrogén-szulfittá
- 44 alakul. Ezt a reakciót párologtatóban vissza lehet fordítani. Ennél az eljárásnál nagy koncentrációban (kb. 85%) keletkezik a SO2 gáz, amelyet SO2-"dúsgáz"-nak neveznek. Az alkalmazás szerint SO2-gázt különböző termékekké lehet feldolgozni; vagy a visszafordítás során kén-hidrogénnel elemi kénné, kondenzációval folyékony SO2-dá vagy további oxidációval kénsavvá lehet alakítani. B) NOx csökkentés A NOx eltávolítására a NOx keletkezését csökkentő elsődleges (primer), mind pedig másodlagos (szekunder) intézkedéseket alkalmaznak, amelyek során a keletkezett NOx-t távolítják el. A primer intézkedésekkel (16.ábra) mindenekelőtt a termikus NO képződést befolyásolják, részben pedig a tüzelőanyagokban lévő nitrogén átalakítását. A gyors NO képződésnek egyébként kicsi a jelentősége.
A primer intézkedések célja a következő: - a rendelkezésre álló oxigén csökkentése a reakciótérben, - a tüzelési hőmérséklet csökkentése, - a reakcióban részt vevő anyagok egyenletes és gyors keveredése a lángban, - a magas hőmérsékletnél a tartózkodási idő csökkentése és - a láng végében a már képződött nitrogén-oxid redukciója. Különösen hatásosnak bizonyult a fokozatos égetés elve. Ennél a láng fő redukciózónájában, melyben magas hőmérséklet lép fel, a levegő/fűtőanyagviszony értékét 1 alá csökkentik, és a nem teljes égetés során keletkezett termékeket - szén-monoxid, szénhidrogén, korom - alacsony hőmérsékleten utólag újra elégetik. A primer égési termékben a másodlagos tüzelőanyagok befúvatása során olyan légkört alakíthatnak ki, hogy a gáz állandó részeiben a már képződött nitrogén-oxidokat - mint a NH3-t, a HCN-t és a CO-ot ismét molekuláris nitrogénné redukálják. A szénporégőknél fennáll a veszély, hogy az el nem égetett szénrészecskék és CO marad az eltávozó gázban, ezért fontos a szén nagyon finomra őrlése, amely lehetővé teszi a jobb kiégetést. Egy további redukálási mód a primer NO képződés csökkentésére, hogy az égők égési levegőjébe füstgázt vezetnek vissza. Ennél a folyamatnál az égetési zónában lévő inertgáz arányát megnövelik, ami a csúcsteljesítmény csökkentéséhez és az égetés egyenletességének csökkentéséhez vezet. Ezt a módszert különösen a magas égetési hőmérsékletű tüzeléseknél alkalmazzák, mint pl. az olvasztókamrás, olaj- vagy a gáztüzelésnél. Mivel a primer intézkedésekkel főleg a termikus NO-t csökkentik, a legnagyobb csökkenés az olyan berendezésekben adódik, amelyek fűtőanyagaiban alacsony a nitrogénmonoxid arány, pl. a földgáztüzelésnél. Az olajtüzelésnél is lehetővé kell tenni, hogy az optimalizált primer intézkedésekkel a megkívánt határértékek alatt üzemeljenek. A 10. ábra bemutatja az egyes primer intézkedések NOx-csökkentő hatását. Az intézkedések hatásai részben átfedik egymást úgy, hogy a NOx-csökkenés a fűtőanyagoktól függően összesen kb. 40-70% legyen. A szekunder intézkedéseknél a szennyező gázokból származó nitrogén-monoxidok eltávolításához alapjában két eljárási elvet alkalmaznak: - A redukciós eljárás: A NO molekuláris nitrogénné redukálódik, amelynél redukáló anyagként NH3-t tartalmaznak az oxigén felvételéhez. Ez különbözteti meg a katalitikus és a nem katalitikus redukciót.
- 45 - Az oxidációs eljárás: A NO oxidálódik, pl.: gyökcsoportokkal, melyek az elektronsugárzás során keletkeznek, vagy ózonnal. A NO2-ot, illetve salétromsav-oxidációs termékeket általában ammóniával (NH3) ammóniumsókká alakítják. A katalitikus redukció Nagyteljesítményű tüzelőberendezéseknél a leggyakrabban alkalmazott eljárás a nitrogén-oxid emissziójának csökkentésére a "szelektív katalitikus redukció" (SRC=Selektive Catalytic Reduction). Ennél az eljárásnál a gázfázisban lévő NOx szétválasztása katalitikus redukcióval történik nitrogénné és oxigénné. Az eltávolításnál a füstgázt a kerámia-fixágyas katalizátoron keresztül átáramoltatják és a redukcióhoz ammóniát alkalmaznak (17. ábra). A titán-oxidon alapuló katalizátorhoz vandánium-pentaoxidot, volfrámot, többek között fémeket adnak hozzá.
A titán-oxid katalizátorok optimálisan 350°C körüli hőmérséklet-tartományban működnek. Alacsonyabb hőmérsékletnél a redukcióképesség gyorsan lecsökken, a magasabb hőmérsékletnél a SO2 oxidációs aránya növekszik a SO3-hoz képest, amely korróziós problémákat okozhat a készülék után kapcsolt berendezésekben. A TiO2 katalizátorok savállóknak bizonyultak. A széntüzelésekből származó portartalmú szennyező gázoknál úgy kell megválasztani a katalizátor alakját, hogy a katalizátorágy ne tömődjön le és ne léphessen fel katalizátorerózió. Ezért a különböző áramlási sebességekkel rendelkező méhsejt, lemez és cső alakú katalizátorok váltak be. Az SCR reaktort vagy közvetlenül a kazán után ("high dust system"), vagy a füstgázkéntelenítő után kapcsolhatják (18. ábra). Az eljárások összehasonlításából látható, hogy a füstgáz oldali kapcsolás nagyobb katalizátorköltségeket és átalakítást kíván. Ezzel szemben az SCR-reaktornak a füstgáz-kéntelenítő utáni elhelyezése a katalizátor költségeire nézve kedvezőbb viszont a szükséges újrafelfűtés miatt magasabbak a beruházási költségei (hőcserélő és fűtőanyag). Mivel ennél az eljárásnál a reaktort a vizesmosó után kell kapcsolni, fennáll az élettartam megrövidülésének veszélye. Az SCR-katalizátorban lévő gipszrészecskék lerakódása miatt azért nagyobb blokkoknál a High-Dust-rendszert részesítik előnyben. A katalizátornál a zeolitok, a nyitott vázrendszerrel rendelkező, szintetizált, a természetesen előforduló alumínium- szilikátok jöhetnek szóba. A zeolitok tulajdonságait a hőmérséklet irányításával, a SiO2/Al2O3 viszony változásával, platina hozzáadásával és a geometriájába fokozatosan történő beavatkozással kívánság szerint változtatják. A zeolit belső üregeiben csak olyan molekulákat alakítanak át, amelyek a zeolit- "pólusokon" át tudnak hatolni és a katalizátor üregeibe illeszkednek. 3.5.6. Emissziócsökkentés a közlekedési eszközöknél A főbb szennyezőanyagok, NOx, CO és CmHn- a két utolsó termék a nem teljes értékű tüzelés során keletkezik - egyidejű eltávolítására alapvetően a következő kémiai folyamatokat használják: A szén-monoxidot szén-dioxiddá oxidálják és emellett a szénhidrogén is oxidálódik. A teljes értékű átalakításnál (CO2 és H2O keletkezik, a NOx redukálódik N2-né. Ezek szerint az eljárás egy viszonylag szűk térben mind oxidáció, mind redukciós reakció egyidejű lefolyásából áll. Speciális katalizátor szükséges ahhoz, hogy a motor üzemeltetése közben ez a reakció lehetőleg hatásosan bekövetkezzen. Az USA-ban 1975-ben
- 46 először alkalmazták nagy számban a gépjármű-katalizátorokat, amelyek méhsejt alakú kerámiára felhordott nemesfémből készültek. A 3 utas katalizátorok platinát és ródiumot tartalmaznak 5:1 arányban, melynél a ródiumnak kulcsszerepe van. Ez a fém nitrogént tud raktározni, és ezzel képes a nitrogéntöbbletet és hiányt rövid időn belül kiegyenlíteni. A 19. ábra a multifunkcionális katalizátorral, azaz ún. 3 utas katalizátorral történő kipufogógáztisztítás vázlatát mutatja be. A katalizátor egyidejűleg NOx és CO, valamint szénhidrogént alakít át, de csak akkor működik optimálisan, ha a benzin-levegő keverék arányát "szabályozzák". Ha az üzemanyag-keverék nitrogénben gazdag, az oxidációs reakciók teljes értékűen működnek ("híg keverék"). Itt viszont már nem CO marad vissza a nitrogén monoxid reakciójára. Emellett a nitrogénszegény ("dús") keveréknél csak csekély CO- és szénhidrogén-mennyiség oxidálódik (20. ábra). A meghatározott optimális keverékben kb. azonosan nagy mindkét anyagcsoport átalakulása. Ez a szűk "ablak" (melyet a katalizátor anyagával terjesztettek el) kölcsönös viszonyban áll a távozó gáz meghatározott nitrogéntartalmával. A nitrogéntartalom mérése során a katalizátor előtt lévő cirkónium-oxid-szondán ("lambda-szonda"21.ábra),keresztül vezérlik az üzemanyag-keverék nitrogéntartalmát a befecskendezésénél, vagyis a porlasztónál ("szabályozott katalizátor"). Idővel csökken a katalizátorok teljesítménye, azaz azok átalakítási képessége. A mai katalizátorok hatásukat kb. 100 000 km után vesztik el. Katalizátormérgezést okozhat az üzemanyag, a kenőolaj állandó része, valamint a kipufogó kopása (vas és oxidok). Az ólom hatását részletesen megvizsgálták: a gáz alakú ólomhalogenidek a pórusokba jutnak és a felületen ólomszulfát alakban lerakódnak. A kerámiahordozók hajlamosak az ólommal ólomszilikát képzésére. Az etilezett benzin tankolása után a katalizátor elveszti hatását és fel kell újítani. További katalizátormérgek: a foszfor-, kén-, cink- és a magnéziumvegyületek. A dízelmotorokból származó nitrogéntartalom csökkentésére is léteznek katalizátorok. Mivel a CO- és szénhidrogén arányok - magas nitrogéntartalomnál - viszonylag alacsonyak, a gáz-halmazállapotú komponensekkel először a NOx redukciójára kellene összpontosítani. Ez éppen a magas nitrogéntartalom miatt csak a kipufogógáz visszavezetésével lehetséges, melynek hatásfoka maximum 30%. A belső égésű motoroknál a NOx csökkentésére szóba jöhet a SCR-berendezés is. Mint ahogy ezt már a korábbiakban bemutattuk. Az első ilyen berendezés 1978 óta Japánban üzemel a földgázzal üzemeltetett stacionárius dízelmotor után, amely egy időszakosan működő mozgóággyal rendelkezik. A dízelgázoknál a legvitatottabb probléma a koromrészecskék kimutatása, amelyek rákkeltő és az öröklési tulajdonságokat megváltoztató anyagokkal szennyezettek (mint pl. NO2-tartalmú policiklikus, aromatikus szénhidrogén-vegyületek). A dízelmotorokban a korom keletkezése függ pl.: a nyomástól, a hőmérséklettől, az üzemanyag/levegő arányától, az égetési eljárásoktól, a porlasztás kezdetétől, végétől és a gyújtás késleltetésétől. Magas hőmérsékletnél koromképződéshez vezet a nem tökéletes keveredés, melyet a megnevezett faktorok befolyásolnak a krakkolási folyamat során. Ez az állapot főleg nagy terhelésnél a nem elegendő légfelesleg miatt lép fel, ami ahhoz vezet, hogy sok dízeljármű erősebb terhelés alatt kormot bocsát ki. Mindkét eljárás fejlődésében megtalálhatók az oxidációs katalizátorok ezekkel a részecskék emissziója 50% alá süllyed, és a kerámiaszűrők, amelyek a részecskék 90%-át választják le a porózus szerkezetük miatt. Ezeknek a "dízel-részecskeszűrőknek" bizonyos üzemeltetési idő után regenerálódniuk kell. Sokáig nem állt rendelkezésre semmilyen, a gyakorlatban alkalmazható szűrőbetét, a személy- és tehergépjárműveknél. Az 1989-től
- 47 érvényes és az 1992-es, valamivel szigorított Európai Norma a motor tökéletesítésével elérhető, míg a szigorodó határértékeket, mint pl.: a kaliforniai koromhatárértéket csak a koromszűrővel tudják elérni. A tehergépjárművek közlekedése - bár csak szűk 10%-kal járulnak hozzá a közlekedés megnövekedéséhez, de a nitrogén-monoxid kibocsátás 32% körüli értékét és a por/korom 70%-át okozza a közlekedésben. Szigorúbb emissziós előírásokat politikai okokból ez ideig még ott sem vezettek be, ahol semmilyen technikai probléma nincs.
4. VÍZMINŐSÉGVÉDELEM 4.1. A víz jelentősége, a vízforrások jellemzői. 4.1.1. A víz jelentősége A víz a földi életet lehetővé tevő alapvető vegyület, a bioszféra egyik lényeges hőmérséklet-szabályozója és a sejtekben lejátszódó biokémiai folyamatok oldószere. A víz az ember számára nélkülözhetetlen: a) biológiai szempontból táplálkozásunk alapvető része nemcsak ivóvízként, hanem szilárd táplálékaink jelentős hányadát is víz képezi; b) higiéniai szempontból tisztálkodásra, mosásra, szennyezések eltávolítására; c) egészségügyi szempontból, mint az üdülés, a vízi sportok és a gyógyászat (gyógyés hévizeink révén) jelentős tényezője; d) közlekedési szempontból és e) termelési szempontból, mint az ipar, a mező-, erdő- és halgazdaság fontos alap- és segédanyaga, szállító közege, valamint energiaforrás és energiahordozó. Ugyanakkor a víz romboló erejével (árvizek), káros és felesleges mennyiségével (belvizek, agresszív talajvizek) és szennyezettségével (mindenfajta káros emisszió továbbításával) veszélyezteti az egyént és a társadalmat. A vízgazdálkodásnak ezért nemcsak a víz szükséges mennyiségben és minőségben való biztosításáról, hanem a vízkárok elhárításáról is gondoskodnia kell. Az ipartelepek vízigénye jelentős: közepes nagyságú vegyi üzem napi vízigénye 1 000-10 000 m3, vegyi kombinátoké 100 000 m3 nagyságrendű. Tekintettel arra, hogy a kutak vízhozama egyenként 0,1-10 km3/óra és számuk nem növelhető tetszőlegesen, hiszen egy ipartelep alatt többnyire egyazon korlátozott hozamú vízadó réteg húzódik, ipartelepek vízigényét csak kutakból általában nem lehet kielégíteni. A kutakból a szociális vízszükségletet fedezik, az ipari vízigény biztosítására az üzemeket bővizű folyók, mellé kell telepíteni. Ez a szennyvízelvezetés szempontjából is a legkedvezőbb megoldás, ellenkező esetben a talajvíz szennyeződhet olyan mértékben, amely az ivóvízellátást is veszélyeztetheti. Az igények nemcsak az iparban, hanem a gazdasági élet más területein (pl. mezőgazdasági öntözés), továbbá a népesség szaporodásával, de még inkább a városiasodás meggyorsulásával rohamosan növekednek: a személyi vízszükséglet élettani minimumra napi 2-3 liter, a kútról ellátott lakosság naponta és személyenként mintegy 100 litert használ, a korszerű városi lakás lakója azonban már 200-300 litert. Hazánkban is egyre nő a közművesítés foka: amíg 1949-ben a lakosság 19%-a, addig 2000-ben már, 85%-a kapott
- 48 vezetékes vizet. Erőforrásaink a csatornázás ilyen ütemű fejlesztését nem tették lehetővé, ezért 2000-ben az ország lakosságának jelenleg 60%-a élt csatornázott területen. A levegővel ellentétben egy ország vízvagyona nem arányos az ország területével, sokkal korlátozottabb mennyiségben áll rendelkezésre és a nemzetközi áthatások aránya is nagyobb. Hiába borítja Földünk felszínének több mint kétharmadát ez a mással nem helyettesíthető létfontosságú anyag, használatra alkalmas mennyisége csekély: a Föld vízkészletének alig 2%-a az édesvíz, ennek is tekintélyes hányadát a sarkvidéki jégtakarók és gleccserek alkotják. Magyarország felszíni vízkészleteinek még 5%-a sem ered hazai forrásból, a többi külföldről érkezik, évről-évre szennyezettebb állapotban. Augusztusban 85%-os tartósságú vízhozamokat figyelembe véve 1920 m3/s víz érkezik az országba (a tartósság azon napok százalékos értéke, amikor a vízhozam eléri vagy meghaladja az adott értéket), ennek csaknem 70%-a, 1300 m3/s a Dunára esik. A Tisza Szolnoknál mért mintegy 100 m3/s kisvízhozamát az öntözőlépcsők 50 m3/s-ra fogják csökkenteni, így néhány m3/s vízfogyasztású ipartelep a Dunán és Tiszán kívül már csak a Dráva és kisebb mértékben a Rába mellé telepíthető. Mivel alapvető vízgazdálkodási (vízminőségi, hidrobiológiai és egészségügyi) követelmények, a hajózás és az alsóbb szakaszon élő népek méltányos és jogos vízigénye miatt a hazánkon átfolyó mindenkori vízkészletnek legalább 50%-át a mederben kell hagyni, érthető a Duna 600 m3/s kisvízhozamánál már most jelentkező vízhiány. A vízkészlet eloszlásának időbeni egyenlőtlenségét térbeli aránytalanság súlyosbítja: a Tisza-völgy kis vízi készlete csupán 10%-a az országosnak, holott itt él a lakosság 40%-a. Felszíni vizeink mellett, annak mintegy 10%-át kitevő mennyiségű felszín alatti vízkészlettel (parti szűrésű víz, talajvíz, karsztvíz, rétegvíz) is rendelkezünk, ebből főleg ivóvízszükségletünket fedezzük. A felső talajrétegekből, forrásokból kitermelhető víz mennyisége mind korlátozottabb, így hazánkban is a víznyerés a felszíni vizek használata felé tolódik el. Az ivóvízellátást szolgáló vízműveink zömükben parti szűrésű és mélységi vizet adnak. A készletek véges volta miatt a karszt- és mélységi vizek igénybevétele nem sokkal növekszik, míg a felszíni és az ugyancsak felszíni vizekkel táplált parti szűrésű vizeké nagymértékben emelkedik. A szükségletekhez képest rohamosan csökkenő vízmennyiség mellett további probléma, hogy élővizeink szennyezettsége ipari, mezőgazdasági és háztartási forrásokból egyre fokozódik. A szennyvíz keletkezésének eredendő oka az, hogy a településekből származó háztartási eredetű hulladékokat vízzel mossák bele a gyűjtőcsatornába, majd onnan az élővizekbe, amelyek bizonyos mértékű természetes tisztító kapacitással rendelkeznek. Még veszélyesebb vízszennyező az ipar, mert olyan anyagokat bocsát vizeinkbe, amelyek nemcsak a hagyományos szennyvíztisztítás mechanikai és biológiai fokozatain haladnak át változatlanul (pl. a szervetlen sók, nehezen lebontható szerves mikroszennyezők stb.), hanem a víztisztítás technológiáját is bonyolultabbá teszik. Egyre fokozódó vízszennyezést okoz a mezőgazdaság növekvő műtrágya- és növényvédőszer-felhasználása. A műtrágyákban alkalmazott nitrátok 40%-a, a foszfátok 20-25%-a jut a vizekbe. Emellett koncentrált vízszennyező források a mezőgazdaság nagy állattartó (sertés-, szarvasmarha-, baromfi-) telepei, amelyekben a trágya bő vízzel végzett eltávolítási módja miatt nagy mennyiségű ún. hígtrágya keletkezik. Ha most a vízgazdálkodásnak azt a feladatát tekintjük, hogy a különböző fogyasztók számára a kívánt mennyiségű és minőségű vizet biztosítsa, megállapíthatjuk, hogy a
- 49 vízkészletek korlátozott volta miatt a vízellátás és szennyvízkezelés feladatai összefüggnek: a szennyvizek tisztítása megkönnyíti a jóminőségű víznyerést. Különösen aggasztó a tengerek és óceánok állapota, amely a folyókból és a hajókról bekerülő szennyeződések, valamint a halászatban folytatódott rablógazdálkodás eredményeként sokat vesztett környezet-élettani értékéből. Ez Magyarország számára sem közömbös, hiszen az óceánokban ugyancsak erősen pusztuló planktonok nélkülözhetetlen szerepet töltenek be a Föld oxigénvagyonának folyamatos újratermelésében.
4.1.2. Vízforrások jellemzői Kémiai értelemben tiszta víz a természetben nem található, a desztillált víz minőségét legjobban a csapadékvíz közelíti meg, de már ez is a légkörből gázokat és port mos ki, majd a talajból különféle sókat old. A talajvíz oldott szervesanyag- és sótartalmát a talaj összetétele határozza meg. A felszíni vizek minősége döntően a földtani felépítés, illetve talaj, a növénytakaró és a társadalmi tevékenység függvénye. A vízben található idegen anyagokat három csoportba oszthatjuk: oldott gázok; oldott sók és szerves anyagok; lebegő szennyezések. Ipari létesítmények, a mezőgazdaság és háztartások vízszükségletüket különböző forrásokból fedezhetik, ezek csapadék-, felszín alatti és felszíni vizek lehetnek. Az egyes vízféleségek összetétele más és más, mivel a víz természeti körforgása során a különböző környezetben különböző anyagokat old fel, ad le és visz magával, amelyek hatására további fizikai, kémiai és biológiai folyamatok játszódnak le. a) Csapadékvíz A csapadékvíz a levegő páratartalmából a fizikai állapothatározók változásának hatására keletkezik, főleg a felszíni vízkészletet gyarapítja, de a felszín alatti vizek utánpótlása szempontjából is jelentős szerepe van. A csapadékvíz keletkezése pillanatában már gázokat old ki a levegőből, de a vízben oldott gázok százalékos összetétele eltér a levegő százalékos összetételétől, mivel a gázok oldékonysága különböző. Az alapgázok közül legjobban a szén-dioxid, legkevésbé a nitrogén oldódik. Emellett a csapadék a levegő egyéb szennyezéseit (port, radioaktív anyagokat, mikroorganizmusokat) is magával viszi, települések és ipari területek környékén pedig még füstgázokat, kormot, pernyét tartalmaz. Bár a csapadékvizek minősége is helyenként változó, közös tulajdonságuk, hogy keménységet okozó és egyéb sókat csak kis mennyiségben tartalmaznak, továbbá, mivel az oldott szén-dioxid mellett hidrogén-karbonátokat nem találunk, a szén-dioxid teljes mennyisége agresszív, és ezt a hatást a füstgázokból elnyelt kén-dioxid csak fokozza. Vízszegény területeken a háztartásokban mosásra és főzésre használják. Bakteriológiai szempontból nem kifogástalan, ezért ivásra csak csírátlanítás után alkalmas. Mennyisége változó és bizonytalan, ezért ipartelepek vízszükségletének fedezésére nem megfelelő. Ennek ellenére üzemekben is foglalkozni kell vele, mert mindenütt, ahol a természetes növénytakarót megbontották, a csapadékvíz elvezetéséről gondoskodni kell. A csapadékvíz az
- 50 üzem szennyvízénél rendszerint sokkal tisztább, ezért külön csatornarendszerben célszerű elvezetni, amelyet kiadós záporra kell méretezni. Általában tisztítására nincs szükség, így ez a vízmennyiség a szennyvíztisztító rendszereket sem terheli. A föld felszínére jutott csapadékvíz beszivárog a talajba, részben felszíni vízként elfolyik.
b) Felszín alatti vizek A talaj felszínét rendszerint növényzet borítja, tehát majdnem mindenütt elpusztult, korhadó növényi részek is találhatók, különösen erdőkben. A csapadékvíz oxigéntartalma ilyen területekre jutva a szerves anyagok oxidációjára fordítódik. A szénsavtartalmú víz nemcsak a talaj vízoldható sóit képes oldani, hanem megtámadja a karbonátos, a vas- és mangántartalmú, sőt a szilikátos kőzeteket (utóbbiakból szilicium-dioxid és agyag keletkezik) is: CaCO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2 FeO + 2CO2 + H2O = Fe(HCO3)2 Az oldott sók mellett szerves anyagok, pl. humuszsavak vagy a fehérje-anyagcsere bomlástermékei is előfordulhatnak: az ammónia- és nitrittartalomból a közelmúltban, a nitráttartalomból régebben történt fertőzésre lehet következtetni. Az ammónia- és nitrittartalmú víz ezért közvetlen fogyasztásra nem alkalmas. Talajvíznek nevezzük a felszín alatti vízkészletnek azt a részét, amely az első vízzáró réteg fölött helyezkedik el. Eredetét tekintve lehet a felszínről leszivárgott csapadékvíz vagy a felszíni vizek vízáteresztő rétegben tovahaladó része, amely a gravitáció miatt mindaddig lefelé halad, amíg vízzáró réteghez nem ér. Vízminőségi szempontból nagyon veszélyes a talaj szennyeződése, mert míg a folyóvízzel a szennyezés levonul, addig a talajvízben esetleg évtizedekig maradandó vízminőségi romlást okoz. A rétegvíz (artézi vagy mélységi víz) általában két vízzáró réteg között 20 métertől több kilométerig terjedő mélységben -esetleg több egymástól független rétegben- helyezkedik el. A rétegvíz többnyire teljesen kitölti a víztartó kőzet pórusait. A rétegvizek szennyező anyagoktól és fertőző mikroorganizmusoktól mentesek, oxigént nem, vasat és agresszív széndioxidot csaknem mindig tartalmaznak. Az esetleg jelenlevő ammónium-, szulfid- és kloridion is geológiai eredetű. Oldott sótartalmuk a kis 200-300 mg/l értéktől a 10-20 000 mg/l értékig terjedhet. 1 000 mg/l oldott sótartalom felett már ásványvíznek is tekinthető. Termálvíz az a mélységi víz, amelynek hőmérséklete meghaladja a 26°C-ot. A mészkő- és dolomithegységek repedéshálózata a beszivárgó szén-dioxid-tartalmú csapadékvizek oldó hatásának következtében helyenként üregekké, barlangokká bővül, ez nagy mennyiségű vizet képes befogadni és tárolni, amelyet karsztvíznek nevezünk. Keménysége nagy (15-25 nk°), a víz csak nagyobb esőzések idején zavaros, egyébként tiszta és jó ízű, ivásra alkalmas. A felszín alatti vizeket kutakkal termelik ki, két fő típusuk az aknakút és csőkút.
- 51 Az aknakutak (ásott kutak) 1-5 m átmérőjűek, 15 méternél ritkán mélyebbek, a vízáteresztő réteg pórusain keresztül a talajvízszint magasságáig telnek meg vízzel. A csőkutak (fúrt kutak) kisebb átmérőjű csövek, amelyeknek a víznyerő rétegben levő szakasza perforált, mélységük több száz méter is lehet. A szűrőrészt kavicságyba szokták foglalni, hogy a szűrő pórusait a talaj el ne tömje. A kútvíz lebegő anyagokat rendszerint nem tartartalmaz, mert a víztároló rétegek szűrőként működnek, a víz minősége - amennyiben a talajviszonyokban lényeges változás nem következik be - közel azonos. A kútnyomás többnyire nem elegendő ahhoz, hogy a vizet felszínre hozza, ezért szivattyúzni kell.
c) Felszíni vizek Folyók, tavak és mesterséges tározók, valamint tengerek vize képezi a felszíni vizek csoportját. A felszínen összegyűlő csapadékvízből, a talajból kiszivárgó és mesterségesen kiemelt vízből tevődik össze a patakok és folyók vize. A folyóvizek a kútvizeknél rendszerint kevesebb oldott sót (átlagosan 200-500 mg/l) tartalmaznak, viszont sokkal több a lebegő anyag, ezek ásványi, növényi eredetűek, illetve ipari szennyezések. Ide sorolhatjuk a vízi élőlényeket (baktériumok, algák, moszatok, kagylók, csigák) is. A folyóvizek hordaléktartalma az évszaktól függően is ingadozik, különösen a tavaszi zöldár idején magas. A folyóvizekben mindig található szerves anyag is, mindig tartalmaznak oxigént, amely az élőlények számára nélkülözhetetlen. A folyóvizek baktériumtartalma a folyókba kerülő szerves szennyezések oxidálására képes: ez a folyóvizek öntisztulását teszi lehetővé. A rendszerint lúgos kémhatású meder ezen kívül savak semlegesítésére is képes. A folyók vizét megfelelő szűrők beiktatásával ipari célra általában közvetlenül is fel lehet használni, ivóvizet a part mentén létesített kutakból ún. partszűréses eljárással nyernek. A termelőkutak vizüket a vezetékes ivóvízhálózatba juttatják. Az átfolyásos tavak (pl. Balaton) vize származásuk analógiája alapján is hasonló a folyóvizekhez. A lefolyástalan tavaknál (Kaszpi tó) a víz csak párolgás útján tud eltávozni, így jelentős mérvű sófelhasználódás észlelhető. Ezek vize a tengervízhez hasonló vagy még sósabb. A Föld víztömegének zömét adó tengervíz közvetlen felhasználása nagy sótartalma miatt korlátozott. Míg édesvizekben a kalcium-, magnézium- és hidrogén-karbonát-ionok dominálnak, addig a tengervízre a nátrium-, kálium-, klorid- és szulfátionok jellemzőek. A tengerekben a sókoncentráció különböző: az óceánokban 3,5% körüli, beltengerekben szélesebb határok között ingadozik, a Keleti-tengerben a befolyó nagy mennyiségű édesvíz hatására a 0,5%-ot sem éri el. A sótartalom többféle módon (desztilláció, kifagyasztás, ioncsere) csökkenthető. Vízszegény területen tengervízből édesvíz előállítása nagy jelentőségű. Kuvait állam már jelenleg is ily módon fedezi vízigényének zömét. 4.2. A vizek minősége A vízminőség a víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összefüggése. A víz minőségének meghatározása szakszerű mintafelvételből, valamint helyszíni és laboratóriumi fizikai, kémiai, biológiai és bakteriológiai vizsgálatok elvégzéséből áll. A vizek szennyezőanyagokkal való terhelhetőségéhez a vízmennyiségek, vízhozamok ismerete is szükséges. A vizsgálati adatok rendszerezése vezet a víz minősítése felé, amely természettudományos rendszerben: a sótartalom minősége és mértéke, a szennyezettség (pl.
- 52 oxigénfogyasztás, öntisztuló képesség), a mérgezőanyag-tartalom (pl. nehézfémek, cianidok, denidok), egészségügyi szempontok (pl. fertőzöttség, radioaktivitás), és sok egyéb megfontolás alapján történhet. Az áttekintésből kitűnik, hogy a vízminőség meghatározására általános módszer nem ismeretes, és nincsenek olyan mutatószámok, amelyekkel a vízminőség általában kifejezhető. A tiszta és szennyezett víz, valamint a közbülső fokozatok emberi kategóriák, amelyek a vízhasználat célja nélkül nem határozhatók meg. A vizeket a gyakorlati felhasználás minőségi követelményei alapján célszerű osztályozni ivóvíz-ellátásra, ipari vízellátásra, öntözésre és egyéb vízhasználatra (hűtővíz, kazán-tápvíz stb.) történő alkalmasság alapján. 4.2.1. Kémiai és biológiai vízminősítés A kémiai vízminősítés ma már az ún. klasszikus komponensek mellett az iparfejlődéssel megjelenő mikroszennyezők és radioaktivitás vizsgálatára is kiterjed. A vízszennyezés különleges formája a hőszennyezés. Az ún. klasszikus komponensek, közé tartozik a vizek sótartalma, amely geológiai tényezőktől függően változó, és amelyhez az élőlények alkalmazkodni képesek. A vízhasználatok során két esetben okoz problémát, mégpedig: -ipari vízellátásban, mikor a vizet számos célra (pl. kazán-tápvíz) lágyítani kell; -öntözésnél, ahol a sókoncentráció abszolút értéke (kisebb, mint 500 mg/l), és a szikesedés elkerülésére a Na+-ion viszonylagos mennyisége (45 egyenérték %) szab határt. A gyakorlatban az összes sótartalmat, a keménységet, egy-egy jellemző iont, vagy a főbb kationok (Ca++, Mg++, Na+, K+,) és anionok (CO3, HCO3, Cl, SO4 ) százalékos előfordulását adják meg. A vizek állapotát biológiai szempontból négy minőségi osztállyal írják le.(4.táblázat) A vízminőség megítéléséhez fontos a víz oxigéntartalma (MgO2/l), ami az aerob baktériumok, parány lények és halak életlehetőségeinek nélkülözhetetlen előfeltétele. A BOI5"oxigénigény" az oxigénmennyiség, amely egy szennyvíz biológiai öntisztításához 5 nap alatt 20°C-on szükséges. A BIO5 milligramm oxigén/liter víz, illetve g O2/m3 víz mértékegységben adják meg. A BOI5-öt (többek között) hígítási módszerrel határozzák meg: a mérés során meghatározott mennyiségű szennyvizet eleveniszappal kevernek el, majd fölös levegőmennyiség jelenlétében zárt üvegedényben tárolják. A levegőnyomás csökkentését nyomásmérőn olvassák le, s ebből számítják az oxigénszükségletet. A tiszta folyóvíz BOI5 értéke 1-3 mg O2/l, az erősen szennyezetté 5-8, a biológiailag tisztított szennyvízé legfeljebb 30, az (átlagos) települési szennyvízé 200-350 mg O2/l. A szennyvíztisztító telep nagysága szerint a jogi szabályozás a kibocsátási érétkeket 15-40 mg/l BOI5-re írja elő. 4.táblázat Vízminőségi osztályozás (mg/l O2, illetve N) Minőségi oszt. I.
BOI5
Nem vagy kismérték1 ben szennyezett I-II Csekély mértékben 1...2 szennyezett
O2-tartalom
Ammónium
8,45...8,44
nyomokban
7,5...8,45
0,1 körül
- 53 II. IIIII III. IIIIV IV
Közepesen szennyezett Kritikusan szennyezett
2...6 5...10
Erősen szennyezett 7...13 Nagyon erősen szeny- 10...20 nyezett Túlterhelt >15
6,2...7,5 4,4...6,2
<0,3 <1
2,2...4,4 0,9...2,2
05,..és több mg/l több mg/l
0...0,9
több mg/l
A BOI5-tel való meghatározás elsősorban a könnyen lebontható, oldott anyagokra, pl. a háztartások és a kisipari üzemek természetes anyagaira terjeszthető ki. Bizonyos kémiai termékeket a baktériumok csak lassan, vagy egyáltalán nem képesek lebontani. Ezért fontos az értékelésbe ezeket az adatokat is bevonni. A szerves anyagok gyors és tökéletes meghatározása, pl. kálium-bikromáttal való oxidálással lehetséges; ezt az értéket, mint KOI-t, "kémiai oxigénigényt" mgO2/l-ben adják meg. (5.táblázat) Az (átlagos) települési szennyvíz KOI-ja kb. 600 mg/l, ipari szennyvizek KOI-ja több ezer mg/O2/l is lehet. A nitrogén-vegyületek közül a fehérjék bomlásakor keletkező ammónia (NH3) a legkárosabb. Egyrészt zavarja a vízelőkészítést, mert a klórozás során íz- és szagrontó klóraminok keletkezhetnek, másrészt magasabb pH-értéknél a szabad NH3 halpusztulást okoz. A talajvizek fokozódó nitráttartalma nemcsak a csecsemőkre jelent életveszélyt, de az idősebbek rákos megbetegedését is elősegíti. Állóvizekben a többi nitrogénvegyület felhalmozódása éppoly káros, mint a foszfor-vegyületeké. A bekövetkező tápanyagdúsulás sietteti a tavak öregedési folyamatát (eutrofizálódás). Elsősorban a felszíni vizek ivóvízként való felhasználása során jelent fokozódó gondot, hogy a hagyományos szennyezőanyagokon kívül egyre több olyan anyag került a vizekbe, amelyek viszonylag kis mennyiségben is rendkívül káros hatásúak. Ezek az ún. mikroszennyezők nemcsak íz és szagrontó hatásukkal jelentkeznek, hanem többnyire mérgező, esetleg rákkeltő anyagok, amelyek az embereken kívül más élőlényeket is közvetlenül vagy a táplálékláncban akkumulálódva károsíthatnak. Mikroszennyezők természeti folyamatok eredményeként mindig is jutottak a vizekbe, de az emberi tevékenységek következtében egyre nő a mennyiségük. A szervetlen mikroszennyezők közül fontosabbak a vas (Fe), a mangán (Mn), és a cink (Zn), amelyek elsősorban ízrontó hatást fejtenek ki, mérgező elemek közül az emberi szervezetre különösen veszélyes a higany (Hg), a kadmium (Cd) és az ólom (Pb). A leggyakrabban előforduló szerves mikroszennyezők közé tartoznak az ásványolaj-származékok. Ízrontó és mérgező hatású, egyes esetekben rákkeltő hatásuk, emulgeáló képességük igen veszélyes. A szintetikus mosószerek (detergensek) okozzák a felszíni vizek habzását. ez az oxigénfelvételt nehezíti, és a környezetet csúfítja, valamint emulgeáló hatásuk miatt más anyagok kicsapódását, ülepedését is megakadályozzák, így azok oldatban maradva az ivóvízhálózatba kerülnek. A mezőgazdasági kemizálás során olyan nagyhatású növény védőszerek (peszticidek) kerültek forgalomba, amelyek értékük mellett a káros vízszennyezők számát szaporították. Idetartoznak többek között a rovarirtók (inszekticidek), a gyomirtók (herbicidek) és a gombairtók (fungicidek). A táplálékláncban feldúsulás miatt veszélyes hatásuk esetleg csak évek elteltével jelentkezik, lebomlásuk lassú (pl. klórozott szénhidrogének), ezért az elsők között hazánkban a DDT használatát be is tiltották.
- 54 Az egyéb kémiai és fizikai tulajdonságok közül jelentőségük miatt a hőmérsékletet és a radioaktivitást emelhetjük ki. Míg a felszín alatti vizeink hőmérséklete viszonylag állandó, a felhasznált vízmennyiség zömét adó felszíni vizek hőmérséklete az évszakok szerint jelentős ingadozást mutat. A vízi élőlények életközössége a természetes hőmérsékleti körülményekhez alkalmazkodott, és a kialakult egyensúlyt a felmelegedett hűtővizekkel a folyóvizekbe vitt hőmennyiség felborítja, csökken az oxigén oldhatósága a vízben, ez megnehezíti a biológiai lebontást, a folyók öntisztulását, és a vízi élőlényeknél fulladáshoz vezet. A hőszennyezés jelentősége a hőerőművek, különösen az atomerőművek nagy hűtővízigénye miatt egyre nő. A radioaktív anyagok azért veszélyes vízszennyezők, mert érzékszerveinkkel azokat nem észleljük, és biológiailag irreverzíbilis elváltozásokat okoznak. A kőzetek természetes radioaktivitása miatt, az azokkal érintkező vizek is kis mennyiségben mindig tartalmaznak radioaktív izotópokat, a légköri atombomba robbanáskísérletek hatására az aktivitás a 60-as évek elején az európai folyóvizekben is többszörösére emelkedett, a kísérletek beszüntetése után a korábbi értékre állt vissza. Jelenleg szétszórtságuk miatt az izotópokat felhasználó laboratóriumok és a nagy aktivitás miatt az atomreaktorok, valamint a felszín alatti kísérleti atomrobbanások jelentenek speciális veszélyt. Napjainkban azonban az atomreaktorok a legszigorúbb előírások szerint üzemelő biztonságos létesítmények. 5 sz. táblázat A víznyerő hely jellegétől függő határértékek (mg/l) Jellemző
Talajvíz
KOI Klorid Ammónia Nitrit Nitrát Kénhidrogén szulfid
M 2,5 80 0,1 0,1 20 0,00
T 3,5 100 0,2 0,3 40 0,02
Felszíni víznyerés
Védett rétegvíz
M 3,5 80 0,2 0,1 20 0,00
M 10,0 250 1,0 0,5 20 0,05
T 4,5 100 0,5 0,3 40 0,01
T 15,0 350 2,0 1,0 20 0,10
A víznyerő hely jellegétől független határértékek Jellemző Hőmérséklet, °C pH Összes sótartalom, mg/l Összes keménység, NK° Vas, mg/l
Megfelelő 20 7,0-8,0 1000 25 0,2
Tűrhető 30 6,8-8,5 1200 35 0,3
4.2.2. Bakteriológiai vízminőség A háztartási szennyvizekkel olyan kórokozó (patogén) baktériumok is kerülnek a vízfolyásokba, amelyek közegészségügyi ártalmakhoz, járványokhoz vezetnek, ha a kutakból vagy vezetékes vízellátással fertőzést okoznak. A felszíni és ivóvizek kórokozó baktériumot nem tartalmazhatnak. A meghatározás alkalmasan megválasztott táptartalom tenyésztéssel
- 55 valósítható meg. Ez nem csak időigényes, hanem kis baktériumszám esetén a kitenyésztés valószínűsége, csak a feldolgozásra kerülő víz mennyiségével (5-10 liter) művelhető. A vizek fertőzöttségére ezért a fekáliás szennyezést jelző és biztonságosan kimutatható Colibaktériumok meghatározása nyújt általános tájékoztatást, ezek a baktériumok ugyanis az emberi béltraktus természetes, az emésztéshez nélkülözhetetlen flórájához tartoznak. Megjelenésük a vízben azt jelenti, hogy a kérdéses víz a közelmúltban valamilyen módon fekáliával szennyeződőt, ekkor az egyes betegségeket (hastífusz, disentéria, kolera)okozó baktériumok tenyésztését is megkísérlik. A vizet a koliszám alapján minősítik. A koliszám a 100 ml vízből kitenyészthető baktériumtelepek száma. Az ivóvízre vonatkozó szabvány helytől függően legfeljebb az alábbi értékeket engedi meg: - klórozott vezetékes víz: 0,4 - vezetékes vagy ásványvíz: 2,0 - fúrt kút: 6,0 - ásott kút: 20,0 Külön problémát okoz a vírusok jelenléte, mert azok a baktériumoknál is nehezebben hatástalaníthatók. 4.3. A vízszennyezés és hatása Közép-európai országokra vonatkozó adatok szerint a vízszennyezésben az ipar részaránya mintegy 50%, s a maradék nagyjából egyenlően oszlik meg a mezőgazdaság és a háztartások között. Meg kell említeni a közlekedésből eredő vízszennyezést is, amelynek forrásai a rendes üzemi hajózás mellett a tankhajók katasztrófái, amelyek következtében, nagymennyiségű olaj kerül a tengerbe, az úttestekről lemosódó szennyező anyagok és a szervízhálózat olajtartalmú szennyvizet. A háztartásokban mosáshoz, mosogatáshoz, fürdéshez használt és a WC. öblítővizével együtt elfolyó víz adja a házi szennyvizet. Ha ehhez még csapadékvizet és a városi csatornahálózatba kötött ipari üzemek szennyvizét is hozzáadjuk, városi szennyvízről beszélünk. A szennyvíz minőségére természetszerűen a lakosság életmódja és a településeken található üzemek fajtája erősen hat. Az üzemekből használat után elfolyó vizek képezik az ipari szennyvizet. A házi szennyvíz összetétele és mennyisége jelentős mértékben a vízfogyasztás függvénye: nagyobb vízfogyasztás esetén a szennyeződés felhígul, vagyis a szennyvíz szárazanyag-tartalma kevesebb. A gyakorlatban az egy lakostól származó szennyvíz mennyiségét a napi fejenkénti vízfogyasztással egyenlőnek veszik: ez átlagérték, Budapesten megközelíti a 150 litert. A szennyezést a legkülönbözőbb anyagok alkotják: szerves (fehérjék, zsírok, cukrok, zsírsavak, mosószerek, papír) és szervetlen (különféle sók, ammónia, foszfátok) anyagok oldott vagy lebegő állapotban, emellett mikroorganizmusokat, esetleg féregpetéket is tartalmaznak. Járványügyi szempontból a házi szennyvíz tekinthető a szennyvizek legveszedelmesebb típusának. Szárazanyag-tartalma a napszaktól a termelődés mértékétől függően változik, átlagosan 1-2 g/l. A szennyező anyagok egy része állás közben kiülepedhet, más részük oldott vagy lebegő állapotban marad, ezek egy hányada közbülső kolloid állapotban. A szennyező anyagok több mint fele szerves anyag (általában 40% fehérje, 50% szénhidrát és 10% zsír), ezek a jelenlevő mikroorganizmusok hatására lebomlanak és kedvező körülmények között végső fokon szervetlen anyagokká, alakulnak. A friss házi szennyvíz pHja közel semleges, ez optimális a biológiai folyamatokhoz. Jellegükben hasonlóak, de többnyire töményebbek a nagyüzemi állattartásból származó szennyvizek.
