1 Příspěvek k problému
Stavba spalovny TKO v Chotíkově Předmluva Oblast vzdálená několik km v západním směru od Chotíkova byla vybrána pro případnou stavbu spalovny tuhého komunálního odpadu (TKO). Občané Chotíkova žijí s dilematem „dát souhlas k výstavbě nebo výstavbě zabránit“. Osobně jsem se v Chotíkově nezúčastnil žádného veřejného shromáždění k uvedenému problému. Výsledky těchto shromáždění znám jen z doslechu a z informací, které jsou inzerovány na internetu velmi záslužným Sdružením občanů Chotíkov. Protože jsem tak napůl chotíkovským občanem, cítím potřebu přispět konstruktivně k řešení problému. Předesílám, že ekologií jsem se profesně nikdy nezabýval, ale jsem pro dodržování zdravých ekologických zásad a vysmívám se ekologickým fanatikům, podle nichž je třeba všechnu energii získávat solárně, z větrných a malých vodních elektráren. Předložený příspěvek vychází z informací a údajů, které jsem získal konzultací na Katedře elektroenergetiky Západočeské univerzity v Plzni. Tato katedra se mj. technickou ekologií zabývá a zajišťuje výuku technické ekologie pro elektrotechnické inženýry. 1 Produkty vznikajících při spalování TKO Tuhý komunální odpad je v současné době velmi aktuálním problémem civilizovaného světa. Jeho spalování se provádí z důvodů hygienických (zamezení šíření epidemií a šíření nemocí) a i technických (skladovacích), neboť spalováním se zmenší původní objem odpadu až o 90%. Při spalování však vznikají jedovaté látky, tzv. dioxiny, které ohrožují zdraví lidí v okolí spalovny. Mimo to – stavba spalovny je ekonomicky výhodná až od určitého většího množství spalovaného odpadu. Jeho svoz dosti významnou měrou zhoršuje životní prostředí v okolí spalovny. Při optimálním spálení 1 tuny TKO vznikne průměrně: 300 kg škváry, 30 kg popílku z elektrofiltru, 6000 m3 kouřových plynů,
2 5 μg dioxinů, tj. toxických (jedovatých) látek (μg=10-6gramu =miliontina gramu), 500 kWh využitelné tepelné energie. Podle zkušeností získaných při spalování TKO v SRN, se 5 μg dioxinů rozdělí takto: 4 μg jsou zachyceny odlučovacím zařízením, 1 μg dioxinů unikne s kouřovými plyny do ovzduší. 2 Dávka dioxinů absorbovaná člověkem v okolí spalovny za jeden den Přijatelná denní dávka dioxinů, která dlouhodobě nevede k poškození zdraví člověka se označuje ADI (Acceptable Daily Inteke). V jednotlivých státech se výše ADI liší (SRN 1-10 pg na kg váhy člověka za den, Dánsko 5, Nizozemsko 4, Kanada 10). Tato odlišnost je známkou toho, že ve stanovení toxicity jednotlivých složek dioxinů není absolutní jistota. Vhodné zřejmě je, přiklonit se k nejpřísnější hodnotě: ADI … 1pg dioxinů na kg váhy člověka za den (pg=10-12g=biliontina gramu) Z uvedené hodnoty ADI vyplývá, že přípustná denní dávka průměrného jedince (s hmotností 75 kg) je dkrit=75 pg. Koncentrace dioxinů v okolí spalovny je výchozím údajem při určování skutečné denní dávky dioxinů přijímané člověkem v okolí spalovny. V dalším je zmíněná koncentrace označena k a její rozměr je akceptován v jednotkách [μg/m3] – μg na krychlový metr vzduchu. Typická závislost k na vzdálenosti od spalovny je znázorněna na dále uvedeném obrázku. Místo s největší koncentrací (kmax) je vzdáleno jednotky km od spalovny a na obrázku je označeno M. Výpočet rozložení koncentrace v okolí spalovny, tzv. Rozptylovou studii, provádí autorizovaná osoba podle Metodického pokynu odboru ochrany životního prostředí při Ministerstvu životního prostředí. Využitelný je k tomu účelu výpočetní program SYMOS (Systém modelování stacionárních zdrojů), který byl vyvinut Českým hydro-meteorologickým institutem (ČHMI). Rozptylovou studii je možno vypracovat až na základě projektu spalovny. Protože při rozhodování je vždy lepší mít k dispozici čísla alespoň přibližná než žádná, je vhodné se uchýlit alespoň k hrubému, ač ne zcela profesionálnímu, výpočtu. Ten lze provést na základě hrubého odhadu maximální koncentrace dioxinů v místě M.