- 56 Jelentős mennyiségű vizet használ fel az ipar, amelynek 80%-a, a felhasználás során elszennyeződik, ipari szennyvizek keletkeznek. A használt ipari vizek a vízhasználat célja és a vízszennyezés fajtái szerint a következő módon csoportosíthatók. - hűtővizek és gőzrendszerek lebocsátott vizei; - technológiai használt vizek; - üzemi szociális használt vizek és - az üzem területéről elvezetendő csapadékvizek. A használt hűtővizek általában csak hővel szennyezettek, ilyenkor szennyező anyag üzemzavar esetén kerülhet a szennyvízbe. Legnagyobb az erőművek hűtővízigénye, de jelentős a vegyipari hűtőigény is. Ha a víz hűtésén kívül egyéb feladatot is ellát (pl. gázmosás), a víz más anyagokkal is szennyeződik. Szennyezőforrás a recirkulációs vízrendszerek betöményedés elkerülésére lebocsátott hányada, továbbá a gőzrendszerek lebocsátott vizei (leiszapolás) is a hőszennyezés mellett jelentős mennyiségű szennyező anyagot visznek a befogadókba. Az üzemi szociális szennyvizek a települések házi szennyvizeihez hasonló jellegűek, különösen fürdéskor azonban lényegesen hígabbak. A különböző ipari technológiák mosó, ásató, öblítő, nedvesítő, osztályozó stb. használt vizei a legkülönfélébb szennyezéseket szállítják magukkal. A termelés jellegétől, a termelés során felhasznált anyagoktól függően az egyes iparágak technológiai szennyvizei mennyiség és minőség tekintetében nagymértékben különböznek egymástól. A legnagyobb mennyiségű szennyvíz az iparban keletkezik, az egyes iparágak vízszennyező hatása azonban nemcsak a kibocsátott szennyvízmennyiségek, mint eltérő, hanem a szennyvizek minőségében is jelentős különbségek mutatkoznak. Az energiaipar főleg hőszennyezést okoz, ennek mértékére példaként megemlíthető, hogy egy 100 MW teljesítményű erőmű óránként mintegy 2000 m3 hűtővizet használ, amelynek hőmérséklete 11°C-kal magasabb, mint a hűtési folyamat megkezdése előtt. Szennyvízterhelés szempontjából a kohó- és gépipar kevésbé jelentős, mert az itt keletkező legveszélyesebb szennyező anyagokat (cianidok, krómsók stb.) a csatornába vezethetőséget szabályozó rendelet értelmében még az üzemekben ki kell vonni a szennyvízből. Jelentős vízfogyasztó az élelmiszeripar, szennyvizeinek fő jellemzője a nagy szervesanyag-tartalom. A legkevésbé szennyezett vizek a konzervgyártásban, a legszennyezettebbek a szesz és takarmányélesztő gyártása során keletkeznek: KOI érték 1300-7600 mg/l, BOI5 600-4800 mg/l. A szennyvizek biológiailag jól bonthatók aerob és anaerob tisztítási folyamatokban. A húsiparban különös gondot kell fordítani arra, hogy a szennyvízbe minél kevesebb hulladék anyag kerüljön: a vért, csont- és szarudarabkákat el kell távolítani. A tejiparban a szennyvizek mennyisége jobb vízgazdálkodással és a melléktermékek (író, savó) hasznosításával csökkenthető. A konzerv- és cukoripari szennyvizek különösen kedvezően használhatók öntözésre. A könnyűipar legnagyobb vízszennyező iparágai a papír-, textil- és bőripar, a szennyvizek minősége változó: legkevésbé szennyezett a papírgyártó és -feldolgozó, valamint a textilipar egyes ágazataiból kikerülő, míg legszennyezettebb a cellulóz-, bőr- és textilkikészítő ipar üzemeiből kibocsátott szennyvíz. Papírgyártásnál a túlnyomóan szilárd rostanyagot tartalmazó "fehér", míg cellulózgyártásnál a főleg oldott szennyezést tartalmazó "barna" szennyvizek keletkeznek, előbbit többnyire elegendő mechanikai úton kezelni, utóbbit biológiailag is tisztítani kell. A textilkészítő iparban a vegyi anyagok, szinezékek és mosószerek legváltozatosabb képviselői jutnak a szennyvízbe, amelyek tisztítása hazánkban nincs megvalósítva. A bőrgyári szennyvizek nagy üledék- és zsírtartalma kifogásolható, de nagy a pH, a szulfid- és a krómion koncentráció is.
- 57 Az ipar legnagyobb szennyvízkibocsátója a vegyipar, amelyre a dinamikus mennyiségi növekedés mellett a szennyező anyagok változatossága a jellemző. A műtrágyagyártás, kőolaj-feldolgozás, gyógyszer-, gumi- műanyag-, festék-, gáz-, szénfeldolgozó, kozmetikai és háztartási cikkeket gyártó ipar szennyvizeinek minősége egymástól alapvetően eltér, ezért egységes szennyvíztisztítási eljárás nem alakítható ki. Szinte valamennyi vegyipari szennyvíz savas vagy lúgos kémhatású, ezért semlegesítésük fontos. Gyakran a szennyvizek olajszármazékokat, szénhidrogéneket, illetve zsírokat is tartalmaznak. Az urbanizációból és iparból eredő és csatornahálózatban összegyűjtött szennyvizek tisztításának mértéke nő, a jövőben nagyobb gondot kell fordítanunk a mezőgazdasági eredetű káros szennyezésekre, amelyek a talajvíz útján jutnak a vízfolyásokba. A mezőgazdaság vízszennyező hatása az agrokemizálásra és az iparszerű állattartásra vezethető vissza. Bár a műtrágyák és növényvédő szerek alkalmazása a mezőgazdasági termelés gazdaságosságát óriási mértékben növelte, de ezen anyagok, ill. elbomlatlan maradékaik károsan szennyezik a talajt, a termelt növényeket és vizeinket. Különösen veszélyesek azok a lassan bomló és sokáig ható növényvédő szerek, amelyek növényi- és állati termékek fogyasztása révén az emberi szervezetben felhalmozódnak, s a mérgezés első tünetei csak évek multával jelentkeznek. Gyorsan bomló és kisebb mértékben mérgezőszerek alkalmazása is gondos ellenőrzést kíván. A műtrágyák a szervesanyag- és sótartalom növelésével rontják a vízminőséget, káros hatásukat szabályozott (megfelelő időben és helyen) és mértéktartó alkalmazásukkal lehet csökkenteni. A mezőgazdaság új vízszennyező forrásai a nagyüzemi állattartásból eredő szennyvizek. A nagyüzemi állattartást szakosított telepeken iparszerűen végzik, a melléktermékeket: az állati fekáliát és vizeletet öblítővízzel távolítják el, a kapott hígtrágya veszélyes vízszennyező anyag, hatása a víz minőségét meghatározó három tulajdonságcsoport (oxigénháztartás, ásványi anyagok és különleges mutatók) mindegyikében jelentkezik, továbbá fertőző kórokozókat is tartalmazhat. Ugyanakkor a hígtrágya tápanyagtartalma igen jelentős, ezért hasznosítását is biztosító kezelését meg kell oldani, legelőnyösebb a homogenizált hígtrágya folyamatos és ellenőrzött kiöntözése lenne. Újabban több helyen gondot okoz a "háztáji diffúz" hígtrágya szennyezés is. Vízszennyezés minden olyan hatás, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága ember használatra és a benne zajló természetes életfolyamatok biztosítására csökken vagy megszűnik. Ma már nemcsak a rendelkezésre álló vízmennyiség korlátozott, hanem az ember ipari, mezőgazdasági és háztartási tevékenysége következtében a természetes vízkészletbe jutó szennyező anyagok a vízminőségét is károsítják. Közvetlen károk származnak abból, hogy - a szennyezett vízhasznosítási lehetősége tovább korlátozódik; - a víz felhasználását megelőző kezelés költségei növekednek. Emellett számtalan közvetett kár jelentkezik: - természeti környezet leromlása, a víz élővilágának pusztulása; - egészségi károsodás; - halpusztulás, halászati lehetőségek csökkenése; - vízgazdálkodási vagy a szennyezett vízzel érintkező egyéb létesítmények fokozott korróziója; - a szennyvízzel elvezetett hasznos anyagok; - az üdülési lehetőségek csökkenése; - a rosszabb vízminőség okozta minőségromlás az előállított termékben stb. Az ipari szennyvizek a házi szennyvizeknél veszélyesebbek, mivel közvetlen mérgező vagy fertőző hatásuk mellett közvetve a folyóvizek öntisztuló képességét is gátolják.
- 58 A biológiai körfolyamat eleve feltételez bizonyos mértékű vízszennyezést, hiszen ezáltal jut a "tápanyag" a vízbe. A szennyvíz bebocsátásának helyétől a folyás irányába haladva öntisztulási folyamat játszódik le, amelynek során először is a durva, darabos szennyeződés ülepedik ki a vízből. A finom lebegő hordalék kiülepedésére elsősorban akkor kerülhet sor, ha a szennyvíz egyéb anyagi reakcióba lépve tömörül. Különböző fizikai és kémiai hatások eredményeként oldott szennyeződések is kiválthatnak a vízből (pl. adszorpció, lúgos meder a savas szennyezéseket közömbösíti). Az öntisztulás leglényegesebb része a biológiai öntisztulás, amely a vízben élő lények, elsősorban mikroorganizmusok élettevékenységnek következménye, ezt főleg a szennyező anyagok mennyisége és az oldott oxigéntartalom befolyásolja. Kellő mennyiségű oxigén jelenlétében aerob, oxidatív folyamatok mennek végbe. A szervesanyag koncentráció növekedésével a szaporodó baktériumok egyre több oxigént igényelnek. Oxigénhiány esetén először a magasabb rendű élőlények pusztulnak ki, végül az életet csak anaerob baktériumok képviselik. Ilyenkor a víz bűzössé válik, mivel az anaerob folyamatok első fázisában, a savas erjedés során a szerves anyagokból a kismolekulájú zsírsavak mellett ammónia és kénhidrogén keletkezik. Kedvező feltételek között a savas erjedés átmegy a metános rothadás csaknem szagtalan fázisába, itt a bomlás legfontosabb végterméke a metángáz. Az öntisztuló képességet jelentősen befolyásolja a szennyvizek összetétele, mivel az élővizek fizikai vagy biológiai viszonyait kedvezőtlenül változtató anyagok azok öntisztuló képességét csökkentik, esetleg egészen megszüntetik. Ilyen szempontból elsősorban a savas szennyvizek, a vizek élővilágát közvetlenül pusztító mérgező anyagok és az oxigénutánpótlást gátló, a víz felületén hártyát vagy habot képező anyagok (olajok, mosószerek) veszélyesek. A legfontosabb szennyezés típusok káros hatásait foglaltuk össze, a 6. táblázatban. 4.4. A vízszennyezés és szabályozás helyzete Magyarországon 4.4.1. A vízszennyezés helyzete Míg egy-két hazai eredetű vízfolyásunk (Sió, Zagyva, Szinva) vízminőségében, az utóbbi években bizonyos mértékű javulás tapasztalható, addig a vízkészlet zömét kitevő, külföldön eredő vízfolyásaink minősége az országba történő belépéskor változatlan vagy tovább romlik, következésképpen felszíni vizeink minőségéért felvízi szomszédaink (Ausztria, Horvátország, Szlovénia, Szlovákia, Ukrajna, Románia) nagymértékben felelősek. Ez a meg állapítás azonban nem mentesít attól, hogy hazai viszonylatban is mindent elkövessünk a vízminőség javításáért, mint ezt a Duna példája is igazolja.
- 59 -
6. táblázat Szennyezések hatása és eltávolításuk módja Szennyezés 1.Biológiailag tó szerves anyag
Hatás Eltávolítás módja lebontha- Oldott oxigént elhasználja, Aerob és anaerob ezáltal halpusztulást fermentáció okozhat és bűzt terjeszt
2. Biológiailag nehezen lebontható (rezisztens) szerves anyag 3. Lebegőanyag
Kellemetlen íz és szag, rákkeltő és egyéb egészségkárosító hatás Fenékre lerakódva a haltáplálékot betakarja: ha szerves rothad 4. Ásványi anyagok (sók) Keménységet növelik, öntözésre alkalmatlanná teszik, ipari vízelőkészítést drágítják 5. Biológiai egyensúlyt Algák, vízinövények felborító anyagok (pl. mértéktelen elszaporodása foszforsók) (eutrofizáció), majd rothadás, mint az 1.pontnál) 6. Mérgező anyagok (pl. Vízi élőlényeket (baktécianid, fenol, fémionok) riumokat is) elpusztítják, ezáltal az öntisztulást megakadályozzák 7.Patogén Fertőzést okoznak mikroorganizmusok 8. Hőmérséklet-emelkedés Biológiai egyensúlyt felborítja, oldott oxigéntartalmat csökkenti
Kémiai szorpció
oxidáció,
ad-
Ülepítés, flotálás Ioncsere, fordított ozmózis, dialízis, desztilláció Ioncsere, denitrifikáció
kicsapás
Kicsapás, kémiai oxidáció, adszorpció, ioncsere Kémiai oxidáció, és mint az 1. pontnál Hűtés, tárózás
Sajnos a Duna vizének minősége évről évre romló tendenciát mutat: a szennyező anyagok mennyisége az elmúlt 5-6 évben közel másfélszeresére nőtt a Rajkánál és országba érkező Duna vizében. Budapesten ehhez további nagy szervesanyag terhelést kap, amellyel a szerb országhatárig (Hercegszántó) terjedő Duna-szakasz öntisztító kapacitása a rendelkezésre álló 1-2 napos lefolyási idő alatt nem tud megbirkózni, Így a hercegszántói terhelés nagyobb a rajkainál. Hasonlóképpen növekszik az összes oldott anyag tartalom is, ugyanakkor a különleges mutatók (pl. fenol, detergens, olaj) koncentrációja a magyar Duna-szakaszon általában csökken annak ellenére, hogy Budapest mintegy napi 50 t olajjal járul hozzá ahhoz a napi 200-300 t olajmennyiséghez, amit a Duna magával hoz. A budapesti olajterheléshez képest az olajfinomítók szennyező hatása két nagyságrenddel kisebb.
- 60 -
A magyar Duna-szakasz egyéb szennyező gócai (Győr, Dunaújváros) eltörpülnek Budapest mellett, hol a napi átlagos szennyvízmennyiség meghaladja az 1 millió m3t. Budapest feletti Duna-szakasz hazai szennyezése elenyésző (kb. 3%) a magával hozott felvizi szennyezéshez képest. Ugyanakkor Budapest lakosságának ivóvízellátására meg kellene követelni az I.Minőségi osztályt a mikroszennyezők tekintetében is. Ezt bizonyítja a budapesti ivóvíz - melynek legfeljebb 20%-a származik közvetlen felszíni vízvételből klórfenol íze is, amelynek eltávolítása a jelenlegi víztisztítási költségeket megkétszerezné. Az ízhatás mellett olyan ma még nem tisztázott egészségügyi problémák is jelentkezhetnek hosszabb távon, amelyekért a következő generációkkal szemben bennünket terhek a felelősség. Amennyiben az országba érkező Duna vízminőség romlásának tendenciája nem változik, a jelenleg általában II. osztályú víz 2000-re III. osztályúra romlik. Az olajszennyezés tekintetében számottevő romlást idéznek elő a hajók, különösen, ha megnyitják a RajnaMajna-Duna viziúthálózatot. A Duna további szennyezésének hazai viszonylatban elsősorban Budapest szennyvizeinek tisztításával kell gátat vetni, de minden erőfeszítésünk meddő marad, ha felvízi szomszédainkat két- vagy többoldalú egyezmények révén nem tudjuk eredményes intézkedésekre kényszeríteni. Az iparban a bevezetett intézkedések hatására (pl.szennyvízbírság) sikerült a vízszennyezés mértékét csökkenteni. Gyakorlatilag megszűnt a kátránnyal, minimálisra csökkent a fenollal történő káros szennyezés, és több mint 70%-os javulás mutatkozott a kibocsátott savak és lúgok mennyiségében. Egyes helyeken a vízminőség romlás folyamata megállt, általános javulás azonban nem következett be, elsősorban a tisztítatlan városi szennyvizek növekvő mennyisége miatt. Ezért a szennyvíztisztító kapacitásokat a következő években a legkritikusabb helyeken, szigorú sürgősségi sorrendben fejlesztik; a fővárosban, a nagyobb ipari és a legforgalmasabb üdülőterületeken. Amíg a Duna vonatkozásában nemzetközi együttműködésre van szükség, a Balaton vízminőségét mi magunk határozzuk meg: tönkretesszük vagy megőrizzük utódainknak. Bár egész vízgyűjtő területe hazánk földjén van, a tó minősége rohamosan romlik. A Balaton térségének vízellátását a déli parton mélységi és a tóból kiemelt felszíni vízből, az északi parton főleg források, karsztvizek felhasználásával oldották meg. A fejlesztések eredményenként a tó üdülőövezetben ma már több településen működik szennyvíztisztító berendezés, amelyek kapacitása meghaladja a 60 0000 m3/nap értéket. A jövő útja a hosszabb partszakaszon több helyiséget ellátó regionális csatornahálózat kiépítése, ennek megvalósítása elkezdődött. A tervek szerint 2010-ben, a térségben keletkező szennyvíz 75%-át fogják összegyűjteni és tisztítani. A vízügy területén korszakalkotó fejlődés, hogy 1991-től Magyarországon minden községben egészséges ivóvizet tudunk biztosítani. A következő fő szempont, hogy minél több település legyen ellátva csatornázással. Fő cél, hogy a 21.szd. első évtizedeiben a csatornázás ugyanúgy elterjedt legyen, mint a vízhálózat. Nagy siker, hogy sikerült megmenteni a pusztulástól a Velencei-tavat azáltal, hogy a karsztforrásokból jelentős mennyiségű vizet juttattak a tóba. 4.4.2. A hazai szabályozás rendszere A vízellátás biztosítására és a vízkészletek elszennyeződése ellen megfelelő műszaki intézkedéseket kell tenni, ezt támogatja a hazai szabályozás rendszere, a jogszabályok és
- 61 gazdasági ösztönzők aktív védelemre serkentenek. A korszerű vízgazdálkodás olyan hatósági jogkörrel rendelkező tevékenység, amely a vízigények kielégítése érdekében képes az élővizek kívánt minőségét biztosítani. a) A vízvédelem szervei A vízvédelem ügyeit hazánkban a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium együttműködve más tárcákkal - irányítja, első fokú hatósági szervek a területi elv alapján szervezett vízügyi igazgatóságok, amelyek saját laboratóriumokkal rendelkeznek. Magyarországon 1954-ben indult meg az országos vízminőség-ellenőrző hálózat kiépítése, amely mintegy 300 un. törzshálózati- mintavételi helyet számlál. A laboratóriumok székhelyein nem ritka a naponkénti mintavétel, általános a havonta kétszeri. Így évente mintegy 6000 vízminta 200 000-nél több adata szolgáltat kielégítő információt vizeink minőségéről. A jellemző adatokat Vízkészletgazdálkodási Évkönyvben teszik közzé, amely vízminőségi térképet is közöl. A termelés és szállítás hatalmas méretű növekedésével, gondatlanság, balesetek, üzemzavarok vagy természeti csapás révén egyre gyakrabban fordulnak elő olyan esetek, amikor hirtelen nagy mennyiségű szennyező anyag jut a csatornákba vagy közvetlenül az élővizekbe (pl. A Dunaújvárosi Vasműből 1974-ben 4000 m3 pakura jutott a Dunába). A katasztrófa jellegű szennyezések elhárítására technológiai védekezési módszereket dolgoztak ki. Egyes országokban, így Magyarországon is a vízminőség védelmi készenléti szervezetek alakultak, amelyek speciális felszerelésükkel akár a vízfolyásokba jutott szennyezések hatástalanítására is képesek. Vízszennyezés esetén haladéktalanul értesíteni kell a vízfolyásra települt vízhasználókat és meg kell kezdeni a kárelhárítási munkát. Ehhez jó hírközlő rendszerre és mozgékony alakulatokra van szükség. A vízügyi igazgatóságok hatósági feladata nemcsak a vízhasználatok engedélyezése, kötelezés szennyvíztisztítók építésére, hanem a meglevő berendezések ellenőrzése és káros vízszennyezés esetén szennyvízbírság kivetése is. Vízügyi hatóságaink feladataikat a vízügyi törvény és végrehajtásra kiadott Kormányrendelet, valamint a kiadott jogszabályok alapján látják el. b) A jogi szabályozás rendszere A vízkészlet-gazdálkodás nemcsak a vizek minőségére, hanem mennyiségére is kiterjed. Ennek megfelelően a magyar jogi szabályozás rendszere a vízkincset mennyiségi és minőségi vonatkozásban is óvja. A vizek mennyiségét védi, tehát takarékos vízhasználatra ösztönöz a vízkészlet használati díj, az ivóvízdíj és a csatornázási díj. Vízkészlet használati díjat fizetnek az állami gazdálkodó és költségvetési szervek, valamint a szövetkezetek a saját vízkivételi műveik útján nyert vízmennyiség után területileg és ágazatilag differenciált módon- köbméterenként meghatározott összegben. A vízkészletekkel való takarékos gazdálkodás ösztönzésére a vízjogi engedélyben meghatározott mennyiségen felüli vízhasználat után 100% pótdíjat, kisebb fogyasztás esetén pedig a fel nem használt vízmennyiség után csak a díj 50%-át kell fizetni. A takarékos vízgazdálkodással a kibocsátott szennyvizek mennyisége is csökken. Ivóvízdíjat és csatornahálózati díjat fizetnek a gazdálkodó szervezetek a közüzemi- és csatornamű vállalatok által szolgáltatott ivóvízért, ill. a vállalatok kezelésében levő csatornamű használatáért a vállalat díjkategóriájától függően köbméterenként. A lakosság ugyancsak ivóvízdíjat és csatorna használati díjat fizet 1991 óta.
- 62 -
Az ipari célra használt ívóvízminőségű víz fogyasztása után ívóvízhasználati pótdíjat is kell fizetni. A nem ivóvíz minőségi ipari víz díját a szolgáltató és az igénybevevő megállapodásban határozzák meg. A pótdíj fizettetésének célja az, hogy a fogyasztókat a népgazdaságilag értékesebb ivóvíz helyett a kevesebb ráfordítást igénylő ipari nyersvíz felhasználásában tegye érdekeltté. A mennyiségi oldalról ható intézkedések összképét rontja, hogy az említett díjakat az üzemek termelési költségként kezelhetik, így a termékek áraiba beépítve a fogyasztókkal fizettetik meg. A vizek minőségét védő jogszabályok közvetlen és közvetett hatású rendszert alkotnak, bennük három elemmel. A közvetlen ösztönző elem a hatósági kényszer (vízjogi engedély és kötelezés), a közvetett ösztönző elemek a gazdasági kényszer (a tisztító berendezés építésének költségét néhány év alatt meghaladó szennyvízbírság és csatornabírság), valamint a tisztíró építéshez adható pénzügyi támogatás. Vízjogi engedély szükséges minden olyan létesítmény megépítéséhez, amely a vizek természetes lefolyását, azok mennyiségét és minőségét befolyásolhatja. A vízjogi engedélyt a területileg illetékes vízügyi igazgatóságok adják ki, mint első fokú államigazgatási hatóságok. A műszaki tervek elkészítése előtt a beruházónak ún. vízügyi, műszaki meghatározást kell kérnie, amelyben a vízügyi hatóság mindazokat a kritériumokat előírja, amelyeket vízügyi szempontból ki kell elégíteni (szennyvízkezelés, felhasználható vízmennyiség stb.). A kiviteli tervekre kiadott vízjogi létesítési engedély alapján kezdődhetnek el a kiviteli munkák, s a vízügyi hatóság a próbaüzemeltetés eredményétől függően adja meg a vízjogi üzemeltetési engedélyt. A vízügyi hatóságok mindazokat létesítmény építésére, átalakítására vagy megszüntetésére kötelezhetik, akik a vizeket káros mértékben szennyezik. Kötelezés alkalmazható nem megfelelő üzemeltetés esetén is. Nagyméretű kiviteli munkáknál indokolt az ütemezett megvalósítás. Az üzemek érdeke az egyes ütemek építési határidejének tartása, mert a folyamatos tevékenység idején a szennyvízbírság nem progresszív, az egyes ütemekben kiépült műtárgyak pedig már tisztítást is végeznek: ezzel csökken a kibocsátott szennyező anyagok mennyisége és ennek megfelelően a bírság összege is. A vizek minőségi védelmének legfontosabb eszköze a szennyvízbírság, amelynek az a rendeltetése, hogy anyagi hátrány okozásával szorítsa rá az üzemet a károsítás felszámolására. A rendelet értelmében akkor szabnak ki bírságot, ha a szennyvízben levő szennyező és mérgező anyagok koncentrációja a rendelete mellékletében vízminőség védelmi területenként megállapított vagy egyedileg meghatározott határértékét túllépi. A szennyvízbírságot egy évre, idényüzemnél az idény tartalmára kell kiszabni, összege a) a befogadóba egy nap alatt kibocsátott szennyező anyag - határértéket meghaladó kilogrammban kifejezett mennyiségének; b) az évi, ill. idény alatti tényleges üzemnapok számának; c) a szennyező anyagra megállapított bírságtételnek és d) a módosító tényezők számszerű értékének a szorzata. Ha a kibocsátott szennyvízben többféle szennyező anyag külön-külön meghaladja a határértéket, a bírságot minden szennyezésre külön ki kell számítani, a bírság évi összege az így kiszámított bírságok együttes összege. A szennyvízbírság progresszív: folyamatos szennyezés esetén a harmadik évben kétszeres, a negyedik évben háromszoros, az ötödik és a további években, ötszörös összegben kell kiszabni. A progresszivitás célja, hogy a kivetett bírság mindjobban megközelítse vagy meghaladja a szennyvíztisztító építéséhez és üzemeltetéséhez szükséges összeget.
- 63 A közcsatornák szennyezése nem csupán az emberek életét, egészségét veszélyeztetheti és a csatorna állagát rontja, hanem az élővizek szennyezését is okozza, mivel a települések tisztítóberendezései - ahol ilyenek egyáltalán vannak - általában nem alkalmasak az ipari szennyvizek megfelelő hatásfokú tisztítására. Így a szennyvizüket közcsatornába vezető üzemek indokolatlanul kedvező helyzetbe kerülnének a befogadókat közvetlenül szennyező üzemekkel szemben. Ezt a felemás helyzetet szüntette meg a szennyvizek közcsatornába vezetéséről szóló rendelet, amely kimondja, hogy a közcsatornába vezetett szennyvíz károsnak minősül, ha az a szennyező anyagokból a megadott határértékeket meghaladó mennyiséget tartalmaz, és ilyenkor a szennyvizet bevezető üzemet csatornabírság fizetésére kell kötelezni. A csatornabírság kiszabásának alapelvei hasonlóak a szennyvízbírságéhoz, a káros szennyezés határértékei természetesen nem mindig azonosak. A jogszabály birságmódosító tényezőket nem ismer és kimondja, hogy a csatornabírságot a termelői ár kialakításánál áremelő tényezőként figyelembe venni nem szabad. A szennyvíz- és csatornabírság fizetése nem mentesít a büntetőjogi vagy szabálysértési, továbbá a kártérítési felelősség alól, és nem érinti az üzemek szennyvizei előzetes tisztításához szükséges berendezés létesítésére, korszerűsítésére és megfelelő üzemeltetésére vonatkozó kötelezettségét. A szennyvízbírságból befolyt bevételek a Vízügyi Alap elkülönített részébe kerülnek, ebből fedezik a vízminőség-védelem költségét, és ugyanebből az alapból támogatás nyújtható szennyvíztisztítók építési költségeinek részbeni fedezésére. A támogatáshoz a kérelmet jóváhagyott terv birtokában az illetékes Vízügyi Igazgatósághoz kell benyújtani. A szennyvízbírság gazdasági kárkiegyenlítési eszköz a vizek szennyezés elleni küzdelemben kiegyenlítő szerepe az, hogy a szennyvizeiket nem tisztító üzemek ne kerüljenek előnyös helyzetbe a vízvédelmi előírásokat maradéktalanul teljesítő üzemekkel szemben. A bírságtételek megállapításánál a jogalkotót az a cél vezette, hogy a bírság összege a progresszivitást is alkalmazva néhány év alatt érje el, sőt haladja meg a szennyvíztisztító berendezés létesítési, ill. üzemeltetési költségét. A szabályozás tehát a vízvédelem érdekében gazdaságilag ösztönöz a szennyvíztisztításra, zárt vagy csak minimális szennyezést okozó technológiák bevezetésére, az elfolyó vizekben levő értékes szennyező anyagok kinyerésére. 4.5. A vízszennyezés elleni védekezés A vízszennyezés csökkentésére használható eszközök közül a szennyvíztisztítás nem egyedüli - bár legfontosabb - lehetőség. A kívánatos vízminőség elérésének útja nem a szennyező anyagok minden áron való távoltartása vizeinktől, hanem a különböző megoldások kombinálásával olyan gazdasági optimum (minimális költség) keresése, amelynek eredményeként a szennyező anyagok koncentrációja olyan értékre csökken, hogy a felszíni vizekben lejátszódó életfolyamatokat károsan nem befolyásolják, és a társadalom számára a legkülönbözőbb igényeknek megfelelő vízminőséget biztosítani lehet. 4.5.1. Szennyvizek és tisztításuk A) A szennyvíz gyűjtése és elvezetése A szennyvíz, mint ismeretes háztartási, kézműipari és ipari használat következtében elszennyezett használt víz. Tágabb értelemben a tetőfelületekről, udvarokból, utakról és terekről lefolyó csapadékvizet, továbbá a dréncsövekben, vezetékekben lefolyó csurgalékvizeket is a szennyvizekhez számítják. A szennyvizeket és a csapadékvizeket gyűjtőberendezések a keletkezés helyén összegyűjtik. Onnan a víz a telken belüli csatornahálózatba kerül, majd a házi bekötésen
- 64 keresztül a közcsatorna hálózatba, illetve a szennyvíztisztító telepre jut, végül a befogadó vízfolyásba vezetik. A csatornamű egy vagy több hálózatból állhat. Egyesített rendszernek azt a csatornahálózatot nevezik, amely mindenféle szennyvizet - háztartási-, ipari-, csapadékfolyást - egy vezetékben (nyomás alatt vagy gravitációban) vezet el. Ha a szennyvizeket két vagy több vezetékben elválasztva vezetik el, a rendszert "elválasztottnak" nevezik. Elválasztott rendszerű települési csatornázás esetén két hálózatot alakítanak ki: az egyik a szennyvizeket, csurgalék- és szivárgó vizeket, a másik a csapadékvizeket vezeti el. Iparosodott területeken a hálózatok számát a különféle szennyvízfajták határozzák meg. Zárt csatornákhoz leggyakrabban beton- és vasbeton csöveket használnak. Agresszív szennyvizek esetében (mázas) kőagyag csöveket, illetve fenékbevonatot alkalmaznak; nyomócsőként azbesztcement csöveket és (aszfalttal bélelt) öntöttvas csöveket építenek be. A csővezeték belső felületén képződő "biofilm" ("csatornabőr") anaerob és aerob mikroorganizmusok kevert populációját tartalmazza, amelyből a szulfidok oxidációja során különösen a thiobacilus állít elő kénsavat. A keletkezett kénsav felelős a csővezetékek korróziójáért. A csapadékülepítő medencék a szennyezett csapadékvíz ülepítését végzik (nem a szennyvíz-csapadékvíz keverésre alkalmazzák, csak az elválasztott rendszerű csatornahálózatok csapadékcsatornáin fordulnak elő). Miközben röviddel ezelőtt csak "erősen szennyezett" csapadékvizek esetében tartották szükségesnek a csapadékvizek kezelését, új vizsgálatok azt sejtetik, hogy a vízgyűjtő területeken eleinte jelentéktelen szennyezőanyag koncentrációból - a vízgyűjtő területtől függően - és a befogadó állapotából a vizekben gondot okozó károkozóanyag-tartalom keletkezhet. A káros anyagok részecskékhez kötött feldúsulása az erózió és a kiülepedés (illetve akadályozott kiülepedés) időbeli kölcsönhatásából és a térben nagy kiterjedésű lehordásból és kis felületű lerakódásból adódik. Ezeknek a vizeknek a kezelését a finomszemcsés szilárdanyag-tartalomra kell koncentrálni. B) Városi szennyvizek tisztítása Előbb tárgyaljuk a városi szennyvizek tisztítását, mivel annak korábban kifejlesztett módszereit (szükség esetén kiegészítő lépésekkel) az ipari szennyvíztisztításban is alkalmazzák. Háztartási szennyvíz esetén a fő probléma az erjedésre, rothadásra hajlamos szerves anyagok eltávolítása. Ezt a célt többnyire mikroorganizmusok irányított tevékenységén alapuló oxidatív lebontással érik el, amely aerob körülmények között zajlik le. A biológiai folyamat hatásosságát azonban csak a mechanikai és kolloid szennyeződések előzetes eltávolításával lehet biztosítani, ezért a szennyvíztisztítás hagyományos folyamata általában két fő szakaszra: a mechanikai és biológiai (vagy más elnevezéssel az első- és másodrendű) tisztításra oszlik. Ma már nagyobb tisztítási igény esetén - amennyiben célkitűzés az eredeti vízminőség helyreállítása - a technológia ún. harmadik tisztítási folyamattal egészül ki. A harmadrendű tisztítás feladata lehet, pl. a sótartalom csökkentése, az eutrofizáció megakadályozására a tápanyagok (elsősorban a N és P) eltávolítása, az első két fokozaton változatlanul átjutó ízrontó vagy mérgező mikroszennyezők kivonása stb. A sokféle feladatnak megfelelően változatos fizikai-kémiai módszereket alkalmaznak, kivételesen biológiait is (nitrogénvegyületek lebontása denitrifikáló baktériumokkal nitrogénné). A szennyvíztisztítás különböző lépéseiben keletkező iszapok kezelése is része a technológiának. A szennyvíztisztítási technológiát a 7. táblázatban (a jegyzet végén) foglaltuk össze. Az egyes fokozatokon belül a technológiai cél (eltávolítani kívánt anyagok) szerint csoportosítottuk a használt eljárásokat és feltüntettük a jellemző műveleteket. A táblázat
- 65 tartalmazza a leggyakrabban alkalmazott tisztítóberendezéseket is, amelyek egy- vagy többcélúak lehetnek. Amíg az egycélú berendezésekben (pl. rácsszűrő) az eltávolítani kívánttól eltérő anyagok koncentrációjának csökkenése csak kismértékű és esetleges, addig a több célú berendezésekben (pl. szennyvíz-stabilizációs tó) többféle típusú szennyezés egyidejű eltávolítása játszódik le. A szennyvíz tisztítását e célra létesített üzemekben (szennyvíztisztító telepeken) hajtják végre. Ügyelni kell arra is, hogy a tisztítás minél gyorsabban és a környezetre minél kevesebb hatással menjen végbe. Utóbbit biztosítja a szennyvíztisztító és a lakóterület között létesített védőövezet, valamint a kezelőszemélyzet számára megfelelő higiénés körülmények kialakítása. C) Települési szennyvíztisztító telepek (22.ábra) A települési szennyvizek hagyományos tisztítása a nem oldott szennyezők mechanikus elválasztásából, illetve az oldott, vagy finoman elosztott szennyezők, mikroorganizmusok által lebontható szerves anyagok lebontásából áll. A csatornahálózatból a szennyvíz a tisztítótelep mechanikai tisztítási fokozatába kerül, amelyben először a rácsszemetet és a homokot fogják ki. Mivel a rácsot rendszerint egy berendezés hozzáfolyási csatornájába helyezik el, az összegyűlt anyagok folyamatos tisztítása, eltávolítása a tisztítótelep kifogástalan üzemeltetésének kulcsfeladata. A homokfogó a nehéz, szemcsés ülepedő anyagokat - mint homok - választja le. Egy adott áramlási sebesség mellett azonban a könnyebb szerves pelyheket továbbengedi. A szennyvíz következő állomása az olaj- és zsírfogó. Ebben a berendezésben, amelyet a 23. ábra vázlatosan ábrázol, a kisebb sűrűségük következtében felúszó anyagokat választják el a szennyvíztől. Ezután a szennyvíz nagy ülepítő medencébe kerül, melyekben körülbelül két órát tartózkodik. Az előülepítés időtartama alatt a nem oldott, ülepíthető lebegőanyagok iszapként a műtárgyak fenekén ülepednek ki. A kiülepedett iszapot (gépi berendezésekkel) iszaptárolóba kotorják. A következő lépcsőt, a biológiai tisztítást később tárgyaljuk. A leggyakrabban alkalmazott technológiát, a csepegtetőtestes és az eleveniszapos eljárást a 22. ábra levegőztető medenceként ábrázolja. A tisztító mikroorganizmusokat tartalmazó iszappelyhek ezután az utóülepítő medencékben ülepednek ki. Ezt a biológiai iszapot a levegőztető medencébe, mint "recirkulációs iszapot" szivattyúzzák vissza. A növekvő eleveniszap-tömeg egy részét fölösiszapként az előülepítő medencébe juttatják, ahonnan a "mechanikai iszappal" együtt a rothasztótornyokba szállítják. Meghatározott baktériumfajok (többek között) a metánbaktériumok segítségével a nyers iszapot kirothasztják. A rothasztáshoz hőenergia és célszerű rothasztófűtés szükséges. A rothasztásos folyamat a rothadóképes eleveniszapot stabilizálja, elhelyezhetővé alakítja. 4.5.1.1. Mechanikai szennyvíztisztítás A szennyvízgyűjtő csatornarendszer oly módon tervezett, hogy abban a szennyvíz viszonylag gyors áramlása (v….=0,6 m/s) a lebegő szilárd anyagok ülepítését megakadályozza. A szennyvíz a tisztítótelepen, a rács után beiktatott homokfogóban már a csatornarendszerbelinél kisebb sebességgel áramlik, (v=0,3 m/s), így a nagy fajsúlyú-, szervetlen homok a fenekére ülepszik, ahonnan az eltávolítható. Az előülepítő-medencében az áramlási sebesség tovább csökken, ezért benn a finomabb szemcséjű, már a pelyhesedésre is hajlamos, így az ülepítő képessé váló anyagok is szeparálódnak. Ez azt jelenti, hogy a folyadéknál nagyobb fajsúlyú lebegőanyagok a fenekére
- 66 ülepszenek, a kisebb fajsúlyú lebegőanyagok pedig a szennyvíz felszínére úsznak (flotálódnak). A legtöbb biológiai szennyvíztisztító telepen a homokfogó után az előülepítő medence következik. Az előülepítő elnevezés onnan ered, hogy ez az első ülepítő a tisztítórendszerben. A másik ülepítő a rendszer biológiai egysége után következik, feladata a biológiai egység által ülepíthető formára hozott, pelyhesedett szilárd anyagok (eleveniszap, biomassza) eltávolítása a biológiailag tisztított szennyvízből. Ezt a feladatot az utótelepítő látja el. Minthogy az utótelepítő a biológiai lépcsőből származó szilárd anyagokat távolítja el, így az a biológiai lépcső kiegészítő tisztító egységének tekintendő. Az elő- és utótelepítő közötti különbség az, hogy az ülepítendő iszap sűrűsége eltérő. Az előülepítő- iszap sűrűsége az utóülepítő iszapénál rendszerint nagyobb. Az is jellemző, hogy az utóülepítőből elfolyó szennyvíz az előülepítőből elfolyó szennyvíznél tisztább (cleaner). Az ülepítők négyszög- vagy köralaprajzúak lehetnek. Sokféle szerkezetű ülepítő létezik. Jellegzetes köralaprajzú ülepítő függőleges metszete, működési elve a 24. ábrán látható. a)Ülepítők osztályozása Az előzőekben az elő-, ill. utóülepítő műtárgyakat röviden jellemeztük. Az ilyen műtárgyak fő célja az ülepítés. De a zsíranyagok, olajok, haj és egyéb kis fajsúlyú anyagok flotálása is fontos a befogadó védelme szempontjából. Az ülepítő-flotáló műtárgyak fajtái (8. táblázat a jegyzet végén) -
előülepítők, utóülepítők, egyesített ülepítő-rothasztók, önálló flotáló mütárgyak.
Az előülepítő fő funkciója az, hogy minél több ülepíthető és flotálható anyagot távolítson el. A szerves ülepíthető szilárd anyagok minél nagyobb mértékű eltávolítása ebben a műtárgyban már nagyon fontos, hiszen azok - a befogadókban és - a biológiai tisztítórendszerekben nagy biológiai oxigénigényt (BOI) okoznak. Az utóülepítő -
a nagyterhelésű csepegtetőtestes tisztítás, az eleveniszapos tisztítás és egyes esetekben a kémiai tisztítási folyamat
után következik. A nagyterhelésű csepegtetőtest után kapcsolt utóülepítő célja a nagy BOI tartalmú, tehát gyenge elfolyó szennyvíz-minőséget okozó lemosódott biológiai hártya ülepítése. A csepegtetőtest utáni utóülepítőben a kiülepített iszap mennyisége, a csepegtetőtestbeli biológiai folyamatok változó volta miatt nagyon szabálytalanul ingadozik. Az iszap színének jellege sötét, azonban nem szürke és nem fekete. De sötét színűvé válik, ha
- 67 az ülepítőben hosszú ideig tartózkodik. Az iszap humuszszerűnek is tűnhet, innen a humusziszap elnevezés is. Az utóülepítő (eleven) iszapját folyamatosan nagy kapacitású szivattyúkkal recirkuláltatják az eleveniszapos medencébe, így az iszap tartózkodási ideje az utóülepítőben csökkenthető. A recirkulációs szivattyúk rendszerint - centrifugál (változtatható forgósebességű)-vagy - mamut szivattyúk b)Egyesített ülepítő-rothasztó műtárgy Az egyesített ülepítés-rothasztás folyamatrendszere a 25. ábrán adott. Az egyesített ülepítő-rothasztó műtárgyat az iszaprothasztó és a fölé épített kisméretű ülepítő alkotja Ez az ábrán feltüntetett műtárgy egyszerű kialakítású, mozgó mechanikai berendezéseket nem tartalmaz. Az ilyen műtárgy elsősorban a kis létszámú populációt szolgálja (például kempingek, iskolák populációját). Hatékonyságának mértéke az előülepítőkéhez hasonló: - a lebegőanyageltávolításuk kb. 55% - BOI5 eltávolításuk kb. 30%. Az egyesített ülepítő-rothasztó fejlettebb, a tisztítástechnológia szempontjából kedvezőbb kialakítású és működésű vázlatát a 26. ábra szemlélteti. A 27. ábra alapján érzékelhető, hogy a szennyvíz az ülepítőtér felső részében áramlik be és a merülőfal alatt az ülepítő fenékzónájába jut. Az ülepített szennyvíz a felül levő bukón, ill. elfolyó vályún át távozik és rendszerint - a biológiai kis tisztítórendszerben - a szennyvízzisztító tóban, - a talajon (vagy talajban) tisztul tovább. Az ülepítőtér aljára ülepedett iszapot kaparóberendezés juttatja a fenék közepére, ahonnan az a fenéken lévő nyíláson át az alsó-, rothasztó térbe csúszik. A nyílás alatt átfedés ill. zárólemez található, amely a rothasztó teréből flotálódó iszap és a gáz ülepítőtérbe jutását megakadályozza. Az iszap az alsó térben kirothad. A rothasztott iszap a rothasztó fenekéből szivattyúzással vagy gravitációsan távozik – általában – az iszapszikkasztó ágyra. Az ülepítő felszínére úszott iszap kaparó-berendezés közvetítésével kerül a rothasztótérbe. A rothasztó felső részében szeparálódott iszapvizet merülőszivattyú továbbítja az ülepítőbe befolyó szennyvízhez. A gáz az oldalsó irányba emelkedő ülepítőfenék alatt gyűlik össze és időnként elégetik. Kis mennyiségű, ezért hasznosításáról nem lehet szó. c) Oldómedence Az oldómedencék leginkább a csatornázatlan területeken, az egyes lakóépületekből vagy a kis populációjú helyekről (pl. kempingekről, sporttelepekről, időszakos vagy állandó jellegű kisebb településekről) származó szennyvizek tisztítására hivatottak. Sok szempontból az egyszerű szerkezetű berendezéshez (27. ábra) hasonlóan működnek. Az eltérés az, hogy önálló rothasztó terük nincs. A szennyvíz tartózkodási ideje bennük viszonylag hosszú. Így az ülepíthető anyagok zöme az oldómedencében marad. Az előző szempontokon túlmenően elsősorban a befogadó nélküli területeken célszerű alkalmazni. Az oldómedencéből elfolyó, részlegesen tisztított szennyvizet általában elszikkasztják, az utótisztítást a talaj biztosítja természetes úton. Tetszőleges periódusú szennyvíz-terhelés esetén is hatásos mechanikai. És részleges anaerob biológiai tisztítást biztosít. Az oldómedence tisztító mechanizmusának elve a 28. ábrán követhető A medencén átáramló (v sebességű) szennyvízből szilárd, ülepedőképes
- 68 lebegőanyagok leülepszenek a fenékre. A fenéken összegyűlt iszaprétegekben anaerob iszaplebontás jön létre. A keletkező hidrogénszulfid (H2S), ammónia (NH3) gázbuborékok formájában az iszapréteget elhagyva felfelé mozog, miközben lebegőanyagokat ragad magával. A szennyvíz-felszínre felúszott pelyhesített anyagok egy része lefelé mozog, ülepszik. Ez a három áramlási irány a szennyvíztérben bizonyos mértékű keveredést okoz, ami kedvezőnek tekinthető, hiszen a vízszint áramlású szennyvíz a rothadás során keletkezett oldódott-, lebontott anyagokat az ülepítőtérből magával szállítja. Az oldómedence általában kamrákra osztott, például 2-3 kamrás rendszerek léteznek. A 29. ábra 3 kamrás oldómedencét szemléltet. A V térfogatú oldómedence első kamrája V/2 térfogatú. Az első kamra nagyobb méretét az indokolja, hogy a szennyezőanyagok zöme ebben a kamrában szeparálódik (ülepszik le, ill. felúszik). A második és a harmadik kamra térfogata kisebb, egyforma, egyaránt V/4. Ezek az utóbbi kisebb térfogatok elegendőek, hiszen ezekbe már kevesebb szennyezőanyag kerül, így a fenéken az iszap kevesebb, a gázképződés kisebb mértékű. A szennyvizet egyik kamrából a másikba nyomás alatti átfolyással, a folyadékfelszín alatt a válaszfalban kialakított nyílásokon keresztül kell átvezetni. Ily módon sem a leülepedett, sem az úszó anyagok nem juthatnak egyik kamrából a másikba. Az oldómedencébe való be-, ill. elfolyás helyén merülőfal alkalmazandó. A szennyvízréteg vastagsága 1,2-2,0 m. A leülepedett iszapot időszakonként kiszivattyúzzák, első kamrából 1-2 évenként, a többi kamrából esetleg csak 2-4 évenként, így a medence feltöltődése iszappal elkerülhető. A szilárd anyagok egy része az oldómedencében oldatba megy át (innen ered az „oldómedence” elnevezés), így ez a szennyező-anyaghányad a szennyvízzel együtt a szikkasztó rendszerbe kerül. Az oldómedencében a rothasztás lassú, hiszen rothasztás (amit az egyesített ülepítőrothasztó műtárgyban is), természetes hőmérsékleti viszonyok között zajlik le, tehát fűtetlen, így a biológiai gáztermelődés kinetikája is lassú. Az oldómedencéből kikerülő szennyvíz a felszínalatti perforált, csőrendszer közvetítésével szikkad el. A talaj szikkasztóképessége az oldómedencés szennyvíztisztítás egyik kritikus tényezője (másik a szikkasztófelület távolsága a maximális talajvízszinttől),ami érthető, hiszen a spontán anaerob úton rothasztott szennyvíznek oldott oxigénkoncentrációja gyakorlatilag nulla, az elszikkasztó berendezésbe való szennyvízadagolás pedig a szennyvíz állapotát aligha tudja biztosítani. A szikkasztó rendszer természetes szellőzése sem tekinthető mindig kielégítőnek, így az elszikkasztás elsősorban anaerob lebontás közben játszódik le, ami nagymértékű hártya-, és szagképződéssel járhat együtt. A hártyás rendszer a beszivárgást eleve gátolja, ezért a szikkasztórendszer hidraulikai és szervesanyag terhelése csak időszakos lehet és a megfelelő természetes ventillációról gondoskodni kell. A talaj szikkasztóképességének megőrzése többféle módon képzelhető el. Az egyik módszer az, amikor az oldószermedencéből kikerülő szennyvizet a fél elszikkasztó rendszerben osztják el, a rendszer másik fele pedig üzemen kívül van. Havonta célszerű a szikkasztó rendszer egyik feléről a másikra átkapcsolni. Így biztosítható, hogy az elszikkasztó talajtér felgyülemlett biológiai hártyája aerob úton oxidálódjék és a mineralizált közeg hatékony szikkasztóképességét visszanyerje. Az oldómedence kis-, és szükség esetén közepes kapacitású berendezésként is tervezhető. d) Flotáció A szennyvíz mindig tartalmaz olyan szuszpenzált szilárd anyagokat, amelyek se nem ülepszenek az ülepítő fenekére, se nem flotálódnak az ülepítőbeli szennyvíz felszínére, így az ülepítőn áthaladó szennyvízben maradnak. Az oldott anyagokra természetesen az ülepítőnek
- 69 nincs szeparáló hatása. A kolloidok és az emulziók két további olyan szennyezőanyag formák, melyek eltávolítása rendkívül nehéz. A kolloidok nagyon kicsi, nem oldható finoman eloszló szilárd részecskék, amelyek kis méretük és felületi elektromos töltésük miatt hosszú ideig diszperz állapotban maradnak a folyadéktérben. Méretük rendszerint 200 μm-nál kisebb. Ha anyaguk szerves, a nagy oxigénigényük miatt eltávolításuk fontos. Az emulzió két vagy több folyadék-szuszpenzió keveréke. Az egyik folyadékszuszpenzió formájában van jelen a másik folyadékban. Az emulzió rendszerint egy vagy több anyag részecskéit tartalmazza, amelyek rendszerint zsír-, olaj-, gyanta anyagok. Oxigénigényük ezeknek is nagy. A kolloidok és emulziók eltávolításának egyik módja a flotáció. a keverékbe levegőt szivattyúzva, a szuszpenzált anyagok a szennyvíz felszínére úsznak, ahonnan kaparóberendezéssel eltávolíthatók. A részecskék levegővel, vagy derítőszerkezettel pelyhesíthetők és parányi levegőbuborékok segítségével úsztathatók a szennyvíz felszínére (30. ábra). A flotáció során a szilárd részecskék és a levegőbuborékok egymáshoz tapadnak, így olyan komplexum keletkezik, melynek sűrűsége a környező folyadék sűrűségénél kisebbé válik. A flotációra példa a zsír-, olaj- és benzinfogó. 4.5.1.2. Biológiai szennyvíztisztítás A biológiai szennyvíztisztító rendszer előtisztító műveletei (rács, homokfogó, előülepítő) a nagyobbméretű, elsősorban az úszó szennyezőanyagok szeparálására („rácsszűrés”) a folyadékoknál nagyobb sűrűségű anyagok ülepítésére és a folyadékoknál kisebb sűrűségű anyagok flotációjára (felcsúsztatására) alkalmasak. A homokfogó és az előülepítő az ülepíthető anyagokat távolítja el. A finomabb kolloidális méretű szerves szuszpenzált szilárd részecskéket és az oldott szerves anyagokat azonban, melyek oldott oxigén igénye nagyon tetemes lehet, nem képesek eltávolítani. Ezért a biológiai szennyvíztisztító telepeken - a kolloidális, szuszpenzált állapotú, szerves anyagú részecskéket és - az oldott szerves anyagokat biológiai úton, a biológiai szennyvíztisztítási fokozattal (második szennyvíztisztítási fokozattal kell lebontani (oxidálni, stabilizálni). A biológiai tisztítási lépcső után a szennyvíz a szuszpenzált anyagok zömétől, a BOI-anyagok > 90%-tól mentesített. A biológiai szennyvíztisztítás eljárásai a 31. ábrán adottak. A következőkben ezeket tekintjük át.
A) Csepegtetőtestes szennyvíztisztítás A csepegtetőtestes biológiai rendszer működési elve (32.ábra) szerint a test szilárd felületein zselatinszerű bevonat, az ún. biológiai hártya (biológiai film) képződik. A hártyát baktériumok, protozonok és egyéb organizmusok alkotják. Ezek az élő szervezetek biztosítják a biológiai lebontást. A meglehetősen vékony hártya, miközben a szennyvízzel érintkezik, a szennyvíz szuszpenzált, kolloidális és oldott szerves anyagai zömét adszorbeálja és biológiai úton hasznosítja. Az abszorbeált anyagok egy része az új
- 70 sejtek létrehozására fordítódik, másik része aerob állapot mellett széndioxiddá és vízzé oxidálódik. A csak részben lebontott anyagok, a fölös és elhalt hártya tömege az üzemelés módjától függően, folyamatosan vagy időszakosan lemosódik a test szilárd felületéről és a biológiailag tisztított szennyvízzel együtt az utóülepítőbe távozik. a) A csepegtetőtestek osztályozása A csepegtetőtest a szennyvíz és a test hidrodinamikai terhelése mértékétől függően -
kisterhelésű mérsékelt terhelésű, nagy terhelésű és szuperterhelésű lehet.
Kisterhelésű csepegtetőtest A kisterhelésű csepegtetőtest viszonylag egyszerű, nagyon megbízható rendszer: a rávezetett változó minőségű szennyvizet és gyakorlatilag állandó minőségűvé tisztítja. Hidraulikai terhelése lehet állandó vagy szakaszos, ami például adagoló szifonnal biztosítható. Az adagolótartály kicsi, rendszerint elég a 2 min. időtartamú tartály, amely az átlagos tervezett szennyvízhozam kétszeresére alapozott. Ha az egyes adagolások közötti időtartam 1-2 óránál nagyobb, a biológiai tisztítás károsan befolyásolódik, mert a biológiai hártya állapota a nedvességtartalom hiány miatt változik. A legtöbb kisterhelésű csepegtetőtestben csak a legfelső, 0,6-1,2 m vastagságban van nagy mennyiségű hártya. Az alatta lévő rétegben az autotróf nitrifikáló baktériumok az uralkodók. Ha a kisterhelésű csepegtető-testben a nitrifikáló baktériumok tömege is kifejlődött, a jól üzemeltetett csepegtetőtest esetében. -
nemcsak megfelelő BOI5 eltávolítás, de a nagymértékben nitrifikált elfolyó szennyvíz minősége is
biztosított. Normál üzemű állapotok esetében a BOI5 eltávolítás hatékonysága (csepegtetőtest+ülepítőé együttesen) átlagosan 75-85 %-os lehet. A kis szennyvízhozamok időszakában, amikor a hártya nedvességtartalmának fenntartása céljából recirkuláltatás válhat szükségessé, a biológiai tisztítás hatékonysága növelhető. A csepegtetőtest előtti és utáni nyomás szintkülönbsége 1,5-3 m, ami sík terepen hátrányos, hiszen a gravitációs üzem lehetőségét kizárja.
Mérsékelt-, és nagyterheléses csepegtetőtest A mérsékelt-, és nagyterheléses csepegtetőtestben a csepegtetőtestet elhagyó, vagy az utótelepítőből távozó szennyvíz recirkulációja a csepegtetőtest nagyobb terhelését teszi lehetővé. A csepegtetés utáni, vagy az utótelepítő utáni recirkuláció a nagyterhelésű csepegtetőtestet képessé teszi arra, hogy biológiai hatékonysága a mérsékelt, vagy kisterhelésű rendszerekével közelítőleg azonos lehessen. A recirkuláció az aktív élő szervezetek csepegtetőtestre juttatását is eredményezi. Valamennyi nagyterhelésű csepegtetőtest esetében a recirkuláció az érkező szennyvíz higítását, a viszonylag állandó hidraulikai terhelés biztosítását, kedvezőbb oldott oxigén ellátást szolgálja. A nagyobb
- 71 szervesanyag-terhelés azonban eleve kizárja a nitrifikáló baktériumok jelenlétét a csepegtetőtest alsó részében. Az ilyen telepek nitrifikációt ritkán eredményeznek. A recirkuláció lehetséges módja mérsékelt és nagy terhelésű rendszerekben a (33.ábrán) adottak. Szuperterhelésű csepegtetőtest A szuperterhelésű csepegtetőtestek a különböző műanyagú töltőtestek kifejlesztésével keletkeztek. Ezeket leginkább a nagy szervesanyag tartalmú szennyvizekhez, mint részleges biológiai tisztító berendezésekként alkalmazzák. Nagy fajlagos felületük miatt a műanyagtöltetű rendszerek kisebb terheléssel működő nagyterhelésű rendszerként is üzemeltethetők. Szélsőségesen kis terhelés esetében a műanyagtöltetű csepegtetőtestek a biológiailag tisztított szennyvíz nitrifikációja is igénybe vehetők. b) A töltőtest fajtája szerinti osztályozás A csepegtetőtestek a töltőtest fajtája ill. annak üzemelése szerint is osztályozhatók. E szerint - kőtöltetű, - műanyag töltetű, - forgó merülőtárcsás csepegtetőtestek léteznek. A kőtöltetű (hagyományosnak is nevezhető) csepegtetők nagy átmérőjű, kis rétegvastagságú-, rendszerint hengeres-, a szennyvizet a rétegre felülről elosztó berendezések (34.ábra) A műanyag töltetű csepegtetőtest hengeres-, vagy négyszögletes alaprajzú lehet. Rétegvastagsága a hagyományosénál jóval nagyobb, ezért a műanyagtöltésű csepegtetőtestet rendszerint „filter tower” vagy „biofilter” elnevezéssel is illetik. A négyzet-, vagy négyszögalaprajzú csepegtetőtestekhez a csepegtetőtest felett fix szennyvíz-elosztó berendezések tartoznak. A forgó merülőtárcsás csepegtetőtest a szennyvizet szintén a csepegtetőtestes elvnek megfelelően tisztítja. Az eltérés az, hogy a szennyvíz felső elosztására nincs szükség, mivel a csepegtetőtest töltetének szerepét betöltő merülőtárcsák forognak a tisztítandó szennyvízben. c) Recirkuláció A csepegtetőtest hatékonyságának növelése érdekében recirkuláció alkalmazott. Az egy- ill. kétlépcsős csepegtetőtestes rendszer recirkulációs variációit a 33.ábra szemlélteti. A recirkuláció révén a csepegtetőtestről elfolyó szennyvíz bizonyos hányada visszajut a csepegtetőtestre és a biológiai filmmel egynél többször kerül kontaktusba. A recirkuláció a biológiai filmbeli kontakt időt növeli és a töltet alsó terének aktív szervezetekkel való beoltását segíti. A recirkuláció következtében a csepegtetőtest fajlagos, felületi hidraulikai terhelése nő, így a szennyvíz lefelé mozgásának sebessége nagyobbá válik. Ennek következtében a fölös (túlszaporodott) vagy elöregedett biológiai hártya töltőanyag-részecskék felületéről folyamatosan lehámlik és a tisztított szennyvízzel együtt távozik. Az ilyen nagyterhelésű csepegtetőtest részecskéi felületnek kapacitása az új hártya folyamatos képződésére válik alkalmassá. A hártya lehámlása - a csepegtetőtest felületének eltócsásodása ellenében hat, ugyanakkor
- 72 -
a test szellőződését kedvezőbbé teszi.
A recirkuláció folyamatos vagy szakaszos, állandósult vagy fluktuáló lehet. Egyes esetekben a recirkulációt csak a kis szennyvízhozamok időszakában alkalmazzák avégből, hogy az elosztó csőrendszer forgása fenntartható legyen, avagy fagyás elleni célokat szolgál. Míg a szennyvízhozammal arányos recirkuláció a szennyvíztöménységet higítja, az állandósult állapotú recirkuláció a maximális szennyvízcsúcsokat is csökkenti. A legnagyobb energiaigény az állandósult állapotú recirkulációhoz tartozik. d) Forgó merülőtárcsás biológiai szennyvíztisztítás (35.ábra) A kőtöltetű csepegtetőtestes szennyvíztisztítás elvének szem előtt tartásával a fejlődés a csepegtetőtest szerkezetének, üzemének egyszerűbbé tételét, a gazdaságosabb megoldásokat, mint alternatívákat eredményezte. Ezeknek a követelményeknek a -
forgó merülőtárcsás rendszer és a műanyagtöltetű rendszer fokozottabban megfelel.
A forgó merülőtárcsás rendszer esetében az alátámasztó forgótárcsás felületen képződött biológiai hártya mozog. (A fordított, a rögzült hártya álló helyzetben van, a szennyvíz és a levegő pedig áramlik). A forgó merülőtárcsás rendszerben a hártya a tisztítandó szennyvízbe merülve a szennyvíz oxidálandó vegyületeit veszi fel., miközben nedvességet is kap, a levegőtérbeli forgás időszakában pedig a levegő-folyadékfilmen át oxigént abszorbeál. Ily módon az aeroblebontás feltételei adottá válnak. A tárcsák anyaga rendszerint polisztirol, polietilán, poliuretán vagy polivinil klorid. A tárcsák felülete tehát majdnem a forgástengelyig merül a tárcsa forgásirányával megegyező irányban áramló szennyvíz terébe. A merülőtárcsás rendszer tulajdonképpen a nagyterhelésű csepegtetőtestes rendszerhez hasonló az iszapmennyiség és az elfolyó szennyvíz minőségét illetően. A merülőtárcsás rendszer lépcsői számának célszerű megválasztásával azonban ennél hatékonyabb tisztítás is elérhető, amibe az ammónia nitráttá alakítása is beleértendő.
A merülőtárcsás rendszer előnyei: -a mechanikai berendezés lassú mozgású, fenntartása egyszerű. - ha szükséges, vele a kőtöltetű csepegtetőtestnél nagyobb méretű tisztítás érhető el. - a mikrobák zöme, mintegy 96%-a, a tárcsák felületén rögzül, így kimosódás a rendszerből, dinamikai egyensúlyuk felborulása az eleveniszapos rendszerhez képest kevésbé várható, - üzemeltetése az eleveniszapos rendszernél az üzemelő részéről kevesebb megfontolást igényel,
- 73 - a rendszer valamely meglévő szennyvíztisztító telephez könnyebben csatlakoztatható a tisztítás mértékének növelése céljából, anélkül, hogy átemelést igényelne, - energiaigénye az eleveniszapos berendezésnek ¼-1/6-a, kőtöltetű csepegtetőtestéhez képest is 20-30 %-kal kevesebb, - a kontaktidő a nagy aktív felület léte miatt rövid (általában1 h lehet), - a felületi hidraulikai terhelés a csepegtetőtestekhez képest nagyobb, 5-6szoros, ezért a berendezés helyszükséglete kisebb, - tág szennyvíz-hozam tartományban üzemeltethető, - recirkuláltatásra általában nincs szükség, - a tárcsák felületéről lecsúszott iszap ülepedőképessége kedvező, - a többlépcsős rendszerrel nagyfokú szervesanyag-oxidáció és nagyfokú nitrifikáció érhető el. A rendszer hátrányai: - általában a fagy, a csapadék, a szél hatás kiküszöbölése céljából, az éghajlati sajátosságoktól függően, épületbe helyezése vagy valamilyen egyszerű lefedése szükséges. A fedett tér megfelelő szellőztetését azonban biztosítani kell, - a tárcsák tengelyre rögzítése gondos munkát igényel. A merülőtárcsás csepegtetőtest lefedésének okai a klimatikus viszonyokkal magyarázhatók: 1. a biológiai hártya a fagy ellen védelmet kap, 2. a nagy intenzitású erők bizonyos mértékű hártyát lemosó hatása elkerülhető, 3. a közvetlen napfény miatt nagymértékű algaszaporodás elmarad, 4. a biológiai hártyát a közvetlen napfény nem éri, így a hártya nem válik törékennyé, 5. a nap, az eső, hó és szél ellen védelmet nyújt. A lefedés módja (épület, egyszerű fedél) a klimatikus viszonyoktól függ. b) Eleveniszapos technológia Az eleveniszapos eljárással a tér-idő kihasználás javítását célozzák. A többnyire egy hosszanti átfolyású négyszögletes alaprajzú ún. eleveniszapos medencében élnek azok a mikroorganizmusok - kevert populációk -, amelyek a vízben lévő anyagokat felveszik. Technológiai definícióval az eleveniszapos technológia folyamatosan táplált reaktor, biológiailag zárt rendszere. Ez azt jelenti, hogy az organizmusokat a rendszerben tartják, s folyamatosan tápanyagoldattal látják el. A tápanyagoldat tartózkodási ideje kisebb, mint az organizmusok tartózkodási ideje. A tápanyagoldat hasznosításából keletkező organizmusnövekményt (fölösiszapként) eltávolítják a rendszerből. A technikai alaptípus reakciótartályból áll, amelyben organizmusok vannak. A medencébe folyamatosan vezetik a tápanyagoldatot. Az oxigénellátás és az organizmusok lebegésben tartása céljából a tápanyagoldatot levegőztetik és keverik. A levegőztetés és a keverés funkcióját gyakran ugyanaz a berendezés látja el (36. ábra). A folyamatos táplálás következtében kiszorított reakciókeveréket egy szeparátorba (utóülepítőbe) vezetik, s ott pihentetik, míg az organizmusok le nem ülepednek. A tápanyagban szegény folyadékot elvezetik, a kiülepített organizmusokat a szükséges mértékben (recirkulációs iszapként) visszavezetik az eleveniszapos medencébe. A fixágyas reaktorral szemben- amely esetében az utóülepítés csupán a kezelt szennyvíz
- 74 szilárdanyagoktól való megtisztítására szolgál-, az eleveniszapos eljárásban az utóülepítés a rendszer szerves része. A tisztítást lényegében az "eleveniszap" végzi. A mikroszkopikus elemzés mutatja, hogy ez nagy felületű 50-200 mikrométer átmérőjű részecskékből áll. A peremzónában baktériumok vannak, alkalmasint egyik faj kifelé, más fajok a központi részekhez közelebb helyezkednek el. A fajválaszték a kisebb terheléssel növekszik, feltűnnek a gyakoribb pseudomonas, bacilus, mikrococcus és zooglea fajok, továbbá a nitrifikáló mikroorganizmusok is. A szervetlen alkotók elemzése azt mutatja, hogy a részecskék magva ásványi természetű és főként agyagból (Si, Al, Fe), vas-oxidból (F2O3), és kalcium-foszfátból áll. Az üzemeltetési mód a követelmények függvényében az organizmusok nagyon egyszerű vagy változatos életközösségét alakítja ki. Mint ahogy a 36. alsó ábra változatosan mutatja, az oldott tápanyagot egyik oldalról – amennyire csak lehetséges – a biomasszában átalakítják („nagy terhelésű technológia”) vagy más oldalról a szennyvízben lévő tápanyagot a táplálékláncolaton keresztül heterotróf organizmusokkal közel tökéletesen oxidálják („kis terhelésű technológia).A reaktorban annál nagyobb az anyagforgalom, minél nagyobb az eleveniszap koncentrációja. A koncentráció értéke általában 3-3,5 kg szárazanyag egy m3 reaktortérfogatra vonatkoztatva. Amennyiben ennél nagyobb értékre törekednének, azt egyéb technikai mértékek, mint pl. az oxigénellátás, vagy a recirkulációs iszap koncentrációja korlátozzák. Optimális feltételek között a szerves alkotóanyagok 6-12 óra alatt lebomlanak, ehhez kg BOI5 –önként kb. 30-40 m3 levegő szükséges, technológiai megfontolásokból a terhelést úgy kell beállítani, hogy az iszapfalók még ne jelenjenek meg, ekkor a lehető legnagyobb iszaptermelést célozzák meg - amely eléri kb. 1,5 kg szárazanyag-értéket lebontott kg BOI5-önként. Az eleveniszapos berendezésekben a szükséges oxigénmennyiséget kiegészítő energia-felhasználással juttatják a vízbe. A fejlesztők arra törekednek, hogy a szükséges fajlagos energiaigényt az oxigén-beviteli szerkezetek megfelelő kialakításával alacsony értéken tartsák. Az oxigén-igénybevételi teljesítményt tiszta oxigén vagy a levegőbuborékok finomabb diszpergálásával tudják fokozni. Mivel a szubsztrátok pelyhekben lévő mikroorganizmusokba történő diffúziójának sebessége gyakran korlátozott, amennyiben az anyagátmenetet gyorsítani szükséges, az iszappelyheket kis méreten kell tartani. Ezen üzemelési tapasztalatok a fejlődést eleve kikényszerítették, így fejlődtek ki a következő eleveniszapos eljárás-változatok: lépcsős levegőztetés, kontakt stabilizáció, teljes keverésű rendszer, mérsékelt levegőztetési rendszer, kétlépcsős rendszer, tiszta oxigén alkalmazása levegő helyett. Ezek működési elvét a szakirodalomban találjuk. Többlépcsős biológiai szennyvíztisztítás Az utóbbi évtizedben az egylépcsős (például az eleveniszapos csepegtetőtestes) biológiai tisztítórendszerek mellett a többlépcsős biológiai rendszerek is kezdenek elterjedni. Előnyei az eddigi kutatások szerint: - nagy tisztítási hatásfok, - nagy folyamatstabilitás, - nagy pufferkapacitás a lökésszerű terhelésekkel szemben, - nehezen lebontható szerves anyagok nagyobb mértékben eltávolíthatók, - az iszapok jól ülepíthetők, - a nitrifikáció előfeltételei kedvezőek,
- 75 -
a telep rekonstrukciója egyszerű, az energiaköltség viszonylag kisebb.
A többlépcsős eljárás-kombinációk: -
kétlépcsős csepegtetőtestes rendszer, kétlépcsős eleveniszapos rendszer, adszorpciós-eleveniszapos rendszer, csepegtetőtest-eleveniszapos rendszer, eleveniszapos-csepegtetőtest rendszer, komináció-tavas rendszerekkel.
c/ Oxidációs árok Az oxidációs árok az eleveniszapos eljárás egyik módosított változata. Rendszerint totál-, vagy teljes oxidációs módon üzemeltetik. A 37. ábra érzékelteti, utóülepítő nincs. Az ilyen rendszere a viszonylag kis szerves anyag terhelés (0,1-0,4 kg BOI5/m3 d, és hosszú levegőztetési időtartam (20-30 h) jellemző. A levegőztető általában szakaszos üzemű. Teljes oxidációs árkos rendszerben, nagy a térfogati szerves anyag terhelés (1,6-2,2 kg BOI5/m3 d) és nagy a szuszpendált lebegőanyag koncentráció. Az ilyen rendszer nagy tápanyag/mikroorganizmus arány alkalmazását teszi lehetővé (0,4-1,5) és a hidraulikai tartózkodási idő a 0,5-2 h tartományba esik. Amint a 37. ábra szemlélteti, ez esetben utótelepítő és recirkuláció létezik. A nyers szennyvizet rácson keresztül vezetik át, amire a mechanikai berendezések (rotorok, szivattyúk) védelme alatt van szükség. Előülepítőt vagy homokfogót az oxidációs árkos rendszerben általában nem alkalmaznak. A szervetlen anyagok, mint a homok, iszap, az oxidációs árokban maradnak és a szennyvíziszap árokból való eltávolításakor vagy az árok tisztításakor kerülnek ki a rendszerből.
Az a). ábra a hagyományos, kiskiterhelésű megoldást tükrözi, melynek jellemzői: rács (1) alkalmazott, a trapézszelvényű árokban (2) a szennyvizet vízszintes tengelyű rotor (3) mozgatja, ill. levegőzteti, az iszapot és a tisztított szennyvizet az iszapcsapda (4) segítségével vezetik el az árokból, a tisztított szennyvizet fertőtlenítik (5), majd mérőaknán (6) halad keresztül, a fölös iszap (7) iszapszikkasztó ágyra (8) kerül, - a gravitáció hatására szeparálódott iszapvíz (9), a nyers szennyvízhez keverve, az árokba kerül vissza. A b). ábra nagyteljesítményű, tehát már utóülepítőt is magában foglaló árkos rendszert szemléltet. Ez a rendszer is alkalmaz rácsot (1). A rendszer jellemzői:
- 76 a tisztított (szeparált) szennyvíz(2) az utóülepítőbe kerül (3), onnan a fertőtlenítő medencébe (4), majd a mérőaknán (5) halad át. A fölösiszap az utótelepítőből szivattyú (6) közvetítésével az iszapszikkasztó ágyra (7) kerül. A recirkuláltatott iszap (8) az árokba kerül vissza. Az utótelepítő iszapvize (9) szintén az árokba kerül vissza. Az oxidációs árok az eleveniszapos rendszer levegőztető medencéjének szerepét tölti be. A nyers szennyvíz az árokban már előzőleg kifejlődött aktív mikroorganizmusokkal keveredik. A vízszintes tengelyű felszíni levegőztető berendezés az oxigént az aerob élő szennyvizével keveri és az árok terében áramoltatja. Az átlagos áramlási sebesség a szilárd anyagok szuszpendált állapotban tartása céljából 0,3-0,50 m/s, ami egyben a képződő pelyhek megfelelő oldott oxigénnel való ellátását is biztosítja. A rotor harmadik célja a nyers szennyvíz nagyobb szennyezőanyagainak darabolása. Minthogy az oxidációs árok zárt reaktorrendszer, így az illékony szuszpenzált szilárd anyagok (biomassza) mennyisége fokozatosan nő. Ezért a folyamatból bizonyos mennyiségű iszap az árokban lévő keverék szennyvíz-és recirkuláltatott iszapkeverék szuszpendált szilárd anyag koncentrációját csökkenti, miáltal a mikroorganizmusok aktívabbak. Mind a friss iszap, mind a tisztítás közben formálódó bakteriális pehely olyan mértékig oxidálódik, hogy a fölösiszap szikkasztó ágyakra juttatható, vagy tárolható anélkül, hogy jelentős, kifogásolható szag képződne. Így iszaprothasztóra nincs szükség. Az iszap szeparálása a tisztított szennyvízből sokféle módon lehetséges. Erre a 38. ábra nyújt példákat, a) ábra: a szakaszos üzemű, hagyományos árokban az ülepítés az árokban megy végbe; b) ábra: a hagyományos árokhoz ülepítőmedence kapcsolható; c) ábra: az árokhoz ülepítő csatornát kapcsolnak; d) ábra: a folyamatos üzemű árkos rendszerben a fő árokhoz két ülepítő oldalcsatornát csatlakoztatnak. Egyes esetekben az ülepítőt magában az oxidációs árok terében alakítják. 4.5.1.3.Kémiai-fizikai szennyvíztisztítás A kémiai-fizikai kezelési módszerek alkalmazása a szennyvíztisztítás következő területein javasolható: (1) szennyvizek előkezelése, ha eredeti összetételük a mechanikaibiológiai kezelést nem teszi lehetővé? (2) oldhatatlan vagy kicsapható alkotórészek előzetes eltávolítása; (3) a terhelésingadozás megszüntetéséhez a szennyvíz hozzáfolyással arányos alkalmazás; (4) az iszapfelszívódás megakadályozására; (5) az elfolyó tisztított szennyvíz ülepedési tulajdonságainak javítására; (6) nehézfémek nagyobb hatásfokú eltávolítására; (7) foszforeltávolításra. A technológiák esetében alapvetően meg kell különböztetni az áramló szennyvízben már meglévő részecskék mechanikai szétválasztását az olyan oldott, kolloidális vagy szilárd alkotórészek leválasztásától, amelyeket kémiai-fizikai kezeléssel hoztak arra megfelelő állapotba. Miközben a szennyvíztisztítási folyamat elején a befolyó szennyvíz részecskéinek leválasztása a legtöbb esetben egyértelműen előnyben részesíthető, vitatott a kiegészítő kicsapási,- szűrési fokozat helye a tisztítási folyamaton belül. Előkicsapás: a kicsapószert az előülepítés előtt adagolják. Hátránya a szerveshatóanyagok esetleges egyidejű pelyhesedése az utánkapcsolt denitrifikációban. Szimultán kicsapás: a kicsapószert a biológiai tisztítási fokozatba (pl. levegőztető medencébe) adagolják 4.5.1.4. Iszapkezelés
- 77 A tisztítási folyamat során a szennyvíztisztító telepen szilárd szerves és szervetlen anyagokat vonnak ki a szennyvízből. Az oldott szerves anyagokat C02-dá és biomasszává alakítják. A szennyvíztisztítás maradék anyagai a vízben, gazdag iszapban jelennek meg, amelynek mennyisége a kezelt szennyvíztömeg 1-2%-a. Lakosonként és naponta 2-3 1 iszap adódik, amelynek szárazanyag-tartalma 2-5% körüli. Nyersiszap esetében az iszap kétharmada szerves hatóanyagból áll. Az évszázad kezdetétől a mezőgazdaságban már hosszú ideje gyakorolt módszert - a levegő kizárása melletti kezelést - alkalmazzák a szerves hatóanyag további redukálására. Ezzel nemcsak az iszap vízteleníthetősége javul, hanem az iszapban lévő patogén szervezetek nagy részét is elpusztítják. a) Anaerob szennyvíz- és szennyvíziszap-kezelés A folyamatláncolathoz, amely végül az anaerob lebomláshoz (metános erjedéshez) vezet, a mikroorganizmusok számos csoportja járul hozzá, amelyekből némelyek több reakcióban, mások, mint speciális mikroorganizmusok csak egy reakcióban fejtenek ki hatást (39. ábra); a szerves hatóanyagokat, mint fehérjék, zsírok és szénhidrátok először enzimatikus hidrolízissel monomereikre hasítják (aminosavak, zsírsavak, glicerin és monoszaharid). A második részfolyamatban, az acidogenezisben az előző fázis termékeiből alkoholok és savak képződnek. Ebben az ún. savképző baktériumok (bacilus, esherichia, pseudomonas, clostridium) vesznek részt. A harmadik részfolyamatban, az acetogenezisben az előző termékekből oxidáció révén ecetsav, C02 és hidrogén keletkezik, ezután az ecetsav és a CO2 "metánképzők" segítségével metánná metabolizálnak. Az "iszapgáz" ~ 70%-a metán (CH4), ~ 30%-a szén-dioxid (CO2); olyan mennyiségben keletkezik, hogy összegyűjtik, és gazdaságosan értékesítik. A gázt a rothasztótornyok és a tisztítótelep üzemi épületeinek fűtésére, nagyobb telepeken áramtermelésre használják. A lebontott szerves hatóanyag grammjából kb. 0,5 l biogáz képződik. A magas CH4 arányt és a tömegegységre jutó legnagyobb gázmennyiséget elsősorban a zsírok szolgáltatják, a szénhidrátok kisebb gázhozamot eredményeznek; a fehérjék a kettő között vannak. A szennyvíziszapok értékesítésénél a szilárd anyagok figyelemre méltó része nem bomlik le. Az iszap technikai rothasztási hatásfoka 65%-os kiinduló szervesanyag hányadból 42-45%-os végérték; ami azt jelenti, hogy a szerves anyagok egyharmadát metabolizálják; a maradék egy anyagkeverék, részben kátrányszerű struktúrával, amelynek összetétele még távolról sem ismert. b) Az iszapkezelés módszerei Különösen amiatt szükséges a szennyvíziszapok technikailag szabályozott stabilizálása, hogy a rothasztó baktériumok által elérhető szerves hatóanyagokat annyira lecsökkentsék, hogy az így kezelt iszapok már ne jelenthessenek lényeges terhelést/hatást a környezetre. A következő stabilizáló technológiák lehetségesek: - rothasztás anaerob viszonyok között; - stabilizálás hosszú idejű levegőztetéssel; - aerob-termofil stabilizáció; - komposztálás; - mészhidrát (Ca(OH)2)-adagolás. A három utolsó eljárás elsősorban a szennyvíziszapok fertőtlenítését szolgálja. A termikus kezelés során a nedves iszapot 65 °C fölé hevítik (pasztőrözés, le alább 30 min) a
- 78 komposztálási hőmérséklet ugyancsak 65 oC, azonban legalább 6 napon át. A pH-érték 10-re emelése mészhidrát segítségével kémiai stabilizálásnak számít. A szennyvíziszap stabilizálásában, mint láttuk, a biológiai eljárásoknak - még ha szakaszosan is - különösen nagy gyakorlati jelentősége van, legyenek aerob vagy anaerob folyamatok, mezofil, termofil hőmérsékleti tartományba tartozók, 1 lépcsősek, vagy 2 lépcsősek váltakozó kombinációban. Ez a gazdag kombinációs lehetőség további technológiai variációkkal egészíthető ki, mint pl.: - a szárazanyag előzetes feldúsítása; - elősavasító fokozat; - az aktív biomassza recirkuláltatása; - a reaktorokhoz technológiai folyamatirányítók alkalmazása. Az 1 lépcsős biológiai iszapstabilizálás során az alkalmazott technológia a telepnagyságtól függ, amely lehet az egyidejű aerob stabilizáció, az aerob-termofil stabilizálás és a rothasztás. A 2 lépcsős technológiában az aerob-termofil, az anaerob mezofil, az aerob-anaerob, továbbá a mezofil anaerob-aerob kombinációk a leginkább alkalmazott módszerek. c) Iszap-víztelenítés és szennyvíziszap-égetés A szennyvíziszap víztelenítése (helyesebben víztartalom-csökkentése) a következő technológiáknál (különösen az égetésnél és a pirolízisnél) döntő szerepet játszik. Jelenleg a mechanikus víztelenítő technológiák 46%-a présszalagszűrővel, 39%-a kamrás szűrőpréssel, 13,5%-a centrifugálással és kb. 2%-a más technológiával (pl. nehézségi erővel történő szűrés szűrőzsákokban és konténerekben) történik. Ezek a technológiák azonban általában nem adnak megfelelő eredményt kiegészítő tüzelés nélküli iszapégetéshez. A termikus víztelenítési módszerek, amelyek nagymértékű szárítást tesznek lehetővé, egyelőre még a szennyvíziszap-eltávolítás nagyüzemi módszerei közé tartoznak: a közvetlen szárítás (pl. lebegőszárító, dobszárító, szalagszárító) a szárítandó anyag közvetlenül hő hordozóval (hevített gáz, gőz) kerül érintkezésbe ("konvekciós szárító"); a közvetett szárítás esetében a hőátadás közbenső hőhordozóval történik (pl. hőcserélő kontaktfelülete; "kontaktszárító"). A korábbi konvekciós szárítókat, amelyeknél az iszap és a füstgázok egymással érintkezésbe kerültek, iszapkezelésre már nem lehet ajánlani, és már előre kell számolni a kondenzátumok (fűtőgáz/hulladékgáz) utánégetésével. Minden, a szagtalanításra valamit is adó technológiánál fennáll a szagemisszió veszélye, pl. a rothasztás zavaránál is. A közvetett szárításnál keletkező kondenzátumot zárt rendszerben a keverőkondenzátorokhoz vezetik, amelyeket a centrifugák elé kapcsolnak. A felmelegedett szennyvíziszap jobban vízteleníthető; a kondenzátum szaganyagait megkötik. A szárítás hőigényét a biogáz fedezheti. Bebizonyosodott, hogy ebben az esetben a biogáz gazdaságosabban értékesíthető, mint ha áramtermelésre használnák fel. Ezeknek a víztelenítési módszereknek az anaerob stabilizáció során keletkező biogáz, mint energiahordozó és a hulladékhő optimális hasznosítása a jövőben megfelelő perspektívát ígér. A fluidágyas technológiák hőtechnikai előnyeinek hasznosítása az iszapszárítás költségeinek lényeges csökkentéséhez vezet. Emellett a " vékony-réteges " szárítás fejlődése tör előre. További technológiaként említhető a porlasztó szárító, a sodró szárító és az őrlő szárító. Az iszapégetés a termikus lebontás mellett magába foglalja utánkapcsolt technológiaként a hővisszanyerést, a füstgáztisztítást és az égetési maradék elhelyezését. Az Égetési folyamathoz a fluidágyas technika, alacsony üzemi hőmérséklete (700-850°C) és a csekély, Nox képződés miatt különösen megfelelő. A füstgázt, amelynek energiatartalma az
- 79 égetéshez használt levegő előmelegítésére hasznosítható, rendszerint ciklonnal és elektrofilterrel portalanítják, majd a finom porok és gázok eltávolítása céljából mossák. Minden magas hőmérsékletű technológiánál nehézséget jelent a hulladékgázok kezelése. Általában az iszapégetésnél kisebb az emisszió, mint azt két nehézfém példáján a 9.táblázat adatai mutatják. A magas hőmérsékletű folyamatok csatlakozási problémája az égetési maradékok elhelyezése. A hamu magas károsanyag-terhelése miatt veszélyes hulladék-depóniában történő elhelyezéssel kell számolni. A szennyvíziszap hamu deponálhatóságára vonatkozó vizsgálatok azt mutatták, hogy a nehézfémek szilárdanyagmátrixban (sejtközi anyagban) való kötődése a friss iszapokkal szemben lényegesen erősebb és a hosszú idejű eluálhatóság nyilvánvalóan csökkentett. Különösen a szenes pirolízisészterekben való fémkötődés - amely erős lúgos puffer tulajdonságokat is felmutat - bizonyít ellenálló képességet a savasdeponia-csurgalékvizekkel szemben. 9.táblázat Égetésből származó ólom és higany emissziója milligramm/nap/fő mértékegységben
Szennyvíziszap-égetés Széntüzelés Szemétégetés Motor-kipufogógáz
ólom 0,006 3,0 240,0 1000,0
Higany 0,15 2,3 0,6 nincs adat
A fluidágyas iszapégetési technológia a technika állásának felel meg. Megvalósítása azonban a várható hosszú idejű engedélyezési eljárást tekintve nehézségekbe ütközik. Minden esetben megkövetelt a hulladékgázok tisztítása. Az égetési eljárások csak ott alkalmazhatók gazdaságosan, ahol nagy mennyiségű szennyvíziszap keletkezik. d) A szennyvíziszap-értékesítés fejlett technológiái A jövőben azok a technológiák kerülnek előtérbe az iszapégetésnél, amelyek az égetésből származó problémákat elkerülik és kis kapacitás mellett is technológiailag és gazdaságilag egyaránt elviselhető kárelhárítást, biztosítanak. Az egyik technológia esetében beható termikus szárítással granulátumot állítanak elő, amelyet az aszfaltgyártásban már kipróbáltak. Emellett különféle "kötő oldatokat" javasoltak, amelyek a szennyvíziszap együttes égetését biztosítják, pl. háztartási szeméttel, vagy szénnel, továbbá tüzelőanyagként való felhasználását segítik az acélgyártásnál. Habár a szén nedves égetését a nagy nitrogénemisszió miatt sok kritika éri, ez az eljárás (25% fűtőértékig) különösen megfelelőnek tűnik a szennyvíziszap együttes elégetésére. Az értékes anyagok visszanyerésének, és egyidejűleg az emissziós problémák minimalizálásának lehetőségét kínálja a szennyvíziszapok fluidágyas pirolízise és a szennyvíziszap-katalízis. A pirolízis technológiában a hőmérséklet függvényében változatos hányadban keletkezik olaj és gáz, a katalízisben a szennyvíziszap a gáz/olaj/szén-frakción kívül zsírsavvá is "konvertálható" (átalakítható), amelyek a vegyiparban, pl. mint mosószeradalékok szükségesek és kereken tízszer olyan drágák, mint a kőolaj (lásd a keretes részt). A szennyvíziszap alacsony hőmérsékleten történő átalakításának további technológiái még a labor-, illetve üzemi kísérletek stádiumában vannak.
- 80 -
4.5.2. A házi és ipari szennyezés együttes kezelése Mintegy 60 éve foglalkoznak a szakemberek egyre nagyobb mértékben a városi és az ipari szennyvizek együttes tisztítási problémáival. A gyakorlatban, ha a szennyvizekről beszélünk, akkor hétköznapi értelemben - elsősorban a laikusok - a háztartási eredetű szennyvizekre gondolnak. Kevésbé van tudomás arról, hogy az ipari eredetű, valamint a mezőgazdasági szennyvizek mennyisége és különösen a szennyezettség mértéke gyakran többszöröse a kommunális eredetű szennyvizek vonatkozó adatainak. Általában fennáll annak a lehetősége, hogy minden egyes ipari üzem esetében önálló tisztítótelepet létesítsünk. Közvetlenül felvetődik azonban az a gondolat is, hogy célszerű a kommunális és az ipari eredetű szennyvizeket együttesen kezelni. Egy jogász, pl. első közelítésben azt az álláspontot képviselhetné, hogy mind az ipari üzem, mind pedig a város, mint jogi személynek kötelessége a saját szennyvizét tisztítani. E megállapítás alapelvében bizonyos mértékig helyes is, a gyakorlatban azonban e megoldás nem mindig célszerű. Nagyon sok esetben kedvezőbb a kétféle szennyvizet együttesen kezelni, feltételezve, hogy bizonyos műszaki-technológiai szabályokat betartunk. Amennyiben egy lakóterületen ipari üzemek is vannak, a szennyvíztisztító és iszapkezelő rendszerek tervezése során minden esetben megvizsgálandó, hogy a kommunális és az ipari eredetű szennyvizek együttes kezelése egy tisztítótelepen egyáltalán lehetséges-e vagy sem. Általában az együttes kezelés műszaki és gazdaságossági szempontból előnyös. Nyilvánvaló, hogy egy tisztítótelep rendszerint olcsóbb, mint két telep, még akkor is, ha az egy telepből álló rendszer méreteiben nagyobb. Az előnyök technológiai és üzemeltetési szempontból is jelentkeznek. Valamely ipari üzem a városi tisztítótelep működtetésénél kiegyenlítést eredményezhet, pl. az éjszakai minimális hozamokat figyelembe véve. Az együttes kezelés az esetben is megfelelő megoldás, ha az ipari üzem termelését bizonyos mértékig csökkenti vagy módosítja. Valamely biológiai tisztítótelep üzemszünetek esetében pl. működésképtelen lenne az ipari üzem területén, sőt a termelési folyamat újraindítása során a tisztítótelepen újabb bedolgozási idő szükséges.
Előnyös továbbá, hogy a két különböző eredetű szennyvíz kezelése esetén a tisztítási hatásfok gyakran kedvezőbben alakulhat, mivel az ipari üzemből származó vizek jellemzői olyanok, hogy a tisztítótelep hatásfokát az ipari eredetű szennyvíz önálló tisztítása jelentősen csökkentené vagy esetleg a tisztítás technológiát lehetetlenné, tenné. Az ipari szennyvizek hígítása révén a kellemetlen hatások számottevő mértékben megszüntethetők. Az sem jelentéktelen körülmény, hogy a központi városi tisztítótelepeket általában gyakrabban ellenőrzik és így a felvetődő problémák jobban ismertté, válnak. Sajnálatos módon az ipari üzemek területén létesített tisztítótelepeket, az azokkal kapcsolatos problémákat gyakran eléggé mostohán kezelik. A hivatkozott előnyös vonatkozások azonban egyáltalán nem jelenthetik azt, hogy megfelelő meggondolások nélkül, minden esetben az együttes kezelés módszerét kell választani. A tervezést megelőző feltárás során az ilyen irányú döntést elő kell készíteni, figyelembe véve mind a mechanikai, mind pedig a biológiai szennyvíztisztítási technológia követelményeit.
- 81 A mechanikai tisztítási lépcső tervezése során egyebek között figyelembe kell venni, hogy az együttes kezelés esetén jelentős csapadékképződés (pehelyképződés) jelentkezhet, és ezzel egyidejűleg az ülepedési folyamat meggyorsulhat. Másrészt pedig a keletkező kiülepített anyag mennyisége nagymértékben megnövekedhet. Ilyen esetben az ülepítő medencék átfolyási keresztszelvényét nagyobbra kell méretezni, ugyanakkor a medence hossza csökkenthető. Az együttes kezelés kifejezetten előnytelen is lehet, ha pl. az ipari szennyvízben túlzottan nagymennyiségű szervetlen anyag van jelen. Ez esetben a kiülepített iszapot kedvezőtlen rothasztótartályokban kezelni, hiszen az inert anyag részaránya nagy lenne. Emellett a szervetlen üledékek bevezetése a rothadási folyamatot is károsan befolyásolja. Ha a mechanikai tisztítási lépcső után biológiai fokozat következik, akkor az ipari szennyvizek jellegét mindenek előtt kémiai és biológiai szempontból kell ismerni. Az ipari és kommunális szennyvizek együttes kezelésére vonatkozó tervezési munkánál a szennyezés mértékét lakosegyenértékben, oxigénemésztésben stb. szokás megadni. A biológiai tisztítólépcső esetében általában érvényesül az alapelv, hogy a telep annál jobb hatásfokkal működik, minél kevésbé változnak a szennyvíz jellemzői (hőmérséklet, pH, a szennyező anyag-terhelés stb.). Az ipari szennyvizek tárózása és megfelelően adagolt, késleltetett lebocsátása - amire az előző fejezetekben már utaltunk - sok esetben kívánatos lehet. Emellett szükséges lehet előkezelésnek alávetni, mielőtt a kommunális szennyvizekkel keverve a csatornahálózatba, illetve közös tisztítótelepre jutna. A továbbiakban olyan ipari szennyvizeket említünk, amelyeket általában nagyobb nehézségek nélkül háztartási szennyvizekkel együttesen lehet kezelni jelentősebb előkezelés nélkül. Ilyenek, pl.: a tejipari szennyvizek, a vágóhidakról származó szennyvizek, a söripari szennyvizek. Ezekben az esetekben a különálló kezelés csak akkor indokolt, ha a szennyvíz valamely alkotórészét visszanyerni kívánjuk. Ha a szennyvizek olyan szennyező anyagokat tartalmaznak, amelyek a tisztítótelep üzemét zavarhatják (pl. zsír, olaj, rostos anyag, fa, stb.), akkor ezeket az alkotórészeket célszerű már az üzem területén eltávolítani. Egy másik példa kórházakból és különböző gyógyintézményekből származó szennyvizek esete. Előzetes fertőtlenítés nélkül az ilyen eredetű szennyvizek nem vezethetők be közüzemi csatornahálózatba.
A továbbiakban olyan eseteket említünk, amelyeknél a kommunális szennyvizekkel történő együttes kezelés általában nem oldható meg. Ebbe a csoportba tartoznak azok a vizek, amelyeknek összetétele olyan, hogy egészen más tisztítási eljárást igényel, mint ami kommunális szennyvizeknél szokásos. (Pl. különböző bányavizek; vasiparból származó szennyvizek). Ide sorolhatók még a galvanizáló üzemekből, keményítőgyárakból származó szennyvizek és bizonyos mértékig a kőolaj-finomítás technológiájából származó szennyvizek. Egy további csoportot képviselnek azok az ipari vizek, amelyek jellegzetes összetételük következtében háztartási szennyvizekkel való keverés nélkül általában nem tisztíthatók. Ide sorolhatók, pl. azok a vizek, amelyeknek összetétele túlzottan egyoldalú és ezért a lebontás folyamatosan szerepet játszó mikroorganizmusok tevékenységéhez az alapvetően szükséges tápanyagok hiányoznak. Külön említést érdemel a radioaktív szennyeződéseket tartalmazó szennyvizek csoportja (kórházakból, kutatóintézetekből, atomreaktorokból származó szennyvizek). Ez esetben általában rendkívül szigorú felügyelet és ellenőrzés indokolt. Amennyiben a házi- és ipari szennyvizek együttes kezelését tervezik, akkor az iszapkezelés problémájára külön súlyt kell helyezni. Általában célszerű a telep tervezése előtt
- 82 megfelelő kísérleteket végezni. Ily módon eldönthető, hogy milyen tisztítási hatásfok várható, figyelembe véve, hogy a szennyvíz illetve az iszap milyen ipari eredetű szerves és szervetlen anyagokat tartalmaz. Általában nem elegendő az ipari szennyvizek megítélését a lakosegyenérték fogalmára alapozni a rothasztókemencék méretezése során. A metánbaktériumok, amelyek az anaerob iszapkezelés során alapvető szerepet játszanak, különösen érzékenyek az iszap összetételére, annak változásaira. Jól ismert körülmény, hogy pl. a pH-változás az iszaprothasztás folyamatában jelentős zavarokra vezethet. A tisztítás és az iszapkezelés folyamatában egyaránt veszélyes a savas szennyvizek bevezetése. Természetesen nemcsak szervetlen, hanem szerves savak is előfordulhatnak, pl. tejsav, ecetsav, amelyek gátolják a lebontás folyamatait. Ismeretes az is, hogy bizonyos idő eltelte után a mikroorganizmusok adaptációja jelentkezik és így a szerves savak is lebontódnak bizonyos mértékig, illetve gátló hatásuk csökken. A lebontási hatásfok csökkenése jelentkezik a nem kielégítő tápanyagellátás esetén. Ugyancsak kedvezőtlen a nem elegendő oxigénbevitel, és különösen a toxikus anyagok jelenléte. A hőmérséklet hatása is fontos, ismeretes, hogy magasabb hőmérsékleten az életfolyamatok meggyorsulnak és ezért elegendő mennyiségű tápanyag és oxigén jelenlétében a lebontási folyamat, meggyorsul. Ugyanakkor figyelembe veendő, hogy az oxigén oldódása vízben a növekvő hőmérséklettel csökken. A melegebb időszakokban a megnövekedő mikrobális tevékenységhez több oxigénre van szükség. Ezért nyáron a biológiai tisztítótelepek levegőztető medencéiben célszerű növelni az oxigénbevitelt, hogy ezáltal az eleveniszap a megnövekedett lebontási tevékenységét ki tudjuk elégíteni. Amikor a kommunális és az ipari szennyvizek együttes kezelésének szükségességét és lehetőségét tárgyaljuk, különösen indokolt hivatkozni Paracelsus megállapítására, mely szerint a dózis az a tényező, ami a mérget jelenti. Demoll német biológus hasonló megállapítása: "Méreggé válhat minden szubsztancia, amely annak specifikus kémiai tulajdonságai következtében az élő organizmusok élettevékenységét befolyásolja, és e hatás közvetlenül vagy közvetetten történhet". E tétel szerint toxikus anyagokká válhatnak a szennyvíztisztítási és az iszapkezelési folyamatban mikroorganizmusok szempontjából különböző anyagok, ha azok mennyisége egy bizonyos határt túllép. Ezzel együtt a baktériumok olyan képességgel rendelkeznek, hogy a generációs sorozatban a kialakuló enzimrendszerek a nehezen lebontható vagy éppen mérgező anyagokhoz is adaptálódnak. Erre vonatkozóan számos példa említhető (pl. a fenoltartalmú szennyvizek biológiai lebontása). Minél kisebb az ipari szennyvíz mennyisége a teljes szennyvíz mennyiségéhez viszonyítva, annál könnyebben válnak a mikroorganizmusok a tisztítási folyamat során hatékonnyá, életképessé. Az iparból származó szennyvizek mennyiségi arányának növekedése fokozatosan problémákhoz vezet. Ezek néha az oxigénbevitel növelésével, vagy a tartózkodási idő növelésével bizonyos mértékig kiküszöbölhetők. Ipari szennyvizek esetében gyakran nemcsak a szennyező komponensek összetétele eltérő a kommunális szennyvizekben összevetve, hanem a keletkezés időben eloszlása is. Ismeretes, hogy a háztartási szennyvizek hozamának maximuma általában a délelőtti időszakban mutatkozik, a minimum pedig jól érzékelhető az éjszakai órákban. A tejiparban, pl. legnagyobb szennyvízmennyiség a reggeli órákban keletkezik. Vágóhidaknál a vágási napokon van a legnagyobb szennyvízelfolyás, a hét végén az üzemszünetek miatt az üzemi szennyvizek mennyisége csökken. Ebből adódóan problémák merülnek fel a tisztításnál, mivel az ipari szennyvíz minőségi és mennyiségi viszonyaira beállt mikroorganizmus közösség nem a megszokott minőségű és mennyiségű tápanyagot kapja. Ha pedig a hét elején az ipari szennyvizek ismét terhelni kezdik a tisztítótelepet, akkor egy újabb adaptációs folyamatra van szükség, ami végül is a tisztítási hatásfok periodikus változását eredményezi.
- 83 Egyes esetekben hasonló jelenségek érvényesülnek szabálytalanul jelentkező szennyvízminőség és mennyiség esetén is. Példa erre a bőriparból származó szennyvizek esete, ahol különböző savas vagy lúgos, továbbá erősen toxikus anyagok is a szennyvízbe jutnak. Jelentős zavarokhoz vezethetnek a nehéz fémek, amelyek a baktériumokra nézve toxikusak. Jelenlétükben a lebontási hatásfok nagymértékben csökkenhet. Példaként említjük a cinkszennyeződés hatását, mikor a szerves anyagok biológiai lebontása erősen csökken és az oxigénemésztés is érzékelhetően kisebb. Hasonló módon hatnak más nehézfémek is, mint pl. a réz, a nikkel, a króm stb. Hiba lenne arra a következtetésre jutni, hogy az ipari szennyvizek csak káros hatással vannak a biológiai tisztítótelepek üzemére. Az előzőekben is utaltunk már erre. A lejátszódó biológiai folyamatok fokozottabb megismerése lehetőséget ad egy gazdaságosabb üzem megvalósítására a közös tisztítás esetén. A mikroorganizmusok számára elegendő időt kell biztosítani, hogy a legjobb teljesítőképesség érvényesüljön (bedolgozás, adaptáció). Az is hiba lenne, ha csupán az adaptáció jelenségétől várnák a telepek megfelelő teljesítményét. Hiszen a telep túlterhelése mindenképpen a lebontási hatásfok csökkenését eredményezi, mikor ismert módon fellépnek szagártalmak, az elfolyó tisztított víz elszíneződése, vagy éppen rothadási folyamatok jelentkeznek a befogadó vízfolyásban. A tervező mérnökök és a különböző szakértők (vegyészek, biológusok) együttműködése különösen fontos a szóban forgó területen akár a tervezés, akár az üzemeltetés szempontjából. A kommunális és az ipari szennyvizek együttes kezelése esetén ez az együttműködés gyümölcsöző lehet és a költségek jelentős csökkenésére, a gazdaságosság növelésére vezethet. 4.5.3. Ipari és mezőgazdasági szennyvizek elhelyezése Az ipari és mezőgazdasági szennyvizek, nyers állapotban, vagy valamilyen kezelés (tisztítás) után üzemi-, vagy közcsatorna közbeiktatásával valamilyen befogadóban kerülnek végső elhelyezésre.
Befogadó lehet: - valamilyen természetes felszíni víz (vízfolyás, stb.), - valamilyen mesterséges felszíni víz (hajózó csatorna, tározó tó, halastó, oxidációs tó) - talajfelszín, talajtest, - légkör. A mesterséges és természetes felszíni vizek sajátos biocönózisok segítségével igyekeznek a szennyvizek által bejuttatott szennyeződések káros hatását megszüntetni. A szennyeződések, vagy idegen anyagok a tápláléklánc tagjai számára nem idegenek ugyan, de a tápláléklánc egyik tagjára hasznos, a másikra káros lévén, a lánc tagjainak aránya változtatásával a biológiai egyensúlyt borítják fel. A víz élőközössége az új aránynak megfelelő egyensúlyt igyekszik kialakítani, és így a biocönózist megvédi a külső behatás ellen. Ez a folyamat, amelyet általánosan öntisztulásnak (öntisztításnak) hívunk, a szennyező anyagok egy részének átalakításával, másoknak pedig a kivonásával jár. Lényegében tehát a természetes és mesterséges felszíni víz teljes élővilágának tevékenysége, különböző fizikai (pl. ülepítés) fizikai-kémiai (pl. oxigén diffúzió) és kémiai folyamatok eredőjeként alakul ki az illető felszíni vízre jellemző öntisztító képesség.
- 84 A szennyvíz talajfelszínen való elhelyezése a gyakorlatban öntözési célokat szolgál. A talaj felszínére juttatott szennyvíz nagy része a gyökérzónába kerül, egy része a növényzet közvetítésével, más része közvetlenül a talajról párolgással jut a légkörbe. Egy másik része bejut a talajvízbe és - mint a felszín alatti vízkészletet növelő víz - jut a természetes vízforrásba. A talajvízbe juttatott szennyvíz egy része a kapilláris erő révén a gyökérzónába, a gyökérzeten keresztül a növénybe, a növényből és a kapilláris zónából közvetlenül a légkörbe kerül, más része - az előzőhöz hasonlóan - a talajvíz készletét gyarapítja. A talajfelszínre, vagy talajtestbe juttatott szennyvíz egyes részei a növényvilág tápanyagkészletét növelik, mások akkumulálódnak a talajban, vagy a talajvízbe kerülnek, egyesek a talaj mikroorganizmusainak tevékenysége folytán átalakulnak, mások fizikai, fizikai-kémiai jelenségek révén alakulnak át, vagy maradnak vissza változatlanul a talajban. A talajtestbe juttatott szennyvíz elhelyezésének szélsőséges esete a mély rétegekben, vagy üregekben való elhelyezés. Ennél az elhelyezési módnál nem annyira a szennyvíz alkotórészeinek átalakítása, mint maga az elhelyezés a cél. A) A SZENNYVIZEK ELHELYEZÉSE BEFOGADÓ ÉLŐVIZEKBE Az erős szerves szennyezettségű szennyvizek, mint pl. a vágóhidak, szeszfőzdék, tejüzemek cukor- és konzervgyárak, bőrgyárak stb. a szennyvízben levő oldott és darabos szervesanyagaikkal (fehérjevegyületek, szénhidrátok, tápsó) a házi szennyvízben előforduló összes pathogén és ártalmatlan baktériumok számára kitűnő táptalajul szolgálnak, ennek következtében a baktériumok kedvező körülmények között szaporodhatnak a befogadó vízfolyásban oly mértékben, hogy ott közvetve vagy közvetlenül, emberre és állatra egészségügyi szempontból károsak lehetnek. Ebből a szempontból a legveszélyesebbek a bőrgyárak, cserzőüzemek lehetnek, mivel a befogadó vízfolyásban a lépfene spóráit terjesztik. A befogadó vízfolyásba jutott lépfene spórák igen ellenállóak. Áradások esetében az árterület növényzetére tapadnak és az árhullám levonulása után megfertőzik a legelőre kihajtott állatokat. De a fürdőző emberek is fertőződhetnek, amennyiben azok isznak a vízből. Amerikai tapasztalat szerint a gyermekbénulás kórokozója különösen sokáig megmarad a szennyvízben, vele a folyóvizekbe kerül és megfertőzi azt. Ez felhívja a figyelmet arra, hogy ha a folyóvizet bármilyen emberi célra fel kívánjuk használni, a szennyvizeknek élő vízfolyásokba való engedésével igen óvatosan kell bánni. A nagy folyók mentén levő ipari üzemek szennyvízbefogadója természetszerűleg a folyó, de ugyanez a folyó egyúttal táplálója lehet több központi, vagy regionális vízműnek is. A Rajna, a Wézer és az Elba szomorú példája bizonyítja, hogy az ipar mennyire tönkre tudja tenni az ivóvíz minőségét. Különösen a kokszolóművekből származott fenolok teszik szinte ihatatlanná "patika ízűvé" az ivóvizet. A szabad vízfelszíneket is igen súlyosan károsítják az ipari szennyvizek, pl. üdülőhely jellegű vízfolyások mentén. Itt különösen a vízfelszínre felúszó olajat, zsírt és kátrányt kell megemlíteni, amely a kellemes környezetű folyót undorítóvá teszi. Ezek az anyagok vékony rétegben elfedik a vízfelszínt, megfogják a levegőből aláhulló port, kormot, pernyét és undorító bevonatot képeznek a vízbemerülő tárgyakon, valamint a fürdőző emberek testén. Ezen kívül az olaj- és zsírbevonat elzárja a vízfelszínt az oxigéntől és lassítja, károsítja az öntisztulás folyamatát. A bevezetett szennyvizeken kívül a rafináló (tisztító) művek, hengerművek, tartályhajók óriási mennyiségű olajat bocsátanak a folyóba. Olajat és zsírt engednek el a vágóhidak és tejüzemek is. Pedig a legtöbb üzemben az ésszerű
- 85 vízvisszaforgatással és olaj fogók beépítésével viszonylag könnyen megoldható a víz felszínén úszó anyagok nagy részének visszatartása, sőt kinyerése is. A vízügyi és hajózási szervek komoly törekvése világszerte, hogy az olajveszteséget, illetve a vízbe kerülő olaj mennyiségét csökkentsék. Példakép említjük, hogy a német hatóságok komoly rendszabályokat léptetnek életbe ezzel kapcsolatban, pl. elrendelték, hogy a tankhajók mosását csak bizonyos napokon szabad végezni. Zuhatagos folyószakasz vagy turbinák után a szulfitlúg vagy detergens (szintetikus mosószer) tartalmú vizek erősen habzani kezdenek. Ez egyrészt undorító jelenség, másrészt betegség okozója is lehet. Ezek az anyagok (szénhidrátok és egyéb szervesanyagok) aszennyvízbaktériumok szaporodását idézik elő, melyek a folyó köveit, kiálló növényzetét bunda-szerűen bevonják. A bevonat után megfelelő vastagság elérésekor, vagy időjárás változásakor leszakad és az alsó partszakaszok fürdőhelyeit undorkeltő fekete úszó iszappal árasztják el. a) Szennyvízzel fertőzött vizek felhasználhatósága a mezőgazdasági termelésben és állattenyésztésben A nyílt vízfolyások vizét a mezőgazdaság helyenként állattartásra és öntözésre használja. Az erősen sótartalmú vizeket 3-4 g/liter-ig az állatok még elviselik, bár meg kell jegyezni, hogy néha ez a mennyiség is káros lehet, mivel a sógazdag vizektől - főként a magnéziumsóktól - a vemhes állatok elvetélhetnek. Ezért a megengedhető sótartalmat általában 1 g/l-ig szokták megtűrni, azért is, mert ez egyúttal az édesvízi halak számára is megengedhető határt jelent. Amennyiben a konyhasótartalmú vizet öntözésre használják, 1g/l feletti sókoncentráció megtámadja a talajtápanyagokat feloldja azokat s így azok a talajvízbe távoznak. A vízben lévő rothadó anyagok az állatállományra nézve károsak, de az öntözésnél hasznosak lehetnek. Rostos anyagok, mint pl. fa, cellulóz, vagy vasiszap, széniszap stb. azonban kellemetlen lerakódásokat okoznak. Sok anyag pl. a fémsók mérgezőleg hatnak öntözéskor feldúsulnak a réteken és az állatoknak kólikát okoznak. A cinksók az állatok szaporodására is igen károsan hatnak pl. a baromfi szaporodást teljesen megállíthatják. Ciántartalmú szennyvizek cián és fémsótartalmukkal igen gyakran okozták már a réteken legelő állatok elhullását. Ilyen vizeket az üzemekből tisztítatlanul elengedni nem szabad. A fémsók, a réz, nikkel és a cink ioncsere útján a talajban hosszabb öntözés esetén lassanként feldúsul és ez a körülmény a talaj tökéletes terméketlenségét okozza, még hozzá úgy, hogy az hosszú ideig terméketlen marad. b) Élővízbe vezetett szennyvíz hatása az élővízből való vízkivitelre A folyók mellett fekvő városok és ipartelepek melyek vízszükségletüket a folyókból biztosítják, a folyó felettük levő szakaszán bevezetett üzemi szennyvizektől súlyosan károsodhatnak. A szerves anyagokkal terhelt folyóvízben - pl. a már említett szulfitlúg esetében - elszaporodhatnak a gombák. Az időről-időre leszakadó undorító uszadék eltömi az erőművek védőrácsozatát, a vízkiviteli művek szűrőit, emelik a kazán-tápvizek iszaptartalmát. Az üzemekben kellemetlen nem várt károkat okozhat, pl. papír- és textilüzemekben a gyártott papír, illetve textilanyag foltossá válik, vagy bűzös lesz stb. A sav (kénsav) tartalmú vizek növelik a korróziót, a fém- és vasszerkezeteken. A karbonát keménység átváltozik állandó keménységgé, ez a kazánvizek és mosodák mosóvizeinek lágyítását teszi nehézkessé. Növekszik a kazánkőképződés, mely egyrészt kazánrobbanáshoz vezethet, másrészt növeli a tüzelőanyag felhasználását. Veszélyt okozhat pl. a zsír és cukor a kazántápvízben mert már egész csekély mennyiségben a kazánfal veszélyes túlhevülését okozhatják. Ilyen esetekben nem marad más hátra, mint az, hogy a
- 86 folyóvizet a kazánban való felhasználás előtt gondosan előkészítsék, különleges mechanikai és kémiai tisztítóberendezéseket - ülepítőket, vízlágyítókat, szűrőket, savtalanítókat stb. kell építeni és kicsapószereket használni. Meg kell még említeni, hogy több fajta szennyvíz találkozása fokozott károkat okozhat, Néhány példa: pácolóművek szennyezése és szulfitlúg találkozása vas-sók képződését idézi elő, a víz tintafekete lesz és az oxigén teljesen eltűnik. A szabad savak szulfidokkal kénhidrogént képeznek, s a víz erősen bűzös lesz. Cianid tartalmú víz keveredése egy igen veszélyes gáz a ciánhidrogén keletkezéséhez vezet. Többnyire könnyen eldönthető, hogy egy üzem szennyvizei a lejjebb fekvő üzemek, városok vízhasználatát károsítják vagy sem. Némely szennyvíz pl. azáltal okoz kárt, hogy a benne foglalt anyagok, mint "védőkolloidok" hatnak és megakadályozzák a lágyítást. A szulfitlúg ligniszulfosava pl. ilyen "védőkolloid", mert kalcium vegyületei a vas és mészsók kicsapódását (derítés, lágyítás) megakadályozzák. Külön meg kell emlékezni az élővízbe vezetett szennyvizek legkárosabb hatásairól. Ez a hatás az élővíz öntisztító képességének csökkenésében nyilvánul meg. A következőkben ezzel a kérdéssel foglalkozunk részletesen. c) Élővízbe vezetett szennyvizek hatása az öntisztulás folyamatára A szerves szennyeződésű, biológiai úton tisztítható szennyvizek a házi szennyvízhez hasonlóan meghatározott mennyiségű oxigénre van szüksége ahhoz, hogy lebontódjék. Ehhez a folyó vizében lévő és a hőmérséklettől függő oxigéntartalomból egy bizonyos mennyiséget szolgáltat a befogadó folyóvíz. Amennyiben a biokémiai oxigénigény és a víz oxigéntartalmának aránya egy megadott értéknél nagyobb, a biológiai folyamatok következtében az oxigén eltűnik, illetve oly mértékben csökken, hogy ez az állapot az élővíz élővilágára káros hatással van. Az elhasznált oxigén pótlódása történhet a levegőből, melynek mértéke függ a folyóvíz felszínétől, mozgásától, hőmérsékletétől a víz oxigénhiányától, klimatikus, valamint biológiai tényezőktől. A sok tényező következtében a szükséges hígítás fokát számszerűen egyértelműen megadni nem lehet. A folyó öntisztulása bizonyos időt vesz igénybe. Együttes vizsgálattal kell eldönteni a folyó szennyvízfelvételi képességét, az ezzel összefüggésben levő tisztítási fokot, az alsó szakasz vizének felhasználását, a több meglevő, vagy tervezett ipartelep szennyvizeinek összes mennyiségét stb. Nem közömbös a folyóba való bevezetés sem, módja minél tökéletesebb a szennyvíz és a folyóvíz elkeveredése, annál gyorsabban és hatékonyabban indul meg az öntisztulás. Ebből következik, hogy legcélszerűbb a szennyvizeket a sodorvonalba bevezetni. Korábban az volt a követelmény, hogy a szerves szennyeződésű szennyvíz káliumpermanganát fogyasztása 65%-os, a BOI5 pedig 80%-os csökkenést érjen el a szennyvíztisztító berendezés működése következtében. Ma már felismerték, hogy a befogadó igénybevétele a döntő, a tényleges oxigéntartalom és a víz oxigénfogyasztása a bevezetés előtti szakaszon. Amennyiben pl. a befogadó O2 tartalma 4 mg/l érték alá süllyedne, minden esetben teljes biológiai tisztításra van szükség. Az elszennyeződés kritériumai az alábbiak: 1. Ha a folyóban kárt okozó úszó anyag van, vagy felszínén úszó olaj. 2. Úszó iszaprészek a víz felszínén. 3. Minden olyan anyag, amely a fürdőzők egészségét, a halak életét és húsuk ízét, a folyó növényi és állatvilágát károsítja. 4. Ha az oxigéntartalom a maximális érték 50%-ára süllyed, az már a folyó nagyfokú szennyeződésére utal, ami a halak életét már súlyosan károsítja. A 25 %-os értékre csak kivételesen és egész rövid időre szabad lesüllyednie. 5. Colibaktériumokból 10 000 egyed/ml már igen magas érték, amennyiben a folyót fürdőzésre is használják.
- 87 A folyóvíz állapotának megítéléséhez itt is használják a biokémiai oxigénigény fogalmát. A vízfolyás terhelhetőségét lakosegyenértékben kifejezve, folyószakaszonként és havonként feltüntetve igen használható mérőszámokat kapunk a meglevő és az újabb bevezetésekkel szemben szükséges rendszabályok bevezetéséhez. Az ilyen felvételen jól lehet látni az egyes szennyvízbevezetéseket, a folyó öntisztulási képességét, az újabb bevezetésekkel szemben elrendelhető tisztítási fokot stb. Hasonló okból alkotta meg Imhoff a "szennyvízterhelés" fogalmát. Ez alatt a helyi víztelenítéshez a lakósoknak azt a számát kell érteni, amely az alacsony vízállású folyók vízhozamának 1 liter/sec értékére jut (= lakósok száma: kisvízi vízhozam literben). Az ipari víz lakos egyenértékben kifejezett mennyiségét a lakósok számához hozzá kell adni. A folyó öntisztulásának megfelelően a lakós egyenértéknél a távolabb fekvő lakosok számából levonásokat kell eszközölni. Ez a szám adja a legtisztább képet a folyó terhelésére és terhelhetőségre vonatkozóan. Más módszer szerint a befogadó állapotára, valamint terhelhetőségére vonatkozóan egyes mikroorganizmusok jelenlétét veszik tekintetbe (szaprobrendszerek). Folyók duzzasztott szakasza, tavak csendes felszíne, vagy olajfilmmel bevont felülete lényegesen kisebb oxigénfelvételre képesek. Hogy ezen segítsünk, célszerű a vízfelszínt mesterséges zuhatagokkal a víz levegő-érintkezési felületét növelni, illetve előidézni azt, hogy a levegővel érintkező vízfelszín állandóan cserélődjék. Számos helyen használják világszerte a mesterséges szellőztetés légbefúvásos módszerét. e) Élővízbe vezetett szennyvíz hatása az élővíz biocönózisára Ipari körökben általában az a vélemény, hogy a mérgező vizeket megfelelő arányban fel kell hígítani, a befogadóban élő halak károsodási küszöbértéke alá kell a kevert folyó szennyvíz koncentrációját csökkenteni, s akkor tisztítás nélkül közvetlenül is beengedhetők. Ez a felfogás a korszerű halászati követelményeknek egyáltalán nem felel meg. A szennyvizek mérgező hatását tárgyaló irodalom vonalán igen kevés a használható összefoglaló munka. Ezek szerint általában az élőlények számára a szennyvíz pH értéke 6-8 érték között viselhető el, egyes kivételektől eltekintve. A pH érték változásai azonban a folyó öntisztulási képességére is befolyással vannak. A lúgos és savas vizek baktériumpusztító hatást fejtenek ki. Az ammónia (NH3) és sóinak káros hatása 8,5 pH értéktől fölfelé és 1,2 mg/l koncentrációtól általánosan észlelhető. Hasonló módon hatnak a már említett mérgező réz-, kobalt-, nikkel-, valamint ciántartalmú vizek. A pH érték szempontjából a különböző halfajtákra az alábbi értékek halálosak: pisztrángok és sügérek 9,2 pH, csuka 10,7 pH, ponty és cigányhal 10,8 pH és rák 10,2 pH. Az egyes kategóriákba tartozó halfajták nagyobb egyedei a megadott értékeknél mintegy 0,2-vel bírnak ki többet. Szénsavval szemben az érzékenység különböző és nagymértékben függ a jelenlevő karbonátoktól. A kénsav, a szulfidok, a szabad klór, etán és klór -cián vegyületek már kis töménységben is mérgezőek. A gyenge savak, mint a cián vegyületek már kis töménységben is mérgezőek. A gyenge savak, - mint a tej-, citrom-, vagy oxálsavak közvetlenül halálosak lehetnek akkor, ha a pH érték 5 alá süllyed. A kalcium abban a töménységben, amelyben a folyókban előfordul, ellentétesen működik, vagyis csökkenti a nátrium, magnézium, kálium, sőt az ólom káros, mérgező hatását is, másrészt viszont erősíti néhány fém, mint pl. a cink és a réz, illetve ionjainak mérgező hatását. Az igen nagy hígításban elengedett nehéz fémsók mérgező hatása nem azonnal jelentkezik, hanem úgy, hogy a növény és állatvilág a vízből saját testében tárolja (akkumulálja) az illető iont és ezáltal a befogadó teljes sterilitásához vezet.
- 88 Növényvédelmi szerek használata (beporzás) utáni csapadék arzéntartalmú szennyvizeinél figyelték meg, hogy az arzénre a halak közül a fogasok voltak a legérzékenyebbek, majd utánuk a pontyok következtek. Legellenállóbbak a rákok voltak. Ennek magyarázata, hogy a fogas nem tud testében arzént tartalékolni, a rák viszont sokat tárol. A többi halnál is az az észlelés, hogy minél nagyobb a tárolóképesség, annál kisebb az arzénérzékenység és fordítva. A háziállatok arzénmérgezése az öntözőcsatornák mellett szokott előfordulni, az itatás közben a gyomorba jutó ivóvízen keresztül. A halaknál nem a szájon át, hanem a kopoltyún és a bőrön keresztül történt a mérgezés, ezért a beteg halnál a mérgezés milyenségének megállapítása sokkal nehezebb, mint a háziállatoknál, ahol a gyomorvizsgálat hamar nyomra vezet. A hajóforgalom növekedése, az olajipar fejlődése a folyók olajszennyeződésének növekedésére vezet. Ezek a körülmények nemcsak azért károsak, mert az olaj a halhús ízét rontja, hanem azért is, mert a folyófelszínt elzárja az oxigénfelvételtől és így leginkább a halak táplálékát jelentő biológiai élővilágot károsítja. Az élővíz élővilágának elpusztulása pedig a folyó elposványodásához vezet. Az O2 eltűnéséhez és halpusztulásához vezethet még - az ipari szennyvíz bevezetésének közvetlen hatásán kívül - a szennyvíz által serkentett növényi túlburjánzás, az algák túlszaporodása, továbbá a fenékre süllyedt iszapból felszabaduló mérgező gázok, amelyek különösen zivatarok idején okoznak hírtelen oxigén eltűnést. Amennyiben az élővizeknél halpusztulást tapasztalunk, első dolog a befogadó biológiai életének vizsgálata. Össze kell hasonlítani az illető folyószakasz plankton, növényi és bakteorológiai életét a halpusztulás helyétől feljebb és lejjebb eső szakaszok vizének biológiai életével. Ez a módszer sokkal érzékenyebb és többet árul el a folyóvíz mérgezettségéről, mint a legérzékenyebb kémiai analízis. A halpusztulások miatt egyes befogadókra nézve igyekeztek határértéket megállapítani a bevezethető szennyeződés mértékére, ez azonban csak általánosan sikerült. Egy ilyen összeállítás az alábbi: 1. Halálos - biztosan pusztító hatás: bár határértéket az egyes mérgező anyagokra felállítani nem lehet, a gyakorlatban mégis kisebb a jelentősége, mert az azonnali halpusztulás egyértelmű bizonyíték a halgazdaság számára az ipari szennyezést beengedő üzem ellen. Sokkal nehezebb esetek a következők: 2. Elűző hatása: leggyakrabban olyankor következik be, ha a pH érték a halak által elviselhető határig süllyed a szennyvíz hatására és így a halaknak van idejük a folyó azon alsóbb, vagy felsőbb szakaszait felkeresni, ahol a pH megfelelő. 3. Betegséget okozó hatás: általában a periodikusan ismétlődő szennyvízbeömlés hatására következik be. A halak rövid ideig tartó, de ismétlődő káros hatásoktól legyengülnek, megbetegednek, s miután ez nem kényszeríti őket az elvándorlásra, lassan esetleg teljesen kipusztulnak. Az ilyen viszonyok kimutatása, bizonyítása és jogi orvoslása többnyire igen nehéz és így nehezen lehet a szennyvíztermelő ipari üzemet a tisztításra kényszeríteni. 4. A szaporodás károsodása: a folyószakasz egy részén csak a lerakott ikrák károsodnak, pusztulnak el, illetve gátolt a fejlődésük. Ilyen hatása van a kátrány és zsírtartalmú, valamint a savas és lúgos szennyvizeknek, de természetes partok megszüntetésével a partok kiépítésének is. 5. A haltápanyag károsodása: mérgező anyagokat tartalmazó szennyvizeknél lép fel, továbbá bizonyos tápanyagok egyoldalú túltengése esetén. A tápanyagok tömeges pusztulása az organikus anyagok bomlása következtében az O2 eltűnéséhez, halpusztuláshoz, vagy halvándorláshoz vezet. 6. A hal értékét csökkentő hatás: a halhús szagot kap, íze kellemetlen lesz, pl. olaj és fenoltartalom esetén.
- 89 7. Halfogás nehézsége lép fel pelyhes, rostos szennyvizek bevezetése esetén (papír, textilüzemek), vagy a keletkező gombaképződés miatt (szulfitlúg, cukorgyárak). A halászhálók is károsodnak ezektől az anyagoktól, nehezebb mosni őket, többet kell sikálni, dörzsölni, szárítani stb. Az élővíz élőállománya szempontjából tehát a szennyvizek minőségének olyannak kell lennie, hogy bevezetése által a befogadó halállománya, a haltáplálékául szolgáló élővilág és a szaporodás még átmenetileg se károsodjék! A vizek tisztasága közös érdek, a biológiai élet károsodása a szennyeződés legérzékenyebb, leghatékonyabb mutatója. B) SZENNYVIZEK ELHELYEZÉSE MEZŐGAZDASÁGI MŰVELÉS ALATT ÁLLÓ TERÜLETEKEN Napjainkban a vízminőség védelem módszerei közül egyre inkább kerülnek előtérbe azok, amelyek szükségtelenné teszik a szennyvizek (akár nyers-, akár tisztított állapotban) befogadó felszíni vizekbe, vízfolyásokba (patakokba, folyókba), tavakba való vezetését. Az a törekvés nyer tehát polgárjogot, hogy a szennyvizeket ne vezessük felszíni vizeinkbe, ehelyett inkább a mezőgazdaságban való elhelyezést válasszuk és így mind a szennyvizet, mind a benne levő - a mezőgazdasági növénykultúrák számára tápanyagokat jelentő - szennyező anyagokat, mezőgazdasági növények magasabb terméshozama révén hasznosítsák. A szennyvizek mezőgazdasági elhelyezése és hasznosítása szennyvízöntöző-telepeken öntözéssel történik. Szennyvízöntözés a szennyvízhasznosításnak az a módja, amely az alkalmas szennyvizet öntözéssel a talajba helyezi el és ezzel a mezőgazdasági termelésben hasznosítja. Az ilyen célra létesített öntözőtelep a teljes, illetve részleges értékű szennyvízöntözőtelep. Teljes értékű szennyvízöntözőtelep esetében az összes kibocsátott szennyvízmennyiség folyamatos elhelyezését kell biztosítani. Részleges értékű szennyvízöntözőtelep esetében az összes szennyvíznek csak egy része kerül az öntözés folyamán felhasználásra. Amennyiben az összes szennyvizet folyamatosan el kell helyezni (tehát nem csak a tenyészidőszakban), az öntözött területen túlmenően biztonsági területről is kell gondoskodni. Biztonsági terület szennyvízöntöző telepnek az a része, amelyben az öntözőtelep elsődlegesen mezőgazdaságilag hasznosított területén - agrotechnikai, időjárási, vagy egyéb okból - el nem öntözhető szennyvizet, a környező terület károsítása nélkül, el lehet helyezni. A biztonsági területen a legfontosabb cél a szennyvíz elhelyezése, de amellett megoldandó a szennyvíz hasznosítása is (pl. nyárfákkal, gyeppel stb.). Speciális biztonsági területnek tekinthető a szűrőmező, amely kizárólag a szennyvíz elhelyezésére szolgál. A szennyvízöntözéssel való hasznosítása különböző ágazatok együttműködésével valósítható meg. A létesítmények terveinek elkészítéséhez a vízgazdálkodási, a mezőgazdasági, a közegészségügyi és a vegyészeti szakemberek együttműködése szükséges. Ezenkívül a szennyvízkibocsátó és a fogadó mezőgazdasági üzemek együttműködése is elengedhetetlen. A műszaki és mezőgazdasági szempontokat kielégítő leggazdaságosabb megoldás több változat összehasonlítása alapján értékelhető és dönthető el, ezért a szennyvízöntözés terveinek elkészítését mindig vizsgálatoknak kell megelőznie. A vizsgálatoknak a felhasználandó szennyvíz mennyiségi és minőségi adatain kívül a környezeti tényezőkre is ki kell terjedniük. C) KÜLÖNLEGES SZENNYVÍZ-ELHELYEZÉSI MÓDOK
- 90 Az utóbbi években egyre nagyobb figyelmet fordítanak a vízkészleteknek a szennyeződésektől való megóvására. Ennek egyik módja a szennyvizek tisztítása és a tisztított szennyvizek befogadókba való vezetése, de egyre nagyobb hangsúlyt kapnak azok a törekvések, amelyek az ipari szennyvizeknek a föld felszíne alá történő elhelyezésével kapcsolatosak. A legtöbb iparágban találhatunk olyan szennyvíz-fajtákat, amelyeknek tisztítása nagyon sokba kerül, vagy - a szükséges módszerek hiányában - tisztítása ma még meg sem oldható. Ilyen esetekben jó megoldásként kínálkozik a föld alatti elhelyezés. Az elmúlt két évtized során négyféle módszert alkalmaznak az ipari szennyvizek föld alatti elhelyezésére. Ezek a következők: 1. Elhelyezés sóbányában (kimerült sóbányákban, vagy külön erre a célra kialakított üregekben). 2. Elhelyezés mesterséges üregekben, amelyeket a rossz áteresztőképességű talaj, illetve kőzet rétegek között állítanak elő a kőzet hidraulikus kimosásával. 3. Eltávolítás a levegőztetési zónába speciális kutakon, árkokon és medencéken keresztül. 4. A mélyenfekvő rétegekbe történő besajtolás, nyomókutak segítségével. Az elhelyezési módszer megválasztása az ipari szennyvíz térfogatától, kémiai összetételétől és mérgező hatásától függ.
Példaként megemlítjük, hogy néhány országban (USA, Németország) az atomerőműveknél keletkező szennyvizek elhelyezésére a sórétegben való tárolást tartják a legcélszerűbb módszernek. Az USA-ban kiterjedt vizsgálatokat végeznek a sóbányákban való radioaktív hulladékok elhelyezésére, és 1970-ben kezdték meg a nagy radioaktivitású hulladékok üzemszerű elhelyezését a sórétegben. Németországban igen nagy aktivitású szennyvizek sórétegben való tárolására folytatnak kísérleteket. Az USA-ban lényegében már 1958 óta helyeznek el atomipari hulladékot és szennyvizeket olyan mesterséges üregekben, amelyeket a rossz víz-áteresztőképességű rétegek közötti talaj hidraulikus kimosásával állítanak elő. A mesterséges üreg kialakítása céljából kutakat fúrnak a kívánt rétegig, a csöveket egész mélységben beágyazzák, a körülötte levő talajt pedig cementálják. Ezután a csövet a megfelelő mélységben perforálják és az adott rétegből kimossák a talajt. Az így kapott aknába cementtel együtt nyomják be a szennyvizet és a cementszennyvíz keverék kitölti a keletkező repedéseket. Megszilárdulás után a hulladékban lévő mérgező anyagok beágyazódnak a cementbe, így onnan nem vándorolhatnak el. Ez a helyhez kötöttség képezi a módszer fő előnyét. Az USA-ban folytatott kísérletek szerint ily módon egyszerre mintegy 500 m3 szennyvizet lehet elhelyezni. A levegőztetési zónában jelenleg csak radioaktív szennyvizeket helyeznek el. Ezt az eljárást az elmúlt évtizedekben több amerikai atomerőműnél alkalmazták. A módszer alapja, hogy a radioaktív izotópokat adszorbeálják a talajvízszint feletti kőzetekben. A szennyezés jellegétől függően használnak sugárvédelmi szempontból elég mélyre süllyesztett faládákat, kavernákat és elnyelető árkokat. A berendezések használhatósági ideje a környező kőzetek elnyelő képességétől függ. Az ipari szennyvizeknek mély vízvezető rétegekbe való elhelyezéséhez a szennyvizeket külön erre a célra fúrt kutakon keresztül nyomják be a kérdéses talajrétegekbe. A kőolajbányászatban a meglevő kutakat így használják fel a kőolajjal és földgázzal felszínre jutott sós víz elhelyezésére. Ügyelni kell azonban arra, hogy ennél a módszernél lehetőség nyílik a felszín alatti vizek elszennyeződésére. Gondolni kell alkalmazásánál azokra a
- 91 következményekre, amelyek a vízfolyások szennyeződésétől való védelmére vonatkoznak. Az elhelyezésre használt terepszakasz megválasztásánál elsősorban a vidék távlati gazdasági fejlesztési tervét kell figyelembe venni, és biztosítani kell, hogy a mérgező anyagokat felfogó talajréteg elég messze legyen a gazdaságilag használt területektől. A mélyen fekvő vízvezető talajrétegek potenciális ásvány, illetve ásványvíz források, többek között felhasználhatók ipari-, ásvány- és termálvíz nyerésére. Ezért az elhelyezési szakasz kijelölése előtt alaposan meg kell fontolni, hogy a jövőben fel akarjuk-e használni a kérdéses talajrétegekben levő ásványokat, illetve vizeket. A mélyenfekvő talajrétegekbe elsőként Németországban helyeztek el szennyvizet a 30-as években, nevezetesen kálisókat és ipari hulladékokat. Ez a kísérlet azonban rosszul sikerült, mivel a talajba nyomott sólevek sok helyen forrás formájában a felszínre törtek. Az USA-ban elterjedten alkalmazzák a szennyvizek besajtolását a talajba a kőolajbányászatban és a kőolaj-feldolgozó üzemeknél. Használják az eljárást radioaktív hulladékok eltemetésére, vegyipari, cellulóz-papíripari és más ipari szennyvizek elhelyezésére. A Szövetségi Vízszennyezés-védelmi Bizottság adatai 1969 során az USA-ban mintegy 150 nyomókút működött, nagy részük 300-2000 m mélységű, a legmélyebb pedig 3600 méter mély.
Oroszországban a mély talajrétegekbe történő nyomást alkalmazzák a kőolajbányászatban, a vegyiparban, a petrolkémiai iparban és más iparágakban. Így pl. 1967ben Tambovban megkezdték az anilinfestékek gyártásakor keletkező szennyvizek elhelyezését a kb. 700 m mélységben fekvő homokrétegekbe. Ugyanezt a módszert alkalmazzák az Atomreaktor Kutatóintézetben, amely a hulladékot terrigén-karbonát kőszénrétegbe nyomja kb. 1500 m mélységre. Az ipari szennyvizek elhelyezésére szolgáló vízvezető talajrétegeknek a következő tulajdonságokkal kell rendelkezniük: a benne lévő ásványi vizeket ne használják vízgazdálkodási vagy más célokra, rossz vízvezető-képességű rétegekkel megfelelően el legyen szigetelve a felette és alatta lévő vízvezető talajrétegektől, eléggé nagy elnyelő képességgel rendelkezzék és fel tudja venni a szükséges mennyiségű ipari szennyvizet. Az elhelyezésre alkalmas vízvezető talajrétegek üledékes és vulkáni üledékes rétegek, amelyekre a nyugodt települési körülmények jellemzőek. Alkalmasak az ipari szennyvizek elhelyezésére a tektonikus elemek is, mint a táblák, vezető hajlatok, egyes hegyi- és előhegyi üregek, talajvíz- és talajrepedésvíz artézi artézi medencéknél. A különböző talajrétegek alkalmasságára, az ott lefolyó fizikai, kémiai jelenségek tisztázására még ma is jelentős kutatómunka folyik szerte a világon és már eddig is szép eredmények születtek. A szennyvíz talajba juttatása és tárolása azonban még számos eddig fel nem tárt részletkérdést vet fel, amelynek megválaszolása a jövőben még szükséges lesz. Az üzemi kísérleteknél észlelt jelenségek gyakran szükségessé teszik a kidolgozott elmélet revidiálását. Összefoglalva: megállapítható, hogy - bár a szennyvizek föld alatti elhelyezése nem új keletű hiszen több évtizedes múltra tekint vissza - a módszer alkalmazása - különösen egyes szennyvizek esetében - még egyelőre csak kísérleti szakaszában van. Jelentőségét azonban a jövő feladatait figyelembe véve, nem szabad lebecsülni. 4.5.4. Fertőtlenítés A fertőtlenítés tervezéséhez a szennyvíz-minőségi paraméterek kiindulási alapot jelentenek. A fertőtlenítés szempontjából mértékadó tisztított szennyvíz BOI5 lebegőanyag
- 92 TOC stb. paraméterein túlmenően a patogén és az indikátor szervezetek koncentrációit is ismerni kell. A fertőtlenítés célja szennyvízben lévő kórokozó mikroorganizmusok elpusztítása, ill. fertőzőképességük megszüntetése (inaktivitása). A fertőtlenítés tehát a befogadó vizének hasznosítása és az ember vízzel való érintkezése közben jelentkező potenciális közegészségügyi veszély kiküszöbölését célozza. a) szennyvíz bakteriológiai jellemzői A szennyvíz fertőtlenítése szempontjából a következő szervezetekkel foglalkozunk. Vírusok Az emberi szervezetből kikerülő vírusok közegészségügyi szempontból nagy kockázatot jelenthetnek. A vírusokkal kapcsolatban tisztázni kell a transzportálódások folyamatait, ill. eltávolításuk feltételeit és mértékét - a talajban, - a felszíni vizeken és - a szennyvíztisztító telepeken Bakteriális patogén organizmusok A szennyvízben lévő bakteriális patogén organizmusok a fertőző betegségekben szenvedő ember testéből származhatnak. Ilyen fertőző betegség a dizentéria, kolera stb. Minthogy a vízben és szennyvízben lévő patogén organizmusok indentifikálása nagyon időigényes és nehéz, ezért jelenleg az organizmusok coliform-csoportját fogadják el indikátornak. Coliform organizmusok Az ember bélrendszeréből származó számtalan fajta pálcika alakú baktériumok a coliform organizmusok. Minden ember 100-400 billió coliform organizmust bocsát ki naponta magából, egyéb fajta baktériumokon túlmenően. A coliform szervezetek zöme az emberre ártalmatlan. A colfiform organizmusok jelenléte indikáció, hogy patogén organizmusok is jelen lehetnek. A coliform organizmusok hiánya indikáció, hogy a sós víz a betegséget előidéző organizmusoktól mentesnek tekinthető. A szennyvizekben, a tapasztalatok szerint általában a Coli baktériumok száma ≈ 10 000 Patogén baktériumok száma: 1 arány-nagyságrendre tehető. A szennyvíz-aerosolban levő coli baktériumok hányada az összes csíraszámhoz viszonyítva 1-2 %.ra tehető. b)Fertőtlenítési módszerek A fertőtlenítés célja a kórokozó szervezetek szelektív elpusztítása. Tehát a fertőtlenítés során nem minden organizmus pusztul el. Ez különbözteti meg a fertőtlenítést a sterilizálástól, amely esetben valamennyi organizmus elpusztul. A fertőtlenítés - a vegyszerek,
- 93 -
a fizikai folyamatok, a mechanikai módszerek és a sugárzás
révén oldható meg. Vegyszerek. Az ideális fertőtlenítőszer széles skálájú tulajdonságokkal rendelkezik. Az is fontos, hogy a fertőtlenítőszert biztonságosan lehessen kezelni és alkalmazni, erőssége vagy koncentrációja a szennyvízben mérhető legyen. Fertőtlenítő vegyszerekként a következők jöhetnek szóba: a klór és vegyületei, bróm, jód, ózon, fenol és fenolvegyületek: alkoholok, nehézfémek és rokonvegyületei, hidrogénperoxid, különböző alkáliák és savak, kvaterner ammónium vegyületek. Ezen szóba jöhető fertőtlenítőszerek közül az oxidálószerek az általánosabban alkalmazottak. Legáltalánosabban a klórt alkalmazzák a szennyvíz fertőtlenítéséhez. Fizikai folyamatok. A fizikai fertőtlenítés hő és fény segítségével valósítható meg. A hő azonban nagy mennyiségű szennyvízhez, gazdasági okok miatt nem alkalmazott. Az iszap pasztörizálása azonban számos helyen kedvelt és eredményes megoldás. A napfény jó fertőtlenítő. Főleg az ultraviola sugárzás használható, azonban csak kisebb mennyiségű szennyvíz fertőtlenítéséhez. A szuszpendált anyagok, az oldott szerves molekulák és a folyadék maga is abszorbeálja a sugarakat, ami alkalmazhatóságát korlátozza. Mechanikai módszerek. A baktériumok és más organizmusok koncentrációját a mechanikai szennyvíztisztítási műveletek is csökkentik. Sugárzás. A sugárzás fő típusai: elektromágneses, akusztikus, elemi részecske, UV sugárzás. A gamma sugarak a rádióizotópokból (pl. kobalt 60) származnak. Behatolási erejük miatt a gammasugarakat használják a szennyvíz fertőtlenítéséhez (sterilizálás) A fertőtlenítőszerek, hatásuk mechanizmusai A fertőtlenítőszerek hatása négy mechanizmus alapján értelmezhető - a sejtfal károsodása, - sejt-permeabilitás megváltozása, - a protoplazma kolloid természetének megváltozása, - az enzimaktivitás gátlása. Az oxidálószerek, mint a klór, az enzimek kémiai elrendeződését változtatja meg és így az enzimet inaktiválja. A fertőtlenítést befolyásoló tényezők A fertőtlenítést a következő tényezők befolyásolják: - kontaktidő, - a tartózkodási idő, - a kémiai szerek koncentrációja, - fizikai folyamatok intenzitása és természete, - a hőmérséklet, - az organizmusok koncentrációja, - az organizmusok fajtái, - a szuszpenzált folyadék tulajdonságai. A fertőtlenítés folyamatait, kinetikáját, az organizmusok elhalását kétféle csoportba célszerű sorolni: - természetes elhaláshoz kötődőkre,
- 94 -
fertőtlenítőszer jelenlétéhez kötődőkre
c) A szennyvíz fertőtlenítése klórral A szennyvíztisztító telepeken leginkább alkalmazott klórvegyületek a klórgáz (Cl2), kálciumhipoklorit Ca(OCl)2, nátriumhipoklorit (NaOCl) és a klórdioxid (ClO2). A kálcium- és nátrium hipokloritot legtöbbször a nagyon kis telepeken alkalmazzák, ahol a - biztonság és - ésszerűség Jóval fontosabb szempont, mint a költség.
A hipoklorit alkalmazását általában a biztonsági szempontokhoz kötik. Bizonyos esetekben elsősorban a környezeti tényezők miatt, a fertőtlenített szennyvíz maradék klórtartalmát a szennyvíz befogadóba vezetés előtt el kell távolítani, vagyis deklórozásra van szükség. Ebből a célból a klórozott szennyvizet olyan vegyülettel kell kontaktusba hozni, amelyik - vele reakcióba lép, vagy - a maradék klór lebontódási sebességét gyorsítja. A deklórozásra, a szóba jöhető vegyületek közül - a kéndioxid és vizes oldott termékei, a redukált +4 oxidáltsági állapotú szulfit és a biszulfit ionok, valamint - az aktívszén alkalmazott széleskörben. d)a szennyvíz fertőtlenítése ózonnal A szóba jöhető kémiai fertőtlenítőszerek zömétől eltérőleg az ózon környezetre kedvező hatást képes gyakorolni. Minthogy az ózon alkalmazása után, gyorsan oxigénné bomlik le, a tisztított szennyvíz oldott oxigén koncentrációja jelentősen, néha a telítettségi szintig növekedhet. Így a tisztított szennyvíz újra levegőztetése számos esetben szükségtelenné válik. Az ózon-maradékok azonban a vízi életre rendkívül toxikusak lehetnek. Minthogy az ózon az adagolása után gyorsan lebomlik, ózon maradékok az elfolyó, a befogadóba jutó szennyvízben általában nem mutathatók ki. Az ózonos fertőtlenítés azonban számos esetben toxikus mutagén és/vagy karcinogén vegyületeket is eredményez. Mindent összevetve azonban úgy ítélhető meg, hogy az ózon alkalmazása kisebb potenciális környezeti és egészségügyi kockázatot eredményez, mint a klór. e) szennyvízfertőtlenítés UV (ultraviola) sugárzással Az ultraibolya (ultraviolet) sugárzást a szennyvíz fertőtlenítéshez az utóbbi 15 évben kezdték alkalmazni. Ez az eljárás fizikai folyamaton alapul. Valamennyi más, eddig alkalmazott eljárás a kémiai folyamatokat hasznosítja. Az ultraviolet sugárzás elsősorban a viszonylag jó minőségű tisztított szennyvíz fertőtlenítéséhez alkalmas. Az eljárás előnye – viszonylagos – egyszerűsége
- 95 -
nincs maradék anyag és nem képződik közbenső kémiai termék.
f)A szennyvíz fertőtlenítéséhez ill. oxidáláshoz leginkább alkalmazott vegyszerek, adagjaik. A fertőtlenítés céljából alkalmazott klór valószínű mennyisége (ill. annak valószínű tartománya) a 10. táblázatban adott. A tartomány értékek megadása azért célszerű, mert a ténylegesen adagolandó klór mennyiségeket a szennyvíz változó minősége befolyásolja. Ezért fontos hogy a klóradagot laboratóriumi klórozási vizsgálatok alapján határozzák meg. Ha az elfolyó, a befogadóba jutó szennyvíz maradék klórtartalma környezetvédelmi követelmények szabvány által rögzített, vagy az elfolyó szennyvíz coliform koncentrációja korlátozott lehet, hogy az adagolandó klór mennyiségét helyszíni vizsgálatokkal kell tisztázni. Ha a tervezéshez számszerűsített adatok hiányoznak, akkor a klóradagoló berendezések a 9. táblázatban feltüntetett tartományok maximális értékeit kell alapul választani. A táblázat a klórra vonatkozik. A különböző, a csatornázás, szennyvíztisztítás területén alkalmazható, oxidáló vegyszerek felhasználásának céljait és módját a 11. táblázat foglalja össze. 4.5.5 Foszforeltávolítás (szennyvíz utótisztítás) A szennyvíz utótisztítás célja azon szennyezőanyagok eltávolítása, amelyek a hagyományos szennyvíztisztítás (eleveniszapos, csepegtetőtestes, levegőztetett tavas stb.) révén a környezet védelme, vagy a szennyvíz újra használata szempontjából megfelelő mértékig nem távolíthatók el. Ezek a szennyezőanyagok -
szuszpenzált anyagok, szerves anyagok, biológiailag nehezen vagy egyáltalán el nem távolítható anyagok, tápanyagok (nitrogén és foszfor), szervetlen sók.
Az utótisztítás fő célja elsősorban azoknak a szennyezőanyagoknak az eltávolítása, amelyek a hagyományos tisztítások révén nem távolíthatók el a célnak megfelelő mértékig. Az utótisztításon belül a szakirodalom a harmadik szennyvíztisztítási fokozat terminológiát is hasznosítja. A harmadik szennyvíztisztítási fokozat a szennyvízutótisztítás speciális esete: a mechanikai-biológiai tisztítás után következik és az általános szennyvízterminológia szerint a tápanyag eltávolításra (foszfor-és nitrogénvegyületek) korlátozódik. A tápanyag eltávolítás problémája tehát a természetes vízterek eutrófizálódásának elkerülése, általában a megfelelő mértékű P-eltávolítással megoldható. Egyes esetekben azonban az ammónium- ill. nitráteltávolítás is szükséges. Ugyanis, annak dacára, hogy az atmoszférában a molekuláris nitrogén készlet jelentős, kevés olyan nitrogént megkötő mikroorganizmus létezik, amelyek a nitrogént molekuláris formában hasznosítani képesek. Ezért a szerves nitrogénvegyületek (protein aminosavak stb.) növények és mikroorganizmusok általi felvétele elsősorban az ammónia vagy a nitrát formájú szervetlen nitrogénvegyületekből valósul meg.
- 96 -
A nitrogén kétféle ok miatt tekintendő szennyezőanyagnak: 1. oxidálatlan formában (NH3-N), befogadó oldott oxigénkészletet csökkenti. 2. a természetes vizek eutrofizálódását segíti. Számos tisztítási eljárás és eljárás kombináció áll rendelkezésre. Az alkalmazható utótisztító eljárások a 12.táblázatban láthatóak.
Megjegyzés: 1
nitrogéneltávolítás, p-kicsapódás (pH-tól függően)is jelentkezhet, 3 a tápanyagok növényi szervezetekbe épülnek be, 4 nagymértékű P-beépülés az eleveniszapba, 5 P-kicsapatás, 6 nitrifikáció lehetséges a pH-tól függően, 7 ammónium oxidáció (pH-tól függően), 8 p-eltávolítás 2
Mindezek után a jegyzet végén néhány ábrát mutatunk be a szennyvíztisztítás gyakorlati megvalósításáról. 40.ábra A szennyvíztisztítás és az iszapkezelés kapcsolatrendszere 41.ábra Szennyvíztisztító kisberendezések elvi elrendezése 42.ábra A szennyvíztisztítás elvi megoldása nagyobb településeken 600/1400 m3/nap 43.ábra A szennyvíztisztítás elvi megoldása nagyobb településeken 1400/8000 m3/nap 44.ábra A szennyvíztisztítás elvi megoldása nagyobb településeken ►8000m3/nap 45.ábra Oxidációs árkos tisztítótelep (30000 fő) 46.ábra Hosszirányú átfolyású, keresztirányban fejleszthető szennyvíztisztító és iszapkezelő telep elrendezése 47.ábra Keresztirányú átfolyású, hosszirányban fejleszthető szennyvíztisztító és iszapkezelő telep elrendezése 48.ábra Centrikus elrendezésű szennyvíztisztító és iszapkezelő telep 49.ábra Iszaptelepítés vákuum-szűréssel 50.ábra Nem-biológiai iszapkezelési eljárások
- 97 -
5. TALAJ VÉDELME A talajok mindenekelőtt a mindenkori vegetáció számára mérvadó növekedési faktorok hordozói és követői. Fizikai és kémiai sajátosságaik meghatározzák még az ökoszisztémán belüli egyéb funkciókat is, nevezetesen a szilárd, oldott és gáznemű anyagok átalakítását, szűrését és pufferolását. A környezetvédelem "klasszikus" területein pl. a levegőtisztaság-védelemben és a felszíni vizek védelmére tett technikai intézkedések komoly eredményekhez vezettek a környezet minőségének megtartása és javítása terén. Az viszont kétségtelen, hogy ezeket az erőfeszítéseket részben más környezeti elemek terhelése árán tették meg. A "talaj és a talajvíz" -mint olyan környezeti elemek, amelyekre eleinte kevesebb figyelmet fordítottak kénytelenek voltak más környezeti elemek "tisztán tartása" során keletkezett termékeket befogadni, mint pl. szennyvíziszapokat és a füstgáztisztítás termékeit. Különösen az öröklött szennyezések problémája tette nyilvánvalóvá, hogy szükség van egy átfogó talajvédelmi koncepcióra, amely integráltan kezeli a lényeges feladatokat: - az élelmiszerek védelme azoktól a potenciálisan veszélyes anyagoktól, amelyek a talajban felhalmozódva közvetlenül károsítóan hatnak vagy bejutnak a táplálékláncba, - a talajok védelme a további elsavasodásból, amelyet a talaj pufferoló- és lebontóképességének túlterhelésével a tartósan és nagy felületen bejutó kén-dioxid és nitrogén-oxidok okoznak. - a talajvízkészletek védelme további szennyezésektől, különösen a műtrágyákból származó nitrogénvegyületektől, - a növényvédő szerek ökológiailag elviselhető mértékű felhasználása, - a hulladéklerakók és hajdani ipari területek öröklött hulladékainak megszüntetése. Az erősen szennyezett talajoknál részben azokra a tapasztalatokra támaszkodunk, amelyeket az ipari hulladékok kezelésénél nyertünk. 5.1. A talajszennyezések fajtái és mértéke Azok az anyagok, amelyek talajra kifejtett hatásai mind kvalitatív (pl. toxicitás, perzisztencia) mind kvantitatív módon (pl. savasodás vagy kilúgozás révén) problematikusak lehetnek, az ipari berendezésekből, a háztartásokból és a közlekedésből származnak. Ezek az anyagok vagy közvetlenül, vagy a levegővel és a vízzel jutnak a talajba. Amennyiben a talajba, illetve a talajvízbe jutottak, úgy akkor kell káros feldúsulásokkal számolni, ha ezek, vagy ezekből másodlagosan keletkezett (átalakult) anyagok meghaladják a talaj lebontóképességét vagy a káros anyag kihozatalát. a) Jelentősebb szennyező anyagok
- 98 -
A szennyező anyagok a fizikai, kémiai és biológiai folyamatoknak azt az érzékeny egyensúlyát befolyásolják, amelytől egy talaj termőképessége függ. A talajok nehézfém és klórozott szénhidrogén szennyezése gátolja a mikrobális enzimaktivitást és csökkenti a talajflóra és -fauna fajgazdaságát. A szennyező anyagok emberbe jutása vagy direkt módon, növényi táplálékfelvételével történik, vagy olyan állatoktól származó tej és hús fogyasztásával, amelyeket szennyezett (fertőzött) növényekkel etetve, illetve szennyezett talajon tenyésztettek. Különösen a szennyező anyagok talajban tárolása okoz gondot, a mérgező szerves vegyületeknek és nehézfémeknek a talajvizet és a felszíni vizeket szennyező hatásuk, a szennyezőiszappal kezelt talajokon termesztett növények esetében a patogén kórokozók átjutása, valamint a szennyezett talajokon termett tápanyagoknak egy másik ökoszisztémába történő akaratlan átvitele miatt. A perzisztens, vagyis a talajban csak hosszú idő alatt lebomló problematikus anyagok csoportja egyre nagyobb potenciális veszélyt jelent, mivel ezek a szennyező anyagok a növekvő bevitellel folyamatosan feldúsulnak. Ez a felhalmozódás latens módon, bizonyos terhelhetőségi határok túllépésével a talajflóra károsodásához, illetve a táplálékláncba és a talajvízbe kerüléssel az ember akut veszélyeztetéséhez vezet, A perzisztens szennyező anyagokkal kapcsolatosan az az álláspont, hogy már a veszély elhárításával kell megelőzni a károkat. A 13. táblázat adatai mutatják, hogy a nyomelemeknél a kadmiumból az átlagos felvétel már nagyon közel van a tolerálható határértékhez. A szennyezett talajból származó szennyező anyagoknak a játszó gyerekek által direkt, szájon keresztüli felvétele esetében a javasolt ideiglenes küszöbérték: ólom: 35 mg/kg, kadmium: 10 mg/kg, higany: 7 mg/kg, arzén: 20 mg/kg. A szerves szennyező anyagoknál mindenekelőtt figyelemre méltó a dioxin és a furán. A talajszennyezések fajtái és mértéke A talaj szempontjából legjelentősebb szennyező anyagok és ezek potenciális veszélye az emberre (táplálékkal történő felvétel) A csernobili nukleáris katasztrófa megmutatta a mesterséges -különösen az atmoszférikus eredetű - izotópok potenciális veszélyét. Míg a talajból származó természetes sugárterhelés kb. 1 és 20 Bq/m2 között van (főleg 40K és 87Rb), és még ehhez a foszfátműtrágyák beviteléből (többek között a 225Ra) a szenes hőerőművek porkiülepedéséből (235/238U, 232Th) és az atomfegyverekből(137Cs, 90Sr) hozzáadódik még évente néhányszor 10 Bq/m2, addig a csernobili katasztrófa után pl. a délkelet-bajor talajokban 100 000 Bq/m2 fölötti értéket mértek (131J,137Cs). Mindenekelőtt a 137Cs talajba jutása aggasztó viszonylag magas, 33 éves felezési ideje és a növények számára jól hasznosítható volta miatt. b.) Szennyező anyagok bejutása a talajba: nehézfémek A talajszennyeződés problémájával kapcsolatos vizsgálatokhoz - különösen nehézfémek esetében - ismerni kell a természetes koncentrációviszonyok mellett ezeknek illetve az ezekhez hasonló anyagoknak az előfordulását és viselkedését. A természetes bejutáson kívül a nyomelemek a talajjavító anyagokkal (mint pl. a mész, istállótrágya, műtrágyák), öntözéssel vagy növényvédő szerekkel kerülhetnek a talajba. Ezek mellett még
- 99 hulladékanyagok által, mint pl. szennyvíziszap, komposztált szemét, bányahulladék, kotrási iszap, pernye, továbbá az atmoszferikus csapadékból is jutnak be szennyeződések a talajba. Összességében egyelőre az állapítható meg, hogy a kadmium minden kategóriában elsődleges potenciális veszélyforrás.
13.táblázat Tartósan tolerálható heti bevitel
Hatásuk (sajátosságok)
ólom
Felv.táplálékkal heti átl. érték 0,91 mg
3,5 mg
kadmium
0,284 mg
0,525 mg
réz
700 mg-ig
15 mg *
nikkel
2-4 mg
nincs adat
higany
0,063 mg
0,35 mg
gyermekeknél fokozott felszívódás vas, D-vitamin és kadmium hiánnyal együtt Halálosadag (rézszulfátból):>8g/fő szájon keresztül, szervetlen; mérgezési eset nem ismert metil-higanyra: 0,23mg
tallium
nincs adat
0,1 mg *
arzén
0,2-0,3 mg
1 mg
poliklórozott bifenilek
ca. 0,04 mg
0,5 mg
tetraklór dibenzodioxinekvivalens γ-hexaklórciklohexán hexaklórbenzol
140-1400 pg
500 pg
2,6 μg
4,2 mg
0,2 μg
0,25 mg
Szennyező anyagok
halálos adag: 8mg/testsúly/kg halálos adag:100-300 mg; rákkeltő felhalmozódás a zsírszövetben, tejben, májban kézről szájba jutás, gyerekeknél súlyos mérgezés: 10-20 mg/testsúly kg fölött felvétel az anyatejjel
c.) Talajjavító szerek A legtöbb, talajjavítóként használt anyagnak, mint pl. a mésznek, szervetlen nitrogénés káliumműtrágyáknak és az istállótrágyának csekély a nyomelemtartalma. Ezért - normál adagolásukat feltételezve - nincsenek szignifikáns hatással a talaj és az azon termesztett növények nyomelem koncentrációjára. Az olykor 100 mg/kg-os kadmiumtartalmú foszfátműtrágya a talajban és a növényekben kadmium feldúsulást okoz. A technikai
- 100 lehetőségek a foszfátműtrágyák kadmiumtartalmának eltávolítására nagyon korlátozottak. Az anorganikus peszticidek talajba juttatása erősen redukálódott a jelenlegi időkben.
d ).Szennyvíziszap és komposztált szemét A szennyvíziszap mezőgazdasági területekre történő helyezését elsősorban trágyázó és talajszerkezet javító hatása miatt részesítették előnyben. A szennyvíziszap komponenseinek egészségügyi kockázatait tekintve elsősorban a kadmiumnak van a legnagyobb károsító hatása, mert a kontaminált talajból viszonylag könnyen bejut a táplálékláncba. Más elemek esetében addig, amíg a növények nitrogénigényének kielégítése biztosított, ez a probléma nem áll fenn. A magas ipari szennyvíz arányú területekről származó szennyvíziszapok viszonylag nagy mennyiségű szintetikus szerves anyagot tartalmazhatnak, mely részben igaz a városi esővíz elvezetésekre is. A szennyvíziszapokhoz hasonlóan valójában még nagyobb problémát jelent - elsősorban éppen a kadmium miatt a komposztált szemét mezőgazdasági felhasználása. e.) Talajszennyeződés a légkörből Egyes elemek, mint a Cd, Cu, Pb, Ni és Zn koncentrációja a kohóüzemek szélirányába eső területek talajában igen jelentős feldúsulást mutathat. A szénerőművek környékén ilyen hatásra - statisztikus meggondolások alapján - csak közvetett bizonyítékok adódtak. Mintegy 5 km távolságon túl már nem lehet egyértelműen a megfigyelt fémfeldúsulásokat ilyenfajta kibocsátó forrásoknak tulajdonítani. A szennyező anyagok távolra jutásának szerepét sokáig alábecsülték, most azonban már vannak adatok, amelyek arra utalnak, hogy a magas hőmérsékletű technológiai folyamatokból származó szennyezők (ólom, kadmium és arzén) a szennyezőforrás körzetén kívülre is eljutnak. f.) Mezőgazdaságilag hasznosított talajok jövője Az eddigi elképzelések a talajok tolerálható nehézfémtartalmára csupán durva irányértéket jelentenek, amelyek konkrét esetek elbírálásánál már csak azért sem használhatók egyedüli kritériumként, mert az összes nehézfém mozgékonysága és hozzáférhetősége rendkívül erősen függ a különböző tulajdonságoktól, azaz a pH-értéktől és az anyag-, illetve humusztartalomtól. Ha a nehézfémek mozgékonyságát és az ember által előidézett talajba jutásukat összességében vizsgáljuk, akkor a kadmium okozta terhelésre különleges figyelmet kell szentelnünk. Az iparilag fejlett országokban a lakosság kadmiumterhelése időközben elérte annak az értéknek az egyharmadát, amelyet az Egészségügyi Világszervezet már veszélyesnek minősített és melynek legnagyobb része a növényi táplálékokból származik. A talajok kadmiumtartalmának megduplázódási ideje, ami a viszonylag magas szennyezőbejutás miatt már csak néhány étized, aggasztóan magas, úgyhogy a jelenleg megengedett levegőszennyezési mutatók a települési és ipari gócpontokon hosszabb távon már nem fogadhatók el. A nehézfémeknek a mezőgazdaság által előidézett talajba jutása - a lakossági hulladékoktól és egyes növényvédő szerektől eltekintve - főleg a foszfátműtrágyákban levő
- 101 kadmium és a sertéstrágyalében levő réz esetén jelentős. A talaj mérhető, 0,1 ppm-nyi koncentrációnövekedése ezen a módon elméletileg mintegy 100 év után várható. Mivel a foszfátos műtrágyázásra szükség van a talaj termőképességének fenntartása érdekében, egyenlőre el kell fogadni az ezzel járó csekély mértékű kadmiumbevitelt, és a fő figyelmet ténylegesen a többi kadmiumbeviteli forrás küszöbölésére kell fordítani. Egyes növényvédő szerek ugyan erősen megkötődnek a talajban, ami részben megkérdőjelezi az állítólag csak korlátozott mértékű ellenálló képességüket. Másrészt azonban vannak olyan hatóanyagok is, amelyeknek talajbeli lebomlása többszöri talajba jutás után - a talaj mikrobáinak alkalmazkodása révén egyre gyorsabban megy végbe. Ez arra utal, hogy általános érvényű kijelentéseket ezen a területen nem lehet tenni. A kémiai növényvédelem mezőgazdasági felhasználása egyszerűen még túl rövid múltra tekint csak vissza, és minden szóba jöhető hatóanyagra kiterjedő, meggyőző eredményű hosszú idejű kísérletek száma még túlságosan kicsi ahhoz, hogy ezen a területen teljesen nyugodtan nézhetnénk a jövőbe. A számos, potenciálisan veszélyes szerves vegyület közül - magas stabilitásuk miatt a talajszennyezés szempontjából különös fontossága van a klórozott szénhidrogéneknek, a poliklórozott bifenileknek és a policiklikus aromás szénhidrogéneknek. Mivel lebomlásuk a szennyvíziszap rothasztásánál csak korlátozott, illetve rendkívül lassú, ilyen iszapok mezőgazdasági felhasználásával ezen anyagok talajba jutásával kell számolni. Ebben az esetben szükséges tehát, hogy az iszapokban és lakossági hulladékokban a nehézfémek mellett a szerves eredetű káros anyagok koncentrációját is gondosan ellenőrizzük. A füstgázokból és az ipari, illetve a települési hulladékokból származó szennyeződés miatt a policiklikus aromás szénhidrogének a talajokban bizonyos mértékig feldúsulnak. A talajbeli ellenálló képességük attól függ, hogy milyen mértékben kondenzálódnak és mennyi a koncentrációjuk. Mivel a policiklikus aromás szénhidrogének erősen kötődnek a talaj humuszanyagához, ezért a növényekbe a gyökereken keresztül történő bejutásuk viszonylag csekély, és kifejezetten lipofil jellegük miatt ezenkívül a gyökérbelsőbe és még inkább a föld feletti növényrészekbe való továbbkerülésük erősen korlátozott. Jelenleg sem általában, sem a lakossági szeméttel szennyezett talajok esetében a policiklusos aromás szénhidrogének által okozott komoly problémákkal még nem kell számolni. Hasonló megállapítások érvényesek a poliklórozott bifenilekre, amelyeknek átlagos koncentrációja a mezőgazdasági hasznosítású talajokban még igen csekély. A tapasztalatok szerint a talajból a növényekbe való bejutásuk is kismértékű és lényegében az alacsony klórtartalmú bifenilekre korlátozódik. Alapvetően azt kellene elérni, hogy olyan nehezen lebontható szerves idegen anyagok, mint a magas kondenzációs fokú, magas klórtartalmú, különösen az aromás szénhidrogének a jövőben többé jelentős mennyiségben a talajba ne juthassanak. 5.2. Az „öröklött szennyezések problémája Ezek a szennyezések a kommunális hulladékok és ipari termékmaradványok régi lerakói, szennyeződött üzemi területek és a környezetszennyező iparvárosok környéke, a második világháború által okozott szennyezések, a múlt és jelen katonai területei, az exfiltráló (szivárgó) szennyvízcsatornák következtében keletkezett elszennyeződések, valamint olyan építmények, amelyeket egészségkárosító anyagok felhasználásával építettek. Az ilyen ipari területeken termelékmaradékokat a felszín közelében elástak vagy kiindulási-, köztes- és végtermékeket biztonsági berendezések nélkül tároltak (hajdani gázgyárak, inszekticideket előállító üzemek). Az altalaj elszennyeződését okozták továbbá a kilyukadt tartályok illetve a vegyszereket, olajokat, egyebeket szállító kilyukadt vezetékek
- 102 (pl. hajdani olajfinomítók, repülőterek). A föld alatti tartályokból kifolyt olaj és benzin következtében egyenlőre még fel sem mérhető talajszennyeződések keletkeztek. Talajszennyezések a háború következtében is létrejöttek ott ahol a megrongálódott felszíni tartályokból és ipari berendezésekből a talajba szerves vegyszerek és olajtermékek szivárogtak. A parlagon heverő területek beépítésénél vagy ipari területek újrahasznosításánál gyakran találnak sűrűn lakott területeken szennyezett talajokat, amelyek további használata csak egy helyszíni szanálás után engedélyezett. Sokszor a talajvíz is hasonlóan szennyezett. Ilyenkor pl. mesterséges vízkiemelés után a kiszivattyúzott talajvíz csak tisztítást követően vezethető befogadóba vagy csatornába. a.) Szanálási célok Mit lehet tenni, ha kiderült, hogy szennyezett a talaj? A következő alternatívák lehetségesek: -hagyni a kontaminált talajt a helyszínen és elrendelni egy használati korlátozást; -lefedni, illetve kapszulázni a helyszínen a szennyezett talajt vízzáró anyagok felhasználásával, majd művelésre alkalmas, nem szennyezett talajjal beborítani; - kiemelni a kontaminált talajt és egy veszélyeshulladék-lerakóba szállítani; - tisztítani a szennyezett talajt "in situ", vagyis a szennyezett helyszínen, illetve "offsite", vagyis egy más helyen található berendezésben. Az első három eljárásra - ahol a veszélyes anyagok a helyszínen megmaradnak hosszú távon csak kivételes esetekben kerülhet sor. Nagy kiterjedésű szennyeződéseknél a kapszulázás elfogadható megoldás. A választott elhárítási módnak a helyszín, illetve a talaj későbbi újrahasznosítása szempontjából is jelentősége van. A kezelt talajra ható beavatkozás intenzitása a következő sorrendben nő: "biológiai eljárások", "mosási eljárások" és "termikus talajkezelés". Ezzel párhuzamosan egyre nagyobb mértékben megváltozik a talaj is. Bár az egyes biológiai tisztítási és mosási eljárásoknál a talaj eredeti kémiai tulajdonságai a vegyszerek és tápanyagok, valamint a célzottan tenyésztett mikroorganizmusok tevékenysége következtében erősen megváltozhatnak, a talaj fizikai jellemzői azonban rendszerint változatlanok maradnak és néhány év után a megbolygatott talaj regenerálódik, illetve újra alkalmazkodik a helyszíni körülményekhez. Későbbi hasznosítási korlátozások adódhatnak az alkalmazott nitrát és a mikroorganizmus-biomassza endogén lebomlásakor keletkezett nitrogén által okozott esetleges talajvízszennyezés miatt. Az in-situ talajmosási eljárásnál a mosó- és oldószerek maradványai időszakosan szennyezhetik a talajvizet. Az on-site talajmosási eljárással megtisztított durva szemcsés anyag szinte minden szerves anyagtól és anyagásványtól mentes; ez a homokszerű anyag elsősorban építőanyagként - alapozásoknál - használható. A talaj anyagának legjelentősebb változása a termikus kezelés következtében lép fel. A szerves talajkomponensek és az anyagásványok erőteljesen roncsolódnak, a hidroxidok oxidokká alakulnak és az ásványok apró darabokra töredeznek. A kiiszapolt, termikusan kezelt talajok pH-értékei nagyon magasak (pH 11); ezért ezek nehezen hasznosíthatók. A homokos és köves talajok adott esetben feltöltésekhez használhatók, az agyagok nem felelnek meg minden igénynek. Összefoglalva megállapítható, hogy nem célszerű minden esetben a "kultúranyagként" való újrahasznosítást erőltetni. Legtöbbször - előreláthatóan kertészeti vagy mezőgazdasági hasznosítású - területek kevésbé szennyezett "kultúrtalajjal" történő beborítása és leggazdaságosabb megoldás.
- 103 -
b.) A talajszennyezések felderítése Az elsődlegesen szanálandó területek meghatározásához a veszélyeztetett területeket a környezetre gyakorolt potenciális veszélyük alapján rangsorolják. Egy ökológiai szempontból szisztematikus eljárásra van szükség. A nyomon követhetőség és áttekinthetőség pedig alapkövetelmény ahhoz, hogy adminisztrációs döntéseket és intézkedéseket a közvélemény akceptálja. Példaként az egymást követő lépésekkel bemutatjuk azt az eljárási módot, amely az elmúlt évek során kifejlődött: 1. fázis - Felderítés Az öröklött szennyezések által veszélyeztetett területek felkutatására korábban az alábbi források szolgáltak: mindenekelőtt a gyári akták, térképek, az építési mélyépítési hivatal, illetve az állami, regionális, körzeti és helyi archívumok dokumentumai, hajdani alkalmazottak kikérdezése, valamint egyidejű térkép- és légifelvétel ellenőrzése. Ennek a felderítési módnak gyenge pontja az, hogy a begyűjtés esetleges, nem teljes, nincs kronológiai sorrend és nem kaphatók pontos területhatárok. Egyre nyilvánvalóbbá válik, hogy csak egy többidejű légifelvétel- és térkép kiértékelés teszi lehetővé az örökölt hulladékok által veszélyeztetett területeknek egy objektív, széles körű, pontos határvonalú és messzemenőkig megbízható felderítését. 2. Fázis - Összehasonlító értékelés Az ismert módon ráfordításokat igénylő egyedi helyszíni vizsgálatokra rangsorolást állapítanak meg. Az értékelés - amelyek meglétének mértéke szerint történik a besorolás - a következők: - a veszélyeztetett területek "anyagleltára", - a veszélyeztetett területekről kiinduló emissziók, - az anyagok kiterjedési lehetősége a környezeti elemekbe, - a környezeti elemek és a veszélyeztetett terület hasznosítása. Az összehasonlító értékelés jórészt a veszélyeztetett területek telekkönyvében található információk alapján történik. Kiegészítőleg a talaj és a talajvíz tájékozódó vizsgálatát is elvégzik, hogy a prioritás megállapításánál biztosabbak legyenek és gyorsabban felismerhessék az azonnali intézkedés szükségességét. Emellett egy lépcsőzetes kémiai analízis elvégzése is előnyös lehet, amelynek során néhány paraméter vizsgálatával megállapítható, hogy egyáltalán fennáll-e a víz, talaj és levegő veszélyeztetettsége, és ha igen, a további lépésekben a szennyezés fajtája pontosan meghatározható. Az általánosan alkalmazott '3 lépcsős analitikában" a harmadik lépcső egy részletes helyszíni vizsgálat (3. fázis), amely az egyedi eset kiértékeléséig terjed (4. fázis). A vízben, talajban és levegőben vizsgált paraméterek azoknak a jellemző adatoknak felelnek meg, amelyek a hulladékreakciók ellenőrzésénél is fontosabb. Alapvetően új módszerek kifejlesztése csak a biológiai tesztvizsgálatoknál található. 3. + 4. fázis - Részletes helyszíni vizsgálatok és egyedi értékelés A veszélyeztetett terület közvetlen környezetében, illetve az azt követő környezeti elemekben végzett kémiai analízisen kívül - a részletes helyszíni adatfelvételhez - geofizikai és geológiai vizsgálatok is szükségesek. Ezek körét a helyi adottságok és az egyedi eset értékeléséhez fűződő célkitűzés határozza meg.
- 104 -
- Az alkalmazott geofizika - melynek gyökerei az energiahordozók (olaj, gáz, szén) felkutatásából erednek - néhány évtizede a "kisterületi" vizsgálatokban (pl. építési terület, talajvíz) is megerősödött, és mint ahogy az ércek és más ásványi nyersanyagok előfordulásának kutatásánál, úgy az öröklött hulladékok által veszélyeztetett területek vizsgálatánál a különböző módszerek széles spektrumát tudja nyújtani. - földmágnesesség, elsősorban a vas felkutatására, de ebből kiindulva alapvetően az inhomogenitások (mint pl. egy hulladéklerakó esetében) behatárolása, - gravimetria, az altalajban a nem egyenletes sűrűségeloszlás felkutatására (klasszikus példa: sótömbök), - szeizmikus módszerek, amelyek azonban nem mindig képesek megadni a "kis struktúrák" felbontását, - geoelektromos eljárások, amelyekkel leginkább nagy kiterjedésű rendellenességek határozhatók meg, ezeket azután modellszámítások segítségével pontosabban behatárolhatják. Az eddig rendelkezésre álló esettanulmányok szerint feltétlenül szükséges az integrált geofizikai felderítés és az interpretáció, vagyis a különböző egyedi módszereknek az összevont hidrológiai és geológiai adatok alapján való felhasználása. A kémiai analízissel szemben a geofizikai mérések hiányossága az, hogy akár egy régi hulladéklerakók, akár szennyezett talajvíz stb. esetén nem tudnak információt adni az anyagösszetételről. A geológiai és hidrológiai vizsgálatok adatokat szolgáltatnak arról, hogy a veszélyeztetett terület altalajában a veszélyes anyagoknak milyen emissziós útjai lehetnek és hogy hogyan néz ki a hulladéklerakó szerkezete. Különösen nagy jelentőségűek az információk a következő hidrológiai paraméterekről: "áteresztőképesség", "talajvíz-áramlási irány" és talajvíz-áramlási sebesség". A régi hulladéklerakó vizsgálatának eddigi tapasztalatai rámutattak arra, hogy a geológiai veszély becslését helyszínspecifikusan és az objektum bevonásával kell meghatározni. 5.3. A talajszennyezés mértéke hazánkban A statisztikai adatok szerint a lakosság 50-60%-a lakik közcsatornába be nem kötött lakásokban. Ezeknek a lakásoknak, iskoláknak, kórházaknak üdülőknek, kultúrházaknak, laktanyáknak, vállalatoknak, üzemeknek stb. szennyvizét jórészt a talajban helyezik el. Még Budapesten is mintegy (a lakások 20%-a) csatornázatlan területen van. Ennek megfelelően az űrgödrös árnyékszékek száma csak a fővárosban mintegy 100 000-re tehető. A csatornázatlan településeken élők egyre inkább törekednek arra, hogy lakásukba vezetékes vízellátás legyen, ezért továbbiakban a szikkasztók számának növekedésére kell számítani. Ezek a berendezések azonban csak abban az esetben fognak jól működni, ha azok megfelelő üzemeltetéséről gondoskodnak. A szikkasztó berendezéseknél fellépő bakteriális talajszennyezések ugyanis sok esetben a berendezések túlterhelése és a nem szakszerű működtetés következtében állnak elő- Talajvíz vegyi szennyeződésére azonban még jól működő berendezések esetében is számítani kell. Hazánkban a szikkasztó berendezések és pöcegödrök elhelyezését, kúttól való távolságát törvény határozza meg. A szikkasztó berendezések kúttól való távolságát 2 lakás esetében legalább 20 m, több lakás esetében legalább 50 m-ben állapítja meg. Pöcegödröt csak 1-1 lakás számára szabad építeni, kúttól való távolsága legalább 20 m kell legyen. A talajvíz védelmére 60 cm szűrőréteg-magasságot írnak elő.
- 105 A különböző épületek szennyvíz-, fekál- és iszaptárolóinak tisztítása során évenként kb. 2 700 000 m3 szennyvizet és 300 000 t iszapot, fekáliát termelnek ki. A szennyvizeket a leeresztő helyeken engedik le vagy ahol csatornázás van, a csatornába vezetik. Az iszapok, fekáliák nagyobb részét tőzeggel keverik és trágyaként értékesítik. A tőzeggel, lápfölddel keverés nem biztosítja a kórokozók, paraziták elpusztulását, így előállított trágyák a talajt fertőzik. A szennyvíziszaptól származó talajszennyezések elkerülésére kielégítőbbnek látszik annak házi szeméttel megfelelő arányban történő komposztálása. A komposztprizmákban a bomlási folyamatok során fellépő 60-65°C hőmérséklet biztosítja ugyanis a kórokozók, köztük a bélféregpeték pusztulását is. Az így előállított komposzttrágya már nem szennyezi a talajt kórokozókkal és ezen túlmenően mezőgazdasági szempontból is értékesebb anyag a tőzeges trágyánál. A geohelmitózis földrajzi eloszlását tekintve, az Alföldön kb. 1%, a Dunántúlon 3-4 %, az északi hegyes vidéken 10-15%-os átlagos fertőzöttség. A fertőzés oka az esetek többségében a székletszóródás. Ennek felszámolását csak megfelelő egészségügyi berendezések létesítésével és szívós egészségügyi felvilágosítással lehet megvalósítani. Városainkban a szemetet csaknem teljes egészében területek feltöltésére használják fel. Megfelelő terv hiányában a pillanatnyi igények szabják meg a feltöltés helyét és ütemét. A lerakóhelyek 21 %-a hatósági engedély nélkül működött. A vizsgált lerakóhelyek közel 20 %-ánál lerakóhely céljára mélyen fekvő, vizes területeket használnak fel. Valamikor a magyar táj jellegzetes színfoltjai voltak a ligetes erdők között csillogó vízfelületek, mocsarak, tocsogók, lápok, tavak. Ezeket szemétlerakó hellyé kijelölni nemcsak víz- és talajszennyezés, hanem esztétikai, tájvédelmi, természetvédelmi szempontból is nagyon káros. Sokkal jobb lenne "szemétdombokat" kialakítani, majd azokat megfelelő földtakarással ellátni, és növényzettel betelepíteni. A területfeltöltés a városi szemét elhelyezésének ma is a legolcsóbb és leggyakrabban alkalmazott módja. A nyugati országokban azonban a rendezetlen, nyílt lerakást már tiltják. Ez a szemét-elhelyezési módszer már hazánkban sem engedhető meg, és át kell térni a rendezett lerakás megvalósítására. A lerakóhelyek kiválasztásánál messzemenőén figyelembe kell venni a vizek, köztük a talajvíz tisztaságának megőrzését, és ezért szükség esetén a lerakóhelyek szigetelését is meg kell kívánni. Az ipari hulladékok mennyiségének növekedése - ha ártalmatlanításukra nem fordítanak nagyobb figyelmet - súlyos szennyezéseket eredményezhet. Az ipari hulladékok zömét is lerakással ártalmatlanítják, és már eddig is érkeztek jelzések különböző hulladékok káros talajszennyező hatásától. A veszélyes (mérgező vagy fertőző) hulladékok ártalmatlanításáról ma már a termelő köteles gondoskodni, amennyiben azt nem értékesíti vagy saját maga nem használja fel. A környezetbe - így a talajba is - tehát az iparból csak ártalmatlan hulladékok kerülhetnek. Távlatilag a hulladékszegény, végső esetben hulladékmentes technológiák jelentik a végleges megoldást. A talajba kerülő növényvédő szerek többsége gyomirtó szer (herbicid), csak kisebb része egyéb peszticid (inszekticid, fungicid stb.). Hazánkban a DDT hatóanyagú szerek használata 1969 óta, a kombinált DDT tartalmú szereké pedig 1970-től szabad földön tilos. Az arzéntartalmú szerek használatát már korábban betiltották. Még jelenleg sincsenek azonban olyan intézkedések, amelyek a talajba (vagy a növényzetre) juttatott peszticidek mennyiségét környezetvédelmi célból maximálnak. Magyarországon az érvényben lévő engedélyokiratok szeradagolásra vonatkozó része inkább javaslatnak tekinthető, kifejezett tiltó hatály nélkül. Ugyanakkor a mezőgazdasági üzemek raktáraiban gyakran nagy mennyiségben tárolnak lejárt vagy nem azonosítható növényvédőszereket. Félő, hogy ezektől az anyagoktól az üzemek talajszennyezés árán szabadulnak meg. Bár a növénytermesztésben a peszticidek alkalmazásáról a kártevők okozta veszteségek csökkentése érdekében nem mondhatunk le, azok felesleges a környezetbe jutását
- 106 meg kell akadályoznunk. E vonatkozásban is fontos lépést jelent az a kormányrendelet, amely a növényvédő szereket a veszélyes hulladékok közé sorolja, így a jövőben ezek a vegyületek sem juthatnak ellenőrizetlenül a környezetünkbe. A peszticidek alkalmazásának fő veszélyei: - az életközösségek elpusztítani kívánt tagjai mellett élőlényekre is hatásosak (nem elég szelektívek); - felborítják a természetes ökoszisztémák egyensúlyát; - a toxikus szermaradványok (vagy bomlástermékek) a táplálékláncban messze, gyakran az emberig is eljutnak. Magyarországon a földvédelemről kiadott törvény előírja a talaj védelmét. A talajerózió és a talajok másodlagos szikesedésének folyamatát és ezek gazdasági kihatását vizsgálva a következők állapíthatók meg: a) A mezőgazdasági területek mintegy 40 %-át érinti a talajerózió, 0,56 millió erősen, 0,89 millió ha közepesen és 0,86 millió ha gyengén erodált területet tartanak számon. Erős talajpusztulás figyelhető meg Nógrád megyében, ahol az erózió által évente elvitt tápanyagok értéke műtrágyában kifejezve több száz millió forint és az okozott évi termeléskiesés búzában több tízezer tonna. b) Az öntözések nagyobb arányú elterjedésével az elmúlt két évtizedben a másodlagos szikesedés által érintett terület hazánkban közel 200 000 hektárra tehető, s csupán a tiszalöki öntözőrendszer által érintett területen 100 000 hektáron következett be másodlagos szikesedés. A Földművelésügyi Minisztérium utasításban szabályozta az öntözésre felhasználható vizek minőségét. A talaj termőképességét az emberi beavatkozások és a természeti erők (főként víz és szél) romboló hatása egyaránt károsítja. Az ország termőtalajának jelentős része gyengén termő savanyú, szikes, erodált és homoktalaj. A jelenlegi helyzet javítása, illetve a kedvezőtlen hatások megszüntetése érdekében több mint 2 millió hektáron talajvédelem, mintegy 2 millió hektáron talajjavítás és mintegy 2 millió hektáron vízrendezés szükséges (mindezen tevékenységek együttesét komplex meliorációnak nevezzük). A minőségi romlás mellet a termőtalaj mennyisége is csökken. Az erdőterület ugyanakkor növekedett, a mezőgazdaságilag művelt terület csökkenése ennél nagyobb mértékű volt. 5.4. Óvintézkedések A régi hulladékoknál és az elszennyezett területeken végzett óvintézkedések magukba foglalják a kiásást, lerakást, illetve átmeneti tárolást, bariere-rendszerek (lezárásos vagy sorompórendszerek létrehozását (felületi, vertikális, illetve altalaji szigetelésekkel) és a szennyező anyagok megkötését, illetve kémiai immobilizálását. Az óvintézkedések során a szennyező anyagok nem kerülnek megsemmisítésre, hanem az adott helyszínről kiinduló veszélyt hárítják el, a szennyező anyag környezetben való szétterülését redukálják. Az óvintézkedési eljárások - mindenekelőtt a kiásás és a barrierek létesítése - az akut veszélyeztetés gyors elhárításával nyerik létjogosultságukat azzal a feltétellel, hogy egy későbbi időpontban egy teljes szanálás kerül végrehajtásra. Azok az óvintézkedések, amelyek az emissziós utakat megszakítják, gyakorlatilag azonos a dekontaminációs (mentesítési) eljárásokkal, hiszen általuk az emberek és a környezet védelme megvalósul.
A környezet hosszú távú védelmét tekintve azonban a dekontaminációt mégis magasabb értékűnek kell tekinteni, mert ebben az esetben környezetbarát eljárás kerül alkalmazásra. Összefoglalva megállapítható, hogy az óvintézkedések biztonsági elemeinek -
- 107 különösen a szennyező anyag immobilizációjánál és kapszulázásánál - hosszú távú hatásáról tudósító ismeretek még jelentősen bővítendők. A talaj termőképességét az emberi beavatkozások és a természeti erők (főként a víz és a szél) romboló hatása egyaránt károsítja. Az ország termőtalajának jelentős része gyengén termő savanyú, szikes, erodált és homoktalaj. A jelenlegi helyzet javítása, illetve a kedvezőtlen hatások megszüntetése érdekében több mint 2 millió hektáron talajvédelem, mintegy 2 millió hektáron talajjavítás és mintegy 2 millió hektáron vízrendezés szükséges (mindezen tevékenységek együttesét komplex meliorációnak nevezzük). A minőségi romlás mellet a termőtalaj mennyisége is csökken. a) Kiásás és áthelyezés Bár a kontaminált (szennyezett) földrész kiásása a szennyezett helyszín számára a legradikálisabb és látszólag optimális megoldás, ezt a módszert egyre inkább kritikusan ítélik meg. A kiemelés és talajcsere a legtöbb esetben egy különösen jól szigetelt és ellenőrzött veszélyes hulladék-lerakóban való elhelyezést jelent. Az ehhez szükséges lerakóhely nem csak ma nem áll rendelkezésre; "teljesen illuzórikus lenne azt feltételezni, hogy a veszélyeshulladék lerakók olyan nagyságrendben kialakíthatók lehetnek, amit a kiemelések, mint alapvetőnek tekintett szanálási eljárásnak az alkalmazása szükségessé tenné. Az áthelyezésnél az eljárás egyes lépései a következők: - Kibontás, szállítás és feltöltés. A földmunkáknál gazdaságossági szempontból gyakran ésszerű, hogy nagy területet ásnak ki és a felületet szabadon hagyják. Burkolt felületek feltörésénél és a ténylegesen szennyezett helynél ezzel szemben kis felületen kellene dolgozni, hogy az esetleges eső következtében fellépő vízbeszivárgás megakadályozható legyen. Különleges esetben előfordulhat, hogy a gépi kiemelésnél szívó üzemmódra kell átkapcsolni, és egyes esetekben (raktározott tartályok) akár a kézi ásáshoz kell visszatérni. A különféle szennyezésekkel kontaminált talajokat szelektíven elkülönítve kell kiemelni; a nagy térfogatú részeket a finomszemcsés anyagtól el kell választani. A rakodás során semmiféle szennyező anyag nem szóródhat szét, ha fennáll a szétszóródás vagy gáznemű anyagok emissziójának a veszélye, a rakodási felületet azonnal le kell takarni. - Szállítás. A szállítókonténereknek zártnak vagy letakarhatónak kell lenniük. A szanálási területeken vezető szállítási utaknak a kontaminált körzeten kívül kell esniük. A terület elhagyása előtt egy járműmosó berendezéssel a kontaminált anyag eltávolítandó. - Lerakás és beépítés. A kontaminált anyag lerakását olyan speciális előkészületekkel kell megoldani (mint pl. a rakodónyílás-fedélnél védőkötény kialakítása), hogy a lerakás során sem por, sem gázemisszió ne fordulhasson elő. Ezt követően jön a pontos és óvatos beépítés. A legcélszerűbb a kazettás vagy a prizmás megoldás. A kiásásnak egyik központi problémája a veszélyes gázok (váratlan) kiszabadulása. Ide számítanak azok az illó anyagok is, amelyek légmentes körülmények között a lerakóban keletkeznek (pl. arzénnel szennyezett hulladéklerakóknál gáz-halmazállapotú arzén-hidridek). Ez fordított irányban sem zárható ki, vagyis a lerakó korábban anaerob belsejében az oxigén hatására olyan kémiai folyamatok indulnak be, amelyeknek veszélyét előzetesen nehéz felbecsülni. Bizonyos körülmények között - pl. könnyen illó klórozott szénhidrogének előfordulása esetén - talajlevegő-elszívás alkalmazható, lehetőleg aktívszén-szűrőn keresztül. A komplikáltan, összekeveredetten szennyezett föld kiemelésére csak egy nagyon alapos veszélyfelmérést követően kerülhet sor.
- 108 b) A lezárásos (sorompó-) rendszerek Az óvintézkedések legfontosabb feladata, hogy az emissziós utakat elvágja; itt lényegében a talajvíz áramlásának és a csurgalék víz újraképződésének megakadályozásáról van szó. Egy jól körbehatárolható szennyezési góc esetén azonnali intézkedés a talajvízszint süllyesztés, mely vízkivételi kutak létesítésével és a talajvíz kiszivattyúzásával történik. Ezek eredményeképpen a kutak körzetében a talajvíztükör tölcsérszerűen lesüllyed. Az öröklött hulladékok kapszulázása jóval költségesebb eljárás. Hidraulikai eljárások A talajvíz kiszivattyúzása technikailag a legegyszerűbb megoldás a fennálló szennyezés ellenőrzésére és különösen arra, hogy a szennyeződéseknek nagy körzetben való szétterülése megakadályozható legyen. A hidraulikai eljárások nemcsak az óvintézkedési, hanem az elhárítási technológiák területén is alkalmazhatók, ott ahol a szennyező anyagok egy kezelőrendszerben beépítésre vagy megszüntetésre kerülnek. Különbséget kell tenni passzív és aktív eljárások között: - passzív eljárások; zárókutak, injektáló, infiltrációs és kivételi kutak, amelyek a talajvíz hidromechanikai állapotára hatással vannak. A kivételi kutakat általában a szennyezés közvetlen közelébe telepítik és így emelnek ki a talajvízből, melynek szintje a kutak környezetében ennek hatására tölcsérszerűen megsüllyed. - aktív hidrológiai eljárások a kontaminált talajvíz kivételére és kezelésére szolgálnak. Kivételi berendezésként vízkivételi kutakat, aknák, dréncsatornákat, valamint nyitott árkokat használnak. A gyakorlatban alkalmazott módszerek az egyszerű védőkutaktól és olajfogóktól a korábbiakban bemutatott szennyvíztisztítás integrált rendszeréig terjedhetnek. A hidraulikai eljárásokat gyakran pl. biológiai in-situ eljárással kombinálják oly módon, hogy a kinyert talajvizet a tervezett visszajuttatás előtt még on-site-víztisztító módszerekkel is kezelik. A hidraulikai eljárások sikeres alkalmazásához pontos talajmechanikai és hidrológiai adatok ismerete szükséges. Számszerűsíthető modellek segítségével a vízkivételi kutak hatáskörzete és az előidézett vízmozgások áramlásai, irányai előre meghatározhatók. A modellszámításba bekerülnek olyan paraméterek, mint szűrési sebesség, a víztartó réteg kiterjedése, a kutak kivételi aránya, a szennyezett terület nagysága stb.-, amelynek átfogó elővizsgálatokat tesznek szükségessé. Felületi borítások Az öröklött (régebbi) hulladék felületi szigetelése mindenekelőtt azt a célt szolgálja, hogy a felületről ne juthasson víz a szennyezett területekre, illetve a lerakó belsejébe, Kialakításához használt elemek a következők: termőtalaj, felületi vizek elvezetését szolgáló drénhálózat, ásványi szigetelőréteg és gázdrénrendszer. Az 51. ábra egy ásványi szigetelőréteget és ásványi felületi drénezést mutat be.
Szigetelőfalak A régi hulladéklerakók függőleges szigetelésre használhatók a szád-, a keskeny- és résfalak. Az általában kb. 2 cm vastag acélrészekből álló szádfalakat az öröklött szennyezések kapszulázásánál mostanáig még csak ritkán alkalmazták. A keskenyfalak építéséhez általában 6-8 cm vastag egyes cölöpöket vibrálással vagy leveréssel juttatják az altalajba. A szokásos 12-15, maximum 20 méteres mélységeknél a kapszulázáshoz feltétlenül szükséges
- 109 hézagmentesség csak nehezen biztosítható. Ezzel ellentétben, a résfalas eljárás több előnyt kínál: (1) a fal vastagsága, mélysége és menete a mindenkori adottságokhoz igazítható; (2) speciális eszközökkel az eljárás csekély szabad munkamagasságnál is alkalmazható; (3) a talaj kiemelésre kerül, így különösen egy vizet át nem eresztő rétegbe való bekötés a helyszínen ellenőrizhető; (4) majdnem minden ásványi szigetelőfal-anyag beépíthető a résfalas eljárásnál (lásd a továbbiakban): (5) speciális mérőcsúszkával az előállítás során és helyén pontosan mérhetők a résfal lamellái: (6) a falba kész elemek, műanyagok és más beépíthető elemek is berakhatók. A résfalas eljárás során a rést speciális szerszámokkal (markoló, véső). szelvényszerűen ássák ki. A kétfázisú eljárásnál legelőször is egy betonit védőszuszpenziót (jórészt a rendkívül duzzadóképes anyagásványból "montmorillonitból" állót) juttatnak be, amit a későbbiekben más építőanyagokkal - természetes beton, anyag - helyettesítenek. Az egyfázisú módszernél - ami "segítőszuszpenzió" homoktalanításának, cseréjének valamint az eltávolításának elmaradása miatt jóval gazdaságosabb - egy bentonit-cementszuszpenziót használnak, ami a földkiemelés után a résben marad és ott lassan, a cementalkotórész következtében megszilárdul. Egy résfallamella szélessége általában megegyezik egy speciális kotró szélességével (2,50-4,20 m).Az egyes lamellákat lépésenként az ún. "pilger" eljárással készítik (52. ábra). Először az 1.2.3.. lamellákat készítik el ("primerlamellák"). A lamella anyaga már megköt addigra, amikor a lamella kifejtésére az aljzat pedig "tisztításra" kerül. Kb. 48 óra után a beépített résfaltömeg már ütésálló állapotú. Ez után következik a 2,4,6... stb. lamellák ("szekunderlamellák") kiásása. A szekunderlamellák kiásásánál a markoló belevág a primerlamellák még viszonylag képlékeny anyagába (a lamellák fogazása). Az egyfázisú szigetelőfalak 12 m-es falmélységig előállíthatók folyamatosan is mélyásó kotróval végzett, szelvényszerű talajkiemeléssel. Így egy hézagmentes fal jön létre, ami a gyors építési haladás miatt különösen gazdaságos. Az egyfázisú eljárás lehetővé teszi statikai tartó- szigetelőelemek beépítését is. A körbezáráshoz használt szigetelőfalakkal szembeni különleges igények új szigetelő falberendezések kifejlesztéséhez vezettek. Ezen eljárások egyike a műanyag-vezetékes szigetelőfal ("kombinációs szigetelőfalak"); ennél az egyfázisú eljárással készített szigetelőfalnak a még friss bentonit-cement szuszpenziójába műanyag vezetékeket építenek be Szigetelőanyagok A hulladéklerakók felületi szigetelésénél a szokásos eljárás az, hogy a szigetelőhatás szempontjából kedvezőtlen szemleosztású egynemű talajokat, megfelelő szemcsék (pl. anyagliszt vagy bentonit) hozzákeverésével megfelelő szemleosztásúvá alakítják át. A beépítés szempontjából a legfontosabb kritériumok a sűrűség (száraz állapotban), a víztartalom és az áteresztőképesség. A szigetelőfalaknál - a különleges felhasználás miatt - ellenőrzik a friss szuszpenziók folyási és támasztó tulajdonságát, bedolgozhatóságát, dermedését és keményedését. Amennyiben előállítása során a szuszpenzió sós csurgalékvízzel kerülhet érintkezésbe akkor Ca-bentonit és Na-bentonitot kell előnyben részesíteni. A humusztartalmú talajoknál ahol stabilitáscsökkenés léphet fel - magas Na-bentonit - és csekély cementtartalmat kell kialakítani; savas kémhatású vizeknél azonban a Ca-bentonitok a stabilabbak. Összességében egy sor, zavaró jelenség figyelhető meg - csurgások, zsugorodások, pórusképződések, a csurgalékvizekből vegyi behatások, amik mostanáig még - különösen hosszú távú hatásuk szempontjából - nem ismertek. Az első kísérletek a speciálisan kifejlesztett adalékanyagokkal pl. poliszilikátokkal és reaktív szilánnal zajlottak, de egy veszélyes anyagokat át nem eresztő és rezisztens védőfal megvalósítása még csupán távoli cél.
- 110 c.) Szilárdítás, stabilizálás és megkötés Az irodalomban sokféle fogalommal találkozunk - szilárdítás, kondicionálás (mikro és makro), kapszulázás, stabilizálás, megkötés, fixálás, immobilizálás-, de csak ritkán adnak meg fogalmi definíciókat. ezért a következő fogalmi definíciókat javasoljuk: - Megszilárdításnak tekinthető egy olyan folyamat, amelyben mechanikailag szilárd termék nyerés érdekében valamilyen kötőanyagot keverünk a hulladékhoz. Az idetartozó vizsgálati módszerek jórészt a talajtechnika és építésfizika területéről származnak (keménység, áteresztőképesség, hő- és nedvességtűrő képesség stb.) - A stabilizálásnál a megszilárdítás célja a szennyező komponensekre irányul, hogy a stabil kémiai formába alakítsa őket, és az oldhatóságukat korlátozza. A stabilizálás foka teszttel, szorpciós, diffúziós és illékonysági vizsgálatokkal határozható meg. A legkedvezőbb esetben egy szilárdítási eljárással megvalósított stabilizálás olyan immobilizációt eredményez, amikor a hulladék felületén a veszélyes anyagok transzportja teljesen gátolt vagy legalábbis minimalizált. - a megkötés hatásos mechanizmusokat ír le a stabilizálásra, illetve az immobilizálására. A megkötés módját speciális fizikai (elektro-mikroszkópos vagy röntgensugaras) vagy kémiai (nehézfémeknél pl. fázisspecifikus szekvenciális extrakcióval) vizsgálatokkal határozzák meg. A mechanizmusokra a szekvenciális deszorpciós vizsgálat és további egyéb fizikai-kémiai vizsgálatok, mint pl. a kötési entalpiák meghatározása ad információkat. Egyes szilárdítási eljárások egyedül arra szolgálnak, hogy a szállíthatóságot és tárolhatóságot megkönnyítsék. Ilyenkor a folyékony illetve pépes hulladékot olyan formában viszik, hogy a hulladék elfolyását meggátolják, és mechanikai sajátosságok megváltozása következtében egy felszíni lerakás lehetővé váljon. Más esetekben az anyag újraértékesítése a cél, különösen olyan nagy tömegű hulladékanyagoknál - mint kotrási iszap és erőműpernye -, amelyeket építőanyagként használhatnak fel. Az egyes adalékanaygokat az alábbiakban jellemzik. A cement (portlandcement) oxidált kalcium-, alumínium- és szilícium-vegyületek cementkemencében aktivált keveréke, ami víz hozzáadásakor hidratált aluminátok és szilikátok képződése megköt, és vízállóvá válik. Hozzáadagolhatók nedvességszívó anyagok, kovaföld és anyagliszt, hogy bizonyos folyadékokat abszorbeáljanak. A többértékű fémionok nehezen oldható hidroxid vagy bázikus karbonát formában való immobilizálását a magasabb pH elősegíti. Ennek a viszonylag drága adalékanyagnak a fő alkalmazási területét olyan előnyös tulajdonságai határozzák meg, mint a nagy variációs lehetőség, és a már kitapasztalt módszerek. Ezenkívül előnyös lehet még az is, hogy az iszapok víztelenítésére nincs szükség: pl. eredeti állapotú flotációs iszap cementtel való kezelése a részecskék megszilárdulását és a gyors ülepedést eredményezi, a felülúszó víz pedig tiszta és leszívható lesz. A hátrányokat elsősorban olyan szennyezés eredetű komponensek, mint a szulfát és a szerves anyagok okozzák. A nátrium, mangánólom, és cink is gyengíthetik a végtermék szilárdságát. - A vízüveg (alkáliszilikát) két reakció következtében alkothat a szennyezőanyagtartalmú iszapokkal egy szilárd halmazállapotú anyagot: (1) sav hozzáadásakor kovasavgél képződés közben, amikor is a víz elpárolgását nem akadályozzák meg, (2) többértékű fémionokkal reagálva (pl. kalciumklorid) víztartalmú fém-szilikagél képződés során, amikor is a nehézfémek kicsapódnak és bezáródnak a gélszerkezetbe. - A puzzolán-hatás egy speciális, a pernye, cementpor és bizonyos kohókból származó melléktermékek között létrejövő kötés, amely a szilikátok és aluminátok égetett mésszel való reagálásán alapul. Az előzőekben említett adalékanyagokhoz hasonlóan itt is hatásos a magasabb pH-érték, mert elősegíti a fém-hidroxidok és karbonátok kicsapódását. Pernyét,
- 111 portlandcementet és alkalmanként vízüveget és Fe/Al-hidroxidokat is használnak sokféle szennyező anyag megszilárdításához. A puzzolán-módszer előnye, hogy hosszú távú stabilitást biztosít, de maga a szilárdítási folyamat lassú, és savakkal szemben érzékeny. - A meszet kalcium-oxid (égetett mész) vagy kalcium-hidroxid formában már régóta használják talajok kémiai stabilizálására. Egyes reakciók "puzzolán-hatást" okoznak. Különösen olajos iszapok és szennyezett talajok megkötésére az égetett meszet használják, amit előtte reakciókésleltető szerekkel kezelnek (hidrofobizálnak). - Szerves kötőanyagok és töltőanyagok többek között a bitumen és a barnaszén. Oldószermentes, stabil anionos vagy kationos bitumenemulziókat vagy vizes emulziókat is lehet használni. A vizes bitumenemulziók előnye, hogy nem szükséges felmelegíteni, mert hideg állapotban is mindenféle felületen (pl. ásványi anyagokon) "megtörik" a emulzió, és kialakul egy, az ásványi részecskéket összeragasztó, egybefüggő fedőréteg. Szerves anyagokban gazdag iszapok megszilárdítására példaként kotrási anyagok és mészhidrát, mészkő, cement, valamint pernye különböző keverékeivel kísérleteztek. Magas kezdeti pHértéknél hozzáadott cement és kalcium-hidroxid hatására oldható fémhidroxidok keletkeznek, és a képződő ammónia miatt szagproblémák jelentkeztek. Úgy tűnik, hogy a mészkő (puha mészkő) felhasználása kedvezőbb, mert így egy tág határok közötti savbevitel révén a pHértékek semlegesek, és így a fémmobilizálódás viszonylag kicsi. A szilárdítási eljárások alkalmazásának van lehetősége a vízoldható cianidos edzősókkal és klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajok, hajdani fáradtolaj-finomító hulladékkal, kátránnyal (policiklusos aromás szénhidrogén-tartalmú) és oldószerekkel szennyezett talajok, egy hajdani kátránypapírgyár, valamint egy leállított kokszoló hulladékai esetében. A szilárdítási eljárás egy "nem vizes oldószermentes műanyag-diszperzió" és hidraulikus kötőanyagok kombinációját alkalmazza. A módszer jórészt a hidraulikus kötőanyagok és a kőszénpernye hatásán alapszik, és ezeket egy mobil szilárdító berendezésekben a helyszínen tudják összekeverni. Ezeknek az eljárásoknak az értékelésénél a kötéserősség kérdése központi jelentőségű. Míg szervetlen szennyező anyagok, pl. nehézfémek esetében egyes adalékanyagokkal a szennyezőanyag megkötés egy teljesen más formája valósítható meg, addig a szerves komponenseknél a kritikus szennyező kötésformájának megváltozása nem tűzhető ki célul. Az első vizsgálatokat követően úgy tűnik lehetségesnek, hogy egy modell olajat oly módon építenek be a barnaszénporba és bitumenbe, hogy a magas forrpontú olajalkotók és a problematikus lipofil szerves szennyezők újbóli kiszabadulása nem következhet be. Különösen jelentős lesz azoknak az adalékoknak a jövőbeni kifejlesztése, amelyek a hulladéklerakóban található legfontosabb szerves szennyező anyagok megkötésére lesznek képesek. Környezetpolitikai és technikai szempontból is feltételül azt kell célul tűzni, hogy ezek az anyagok - legalább a jövőben - végleges ártalmatlanításra kerüljenek. A szerves anyagokkal való megkötésnél lehetséges az így megszilárdított termékek átmeneti tárolása, majd környezetbarát elégetési technikákkal való végleges megsemmisítése. 5.5. Az "öröklött" szennyezések megszüntetése A potenciálisan kontaminált talajok kezelésének az első lépéseit - a veszélyeztetett területek felderítése, az összehasonlító értékelés, a részletes helyszíni vizsgálatok és az egyedi eset értékelése - már bemutattuk. További intézkedések a szanálási mód meghatározása, maga a szanálás és a szanálási folyamat ellenőrzése. Vizsgálati és analitikai eljárásokként a továbbiakban is a korábban alkalmazott módszerek használhatók. Minden fázisban - különös figyelmet kell fordítani a munkavédelemre. Az egyes szanálási eljárások hatékonysága a kifejlesztettségi állapotától függ.
- 112 a) A talajlevegő kiszívása A könnyen illó szennyező anyagok gőznyomással történő ártalmatlanítására a telítetlen talajrétegben alkalmazhatók a kiszívási technikák. A talajlevegő-készülékre általában az jellemző, hogy problémamentes, és hogy könnyen karbantartható. A szennyezett levegő tisztítása történhet adszorpciós, mosási és kondenzációs eljárásokkal, vagy égetéssel. Az adszorpciónál általában aktív szenet használnak. A talajlevegő elszívásához egy-egy fúrásnál vagy elszívási szintnél vákuumot hoznak létre. Ennek révén a gázfázis (pl. a klórozott szénhidrogének) egy 50-60 m sugarú körben elszívhatók. Kísérő intézkedéseként elhelyezhetnek sűrített levegős lándzsákat is, amik révén a talajvízben (telített réteg) található illékony szénhidrogének is kiűzhetők, és az alkalmazott talajlevegő elszívással felfogható. A talajlevegő kiszívására beváltak a nagynyomású sugárradiátorok, oldalcsatornás kompresszorok és a vákuumszivattyúk. Nagynyomású ventillátorokkal viszonylag kis energia-felhasználás mellett nagy mennyiségű levegő szívható ki. Ha azonban a talajok áteresztőképessége nem megfelelő, a kiszívott levegő térfogatárama nagyon gyorsan lecsökken. A sugaras ventillátoroknak megvan az az előnyük, hogy ilyenkor az áramfelvétel visszaesik. Ha viszont hirtelen megnő a levegőmennyiség, ez olyan erősen növekvő áramfelvételhez vezethet, hogy a készülék leállását okozhatja. Az oldalcsatornás kompresszor nagyobb szívóhatásra képes; ezeket a készülékeket ott érdemes használni, ahol a levegőáthaladás 100-500 m3/óra között van. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatták, hogy a névleges levegőátszívási teljesítmény több mint 50 %-os csökkenésekor ezek a készülékek erősen felmelegítik a kifújt levegőt. Ezt a tényt a távozó levegő vezetékeinek és az aktívszénszűrő berendezésnek az elrendezésekor figyelembe kell venni. A vákuumszivattyúkkal még erősebb szívóhatás érhető el. Ezek a készülékek különösen a rövid idejű bevetéseknél és a nagyon kötött talajoknál váltak be. A csapadék hatására bekövetkező járulékos kimosódás megakadályozására, és egy lehetőleg nagy kiterjedésű szívás elérése érdekében gyakran fóliákkal zárják le a felületet. b) Mosóeljárások - fizikai/kémiai kezelés Az extraktív talajtisztítási eljárás során a kontaminált talajt mosóanyagokkal tisztítják meg. Ennek az eljárásnak alapvetően az az előnye, hogy nem keletkezik biológiailag halott talaj, és az extrakció megfelelő véghezvitelekor szervetlen szennyezőanyagok is hatékonyan ártalmatlaníthatók. Azokban az esetekben, ahol a dekontamináció nem kielégítő hatásfokú, utána egy mikrobiológiai lépcső beiktatása megoldható.
Előkezelés és előkészítés Az "in-situ kezelésnél" az altalaj szennyezett részeit a reagensekkel érintkezésbe hozzák, ehhez adott esetekben előkezelés pl. mechanikai fellazítás szükséges. A mosóeljárások tipikus példája a "helyszíni kezelés" alkalmazásakor kiássák a talaj- és hulladékanyagokat, és -általában mobil- berendezésben előkészítik. A kiásott anyagokat mennyiségüktől és összetételüktől függően előzetesen és/vagy átmenetileg tárolják. A mechanikai és fizikai előkezelés magába foglalja a következő eljárásokat: rostálás és aprítás, sűrűség és szemcseméret szerinti szétválasztás ülepítőmedencékben vagy hidrociklonnal, illetve fluidágyas folyamatok révén, víztelenítés centrifugával vagy kamrás szűrőpréssel, az illékony komponensek eltávolítása adszorpciós vagy termikus módszerekkel. A mosóeljárások menetének vázlatát a 53. ábra mutatja be.
- 113 Mechanikai segítő folyamatokat alkalmazó vizes mosóeljárás Az új fejlesztések a kémiai extrahálószereket mechanikai energia alkalmazásával helyettesítik. Kedvező költségtényezőjű oldószerként vizet használnak, ami - nem úgy, mint a többi oldószer - ráadásul még a környezetet sem szennyezi. Az egyes egyedi talajrészecskék minden oldalról történő, kellően hosszú idejű kezelése elérhető például egy olyan talajból és vízből készült keverék esetében, amelyet egy olyan szállítócsigán vezetnek át, amely még tengely menti mozgásimpulzusokat is átad a részecskéknek. Egy másik eljárásnál, nagynyomású sugárcsőben a talajt levegővel és vízzel intenzíven elkeverik és homogenizálják. A kezelést követően a talajt elválasztják az oldószertől, és az üzemi vizet regenerálják. A víz tisztítására - a szennyezőanyag - és a talajminőség függvényében centrifuga, filter (aktív szén-szűrő), olajelválasztó, valamint a semlegesítés és emulzió-bontás berendezései használhatók. Különösen fontos a nagynyomású mosóeljárásnál a kisebb helyi részecskék leválasztása is, nehogy a nagynyomású szivattyú károsodjon vagy a sugárcső fuvókái eltömődjenek. Kémiai eljárások A mosóeljárásokkal kapcsolatosan itt bemutatott kémiai módszerekre jellemző egyfelől közvetlenül a szilárd anyagon kötött szennyező anyagok elleni támadás, másrészt pedig a mosóoldatok további előkészítése, melyek egyaránt lehetnek duzzasztott vagy csurgalékos vizes oldatok, vagy a régi hulladékból kilépő nem vizes közegű folyadékok. A 14. táblázat a szerves talajszennyezők néhány fontos kémiai átalakulási folyamatára ad összeállítást. 14. táblázat Szerves talajszennyezők kémiai átalakulása
Átalakítási folyamatok
Talajszennyeződés, illetve hulladékfajták
nedves oxidáció ónozás alkálifémek Na/K-polietilán-glikolát égetés sóolvadékkal (Na2CO3/Na2SO4) elektrokémiai oxidáció formaldehides kezelés fémporos katalikus redukció katalikus hidrálás hidrolízis kritikus pont fölötti víz
sok szerves vegyület fenolok, cianidok, szerves ólomvegyületek klórozott szénhidrogének (NaCl-képződés) klórozott szénhidrogének (éter+Na/klorid) sok szerves vegyület (pl. DDT, malation, klordán mustárgáz) 99,9%-ig roncsolódik cianátok, tiocianátok, acetátok, fenolok, krezolok króm(IV), cianidion, fém-cianid-komplex klórozott szerves vegyületek (főleg szennyvizekben) poliklórozott szénhidrogének szervesfoszfor-peszticidek, karbamát-peszticidek klórozott szénhidrogének (> 274°C,121 bar)
Az "on-site" mosó és átöblítő eljárások a gyakorlatban majdnem mindig úgy kerülnek megvalósításra, hogy több eljárási lépés követi egymást. Legelőször is az anyagot homogenizálják, aprítják vagy rostálással/szitálással frakciókra választják. Magát a kilúgozást reaktorban különösen kedvező módon valósítható meg. Ezt követően ülepítőmedencékben vagy szűrőpréssel, hidrociklonnal, centrifugával stb. a "méregtelenített" szilárdanyagot az oldattól el kell választani. Az utókezelés általában egy mosóeljárás, amely során a keletkező oldatot feldolgozzák: mely gyakorlatilag a szervetlen komponensek kicsapása, elpárolgatás és adszorpció, elégetés, a szerves kompon esnek kémiai, ill, mikrobiológiai kezelése, adott esetben az extrahálószerek visszanyerése. Szanálásnál a fémek extrakciója sósavat, kénsavat és salétromsavat használnak; jó oldhatóság esetében ezt lehet bázikus, pl. ólom és különféle cink, só, de szóba jöhet egy
- 114 nátrium-hidroxidos kezelés is. Általában a cianidok is átalakulnak NaOH hatására, de a gyakorlati tapasztalatok alapján finomszemcsés anyagban nehézkes a vas-cianid kezelése. A szénhidrogének is extrahálhatók sósav, nátronlúg és a szódavizes oldataival. Ezek a vegyszerek a talajok humuszanyagainak feloldásával a kötött szennyező anyagokat szabaddá teszik. Szerves oldószerek esetében a vízzel elegyedő etanol, izo-propanol és aceton használata a legkedvezőbb. A kontaminált talajok kezelésénél keletkező szennyvizek tisztítása az ipari szennyvíztisztítási technikákkal közel megegyező módon történik. A fémek kicsapására leggyakrabban kalcium-oxidot használnak, ekkor szulfátok, fluoridok, foszfátok és arzenátok is eltávolításra kerülnek. A nehézfémek eliminálására a leghatásosabb a szulfidos - pl. nátrium-szulfiddal vagy vas-szulfiddal megvalósított - kicsapatás. A kicsapási reakciókat kivéve a szulfidosat - részben gátolhatják az erős komplexképzők, mint pl. az EDTA. Másrészről viszont a szerves komplexképzők specifikusan nehézfémeket eliminálhatnak, pl. mosóvizekből a merkaptán hatásosan eltávolítja a higanyt. A szerves komponensek esetében a kémiai oxidációs eljárások - különösen a termikus oxidációs eljárás - mellett, a szennyezőanyag-tartalmú rész elválasztása és koncentrálása után, a biológiai tisztítómódszerek is használhatók. Elektromos szanálási eljárások A nehézfémek és más szennyezők elektrokinetikus folyamatok révén (elektroozmózis, elektroforézis) a talajból és a talajvízből eltávolíthatók, az elektroozmotikus tisztítóeljárásnál a talajba vezetett porózus elektródok egy állandó elektromos erőteret hoznak létre. laboratóriumi és üzemi kísérleteket úgy végezték, hogy a tisztítóoldat ecetsav és fenol volt. A szanálás költségeit elsősorban a talaj kationcsere-képessége határozza meg; kötött talajok esetén az energiaigény nagy. c) "Öröklött" szennyvizek biológiai kezelése A mikrobiológiai eljárások sokoldalúan alkalmazhatók a talajok szennyezés mentesítésére. A felszín-közeli talajréteg gazdag talaj-mikroflórája nagy lebontási kapacitással rendelkezik bizonyos szennyező és a környezetet terhelő anyagokkal - mint pl. aromás és alifás szénhidrogének, benzol, tolitol, xilol, fenol vagy naftalin - szemben. Nehezebben lebonthatók s klórozott oldószerek, klór fenol, klórozott peszticidek, policiklusos aromás vegyületek és a vas cianidok. Csak néhány kis nagy-molekulasúlyú szintetikus vegyület van, amely mostanáig még a mikrobális lebontással szemben rezisztens tudott maradni. Mikroorganizmusok A legtöbb szanálási esetnél természetes körülmények között előforduló tömegű és lebontó képességű mikroorganizmus nem képes - még optimális feltételek esetén sem - a biológiai lebontás belátható időn belüli megvalósítására. Tenyészkiválasztással és szelekcióval azonban speciális adottságokkal rendelkező adaptált baktériumtörzsek nyerhetők. Ezeket a törzseket a különböző szennyező anyagokat tartalmazó táptalajokon tenyésztik, majd szárított termékként kereskedelmi forgalomba kerülnek. Ma a szakértők többsége abból indul ki, hogy a károsodott helyszínen természetesen előforduló mikroorganizmusokkal történő szennyezőanyag lebontásának több értelme van, és anyagilag is kedvezőbb, mint speciális vegyületek bontására képes mikroorganizmusok tenyésztésének és szelekciójának. A helyspecifikus mikroorganizmus-populációk előnyben részesítése ellenére a szennyezőanyag-specifikus organizmusok kitenyésztésénél is előbbre
- 115 kellene lépni. Egy példa az ilyen speciális mikroorganizmusok teljesítőképességére a policiklusos aromás szénhidrogének és ezek származékainak (pl. fenol) a szőlő fakórothadást okozó gomba állati lebomlása. Nem minden veszélyes anyaghoz - mint ahogy a klórozott szerves vegyületekhez sem - biztosíthatók a szükséges adaptálással és tenyésztéssel létrehozott baktériumkultúrák. Ezért a géntechnikai laboratóriumokban a szanáló baktériumok a kutatás tárgyát képzik. A sikerrel kecsegtető lebontó enzimek génjeit kólibaktériumban klórozzák, majd a kívánt méregtelenítő törzsekbe átviszik. Jelenleg még nem kielégítően ismert, hogy az ilyen mesterségesen létrehozott organizmusok a természetes ökológiai folyamatokba hogyan avatkoznak be; még azt sem tudjuk, hogyan lehetne vizsgálni a lehetséges hatásokat. Az ellentmondásos szakmai vitákban többek között létezik olyan szemlélet is, amely szerint "a genetikailag manipulált organizmusok potenciális « szennyező anyagok » magukat önállóan, az ember által nem ellenőrizhető módon továbbszaporítják". Minden biológiai aerob eljárásnál a szennyezőanyag lebontást végző mikroorganizmusok számára az optimális létfeltételeket kell biztosítani, mint a nitrogén és foszforvegyületek, valamint nyomelemek adagolásával, és kielégítő oxigénellátás biztosításával. Az oxigénellátás megvalósításának módjai különbözőek, vagy levegőoxigénnel való levegőztetés, vagy olyan közvetlen oxigéndonorok, mint a hidrogén-peroxid és az ózon alkalmazása. Lehetséges azonban közvetett oxigéndonor, mint pl. nitrát felhasználása is; bár ökológiai szempontból ez utóbbi alkalmazása meggondolandó. A legtöbb esetben hidrogénperoxidot használnak, mert ez környezetbarát módon vízre és oxigénre bomlik. A mikrobiológiai eljárások gyakorlati alkalmazására adnak példákat a következő publikációk. In-situ eljárások Az in-situ mikrobális módszereknek a járulékos környezetkárosítás elkerülése mellett fontos gazdaságossági előnye az a lehetőség, hogy a talajvíz együttesen és kombinálva tisztítható. Létezik azonban olyan megkérdőjelezhető eljárások, amelyek kielégítően átfogó koncepció hiányában, a helyi viszonyok ismerete és az eredményesség ellenőrzése nélkül egyszerűen csak mélyen az altalajba belepumpálnak egy mikroorganizmus-, víz-, tápanyagés oxigénkeveréket. A következő sík vízadó réteg szénhidrogénekkel szennyezett körzetében két hidrológiai körfolyamatot alakítottak ki, amelyek párhuzamosan mosó- és tiszta vizes körfolyamatként is működtethetők voltak. (54.ábra) A szennyező anyagok kimosása - egy mélyebben fekvő rétegből nyert tiszta víz beszivárogtatásával - megnövelte a talajvízszintet. Ezzel egyidőben "védő infiltrációs kutakat" alakítottak ki, hogy meggátolják a szennyezési gócon átfolyó talajvíz részáramainak a mentesítendő területről való kijutását. A vízadó réteg szennyezett körzetének átmosása és a folyamatos üzemelést zavaró anyagok (mint pl. a vas és mangán eltávolítása után a mosóvizet újra az elszivárgási kutakba juttatják. A víz- és talajmintákon végzett biológiai vizsgálatok alifás és aromás szénhidrogének lebontására képes mikroorganizmusok jelenlété igazolták. Oxigénszolgáltatóként nitrátot használnak. Egyik járulékos intézkedés az, hogy az öblítővizet fűtőkészülékkel felmelegítették; a 12-13°C-ról kb. 10°C-kal való hőmérséklet-növelés a lebontási arány megduplázódásához vezet. (nitrátkoncentráció változásokat mérve). Az eljárás sikere mindenekelőtt annak köszönhető, hogy áteresztő homokos és kavicsos altalajokból az olaj szénhidrogénjei mosás révén kioldódtak, és így jól lebonthatók voltak. On-site eljárások Ezekhez az eljárásokhoz a szennyezett talaj kiemelése szükséges. Előnye eljárásnak tekinthető olyan szempontból, hogy lehetőséget ad a föld homogenizálására és fellazítására.
- 116 Részben különböző anyagokat, mint pl. finom kavicsot, szecskát és fakérget használnak adalékként. Ezek egyidejűleg a mikroorganizmusok hordozóiként is szolgálnak. A "landforming-módszernél" - ahol a talaj kezelése mezőgazdasági eszközökkel történik - a szennyezett talaj nagy felületű szétterítésére van szükség. Egy 0,5 mm vastag PVC-védőfólia fölött egy áteresztő homokréteget és egy alagcsőhálózatot helyeznek el. Az átszivárgó vizet az alagcsőhálózattal összegyűjtve vagy elvezetik, vagy visszavezetik. A korábban homogenizált talajt kb. 40 cm vastagságban a homokrétegre terítik. A talajösszetétel függvényében nitrogén- és foszfortartalmú műtrágyát, meszet és/ vagy talajjavító adalékokat (pl. komposztot) kevernek hozzá. A biológiai lebontás beindulásának elősegítésére oltóanyagként pl. szennyvíztisztítóból származó iszapok használhatók. A talaj rendszeres kezelése a jó talajszerkezet kialakulását és a talaj szennyező anyagainak egyenletes eloszlását eredményezi. Az eljárás "kondicionált" feltételei tartalmazzák az oxigén- és víztartalom, valamint a hőmérséklet ellenőrzését is. Ez utóbbi meleg levegő bevezetésével vagy "melegházhatással" növelhető. A kényszerlevegőztetés és a fűtés a kezelendő talaj 100...150 cm-ig való fellazulását, és ezzel egy időben a szennyező anyagok nagyobb sebességű lebontását teszi lehetővé. A "landforming" eljárás egyik koncepciójára alapozva fejlesztette ki egy olyan eljárását, amelynél a (túlnyomórészt olajjal) szennyezett talajt meghatározott körülmények között mikrobiológialag előkezelt hordozóanyaggal keverik, és egy regenerációs prizmába rakják. Adalékkal olyan szerves anyagokat használnak, mint a szalma, faháncs, faforgács, tőzeg vagy szerves olajmegkötők. A miliőfaktorokat és a folyamatokhoz szükséges tápanyagokat és speciális mikroorganizmusokat egy csörgedeztető öntözőberendezéssel adagolják. A prizma regenerálódási ideje 2 és 4 vegetációs periódus között van. A kontaminált talajok bioágyakban és prizmákban történő kezelésére már többféle eljárási variáció létezik (55. ábra). Az oxidációs lépcsőt, kémiai kicsapódást, flotációt és homokszűrést, mint előkészítő lépcsőket tartalmazó berendezések a központi része a biológiai tisztítást végző "Sequenital Batch Reactor (SBR)". Ennek az eljárásnak az a jellemzője, hogy a reakció-feltételek - mint a szubsztrátkoncentráció növekedése és csökkentése, a változás oxigénnel való telítettség és oxigénhiány között, örvénylés és az áramlás hiánya stb. - egymást követő sorrendben állandóan ismétlődnek. További jellemzője az, hogy a tisztítandó folyadékot nem folyamatosan, hanem adagokban (batch) vezetik a biológiai reaktorba. Ezen egymást követő eltérő környezeti feltételek, és ezek állandó ismétlődése révén sikerül a különböző rendszertani kategóriákba tartozó mikroorganizmusokat egymással társítani. Így egyidejűleg lehet hasznosítani a különböző csurgalékvíz-komponensek leépítésére specializálódott mikroorganizmusok képességeit. A későbbiekben fennáll az a lehetőség is, hogy a hulladéklerakó öregedésével fellépő hatások követeztében változó csurgalékvíz-mennyiségekhez és- koncentrációkhoz is alkalmazkodni tudnak. A gyakorlatban első lépcsőként egy eleveniszapos (mikroorganizmustársulások iszappelyhekben) használnak. Második lépcsőként pedig egy biofilmes SBRberendezést alakítanak ki. d) Szennyezett talajok termikus kezelése A termikus eljárásokat általában akkor alkalmazzák, ha a talaj kiterjedésű helyen szennyezett elpárologtató és/vagy eléghető anyagokkal. A magas hőmérsékletű kezelést mivel az nagyon költséges - csak különösen problematikus komponensű talajoknál (és ha kimondottan magas koncentrációkról van szó) használják.
- 117 A vízgőzös eljárásnál a talajt túlhevített gőzzel felmelegítik, és a szennyeződéseket eltávolítják. A gőzt felfogják és kondenzálják, ennek során a szennyező anyagok nagy része is lecsapódik. Ezt a módszert a szerves szennyezők három csoportjánál alkalmazzák: vízzel nem elegyedő szénhidrogének (mint kerozin, terpentin, benzol, toluol és xilol), vízzel nem elegyedő klórozott szénhidrogének (mint tri- és perklóretén, di- és triklór-benzol), valamint vízzel elegyedő szénhidrogének (mint metanol, etanol, izopropanol és fenol). Annak ellenére, hogy ez az eljárás rövid ideig az érdeklődés középpontjában állt, ma már pl. Hollandiában nem fejlesztik tovább, mivel nehézségek léptek fel az energiaigénnyel, a hűtővízzel és a visszamaradó termékkel. A rendszereket a magasabb hőmérsékletekre közvetlen vagy közvetett módon fűtik fel. A közvetlen fűtési készülék előgőzölögtetőből és egy "megsemmisítőből" áll. Az előgőzölögtető egy forgó dobszárító, amibe egy olajégő hőjét vezetik. A megsemmisítő egy utóégetőből áll, amelyben a gázok 700-950°C-ra hevíthetők. A kontaminált gőzök jelentős oxigénkoncentráció mellett szén-dioxiddá és vízgőzzé oxidálódnak. A közvetett felmelegítésnél forgó csőkemencét kb. 800°C-ra hevítik, amikor is az eltávolítandó szennyezések gőzzé alakulnak, és így vezetik ki abból egy utóégetőbe, ahol 1300°C-on elégetik. A klórozott szénhidrogének biztonságos ártalmatlanításához 1200-1300°C közötti hőmérséklet szükséges. Ezen a hőfokon az oxidáció néhány tizedmásodpercen belül megvalósul. A benzin és a dízelolaj könnyen eltávolítható. A benzol-sor a naftalinnal bezárólag általában együttesen fordul elő, és a naftalin magas forráspontja miatt jóval nehezebben kezelhető, azonban itt is elérhető a 100 %-os tisztítási hatásfok. A magas forráspontú policiklusos aromás szénhidrogének (legtöbbjük kis mennyiségben fordul elő) megsemmisítéséhez 400°C, néha 500°C fölötti kezelést kell végezni. A cianidok alapjában komplex szervetlen vegyületek, amelyek nem illékonyak. 450°C hőmérsékleten vasoxidra és ciánsavra bomlanak, és így a koncentrációjuk általában 5 mg/kg alá csökkenthető. Ezeket az eljárásokat az összecsomósodott szennyezéseknél, a porózus anyagoknál (növényi maradványok, salakok) és a nehéz ásványolajoknál a megvalósítható hatásfokot illetően fenntartásokkal kell fogadni. Különleges intézkedésekre van szükség a kéntartalmú anyagok feldolgozásánál, ezek ugyanis különösen a füstgáztisztításnál a fémekre agresszív hatásúak. A kontaminált talajok égető-berendezések fejlesztése a 80-as években előbbre lépett. Az 56. ábra egy olyan kísérleti termikus talajtisztító berendezés folyamatvázlatát mutatja, amely kb. 200-400 kg/h teljesítőképességű, és nagyobb berendezések számára kellene méretezési és üzemeltetési adatokat szolgáltatnia. A levegő keringettetés és a hűtők révén a betáplált energia jó részét visszanyerik, és az égetőbe vezetett levegőként vagy az anyagszárításnál hasznosítják. Ezenkívül egy szennyezett levegő tisztítóberendezést is, ami ciklonból, termikus utóégetőből, mészadagolós szárazabszorpcióból és ezek után kapcsolt "tömlő" szűrűből és finomszűrőből áll. Ezen a tisztító berendezésen áthaladt levegőben a CO, HF, HCl, SO2., NO2 és CxHy koncentrációk messze az előírt határértékek alatt vannak
- 118 -
6. HULLADÉKGAZDÁLKODÁS 6.1. A hulladékok jellemzői, hatásuk a környezetre A hulladékok káros hatása elleni védelem az egész világon egyre inkább a legfontosabb gazdasági és környezetvédelmi tényezővé válik. A fejlett országokban a legkisebb hulladékmennyiség keletkezését tűzték ki célul. Ennek legfőbb eredménye, hogy alapvetően megváltozott a hulladékokkal kapcsolatos felfogás: a hulladék már nem az a szükséges rossz, amely az ember mindennapi életének, munkájának, gazdasági tevékenységének velejárója, amelynek káros hatásait legfeljebb mérsékelhetjük, hanem inkább a termelés, a szolgáltatás és a fogyasztás fejlesztési irányainak meghatározójává válik. A termelés környezeti terheinek felismerésével megváltozott a termékek korszerűségének kritériuma:
- 119 a termelékeny és hatékony gyárthatóság, illetve a tartósság, az alkalmazhatóság és az ergonómia követelményei mellett ma már döntő tényező az is, hogy a termék sem gyártása, sem felhasználása (alkalmazása) során, sem pedig hulladékká válása után ne terhelje károsan a környezetet, beleértve a természeti erőforrásokat feleslegesen nem apasztó, takarékos, a másodlagos vagy újratermelhető nyersanyagokra, illetve energiahordozókra alapuló anyagfelhasználást is. Mindezek elősegítése értelmében új technológiákat dolgoznak ki és alkalmaznak, amelyek kevesebb, a környezetre kevésbé káros, könnyebben kezelhető, illetve hasznosítható hulladékot eredményeznek. Kialakulóban van egy hulladékgazdálkodási értékrend, amelyben első helyen állnak a hulladékszegény technológiák, a környezetbarát termékek, majd a keletkező hulladékok anyag- és energiatakarékossági, valamint környezetvédelmi érdekből történő hasznosítása és csak ezek után következik a hulladékok ártalmatlanítása. a) Fontosabb fogalmi meghatározások A hulladék fogalma Az ember - mindennapi élete, - munkája, - gazdasági tevékenysége során keletkező - a keletkezés helyén feleslegessé vált, - ott közvetlenül fel sem használható, - különböző minőségű és halmazállapotú anyag, anyagegyüttes, termék, maradvány, tárgy, leválasztott szennyező anyag, szennyezett kitermelt föld, amelyet tulajdonosuk sem közvetlenül felhasználni, sem értékesíteni nem tud és amelynek - kezeléséről külön kell gondoskodni Melléktermék Valamely technológiai folyamatban a főtermék mellett keletkező, feldolgozandó anyag, amelyet közvetlenül felhasználnak vagy értékesítenek.
tovább
Másodanyag, másodlagos energiahordozó Az a hulladék, amely a felhasználó helyére abban a formában került, ahogyan azt hasznosítják. A terminológia csak az említett megközelítés esetén fogadható el. ui. mint ismeretes a hulladékok az anyagi rendszerek egy sajátos csoportját alkotják. Amíg az anyagi rendszereknek egyes csoportjai szerkezeti-mechanikai, fizikai, kémiai stb. anyagi jellemzőkkel egyértelműen meghatározhatók, addig abban, hogy egy anyag, tárgy stb. hulladékoknak minősül-e vagy sem az anyagi jellemzőkkel azonos súlyú szerepet játszanak a társadalmi, gazdasági tényezők is. Ahhoz, hogy az adott anyagot, tárgyat, maradványt stb. az ember a társadalom hulladékoknak tartja-e vagy sem, függ az ember anyagi helyzetétől, a társadalmi, a műszaki és gazdasági fejlettség szintjétől.
- 120 b) A hulladékok főbb típusai A gyakorlati munkában szükség van arra, hogy az általános fogalmi meghatározással összefoglalt különböző részekből álló hulladéktömeg bizonyos törvényszerűséget mutató rendszer egészét, szerkezeti vázát bemutassuk 15. táblázat. eredetük szerint: A gyártási tevékenység során az anyag-átalakítási műveletek során természetszerűen képződő hulladékok (a tevékenység szükségszerű velejárójárói). Termelési hulladékok A fenntartás, időszakos üzemellátás, termékváltás során szükségesszerűen képződő tisztítási maradékok. A technológiai fegyelem be nem tartása és a berendezések hiányosságai miatt képződő hulladékok. 15. táblázat A hulladékok főbb típusai Hulladéktípus
Eredet
Jellemző
Termelési hulladékok
Kitermelő, feldolgozó és szolgáltató tevékenységéből
Szilárd, folyékony, eltérő minőségű, fizikai, kémiai tulajdonságaik igen változóak.
- technológiai hulladékok - amortizációs hulladékok Települési hulladékok Elosztási és fogyasztási tevékenységből: - összetételük, mennyiségük az életszínvonaltól, és a fogyasztási szokástól függ. Különleges kezelést Kitermelő,feldolgozó, szolgáltató,elosztási és igénylő (veszélyes) fogyasztási tevékenységéből. hulladékok
Szilárd, folyékony fizikai, kémiai tulajdonságuk változó
mérgező, fertőző bomlási vagy átalakulási termékein keresztül káros hatást fejtenek ki - az emberre, - az élővilágra.
-jelentős hányada különleges kezelést igénylő (veszélyes) hulladék (mérgező, korrozív, tűz- és robbanásveszélyes, fertőző) és - radioaktív - hulladék.
- 121 Az adminisztratív és szociális létesítményekből, valamint az üzemépületek takarításából származó hulladékok. A termelő létesítmények üzemi közterületeiről származó hulladékok. - A települési hulladékokhoz hasonló minőségű jellemzőkkel rendelkeznek, ezért azokkal lehet és célszerű együtt kezelni. Települési szilárd hulladékok Különböző méretű és összetételű szerves és szervetlen anyagok keverékei, amelyek a települések - lakóépületeiben (lakóházi "szemét"), - közintézményeiben (intézményi szemét), - közforgalmú és zöldterületein (utcai, piaci, stb. "szemét", kerti hulladék) keletkeznek, -elhasznált, nagyméretű, tartós fogyasztási cikkek (ún. nagydarabos hulladékok, elhasznált közlekedési eszközök, gumiabroncsok). Elkülönített (különleges) kezelést igényelnek: -a kórházak és az egészségügyi intézmények fertőző, mérgező hulladékai, -a kutató-fejlesztő intézmények veszélyesnek minősített hulladékai, -javító-szolgáltató magán-kisipar és a kiskereskedelem veszélyes hulladékai, -a lakossági fogyasztásból visszamaradó veszélyes anyagok, kémiai áramforrások, fáradt olajok, növényvédőszerek, gyógyszerek, háztartási vegyi áruk, szórópalackok, lakkok, festékek stb. Települési folyékony hulladékok keletkezési helyük szerint: - a közcsatornára nem kötött, emberi tartózkodásra szolgáló épületekből (azok szennyvízgyűjtőjéből) származó - túlnyomórészt települési (kommunális) eredetű szennyvizeket befogadó közüzemi és nem közüzemi árkok és csatornák, csatornarendszerek, szennyvíztelepek fenntartásából, tisztításából származó hulladékok, - települési (kommunális) szennyvizek tisztításából képződő nyers, vagy rothasztott szennyvíziszap. Nem tartoznak e fogalomkörbe A termelési tevékenységből származó folyékony hulladékok A hulladékkategóriákat a 2000. évi XLIII. Törvény az alábbiakban határozza meg: HULLADÉK KATEGÓRIÁK Q1
A továbbiakban másként meg nem határozott termelési, szolgáltatási vagy fogyasztási maradékok
Q2
Előírásoknak meg nem felelő selejt termékek
- 122 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, csomagolóanyagok, 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 (salakok, üstmaradékok, stb.)
Q9
Szennyezés-csökkentő eljárások maradékai (gázmosók iszapja, porleválasztók pora, elhasznált szűrők, szennyvíziszapok, stb.)
Q10
Gépi megmunkálás, felületkezelés maradék anyagai (esztergaforgács, reve, stb.)
Q11
Ásványi nyersanyagok kitermelésének és feldolgozásának ércbányászati meddő, olajkitermelés hulladékai, stb.)
Q12
Tiltott anyagokat tartalmazó termékek (PCB-tartalmú olajok, stb.)
Q13
Bármely anyag vagy termék, amelynek használatát jogszabály tiltja
Q14
A birtokosa számára tovább nem használható anyagok (mezőgazdasági, háztartási, irodai, kereskedelmi és bolti hulladék, stb.)
Q15
Talajtisztításból származó szennyezett anyagok
Q16
Bármely más hulladékká vált anyag vagy termék, amely nem tartozik a fenti kategóriákba.
maradékai
(pl.
c) Szennyeződés és szennyező anyag, a hulladékok környezetkárosító hatásai A hulladékok egy része - műszaki vagy gazdasági okok miatt, illetve emberi mulasztásból eredően - a környezetbe, illetve védett környezeti közegbe kerül, szétszóródik, ott szennyeződést -- külön előírásokban meghatározott koncentrációk fölött káros szennyeződést - okoz. Ezt az anyagot szennyező anyagnak kell tekinteni, melyre mind műszaki, mind gazdasági, mind környezetvédelmi szempontból más elvek érvényesek. A környezet ily módon szennyeződött elemei nem tekinthetők hulladéknak. Ezen elvet gyakorlati okok miatt - kizárólag a káros szennyezettség következtében kitermelt talaj esetében indokolt - megváltoztatni.
- 123 A környezet szennyeződése - bizonyos határos között - reverzíbilissé tehető, a szétszóródott, diszpergálódott anyag összegyűjthető, elkülöníthető és ezután ismét hulladéknak minősül (pl. a szennyvíztisztítás iszapja). A nem megfelelően kezelt hulladékok környezetkárosító hatásai különbözőképpen jelentenek. Egyrészt valamely környezeti elem (víz, levegő, talaj) szennyezését okozzák, ezáltal nagy népességet érintenek, és a káros hatás sok esetben időben elhúzódó. Másrészt a hulladékok egyes alkotói a növényi, állati szervezetekbe beépülnek és a táplálékláncon keresztül végső soron az embereket károsítják. itt elsősorban a környezetre veszélyes, mérgező hatású anyagok okoznak gondot, a bioakkumuláció és a toxicitás miatt. A növényzet és az állatok fejlődését a toxikus hatású anyagok kifejezetten gátolják, egyes anyagok pedig a szervezetben felhalmozódva okoznak elváltozásokat. A települési szilárd és a folyékony, valamint egyes termelési hulladékok (pl. hígtrágya, vágóhídi hulladék) fertőző mikroorganizmusai különböző fertőző betegségek okozói lehetnek. A nem megfelelő hulladékkezelés tényére gyakran éppen az ártalom létrejötte hívja fel a figyelmet. Ezekben az esetekben a környezte szennyezettségének a megszüntetése, ha egyáltalán lehetséges, nagy költségekkel jár (Monori erdő, Apaj-puszta). HULLADÉKKEZELÉS Hulladékkezelési tevékenységnek minősül a hulladék gyűjtése, begyűjtése, szállítása, előkezelése, tárolása, hasznosítása, ártalmatlanítása. Hulladékkezelési tevékenység a környezetvédelmi hatóság engedélyével végezhető A hulladékkezelésből származó hulladékokra a hulladékkezelő köteles betartani a hulladék termelőjére megállapított kötelezettségeket. A hulladékkezelő köteles a hulladék birtokosa számára előírt nyilvántartás és adatszolgáltatás elvégzésén túl a birtokába került, átvett és az általa végzett kezelésre vonatkozó adatokat is külön jogszabályban meghatározott módon nyilvántartani és a hatóságoknak adatot szolgáltatni. A hulladékkezeléshez használt technológia, berendezés, eszköz, anyag alkalmazását, forgalmazását jogszabály engedélyhez, vagy alkalmassági vizsgálathoz, illetőleg minősítéshez kötheti. Az egyes hulladékfajtákra, illetve kezelési tevékenységekre vonatkozó átfogó szakmai szabályokat a) törvényi szabályozást nem igénylő esetekben a Kormány rendeletben, b) törvényi vagy kormányrendelet szintű szabályozást nem igénylő esetekben a környezetvédelemért felelős miniszter, illetőleg a tevékenység szabályozásáért felelős miniszteri rendeletben állapítja meg. A technológiákból származó, a technológiai folyamatba visszavetett maradék anyag, valamint a már használt, de eredeti céljára ismételten felhasználható termék a forgási ciklusból történő kilépésekor válik hulladékká.
- 124 HULLADÉKGYŰJTÉS ÉS BEGYŰJTÉS A hulladék további kezelésének megfelelő elkülönített gyűjtése a hulladék termelőjének vagy birtokosának kötelezettsége. A hulladék telephelyen belüli - a környezet veszélyeztetését kizáró módon történő - gyűjtése a külön jogszabályokban meghatározott feltételekkel, környezetvédelmi hatósági engedély nélkül végezhető. A begyűjtés során a hulladékkezelő a hulladékot a hulladék termelőitől vagy más birtokosaitól rendszeresen összeszedi és elszállítja a begyűjtőhelyre, a hasznosítás vagy ártalmatlanítás helyére, illetőleg a hulladékot átveszi a hulladékok birtokosaitól a begyűjtőhelyeken, gyűjtőpontokon. A hulladékbegyűjtési tevékenység végzése környezetvédelmi hatósági engedélyhez kötött. Gazdálkodó szervezet tevékenységi körében nem veszélyes hulladék forgalmazását amennyiben azt változatlan formában értékesíti - a kereskedelmi jogszabályokban foglaltaknak megfelelően végezheti. A hulladékkezelő begyűjtőhelyet önálló telephelyként vagy telephelyen belüli gyűjtőhelyként hatósági engedély birtokában létesíthet és üzemeltethet, ahol a hasznosítást vagy ártalmatlanítást megelőzően a hulladékot elszállításig tárolják, esetenként előkezelik, illetve további kezelésre, hasznosításra előkészítik. HULLADÉKSZÁLLÍTÁS Hulladékot úgy kell szállítani, hogy annak során a környezet ne szennyeződjék. Szállításból eredő szennyeződés esetén a szállító a hulladék eltakarításáról, a terület szennyeződésmentesítéséről, valamint az eredeti környezeti állapot helyreállításáról köteles gondoskodni. A szállító nem érinti a hulladék termelőjének, birtokosának felelősségét, valamint a költségviselés áthárításának lehetőségét. Gazdálkodó szervezet üzletszerűen, rendszeresen hulladékszállítási tevékenységet csak a külön jogszabályokban meghatározott feltételekkel, a környezetvédelmi hatóság engedélyével folytathat. A HULLADÉK BEHOZATALA, KIVITELE ÉS ÁTSZÁLLÍTÁSA Az ország területére - beleértve a vámszabad területeket is- hulladékot a) csak hasznosítás céljára, b) a környezet állapotát nem veszélyeztető, nem szennyező módon, c) a környezet károsodásának kizárásával, d) a környezetvédelmi hatóság - külön jogszabályban meghatározott - engedélyével lehet behozni. A környezetvédelmi hatóság engedélyt annak a hasznosítást végző, vagy a hasznosító megbízásából a hulladék behozatalára vele szerződésben álló hulladékkereskedő, szállító gazdálkodó szervezetnek adhat, amely a meghatározott feltételeknek megfelel
- 125 -
Nem minősül hulladékbehozatalnak a vámszabad területen keletkezett hulladék országon belüli kezelése céljából történő szállítása. Hulladéknak az ország területére történő behozatala, kivitele és átszállítása csak a nemzetközi szerződésekkel összhangban és a külön jogszabályban meghatározott feltételek teljesítése esetén lehetséges. HULLADÉKHASZNOSÍTÁS A hulladékhasznosítás történhet a) a hulladék anyagának termelésben, szolgáltatásban történő ismételt felhasználásával (újrafeldolgozás) b) a hulladék valamely újrafeldolgozható összetevőjének leválasztásával és alapanyaggá alakításával(visszanyerés) c) a hulladék energiatartalmának kinyerésével energetikai hasznosítás A biológiailag lebomló szerves anyagok aerob vagy anaerob lebontása és további felhasználásra alkalmassá tétele hasznosításnak minősül. A tevékenység végzésének és a keletkező termékek felhasználásának feltételeit külön jogszabály tartalmazza. A hulladék hasznosítójának biztosítania kell, hogy a hasznosítással előállított termék az elsődleges alapanyagból előállított terméknél ne okozzon nagyobb környezetterhelést. Hulladékhasznosító létesítmény csak a külön jogszabályban meghatározott feltételekkel és a környezetvédelmi hatóság engedélyével létesíthető.
A hulladékhasznosító műveletek a következők a törvény alapján: 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 fémvegyületek visszanyerése, újrafeldolgozása
R5
Egyéb szervetlen anyagok visszanyerése, újrafeldolgozása
R6
Savak vagy lúgok regenerálása
R7
Szennyezés-csökkentésre használt anyagok összetevőinek visszanyerése
- 126 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-R111 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében
R13
Tárolás az R1-R12 műveletek valamelyikének elvégzése érdekében (a képződés helyén történő átmeneti tárolás és gyűjtés kivételével)
HULLADÉKÁRTALMATLANÍTÁS A hulladékártalmatlanítás a környezetvédelmi hatóság engedélyében megfogalmazottak szerint történhet a) lerakással; b) termikus ártalmatlanítással; c) más kémiai, biológiai vagy fizikai eljárással. Hulladékártalmatlanító létesítmény csak a külön jogszabályban meghatározott feltételekkel és a környezetvédelmi hatóság engedélyével létesíthető. Az ártalmatlanító létesítmények kialakítására és üzemeltetésére, valamint a már működő és betelt lerakókra vonatkozó előírásokat külön jogszabály állapítja meg. Új, települési hulladék lerakására szolgáló létesítmény kizárólag térségi célokra építhető. Hulladéklerakóban előkezelés nélkül hulladék nem ártalmatlanítható. A lerakással ártalmatlanítható hulladékok körét és a lerakás feltételeit külön jogszabály határozza meg. A hulladékártalmatlanítást szolgáló műveletek a következők: D1
Lerakás a talaj felszínére vagy a talajba
D2
Talajban történő ártalmatlanítás (folyadékok, iszapok talajban történő biológiai lebontása, stb.)
D3
Mély-injektálás (szivattyúzható anyagok kutakba, sódómokba vagy 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.)
- 127 -
D6
Bevezetés víztestbe, kivéve a tengereket és óceánokat
D7
Bevezetés tengerbe vagy óceánba, beleértve a tengerfenéken történő elhelyezést is
D8
E mellékletben máshol eredményeként létrejövő valamelyikével kezelnek.
D9
E mellékletben máshol nem meghatározott fiziko-kémiai 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 történő elhelyezés mélyművelésű bányában, 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)
nem meghatározott biológiai kezelés, amelynek vegyületeket, keverékeket a D1-D12 műveletek
6.2. Hulladékszegény technológiák Az ipar és a mezőgazdaság növekvő termelésével létrehozott árúk az emberek szükségleteit hivatottak kielégíteni. Az emberiség nem hajlandó lemondani igényeiről, kényelméről azért, mert az árúk termelésekor, a kényelmét szolgáló eszközök használatakor létrejövő hulladékok a természetre veszélyt jelentenek. Az manapság nyilvánvaló, hogy a természetet tönkretevő hulladékok mennyiségének eddigiekhez hasonló - vagy még fokozódó - növekedése a természet, és végeredményben az ember földi létének végét jelenti. Magától értetődő, hogy ez a katasztrófa csak úgy kerülhető el, ha a hulladékok keletkezésének mértékét csökkentjük, ezzel együtt a hulladékokat olyanná alakítjuk, amelyek léte, lebomlása a természetet tovább károsítja. Kézenfekvő, egyben elkerülhetetlen olyan gyártási és fogyasztási technológiák bevezetése és alkalmazása, amelyek a kívánt fő melléktermékek mellett mind kevesebb és a természetre ártalmatlanabb hulladékkal rendelkeznek. Az, hogy olyan technológiákat hozzunk létre, amelyek alkalmazásakor egyáltalán ne keletkezzék hulladék, sajnos lehetetlen ez utópia. Az azonban reális igény, hogy a jelenleg használt, jelentős mennyiségű - esetleg veszélyes- hulladékokkal járó technológia hulladék termelésében szegényebbé tegyük. Ezt acélt fogalmazta meg az ENSZ Párizsban, a hulladékszegény technológiákkal foglalkozó konferenciája, ahol a hulladékszegény technológiák definícióját a következőképp fogalmazták meg: "A" tudás, a megismert módszerek és eszközök gyakorlati alkalmazása a kívánt termék előállítására úgy, hogy s természet adta anyagforrásokat és energiát a legésszerűbben használjuk fel, és egyúttal védjük a környezetet."
- 128 Ez a megfogalmazás anélkül, hogy a hulladék fogalmát alkalmazná,,, végeredményben azt fejezi ki, hogy a meglévő gyártási és fogyasztási technológiákat olyanokká kell fejlesztenünk, amelyek a nyers alapanyagokat és az energiát az elméletileg lehetséges átalakítási hatásfokot mindjobban megközelítve formálják át termékké. Az aktuális átalakítási hatásfok növelésével egyidejűleg ugyanis a hulladék mennyisége csökken. Megemlítendő, hogy ezt az elvet a műszaki gyakorlat régóta ismeri és alkalmazza. Újdonság viszont az a követelmény, amely a természet védelmét írja elő. Az átalakítási hatásfok célszerű növelését korábban kevésbé a hulladékok csökkentése, mint inkább a gyártás, gazdaságosságának, jövedelmezőségének növelése céljából szorgalmazták. A gyártás gazdaságos volta ugyanis az elsőrendű cél, mint az technológia egyik - néhai Korach Mór akadémikus megfogalmazott alaptörvénye állítja: "Abszurd az a technológia, amelynél a gyártás költségei meghaladják az előállított termék piaci árát". Értelmetlen tehát a sok hulladékot eredményező technológiát úgy "hulladékszegénnyé" fejleszteni, hogy olyan költséges gyártási, vagy a hulladékok ártalmatlanítását szolgáló lépéseket iktatunk a technológia folyamatába, amelyek a terméket a jelentős gyártási költségekből eredő ára folytán eladhatatlanná teszi. A korábbiakból következik, hogy egy technológia hulladékszegény voltát csakis egy másik, ugyanazon termék előállítására szolgáló "hagyományos" technológiával való összehasonlítás alapján állapíthatjuk meg. Az összehasonlításhoz csak a technológiákat jellemző műszaki és gazdasági adatokat használhatjuk, ugyanis nem vehetjük tekintetbe azt a természetben jelentkező kárt, amit a hulladék okoz vagy okozhat, mivel ennek a kiszámításához ma még rendszerint vitatható feltételezésekkel kell élnünk. a) A hulladékszegény technológia bevezetésének problémái A termékeket előállító ipar és a mezőgazdaság szempontjából az alkalmazott technológia jövedelmező volta az elsőrendű kérdés, a létrejövő hulladékok mennyisége, azoknak a természetet károsító hatása - legalábbis a múltban - szinte érdektelen. Az emberek szemlélete is ilyen volt. Mi sem jellemzőbb erre, mint vagy 50-60 évvel ezelőtt a fekete füstfelhőt kibocsátó gyárkémény szívesen látott kép volt a köztudatban, az a "jólét", a "létbiztonság" forrását jelképezte. Manapság - felismerve a környezetszennyezésnek az emberi létet fenyegető hatását - ugyanez a látvány ellenérzést vált ki. Az emberi társadalmat vezető kormányok feladata, hogy a jövőre gondolva megfékezzék a fokozott termeléssel járó hulladékáradatot. Ennek egyik lehetősége az, hogy a hulladékok létrehozását bírságokkal sújtják, ezzel - lényegében - az illető gyártástechnológia gazdaságos voltát csökkentik. A hulladékbírság jellegzetessége, hogy az az idővel fokozatosan növekedő. Kell ugyanis egy bizonyos időtartamot hagyni a termékeket előállítók részére ahhoz, hogy - a jövedelmezőség fenntartása érdekében - felkészülhessenek és bevezethessenek olyan gyártástechnológiákat, amelyek alkalmazása nemcsak jövedelmező, de egyúttal a természetet is kíméli. Előfordul, hogy a kormányok a kevesebb hulladékot létrehozókat -legalábbis időlegesen - kedvezményben részesítik, átvállalva a gazdaságosságot mérsékelő költségek egy részét. Szolgáljon példaként az az adókedvezmény, amelyet némely államban a katalitikus, a kipufogógázt hatástalanító reaktorral felszerelt, és ezért költségesebb gépjárművek tulajdonosai élveznek. A kormányok tehát bírságokkal vagy preferenciákkal kényszerítik a termékeket előállítókat a termeléssel együttjáró hulladékok mennyiségének, ártalmas voltuknak csökkentésére. A termelés jövedelmezőségének a bírságok hatására fokozódó csökkentését kiküszöbölni kívánva az ipar, a mezőgazdaság reakciója az, hogy vagy felhagy a jelentős
- 129 hulladékbírságga1 sújtott technológia alkalmazásával és más, jövedelmezőbb termék előállításába fog, vagy átformálja, kiegészíti, hulladékszegénnyé teszi az eredeti technológiát. Talán a legegyszerűbb megoldás, ha a képződött hulladéknak felhasználót találnak, aki azt értékes, eladható termékké képes alakítani, vagy akár az eredeti technológiát kiegészítve, a hulladékot, mint mellékterméket értékesítheti. Ezek a módszerek nem teszik szükségessé azt, hogy magának a technológiának az alapfolyamatait, lépéseit, tehát a technológia "gerincét" megváltoztassák. A technológia "gerincének" átformálása rendszerint költség, azonfelül a legtöbb esetben jelentős ellenállást vált ki mind technológiát vezető mérnökök, mind az azt működtető munkások részéről. Ennek oka abban rejlik, hogy alaposan megismert, már jól begyakorolt munkafogásokat igénylő technológia bizonyítottan a megfelelő mennyiségben és minőségben állítja elő a végterméket. A tapasztalatból ismert, hogy mindennemű, a technológiába való beavatkozás befolyásolja - vagy befolyásolhatja - a termék mennyiségét és minőségét, ezek pedig a technológiát vezetők és működtetők jövedelmének nagyságát befolyásolják. A mozgatórugó tehát a jövedelemcsökkenés lehetősége. További ok a technológia megváltoztatása ellen az, hogy az új technológia a tervezett gyártáskapacitást csak hosszabb-rövidebb idő után éri el, sok időt igényel megtanulni és a "gyermekbetegségeit" gyógyítani ill. megelőzni kell, új munkafogásokat kell elsajátítani stb. Ez ugyancsak kisebb gyártáskapacitást, kisebb jövedelmet jelent. Az ódzkodás érthető, de a jövőt tekintve - nem elfogadható. b) A hulladékszegény technológia kialakításának lehetőségei Sajnos nem ismeretes olyan általánosan alkalmazható módszer, elv, amelynek alkalmazásával bármely, jelentős mennyiségű vagy veszélyes hulladékot létrehozó technológia hulladék-szegénnyé alakítható. Az ilyen feladatnál elkerülhetetlen az átformálandó technika alapos tanulmányozása, részleges ismerete valamint, ahogy a korábban idézett hulladékszegény technológia definíciójában szerepel, "a tudás, megismert módszerek és a szükséges eszközök" megléte. Közismert, hogy a technológiai fegyelem megsértése rendszerint a termék romlásában jelentkezik, a selejt, ha még értékcsökkenéssel sem adható el, hulladékká válik. A legkisebb anyagi ráfordítással rendelkezik tehát az, ha a technológiai fegyelmet betartjuk. Számos technológia alkalmaz - víz vagy levegő formájában szállítóanyag-áramot. Előnnyel járhat, ha az emittálandó szállítóanyag; tisztító berendezés hatásfokát növelni tudjuk. Példáként szolgáljon egy széntüzelésű kazán füstgázának a pernyétől való megtisztítása. Ha a pernye leválasztására szolgáló ciklonokat nagyfeszültségű villamos pernyeleválasztóval helyettesítjük, vagy egészítjük ki, a kéményen át szabadba jutó füstgáz pernyekoncentrációja jelentősen csökkenthető. Korábban említettük, hogy ha sikerül a gyártásból eredő hulladékot értékesíthető anyaggá alakítani, a technológiánk hulladékszegényebbé tehető. Például, a kukoricacsutkát feldolgozó furfurolgyártás hulladéka a zömmel ligninből álló, barnás porszerű "furfurolkorpa". Ez a hulladék kötőanyaggal keverve tüzelésre igen alkalmas a tűzifa fűtőértékét majd elérő briketté préselhető. A felhasznált nyers- vagy alapanyag célszerű megválasztása ugyancsak csökkentheti a létrejövő hulladékok mennyiségét. Példa legyen erre a villamos energiát előállító erőművek esete. A szenet elégető kazánok hulladéka a salak, a füstgázzal távozik a pernye, a kén-dioxid, a nitrogén-oxidok, melyek ugyancsak hulladékok. A fűtőolajat elégető kazánokban salak gyakorlatilag nem keletkezik, a füstgáz pernyetartalma ehanyagolható, hulladék azonban a füstgáz kén-dioxid és nitrogén-oxid-tartalma. Földgázt használva a gőztermeléshez, amennyiben a földgáz kénvegyületeket nem tartalmaz, a füstgázzal távozó hulladék csak
- 130 annak nitrogén-oxid-tartalma. (Természetesen a hőhordozó anyagok fűtőérték-egységre vonatkoztatott mennyiségének ára más és más, függően attól, hogy az illető állam milyen ásványi kincsekkel rendelkezik s azok felszínre hozása mekkora költségekkel jár. A fűtőanyagok milyenségének megválasztásakor –sajnos- manapság még nem a környezetvédelem a legelső szempont). A gyártófolyamatokban a technológiai paraméterek megfelelő értékeken való tartása többek közt a hulladékmennyiség növekedésének megakadályozása érdekében - rendkívül fontos. A gépek és készülékeknek megfelelő mérőműszerekkel való felszerelése, működésük automatizálása a hulladékszegényebb technológia megvalósítását eredményezi. Hulladékszegénnyé alakítható a technológia, ha a fel nem használt nyers vagy alapanyagot ismételten a termelőfolyamatba tudjuk vezetni. Ez, a recirkulációnak, vagy visszavezetésnek nevezett módszer talán a leghatásosabb a technológiák hulladékszegénnyé tételében!
7. ZAJ ÉS REZGÉS ELLENI VÉDELEM Az emberi környezetet károsító tényezők közül a zaj és rezgésekre nem túl sok figyelmet szentelünk. Pedig a dolgozó embereknek közel 60%-a rendszeresen zajos környezetben végzi munkáját. Ugyancsak jelentős a munkahelyen tapasztalható rezgésterhelés. Ezért rendkívül lényeges volna, hogy az emberek munkahelyen kívüli környezte (lakások, közösségi helyiségek) megfelelően csendes legyen, hogy legalább ez biztosítsa az emberek egészséges pihenését. Egyes ipari üzemek környezete, a városközpontok, valamint forgalmas közlekedési létesítmények környezete ezzel szemben ma Magyarországon olyan mértékben zajos, hogy nemcsak, hogy nem biztosítja az egészséges pihenést, de a tartósan határérték fölötti zajok számos egészségkárosodást is okoznak. Sajnos nincsenek objektív mérőszámaink arra vonatkozóan, ami a környezeti zaj- és rezgésterhelésekkel okozott károkat számszerűsítené. Készültek Magyarországon is, külföldön is különböző célorientált vizsgálatok, statisztikai, szociológiai felmérések, amelyek mind arra keresték a választ, hogy mi a lakosság zajterhelésének elviselhető mértéke, vagy hogy miben nyilvánul meg tulajdonképpen az egészségkárosító hatás.
- 131 Mindezek a felmérések rendkívül sok bizonytalanságot tartalmaznak már csak egyszerűen azért is, mert az emberek tűrőképessége a zajjal szemben rendkívül változó. Ugyanakkor azok az emberek, akik egész életüket folytonosan zajjal terhelt környezetben élik le, meg sem ismerhetik a csend igazi értékét. Reprezentatív felmérések azt mutatják, hogy Budapest lakosságának több mint a fele, a többi magyar város lakosságának kb. a harmada, a kistelepülések lakosainak pedig közel negyede él olyan környezetben, ahol a zajterhelés a nappali időszakban nagyobb a megengedhetőnél. Ezen területeknek jelentős részén a zajterhelés éjszaka is túl van a határértéken és tegyük hozzá, hogy az itt élő emberek egy része pedig zajos munkahelyen dolgozik. A mindent elárasztó zaj elől tehát úgy tűnik, nincs hova menekülni. Aki nem ismeri a csend értékét, annak többnyire nem jut eszébe, hogy a zaj ellen védekezni is lehetne, és hogy a csendes környezet érték, amit ugyanúgy védeni, óvni kell, mint egyéb természeti kincseinket. Ha a legtöbb panaszt okozó zajforrásokon végigtekintünk, akkor megállapítható, hogy hazai viszonyaink között ezek az alábbiak szerint rangsorolhatók: közlekedés szomszédok, szórakozóhelyek gyár, üzem vegyes (közlekedés+egyéb)
65 % 12 % 8% 15 %
A környezeti zaj csökkentése igen kitartó, hosszú távú, terveszerű munkát követel. Annál is inkább így van ez, mert a zajforrások száma nő. (Járművek száma, lakott területek beépítettsége stb.) Nálunk fejlettebb országokban az egészséges környezet sokkal nagyobb társadalmi megbecsülésnek örvend, és a környezet kímélő termékek kifejlesztését sokkal jobban működő anyagi érdekeltségi rendszerrel támogatják. Ezekben az országokban évtizedek óta tartó szívós munka és tudatformálás volt szükséges ahhoz, hogy a környezet egyre romló zajterhelését megállítsák, és esetenként visszájára fordítsák.
Ezek a következők: - Zajszegény termékek kifejlesztése és állami szubvenciója. A zajcsökkentés érdekében elképesztő méretű programokat hajtottak végre mind a járműipar, mind a gépipar területén. (Elég, ha csak a zajszegény gépkocsikra, vagy repülőgépekre gondolunk, összehasonlítva a hazai járműparkkal). - A zajjal terhelt lakosság törvényekkel garantált érdekvédelme (legkülönbözőbb kártalanítási formák sorolhatók ide, beleértve a lakosság érdekeit messzemenően figyelembe vevő területfejlesztést is). - Korszerű zaj- és rezgésszigetelő termékek kifejlesztése. - Társadalmi méretű tudatformálás annak érdekében, hogy a zajvédelem közügy. Mindezek eredményeképpen ezek az országok most tartanak ott, hogy a csend értékét megbecsülni. (Ez természetesen a telekárakban ma már erősen megérződik). A lakott területeken egybefüggő csendes övezetek, sétáló utcák, parkok, zajtól védett lakásépületek, valóban megfelelő lakókörnyezet alakul ki, ahol már a helyi lakosság is féltve őrzi nyugalma biztosítékát, a csendet. Hazai zajvédelmi törekvéseink hasonlóak. Erre vonatkozóan a jogi feltételek már többé-kevésbé ma is rendelkezésre állnak, de az ipar, a kereskedelem fejlettségi színvonala, és különösképpen az emberek gondolkodásmódja még nagyon sok változtatást igényel addig,
- 132 míg nálunk is hasonló eredményekről lehetne beszámolni. A közeli jövőben elsődleges célunk pusztán csak az lehet, hogy zajvédelmi szempontból is lassítani tudjuk a környezet állapotának romlását. 7.1. Települések környezeti zajterhelése a) A környezeti zajok káros hatásai A zaj és rezgés által okozott ártalmak az ipari fejlődés és a motorizáció kedvezőtlen következményei közé tartoznak. A környezetünkben észlelt zajok növekedési üteme az utolsó két évtizedben felgyorsult. Ez a tendencia a következő időszakban is érvényesül, elsősorban a motorizáció gyors fejlődése következtében. A lakossági vélemények szerint legterhelőbb a közlekedés, ezután következnek az ipari üzemek a szórakozóhelyek és az építkezések, de nem elhanyagolhatóak a háztartások és a kiskertek gépesítésével, valamint a helytelen emberi magatartással okozott zajok sem. A környezeti rezgések általában zajjal párhuzamosan jelentkeznek, mértékükről és elterjedtségükről ma még kevés információval rendelkezünk. A zaj társadalmi méretű jelentőségét növeli általános elterjedtsége, a lakosság jelentős részére káros hatása. Az ember érzékszervileg közvetlenül észleli, így érthető, hogy a környezetei ártalmak közül a lakosság részéről a zajra érkezik a legtöbb panasz. Súlyosabb esetben - amire hazai példa is volt már, - társadalmi feszültség keletkezhet. Egy korábbi (1980) kérdőíves vizsgálat szerint a környezeti zaj nagyvárosaink lakosságának több, mint a felét zavarja és mintegy harmadrészét álmából felébreszti. A zaj és a rezgés túlnyomóan az emberi egészségre fejt ki káros hatást, jellegénél fogva az egészségkárosító kockázati tényezők közé sorolható. A rezgések ezenkívül kárt okozhatnak tárgyakban (pl. épületekben) is. A környezeti zaj által okozott károk összességére hazai adatok még kevés számban állnak rendelkezésre, de az első olyan felmérések is értékeltetik azt a nagyságrendet, amelyre mind kormányzati szinten, mind pedig ágazati felelősségben számottevően oda kell figyelni.
A közlekedésre vonatkozóan például egy becsült kár, illetve - veszteségértékeket mutat be a 16. táblázat. Az emberi környezet minőségének egyik meghatározó eleme a zaj. A zaj az emberi szervezetre sokrétű hatást fejt ki, ezen jellegénél fogva a zaj az egészségkárosító kockázati tényezők közé sorolhatók. 16. táblázat A közlekedésben keletkező éves veszteségek becsült milliárd forint értéke levegőszennyezés zajok, rezgések egyéb környezetszennyezés balesetek
2 350 2 000 400 6 400
A zajártalom gyűjtőfogalom, a zajszintektől függően ugyanis a különböző típusú károsodások léphetnek fel.
- 133 - 30-60 dB feletti hangnyomásszintek már pszichológiai mellékhatásokkal járnak, magatartásbeli változásokra lehet számítani, idegesítő hatások észlelhetők. A közvetlenül átélt zavaró hatások a teljesítőképességet, a szellemi munkát és a pihenést károsan befolyásolják. - 60-80 dB közötti zajszinteknél a vegetatív idegrendszer irányítása alatti szervek és szervrendszerek változásai jelentkeznek. Jellemző reakció a bőr és a nyálkahártya hajszálereinek szűkülése. Lakossági vizsgálatok kimutatták, hogy ahol az éjszakai zajszint 6070 dB között van, ott gyakoribb a magas vérnyomás betegség, a gyomorfekély, a cukorbaj, a nyálmirigyek működése csökken, a gyomornedv elválasztása gátolt és ez emésztési zavarokhoz vezet. - 80 dB hangnyomásszint feletti zajok az előbbi hatások mellett a hallószervben maradandó károsodást okozhatnak, de a tartósan ható erős környezeti zajok siettetik, súlyosbítják a halláscsökkenést. A káros zaj emeli az idegrendszer izgalmi szintjét, ennek alapján a zaj stresszt okozó tényezőnek tekinthető. b) A környezeti zaj és a rezgés helyzete Az ipari üzemek által a környezetünkben okozott zaj a környezeti zajvédelem legrégebben szabályozott területe. Az ipari üzemekkel azonos elbírálás alá esnek a helyhez kötött környezeti zajforrások, pl. lakóépületek tetőventillátorai, élelmiszerüzletek hűtőkompresszorai, transzformátorok, stb. Kissé eltérő, de hasonló az eljárás a kisiparosok esetén is.. Az ipari üzemek környezeti zajártalmai több tényezőre vezethetők vissza. Ezek közül elsősorban az említhető meg, hogy az ipar kiterjedten nem alkalmaz zajszegény technológiákat. Gyakori az is, hogy a lakóépületek ráépülnek a korábban településszéli üzemekre, így azok belterületre kerülnek. A beruházásoknál, rekonstrukcióknál sok esetben nem éltek és élnek azokkal a lehetőségekkel, amelyekkel az üzem zajkibocsátása adott géppark és technológia mellett megkívánt mértékre csökkenthető. A zajterhelés alakulását befolyásolja a telephelyek kiválasztása, a területre adott célra törő új felhasználások engedélyezése. Negatív példaként említhetők az új lakótelepek közelébe, a lakóházakhoz közel telepített fűtőművek, amelyeknek az utólagos zajcsökkentése jelentős költséggel jár (pl. Budapest Óbudai, Szeged Tarjáni, Eger Csebokszári, Sárvári lakótelep fűtőművei). Az ipari üzemek zajkibocsátásának helyzete már eddig is javult, a jövőben további javulásra lehet számítani. Az építkezések által okozott zaj jelentős problémát okoz, elsősorban a fokozódó építkezés miatt. A környezeti zajok kb. 2/3-ad része a közlekedéstől ered, ezt a lakosság körében végzett felmérések is igazolják. A jogszabályok elsősorban az új létesítményre (új utak, útvonalak, stb.) tartalmaznak követelményeket. Új út, vasút és polgári repülőtér létesítése, illetve a forgalmi viszonyok lényeges megváltozását jelentő felújítása esetén teljesíteni kell a közlekedési zajra előírt határértékeket és ilyen esetben zajvédelmi tervet kell készíteni. A zajvédelmi tervnek tartalmaznia kell: - A tervezett létesítmény zajkibocsátásának jellemzőit, a várható zajszinteket a környező lakó, illetve üdülőterületeken. A forgalom megállapításánál a hosszútávon várható forgalmat kell alapul venni. - A határértékek túllépése esetén a zaj csökkentésére alkalmas intézkedéseket, ezek terveit.
- 134 - A zajcsökkentési intézkedésektől várható zajcsökkentés mértékét, illetve a várható zajterhelés nagyságát. A meglevő utakra, vasútvonalakra a jogszabályok csak szűkebb körbe adnak lehetőséget a beavatkozásra, elsősorban forgalomszervezési intézkedésekre van lehetőség. Meglevő létesítményekre a határértékek nem érvényesíthetők. A közelmúlt esztendők során folyamatosan nőtt a közlekedési eszközök, főleg a személygépkocsik száma. Emellett a közlekedésen belül a közúti közlekedés részaránya, ennek megfelelően szállítási teljesítménye is. Az új közlekedést eszközök zajossága (zajkibocsátása) viszont nem csökkent, ezért a fokozatos elöregedés mellett, a járműpark mennyiségi növekedése szintén előidézője a közúti közlekedés egyre emelkedő zajkibocsátásának. A csendesebb pályákat eredményező útépítési technológiák még csak a külföldi hírekből mintsem a hazai gyakorlatból ismertek. A közlekedési zajjal kapcsolatos lakossági reagálásokat mutatja be az 57. ábra A közlekedésből származó zajterhelés elfogadható mértéke főútvonalak, vasúti főútvonalak és repülőterek környezetében nappal 65, éjjel 55 dB. A hagyományosan beépített városrészekben a zajszintek már 100 gépjármű/órás, viszonylag gyér forgalom mellett is elérik a nappali határértékeket. A forgalmi telítettség pedig, amely mindennapos gyakori jelenség, 18-20 dB határérték túllépést okozhat. A főútvonalak mentén a zajszintek rendszeresen meghaladják nappal a 75, éjjel a 65 dB-t, amely már korántsem csak fővárosi jelenség. Nagyobb vidéki városainkban, sőt már a kisebb településeken is egyre gyakrabban okoz gondot a közlekedési zaj. A közúti közlekedéstől eredő zajszintek növekedése országos átlagban mintegy 1-2 dB-re becsülhető. Az új lakótelepeken a zajviszonyok általában kedvezőbbek, mint a városok hagyományos beépítésű területein. A korábbi településfejlesztési elhatározásoknál azonban kötelező előírások hiányában - nem vették figyelembe a zajvédelem szempontjait. Ezért helytelen terület-felhasználás következményeként több lakótelep és főútvonal kialakítása zajvédelmi tekintetben igen komoly problémákat eredményezett. Az üdülőövezetek környezetvédelmi gondjai között szintén jelentős a forgalmi zaj kérdése. Elsősorban a Balatonparti főforgalmi utak - különösen a déli part mentén vezető 70es - településeken átvezető szakaszai az üdülő idényben a telítettség miatt rendkívül zajosak. A vasúti közlekedés okozta zajterhelések a közútival összemérhetők, viszont a vasúti zaj aránylag kevesebb embert érint. A vasúti létesítményektől és forgalomtól származó zajproblémák között is vannak már régóta fennállók és viszonylag újkeletűek. A Balaton partján, mint kiemelt üdülőterületen végighaladó vasúti főútvonalak zaj- és rezgéskeltése akut és nagy tömegeket zavaró jelenség. A légiközlekedéstől és honvédségi repüléstől származó zajok nagy területeket érintenek és nem ritkák a 100 dB-t meghaladó csúcsszintek sem. A hangsebesség feletti repüléskor keletkező nyomáshullám (hangrobbanás) még sokkoló hatást is kiválthat, azonban ez csak a katonai repülési műveletek velejárója. A kormányrendelet az 1990-re becsült évi forgalomsűrűség, valamint az azóta már megvalósult kétpályás repülési rend figyelembevételével zajgátló védőterületet, azon belül 3 zajgátló övezetet jelölt ki a Ferihegyi repülőtér környezetében. A belső övezetben a zajszint meghaladja nappal a 75, éjjel a 65 dB-t. Ebben az övezetben mintegy 600 családi házas ingatlan és építési terület található. A középső és a külső övezetben kb. 12.000 ingatlan helyezkedik el és a zajterhelés mind nappal, mind éjjel magasabb a 65 illetve 55 dB-es határértéknél. A közlekedési zaj csökkentése terén elért eredmények között megemlíthetjük, hogy rövidesen megjelenik a közúti zaj számítási eljárását tartalmazó szabvány. Ez a szabvány a közutak tervezéséhez nyújt segítséget és egységesíti a várható zajszintek számítását.
- 135 A vasút területén a pályakorszerűsítések villamos tolatómozdonyok üzembeállítása, a villamos vontatási mód fejlesztése az érintett területeken helyileg, 3-6 dB zajcsökkentést eredményezett. A székesfehérvári pályaudvar rendező szakaszán megvalósított kétféle zajvédő fallal a környezeti zajterhelést számottevően sikerült csökkenteni. A kelenföldi pályaudvar zajvédelmi létesítményeinek beruházásához megkezdődött a döntést előkészítő tervvariánsok készítése. A Ferihegy repülőtéren kiemelt jelentőségű a repülőtéri zajellenőrző rendszer telepítése, a hajtóműpróbázás zajcsökkentésének megoldása, zajvédő erdősáv telepítése, illetve esetenként út menti fásítások megvalósítása a repülőtér környékén. A jelenlegi monitor rendszer kiegészítésével, objektíven ellenőrizhetővé válik a környezetkímélő repülési rend és megteremtődnek a szabálytalan repülések szankcionálási lehetőségei. Intézkedést hoztak az éjszakai menetrend szerinti repülések korlátozására is. A közlekedési zaj területén a jövőben a helyzet további romlásával kell számolni. A járműveknél tervezett zajcsökkentés hatásánál nagyobb mértékű a forgalom növekedéséből származó többlet. Mivel a követelmények csak új létesítésekre vonatkoznak, az ebből eredő javulás csak hosszabb idő után jelentkezhet. A környezeti rezgésekről lényegesen kevesebb ismerettel rendelkezünk, mint a zajról. A környezetben keltett rezgések nagyságára, zavaró hatására, a terhelt területek nagyságának és az érintett lakosság számának meghatározására nem készült széleskörű felmérés. A szakterület szabályozása hiányos. A környezeti rezgések a jövőben várhatóan növekvő problémaként jelentkeznek. KÜLÖNÖSEN AZ EMBEREKRE KIFEJTETT HATÁSÁT KELL ELŐTÉRBE HELYEZNI. Itt is kiemelt szerep jut az egészségügyi főhatóságok mind az emissziós, mind az imissziós értékek újra gondolása, illetve korszerűsítése terén. c) Az egyedi zajforrások zajkibocsátásának helyzete A hazai gyártású gépek többsége az indokoltnál zajosabb. A gyártmányok zajkibocsátására összehasonlítható adat alig áll rendelkezésre. A gyártmányfejlesztés folyamán a zaj csökkentésével alig foglakoznak. A zajvédelem egyes részterületei közül ezen a téren van a legkevesebb eredmény. A gépek zajcsökkentésének kérdésében a környezetvédelmi érdekek megegyeznek a gazdasági érdekekkel. Az indokoltnál zajosabb gépeket - elsősorban a nyugati piacon - alig lehet eladni, de ez várható a volt szocialista és a hazai piacon is. A zajcsökkentés, a mérsékelt zajkibocsátás ellenben fokozza a versenyképességet. Egyes országokban az ún. zajszegény gépek márkajellel kerülnek forgalomba. A gépek és berendezések zajkibocsátása a zajteljesítmény-szinttel jellemezhető. A zajteljesítményszint egyedül a gép által okozott zajtól függ. A zajteljesítményszintek ismeretében az egyes gyártmányokat össze lehet hasonlítani, de ez az adat alapvetően szükséges a zajvédelmi tervezés szempontjából is. A géptípus egyedei által sugárzott zajteljesítményszinteket statisztikailag értékelni kell. Az előírt szabványos jellemző az ún. zajkibocsátási érték. A zajkibocsátási érték egy adott géptípusra jellemző. A teljesítményszint, amit a jellemezni kívánt géptípus egyedei csak kis valószínűséggel haladnak meg. A gép kísérő iratain a zajkibocsátási értéket kell feltüntetni. A zajkibocsátás jellemzésére a zajteljesítményszinteket álló helyzetű zajforrások esetén lehet alkalmazni. A járművekre elsősorban a mozgás közben kibocsájtott zaj a jellemző, ezért a járművek zajkibocsátását nem a teljesítményszintekkel, hanem szabványos körülmények mellett mért hangnyomásszintekkel adjuk meg.
- 136 Közúti járművek zajkibocsátásának vizsgálatát szabad területeken kell elvégezni. A mérési pontokat a jármű pályájának középvonalától 7,5 m távolságra és 1,2 m magasságban a pálya mindkét oldalán kell elhelyezni. A jármű a mérési pontok között gyorsulva halad el. Mérési eredményként a kétszer megismételt mérés során kapott legnagyobb hangnyomásszintet kell megadni. A közúti járművek minősítése - a típusvizsgálat folyamán e módszerrel történik. A forgalomban lévő közúti járművek ellenőrzését egyszerűbb módszerekkel végzik. A mikrofont az álló helyzetű jármű kipufogó csövétől 5 m távolságban kell elhelyezni. A jármű sebességváltóját üresbe kell kapcsolni és a motort általában a legnagyobb teljesítményhez tartozó fordulatszám 3/4 részének megfelelő fordulatszámon kell járatni, majd a gázpedált hirtelen el kell engedni. Legalább 2 mérést kell végezni és eközben észlelt legnagyobb hangnyomásszinteket kell eredményül megadni. Az érvényben lévő rendelet követelményeket állapít meg a már forgalomban levő járművekre is, ilyen szabályozás eddig nem volt. A követelmények az ún. közeltéri zajkibocsátásra vonatkoznak, az ellenőrzésük az egyszerűbb vizsgálati módszerrel történik. A közeltéri zajkibocsátási határértékeket az egyes típusokra, a típusvizsgálat folyamán fogják meghatározni. Azoknál a típusoknál melyeknél ez még nem történt meg, nagyobb számú jármű mérésével állapították meg a határértéket. A közeltéri határértékek tehát típusonként eltérőek, határértékek meghatározásánál figyelembe veszik, hogy a zajkibocsátás az elhasználódás következtében emelkedik, valamint a mérési bizonytalanságot. Ilyen módon ezeket a határértékeket úgy állapítják meg, hogy azokat minden, megfelelően karbantartott gépjármű teljesíti. Ennek a szabályozásnak az a célja, hogy kiszűrje a forgalomból azokat a járműveket, amelyek karbantartását elhanyagolták, vagy amelyek szándékos változtatás miatt zajosabbak a többinél. A közeltéri zajkibocsátást rövidesen a műszaki vizsgán ellenőrzik. A forgalomban is rendszeresen ellenőrzéseket végeznek, többnyire a levegőszennyezés mérésével párhuzamosan. d) Feladatok A zaj- és rezgésvédelem reális célkitűzése az elkövetkező időszakban a környezeti zaj és rezgés növekedési ütemének csökkentése és evvel párhuzamosan egyes helyeken helyileg a zajterhelési viszonyok javítása. Ennek a minimális célnak az elérése is jelentős erőfeszítést, a jelenleginél nagyobb aktivitást igényel. 1. Új beruházásoknál a zaj- és rezgésvédelmi követelményeket feltételek és engedmények nélkül érvényesíteni kell. Új létesítmények környezetében az előírt határértékek túllépése nem engedhető meg. Ennek érdekében: - a területrendezésben érvényesíteni kell a zaj- és rezgésvédelmi követelményeket, és ezt a környezetvédelmi hatóságnak - a közegészségügyi hatósággal együttműködve - ellenőrizni kell, - az ipari és a közlekedési létesítményeket úgy kell a lakóterülethez viszonyítva elhelyezni és olyan műszaki megoldásokat kell alkalmazni, hogy ezek a létesítmények ne okozzanak a környezetben a megengedettnél nagyobb zajterhelést. Ugyanez vonatkozik a rekonstrukciókra is. - utak, vasutak, polgári repülőterek, pályaudvarok létesítésének, felújításának és korszerűsítésének tervezésekor zaj- és rezgésvédelmi munkarészt kell készíteni, amelyben meg kell határozni a határértékek teljesítéséhes szükséges intézkedéseket. 2. A meglevő ipari üzemek zajkibocsátását fokozatosan tovább kell csökkenteni. Az ipari üzemek zajcsökkentése területén az utóbbi időben tapasztalt visszaesés felszámolása fokozott erőfeszítést igényel az üzemek és hatóságok részéről.
- 137 3. Az eddiginél lényegesen nagyobb figyelmet kell fordítani az elsődleges zajforrások, a gépek, berendezések és járművek zajcsökkentésére. Olyan zajszegény gépeket, berendezéseket és járműveket kell kifejleszteni és gyártani, amelyek versenyképesek a külföldi és előbb-utóbb a hazai piacon. Hasonló követelményeket kell érvényesíteni az importnál is. Meg kell oldani a gépek - a zajvédelmi jogszabályban is előírt - minősítését. Meg kell határozni széleskörűen, egyre több géptípusra kiterjesztve a gépek és járművek jellemzőit és a zajjellemzőket közölni kell a gép, illetve jármű adatai között. A zajjellemzők kötelező közlésének előírása először villamos háztartási készülékekre, villamos kézigépekre, kerti kisgépekre és egyes építőipari gépekre fog megtörténni. 4. 0%-os adókulcs (adómentesség) zajszegény fogyasztási cikkekre. 5. Gondot kell fordítani az épületek megfelelő zajvédelmi kialakítására,. 6. A Ferihegyi Repülőtér környezetében a megkezdett zajvédelmi programot tovább kell folytatni. Új kérdéskörök jelentkeztek: - a polgári repülőterek visszaállítása, és a helikopterek kérdése, - turizmus felülbírálása, a lakosság egészségvédelme érdekében, - a hatósági felelősség érvényesítése. 7. A környezeti rezgések területén elsősorban a vizsgálati módszerek és a követelmények továbbfejlesztése a feladat. Fokozatosan meg kell teremteni a környezeti rezgésvédelem műszaki és szervezeti feltételeit, hosszútávon pedig biztosítani kell, hogy a különböző létesítmények tervezése, kivitelezése során megelőző jelleggel megfelelő intézkedések történjenek. 8. Erőfeszítéseket kell tenni a zajcsökkentést szolgáló építmények, technológiák, anyagok, szerkezetek, eszközök (ipari háttér) korszerűsítésére és választékának növelésére és a hiányzó anyagok, szerkezetek, stb. kifejlesztésére. 9. Zaj és rezgések elleni védekezés "akció és cselekvési programját" komplexen, minden érintett bevonásával, el kell készíteni, amelynek lesz egy: - hosszabb kitekintésű része (középtávú terv) - egy rövidebb távú része, amelyet szükség szerint lehetne aktualizálni. 10. A zaj és rezgésvédelem területén műszer és eszközhálózat karbantartása, fejlesztése, korszerűsítése, a számítógépes technikai mind nagyobb mérvű elterjesztése. 7.2. A közlekedési zajok csökkentésének lehetőségei a) A gépjárműpark korszerűsítése A közlekedési zajszint csökkentése szempontjából elsődlegesek a csendesebb közlekedési eszközök gyártására és forgalomba-helyezésére irányuló intézkedések. Ezek az intézkedések azonban csak akkor válnak igazán hatékonyabbá, ha a közlekedési eszközállomány nagy hányadát sikerül csendesebbre cserélni. A jelenlegi járműkonstrukciók mértékadó zajforrása a belsőégésű motor és a kerekek gördülése. Gépjárműveknél jelenleg még csak személygépkocsiknál és kb. 60 km/sebesség felett, de kötöttpályás járműveknél szinte kizárólagosan a gördülési zaj dominál. Az 58. ábra a motorzaj-csökkentési lehetőségeket és a hozzájuk tartozó költségnövekedést szemlélteti. A korszerű külföldi gépjárműveknél a motorkorszerűsítés és a részleges tokozás lehetőségei több-kevésbé már kimerültek, így egyre inkább számolnunk kell a tokozott motorok megjelenésével. A jelenleg kívánatos 1 dB körüli haszongépjármű zajszintcsökkenés 2-4%-os motorár növekedést okoz, ami a járműárban 3-6%-os növekedést jelent.
- 138 Az ábra rámutat arra is, hogy a zajcsökkentésre orientált új konstrukciók kifejlesztése olcsóbb, mint a régiek ilyen irányú továbbfejlesztése. Az iparilag fejlett európai országok többségében elkészültek a kísérleti csendes járművek és többnyire azok gyártási feltételei is adottak. A gördülési zaj a gumiabroncs és a pálya kölcsönhatása következtében mindkettőtől függ. A gumiabroncsok vizsgálata során megállapították, hogy a radiál, ill. a hosszbarázdás abroncs használata kismértékű zajcsökkentést eredményez de a tartóssági és biztonsági követelmények jelentősen korlátozzák a további csendesítést. b) Hangelnyelő útburkolatok A zajcsökkentésre nagyobb jelentőséget nyújt az útburkolat megfelelő kialakítása. Németországban, Svédországban, Belgiumban és már Magyarországon is sikerült olyan aszfaltburkolat-típusokat kifejleszteni, amelyek a tapadási tulajdonságok romlása nélkül jelentős zajcsökkentést eredményeztek. Ezek a nyitott szerkezetű 0burkoltok a 400-2000Hz közötti frekvenciatartományban jó hangelnyelő tulajdonsággal rendelkeznek. c) Forgalomszervezési intézkedések A forgalomba lépő csendesebb járművek számának a teljes járműállományhoz viszonyított kis részaránya miatt a közlekedési zajszint csökkentésében fokozott szerephez jutnak a forgalomszervezési, - szabályozási intézkedések és az építészeti-akusztikai módszerek (elsősorban a zajterjedés akadályoztatása). A forgalomszervezési, - szabályozási intézkedések gyakran egyúttal a forgalom korlátozását is jelentik. Ennek ellenére bizonyos sűrűn beépített városi területeken, az ott rendelkezésre álló egyéb zajszint mérséklő eszközök csekély száma miatt alkalmazásuk indokolt lehet. A közúti közlekedést alapul véve a legfontosabb zajcsökkentést eredményező forgalomszabályozási intézkedések a következők: - a közúti forgalom (ill. bizonyos gépjármű fajták) sebességének korlátozása, - a közúti forgalom nagyságának korlátozása, forgalomtól függő szabályozás, a jelzőlámpák éjszakai kikapcsolása (esetleg villogó sárgára állítása), - a különböző sebességű gépjárművek részére külön forgalmi sáv (pl. buszsáv) kijelölése, - a tömegközlekedési eszközök megállóhelyeinek megfelelő kialakítása és elhelyezése, - a sebességváltozást szükségessé tevő okok, forgalmi akadályok előjelzése. Az országúti sebességek tartományában 30%-os átlagsebesség-csökkenés az egyenértékű zajszintben 2...3 dB nagyságú csökkentést eredményez. A városi sebesség tartományban az így elérhető eredmény kisebb 1...2 dB között van. A személy- és tehergépkocsik zajszintje közötti különbség miatt a csak a személygépkocsikra vonatkozó sebességkorlátozásnak is csak kis nehézjármű arány esetén van értelme. Nagy nehézgépjármű forgalom esetén a csak a nehézgépjárművekre vonatkozó ún. differenciált sebességkorlátozás előnye, hogy hatására az egyenértékű zajszinttel egyidejűleg a maximális zajszintek is csökkennek. További nem számszerűsíthető előny, hogy kisebb sebességeknél a zajszintnövekedés és a zajszintingadozás nagysága is csökken, és ezzel a forgalom zaja kevésbé zavaróvá válik. A forgalomnagyság 20%-kal való csökkentése 1 dB nagyságú zajszintcsökkenést eredményez, ez az intézkedés tehát kevésbé hatékony. Nagy hatékonyságú megoldás a
- 139 forgalom teljes kiiktatása, ún. gyalogzónák kialakítása, ez azonban elsősorban a történelmi városközpontokban képzelhető el. A nehézgépjárművek, a motorkerékpárok forgalmának részleges (pl. csak az éjszakai órákra vonatkozó) vagy teljes korlátozása eredményes zajcsökkentő intézkedésnek tekinthető. Különösen érvényes ez a megállapítás akkor, ha ezeket a gépjárműveket a kis nehézgépjármű aránnyal jellemzett útvonalokról a már eleve nagy nehézgépjármű forgalmat lebonyolító útvonalakra terelik. Ebben az esetben ugyanis az egyenértékű zajszint és a nehézgépjármű zajszint és a nehézgépjármű arány közötti összefüggés telítési jellege miatt az egyik helyen elért zajcsökkentés számottevően nagyobb, mint a másik helyen bekövetkező zajszintnövekedése. Az állóhelyzetből induláskor és a gyorsításkor bekövetkező zajszintnövekedés miatt kedvező a jelzőlámpák olyan összehangolása, ill. a forgalomtól függő szabályozása, amellyel a megállások és indítások száma minimálisra csökkenthető. A forgalomnagyság korlátozásával kapcsolatban említést kell tenni az egyéni közlekedés részarányának a tömegközlekedés javára történő csökkentéséről. E törekvés megvalósulása - mivel a tömegközlekedési eszközök zaja nem nagyobb annyival a személygépjárműveknél, mint ahány személygépkocsi felszabadítására a nagyobb férőhely kapacitás kihasználásával elvileg lehetőség nyílik - végül is a forgalomnagyság csökkenését is eredményezné. A tömegközlekedés nagyobb részarányának eléréséhez azonban vonzó, kisebb zsúfoltságú, a jelenleginél csendesebb és kényelmesebb járművekkel rendelkező tömegközlekedés szükséges.
d) Építészeti-akusztikai módszerek Az építészeti-akusztikai módszerek közül a közlekedési útvonal és a védendő létesítmény egymáshoz viszonyított megfelelő elrendezése, a fokozott hanggátlású nyílászárók alkalmazása, az épületen belül célszerű funkcióelrendezés, a semleges funkciójú épületekkel megvalósított zajárnyékolás már ismert és alkalmazott megoldások. A zajárnyékoló falak hazai alkalmazása azonban csak a közelmúltban kezdődött meg, így ezen a területen jelentős tartalékokkal rendelkezünk. Ma már a kényes esztétikai igényeket is kielégítő megoldások léteznek, így ezen zajvédelmi eszköz terjedése várható. 7.3. Üzemi zajok csökkentésének lehetőségei a) A zajforrások azonosítása Ha az üzem zajkibocsátása túllépi a határértéket, zajcsökkentési intézkedéseket kell foganatosítani. A zajcsökkentés lehetséges a forrásnál, vagy a terjedés akadályozásával. Egy adott üzem esetén általában többféle megoldás alkalmazható ezek közül ki kell választani a helyi viszonyoknak legjobban megfelelő és a leggazdaságosabb megoldásokat. A zajcsökkentési tervezés folyamatában az első feladat a zajforrások azonosítása és azok összzajhoz való részesedésének megállapítása. Ez részletes és alapos vizsgálatot igényel, ami eltér az üzem - mint összetett zajforrás - zajkibocsátásának, vagy az üzem által okozott zajterhelés megállapításáról. A zajforrások azonosításának eszközei: - érzékszervi megfigyelés, - egyes egységek kikapcsolásával végzett mérés, - egyes részek letakarásával végzett mérés, - mérés különböző üzemállapotokban, - a zaj időbeli változásának regisztrálása,
- 140 - frekvenciaelemzés (oktáv-, terc-, vagy keskenysávú), - rezgésmérés a gép felületén, - közeltéri mérés, - egyéb. Az egyéb kategóriába tartozik néhány korszerű módszer, így pl. Fourier elemzés keskenysávú frekvenciaelemzővel, korrelációs mérések, koherencia, hangintenzitás mérés stb., ezek a módszerek azonban jelentős műszerezettséget igényelnek. b) Zajcsökkentés a forrásnál A mechanikai eredetű zajok csökkentésének főbb lehetőségei: - a gép rendszeres karbantartása, kenése, a kopott alkatrészek cseréje; -kevésbé zajos szerkezeti elemek alkalmazása, pl. sikló csapágy gördülőcsapágy helyett, villamos motor belsőégésű motor helyett, stb. - rezgéstanilag méretezett alapozás, - a gép dinamikus kiegyensúlyozása, - felületek rezgésének csökkentése - merevítéssel, itt azonban figyelembe kell venni, hogy a merevítés megnövelt a rezonancia frekvenciát, ha ez egybeesik más gerjesztés frekvenciájával jelentős zajt sugározhat, - az anyag alkalmas megválasztásával (pl. fa, műanyag alkalmazása), - dübörgésgátló anyagok felvételével stb., - egyes elemek (lemezek, rudak) rugalmas csatlakoztatása pl. rugalmas alátétekkel a gép többi részéhez ezáltal a rezgést nem viszik át olyan elemekre, amelyek rezgése kiküszöbölhető, - fémes alkatrészek ütközésének kiküszöbölése, pl. mű-anyag alkalmazásával. A gépek zajkibocsátása eredményesen csökkenthető, amikor a gépet nagy hanggátlású burkolat veszi körül. Ezt nevezik tokozásnak. Teljesen zárt tokkal igen nagy zajcsökkentés érhető el. A tokon lehetnek ablakok, ajtók, a megmunkálandó anyag be- és kivitelére csillapított nyílások. Zárt tok esetén problémát jelenthet a gép hűtése. Ha a gép kezelése nem teszi lehetővé a teljes körülzárást, részleges, illetve nyitott tokozást kell alkalmazni. Ilyen esetben az elérhető zajcsökkentés erősen korlátozott. A tok belső felületeit hangelnyelő anyaggal célszerű burkolni, ezzel megakadályozható a tokon belül a hangnyomásszintek jelentő növekedése. Folyadékok és gázok áramlásakor keletkező ún. áramlási zajok igen elterjedtek és a nagyobb intenzitású zajforrások közé tartoznak, pl. áramlási zajt előidéző gépek a ventillátorok, kompresszorok, pneumatikus gépek, gőznyomás-csökkentők; biztonsági szelepek, sugárhajtóművek, propellerek, különféle égők kazánokban, kemencékben. Légtechnikai berendezések csőben, csatornában terjedő zaja zajtompítókkal csökkenthető. Az abszorpciós zajtompítókban a hangenergia hővé alakul át. Ezek lényegében elnyelő anyaggal bélelt, speciális kivitelű csatornák. Az abszorpciós zajtompítókkal viszonylag szélessávú zajcsökkentést lehet elérni kis nyomásveszteség mellett. Hátrányuk, hogy a nedvességre érzékenyek. Elsősorban ventillátoroknál szellőztető berendezésekben alkalmazhatók. A reflexiós zajtompítók kamrákból és összekötő csövekből állnak. A kamrák rugóként, a csövek tömegként működnek. Megfelelő kialakítás esetén a zajtompítók a zajt a forrás felé visszaverik, míg a levegőáramot átengedik. Hátrányuk, hogy jelentős nyomáscsökkenést okoznak és csak meghatározott frekvenciatartományban hatásosak. Előnyük, hogy kis frekvenciákon számottevő
- 141 zajcsökkentés érhető el, egyszerű kivitelűek és hőre érzéketlenek. Igen nagy számban alkalmazzák őket belsőégésű motorokhoz. c) Zajcsökkentés a terjedésnél Nyitott, (vagy hangelnyelő falakkal rendelkező zárt) térben ha a zajforrástól távoladunk, akkor a hangnyomásszint a távolsággal arányosan (meghatározott törvényszerűség szerint) csökken. Ennek egyszerűen az az oka, hogy a zajforrásból kisugárzott energia a növekvő távolsággal arányosan egyre nagyobb felületen oszlik meg, így a zajforrástól távolodva egységnyi felületre egyre kevesebb energia jut, márpedig az egységnyi felületre jutó energia arányos az ott észlelhető hangnyomásszinttel. Ennek a jelenségnek a neve: geometriai csillapítás. A zajcsökkentés legegyszerűbb módja tehát az lehet, ha a zajforrást a védendő létesítménytől minél távolabbra helyezzük. Hogy mekkora legyen ez a szükséges távolság, az sok tényezőtől függ: - a zajforrás jellegétől (pontszerű, vonalszerű, felületen megoszló, esetleg más jellegű hangsugárzók), - a zajforrás helyzetétől (ha a forrás a föld felszínén, vagy ahhoz közel helyezkedik el, akkor szabad félhangtérről beszélünk, míg ha a forrás magasan található, (pl. repülő) akkor visszaverődés nélküli szabad hangtérről van szó, -a zajforrás irányítottságától (a zajforrások nagy többsége nem minden irányban sugároz azonos intenzitással, pl. kürtőkből, hangszórókból, kipufogókból, repülőgép hajtóművekből, stb. kisugárzott zaj), - a közvetítő közeg (levegő) hőmérsékletétől, páratartalmától, -a földfelszín érdességétől, ill. adottságaitól (növényzet, hótakaró, vízfelszin, térburkolat, stb.). -a pillanatnyi szélsebességtől, ill. a felszínközeli levegő hőmérsékletének magasságbeli eloszlásától, -a terjedés útjában álló nagyobb visszaverő, elnyelő, vagy árnyékoló felületektől, stb. 7.4. Rezgésvédelem a) A vibráció forrásai A munkagépek, szerszámok működése alatt keletkező saját rezgések, és a megmunkálandó anyag rezgései a szerszám, munkagép útján mindenekelőtt a kézre és lábra tevődnek át. A rezgések a géppel szilárd érintkezésben levő anyag (padló, fal) közvetítésével is tovaterjednek, így vezetés útján is hatnak. A munkagépek, szerszámok technikai tökéletlensége vagy a megmunkálandó anyag tulajdonságai miatt sok munkahelyen van a dolgozók teste kényszerrezgéseknek kitéve. Ilyen dolgozók a szegecselők, forgácsolók, köszörűsök, kovácsok, kőfaragók, talpaló- és varrógépekkel dolgozók, villamos- autóbusz-, traktorvezetők, repülőgép és hajó személyzete. b) A vibráció hatásai Egyes testrészek, szövetek maguk is átveszik a mechanikus rezgést, ha rezgő testtel kerülnek kontaktusba. A vibráció energiájától függően a testszövetek kisebb-nagyobb része jön rezgésbe, esetleg a rezgésállapot kiterjed az egész testre. Alacsonyabb frekvenciájú rezgések az egész test kényszerrezgését váltják ki (0,5 Hz alatt). Az ilyen kilengések okozzák az arra érzékenyeknél az ún. kinetosisokat (tengeribetegség tünetek). A 0,5 Hz-nél magasabb frekvenciák támasztószöveti elváltozásokat,
- 142 idegrendszeri tüneteket és az emésztőrendszer működésével kapcsolatos (trofikus) zavarokat okoznak. A kényszerrezgés mellett egyes szervek, szövetek bizonyos frekvenciáknál rezonáló rezgéseket is végeznek, pl. a szemgolyó 40-80 Hz közötti frekvencián rezonál, ezért ilyen frekvenciájú vibrációlátási panaszokat is okozhat. A nagyfrekvenciájú vibráció a szövetek helyi együttrezgését váltja ki. A vibrációs ártalom tünetei csont- és ízületi elváltozások, valamint érgörcsök formájában jelentkeznek. A károsodás kialakulásának megértéséhez meg kell vizsgálni, milyen reakciót kelt a szervezetben, ha a szerszámtól vagy munkaeszköztől periodikus lökéseket kap a munkás. A lökések a kar, váll, mellkas, az alsó végtag, a has, a gerincoszlop stb. izomzatában saját reflexeket váltanak ki. Mint tudjuk, az izmok saját reflexeinek nagy befolyása van a mozgások szabályozására. Bármely izom passzív nyújtása olyan reflexeket kelt, melyek szabályozólag, fékezőleg hatnak. Újabb ilyen reflexmozgás csak akkor váltható ki, ha az előző már lezajlott. Ezért az újabb inger hatástalan marad, ha az izom a megelőző reflexfolyamat miatt refrakter (nyugalmi, bénult) állapotba kerül. Ennek következtében, ha pl. a légkalapács visszalökéseinek frekvenciája növekszik, lesz olyan frekvencia, amikor a lökések bizonyos része az izmok saját reflexeinek kiváltása szempontjából hatástalan marad. E lökésekkel szemben tehát a mozgásszervek védelmét szolgáló reflex-mechanizmus tehetetlennek bizonyul. További tehertétel, hogy az ilyen ingerbőség alatt a reflexmechanizmus fáradékonyságot is mutat. Vizsgálatokkal bizonyították, hogy a légkalapácsolás megkezdése után bizonyos idő múlva a kiváltott saját reflexek száma 3040%-kal csökken, ami megkönnyíti az ízületi és csontkárosodások kialakulását. Erős vibrációs hatásnak kitett dolgozóknál részben a támasztószövetek strukturális elváltozásai, részben működési zavarok voltak megfigyelhetők. A csontokban felritkulások, az ízületekben porcleválások jelentkeztek. Az elváltozások nagy szerepet kapnak a gerincoszlop betegségeinek kialakulásában, ugyanis a gerincoszlopra, annak ízületeire, izmaira a testhelyzet megtartása, a rezgések, lökések csillapítása szempontjából igen nagy feladat hárul. Erre lehetetlen nem gondolnunk, amikor látjuk, hogy idősebb korban az emberek nagy része szenved a hátgerinc meghatározatlan okú degeneratív elváltozásaiban. A hatások másik nagy csoportjának tünetei érrendszeri, hajszálérrendszeri panaszok. A vibrációnak kitett testrészek hajszálereiben reakciólabilitás jön létre, majd fokozatosan maradandó érgörcs következik be, ami trofikus zavarokhoz, kötőszöveti elváltozásokhoz, érzészavarokhoz vezet. Az erős vibrációs hatásnak kitett dolgozók kézujjain gyakori az ujjak átmeneti elfehéredése, zsibbadása, dermedtségérzés, enyhébb vagy erősebb fájdalom, érzékzavarok. A panaszok a munkában eltöltött idő arányában és főleg télen fokozódnak. Egyéb, kevésbé szembeszökő elváltozások is vannak, melyek csak pontos megfigyelések alapján regisztrálhatók. Ilyenek az izomtónus csökkenése, 0,7-2,7 kPa labilitás a vérnyomásban, változások a belső szervek működésének ritmusában. A rezgések károsak a gépre, mert rongálják szerkezetét (pl. egyenlőtlen kopást okoznak, melynek következtében elvész a gép pontossága), rontják hatásfokát és munkájának minőségét. A hatásfokcsökkenés 10 %-ot is elérhet. A rezgések károsak a gép környezetére is, mert a talajban és a környező épületekben rezgéseket keltenek, melyek nagy távolságra tovaterjednek, rongálják az épületeket, és zavarják más gépek működését. Rezgések hatására pl. vasbeton födémben megszűnik a vas és a beton közti tapadás, lehetetlenné válik finom műszerek (pl. mérlegek) működése. Rezgés hatására az alapozás alatti talajszemcsék tömörödnek, és ez esetleg a gépalap veszélyes süllyedéséhez, elferdüléséhez vezet. Az emberre nemcsak a rezgések, hanem a vele járó hanghatások is károsak.
- 143 A rezgések hatása az emberi szervezetre a frekvencia és az amplitúdó ismeretében, egy K tényező segítségével jellemezhető. Ennek különböző értékei a következő rezgési érzékenységet határozzák meg: K=0,1 az érzékelési küszöb; K=10 rövid ideig elviselhető; K=1 tartósan elviselhető; K=100 az elviselhetőség határa; c) Rezgéscsökkentés A rezgéscsökkentés jelentős konstruktőri-tervezői feladat, részletes ismertetése lényegesen meghaladja e fejezet kereteit. Ezért csupán a rezgéscsökkentés elvi alapjait, lehetőségeit szeretnénk ismertetni. Régebben a rezgések kevesebb problémát okoztak a technikában, mint ma. Ennek oka az, hogy régebben a szerkezeteket - gépeket, vasbeton elemeket, falakat - vastagabb és merevebb alkatrészekből készítették, ezért önrezgésszámaik nagyobbak voltak, mint ma. A gépek alacsonyabb fordulatszámmal jártak, ezért valamely önrezgésszám és fordulatszám megegyezése, azaz a rezonancia valószínűsége kisebb volt. A technika fejlődésével a szerkezetek egyre vékonyabbak lettek, önrezgésszámaik csökkentek, a gépek fordulatszámai viszont növekedtek. Az önrezgésszámok és a fordulatszámok ilyenképpen egymáshoz közeledve, gyakoribbak lettek a rezonanciák, illetve a kellemetlen rezgések előfordulása. A rezgések keletkezésének három lehetősége - a kiegyensúlyozatlanság, a rezonancia és a lökések - figyelembevételével a rezgéscsökkentés három csoportját kell megkülönböztetni: 1. Aktív rezgésmentesítésről beszélünk, mikor magának a gépnek vagy környezetének rezgéseit igyekszünk csökkenteni. 2. Passzív rezgésmentesítéskor a környezet rezgéseit kívánjuk távoltartani valamely géptől, berendezéstől vagy embertől. 3. Lökéscsökkentésről beszélünk, mikor valamely lökőhatást kifejtő gép rezgéseit, valamint a környezetben kifejtett hatásait korlátozzuk. A rezgés csillapítása elérhető valamely, a rezgés tömegére hatófékező erő alkalmazásával. Ilyen lehet egy rugózás, mikor az ellenható erő a belső anyagsúrlódásból és a légellenállásból ered. Alkalmaznak különböző rezgéscsillapítókat, melyek a folyadéksúrlódás vagy száraz súrlódás elvén fejtik ki rezgéscsökkentő hatásukat. Ismeretesek még dinamikus rezgéscsökkentők is, melyek alkalmasan kialakított rezgő rendszerek, melyek a rezgő testhez kapcsolva maguk is rezgésbe jönnek, és a gerjesztő erőt mintegy kiegyensúlyozzák. Csökkenthetők a rezgések valamely szigetelő réteg beépítésével is, melyek a rezgő tömeg mozgásának tovaterjedését akadályozzák meg.
- 144 -
FELHASZNÁLT IRODALOM 1. Hulladék és gazdaság, víz, levegő és talaj szimpózium előadásai. Bp. 1992. Környezetvédelem Kelet-Közép-Európában (módszerek, eljárások, megközelítések) VEGYIPROP KFT 1992. 2. A környezetvédelem alapjai. Előadássorozat. BME Továbbk. Intézet 1974. 3. Környezetvédelem Népszava 1987. 4. Környezetvédelmi alapismeretek. Főiskolai jegyzet BJKMF. 1991. 5. dr. Kárász Imre: Ökológia és környezetvédelmi alapismeretek. Tanári segédkönyv. TYPOTEX KFT 1990. 6. dr. Moser Miklós-dr. Pálmai György: A környezetvédelem alapjai. Tankönyvkiadó Bp. 1984. 7. U. Förstner: Környezetvédelmi technika. Spinger Hungarika Kiadó KFT 1993. 8. Környezetvédelmi lexikon I-II. Akadémiai Kiadó. Bp. 1993. 9. Környezetgazdálkodás, levegőtisztaságvédelem. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp. 1990. 10. Ipari szennyvizek tisztítása. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp. 1988. 11. Ipari és mezőgazdasági szennyvizek elhelyezése. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp. 1986. 12. Hulladékgazdálkodás. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp.1990. 13. Zaj és rezgés elleni védelem. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp.1991.
- 145 -
14. Környezetgazdálkodás. BME Mérnöktovábbképző Intézet Bp.1989. 15. 1995.évi LIII. törvény a környezet védelmének általános szabályairól. 16. 2000.évi XLIII. Törvény a hulladékgazdálkodásról. 17. Környezetvédelmi lemeztörvénytár. 2006.
TARTALOMJEGYZÉK
BEVEZETÉS 1.KÖRNYEZETVÉDELMI ALAPFOGALMAK 1.1. A környezet fogalma. 1.2. A környezet szennyezésének folyamata. 1.3. A környezetvédelem céljai és eszközei. 1.4. A környezetvédelem szervei. 2. ÖKOLÓGIA ÉS AZ ÉLŐVILÁG VÉDELME
2.1. Ökológiai alapismeretek 2.2. Életközösségek és ökológiai rendszerek 2.3. Az ember környezet-átalakító tevékenysége 3.. LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM 3.1. A levegő összetétele és öntisztulása 3.2. A levegőszennyezés forrásai és fajtái 3.3 A légszennyezőanyagok káros hatása 3.3.1. Az emberi szervezet károsodása 3.3.2. A szmog 3.3.3. Gazdasági károk 3.4. A levegőminőség helyzete Magyarországon 3.4.1. Háttérszennyezettség, mezőgazdasági területek levegője 3.4.2. Iparvidékek, ipari települések 3.5. A levegőszennyezés elleni védekezés Magyarországon 35 3.5.1. A levegőtisztaság szabályozása 3.5.2. Területvédelem 3.5.3. A levegőszennyezettség mérése és ellenőrzése 3.5.4. Műszaki védekezés 3.5.5. Emissziócsökkentés az erőművekben 3.5.6. Emissziócsökkentés a közlekedési eszközöknél 4. VÍZMINŐSÉGVÉDELEM
1 2 2 3 5 7 9 9 11 15 23 23 25 28 28 29 31 32 32 33 35 37 39 40 43 46 48
- 146 4.1. A víz jelentősége, a vízforrások jellemzői. 4.1.1. A víz jelentősége 4.1.2. Vízforrások jellemzői 4.2. A vizek minősége 4.2.1. Kémiai és biológiai vízminősítés 4.2.2. Bakteorológiai vízminőség 4.3. Vízszennyezés és hatása 4.4. A vízszennyezés és szabályozás helyzete Magyarországon 4.4.1. A vízszennyezés helyzete 4.4.2. A hazai szabályozás rendszere 4.5. A vízszennyezés elleni védekezés 4.5.1. Szennyvizek és tisztításuk 4.5.1.1. Mechanikai szennyvíztisztítás 4.5.1.2. Biológiai szennyvíztisztítás 4.5.1.3. Kémiai-fizikai szennyvíztisztítás 4.5.1.4. Iszapkezelés 4.5.2. A házi és ipari szennyezés együttes kezelése 4.5.3. Ipari és mezőgazdasági szennyvizek elhelyezése 4.5.4. Fertőtlenítés 4.5.5. Foszforeltávolítás 5. TALAJ VÉDELME 5.1. A talajszennyezések fajtái és mértéke 5.2.. Az "öröklött" szennyezések problémája 5.3. A talajszennyezés mértéke hazánkban 5.4. Óvintézkedések 5.5. Az "öröklött" szennyezések megszüntetése 6. HULLADÉKGAZDÁLKODÁS 6.1. A hulladékok jellemzői, hatásuk a környezetre 6.2. Hulladékszegény technológiák 7. ZAJ ÉS REZGÉS ELLENI VÉDELEM 7.1.Települések környezeti zajterhelése 7.2. A közlekedési zajok csökkentésének lehetőségei 7.3. Üzemi zajok csökkentésének lehetőségei 7.4. Rezgésvédelem FELHASZNÁLT IRODALOM TARTALOMJEGYZÉK ÁBRÁK, TÁBLÁZATOK
48 48 50 52 53 55 56 59 59 61 64 64 66 70 77 78 81 84 93 97 99 99 103 106 108 114 121 121 129 133 134 140 142 144 147 148 150
- 147 -
- 148 -
- 149 -
- 150 -
- 151 -
- 152 -
- 153 -
- 154 -
- 155 -
- 156 -
- 157 -
- 158 -
- 159 -
- 160 -
- 161 -
- 162 -
- 163 -
- 164 -
- 165 -
- 166 -
- 167 -
- 168 -
- 169 -
- 170 -
- 171 -
- 172 -
- 173 -
- 174 -
- 175 -
- 176 -
- 177 -
- 178 -
- 179 -
- 180 -
- 181 -
- 182 -
- 183 -
- 184 -
- 185 -
- 186 -
- 187 -
- 188 -
- 189 -
- 190 -
- 191 -
- 192 -
- 193 -
- 194 -
- 195 -
- 196 -
- 197 -
- 198 -
- 199 -
- 200 -
- 201 -
- 202 -
- 203 -
- 204 -
- 205 -
- 206 -
- 207 -
- 208 -
- 209 -