3 k kmax
Vzdálenost od spalovny M Typický průběh závislosti koncentrace dioxinů v závislosti na vzdálenosti od spalovny. 0
Pro tento odhad je možno přijmout vztah, který zjednodušeně předpokládá homogenní koncentraci dioxinů rozptýlených v určitém objemu vzduchu v místě M: k max
Pq V
(1)
Ve vztahu (1) je kmax [μg/m3] … koncentrace dioxinů v místě M, P [t/hod.] … výkon spalovny (počet tun spáleného TKO za hodinu), q [μg] … hmotnost dioxinu, který unikne s kouřovými plyny do ovzduší při spálení jedné tuny TKO, 3 V [m ] … objem vzduchu aktuální pro výpočet kmax. Objem V závisí na podmínkách klimatických, geografických a i na technickém řešení spalovny – především na výšce komínu. V dalším se při výpočtu V zjednodušeně předpokládá, že z komínu se šíří spaliny „trychtýřovitě“. „Trychtýř“ se „ohýbá“ ve směru větru a postupně zvětšuje plochu svého průřezu. V bezprostřední blízkosti spalovny je „stín“ s relativně malou koncentrací k - to je také zřejmé z výše uvedeného obrázku. Místo M, obrazně řečeno, se nalézá v místě, kde se „trychtýř“ právě dotkne země. Zde je možno předpokládat největší koncentraci škodlivých látek. Čím větší jsou v uvedeném místě „průřez trychtýře“ a rychlost větru, tím menší koncentraci kouřových plynů a tedy i dioxinů je možno v tomto místě předpokládat. Pro hrubý odhad V lze přijmout vztah: (2) V Sv Ve vztahu (2) je S [m2] … plocha průřezu mraku spalin v místě M, v [m/hod.]…rychlost větru.
4 Je-li známa koncentrace kmax, je možno určit maximální denní dávku dioxinu přijatou v okolí spalovny člověkem. S předpokladem, že při každém vdechu absorbuje člověk všechny vdechnuté škodliviny (ve skutečnosti jich absorbuje jen část), vychází pro maximální hledanou denní dávku dioxinů: (3) dmax k maxQ dmax[μg]… maximální denní dávka dioxinů přijatá člověkem v okolí spalovny, 3 Q [m ] … objem vzduchu vdechnutého průměrným člověkem za jeden den (cca 15 m3). V následující tabulce jsou uvedeny maximální hodnoty denní dávky dioxinů přijaté člověkem v okolí spalovny. Jsou stanoveny podle přibližných vztahů (1) až (3). Výpočet vychází z velikosti q=1μg a dále z velikosti S, která je velmi diskutabilní. Kontura průřezu mraku kouřových zplodin je zřejmě v místě M nepravidelnou křivkou, která se více či méně přibližuje elipse nebo kružnici. V tabulce je počítáno s plochou S odpovídající kružnici o poloměru poměrně malém … 250 m (to aby byl výpočet na straně bezpečnosti). Hodnoty dmax jsou v tabulce uvedeny v závislosti na výkonu spalovny a v závislosti na rychlosti větru. Tabulka v - rychlost větru [km/hod.] 0,5 1 5 10 20 P-výkon spalovny [t /hodinu]
dmax – maximální denní dávka dioxinů přijatá člověkem v okolí spalovny [pg] 0,6 0,3 0,06 0,03 0,015
12 6 1,2 0,6 0,3
24 12 2,4 1,2 0,6
37 19 3,8 1,9 0,8
49 25 5 2,5 1,3
60 30 6 3 1,5
1
20
40
60
80
100
Z tabulky je zřejmé, že až do výkonu spalovny 100 tun odpadu za hodinu a téměř při bezvětří (normální rychlost větru bývá zhruba 4 až 30 km/hod.) platí: dmax < dkrit (4) Výsledek (4) je známkou bezpečného provozu spalovny. Tuto informaci je však třeba přijmout s tím, že se k ní dospělo velmi zjednodušeným výpočtem.
5
Vztah (3) je však možno využít k mnohem kvalitnější informaci, a to měřením koncentrace k okolo některé ze spaloven, které jsou již v provozu. Získá se tak mapa rozložení k v oblasti spalovny a z ní zbývá jen vyčíst hodnoty kmax a podle vztahu (3) určit příslušné hodnoty dmax. Dá se předpokládat, že výše zmíněné mapy již existují. 3 Svoz TKO Stavba spalovny je zřejmě ekonomická až od určitého dosti značného množství odpadků spalovaných za den. S předpokladem výkonu spalovny např. 100 tun/ hodinu to představuje (při poměrně malé specifické hmotnosti TKO) průjezd stovek nákladních automobilů denně, a to prakticky po jediné komunikaci vedoucí v bezprostřední blízkosti Chotíkova. To napovídá, že navrhovatel spalovny by měl svozu odpadků věnovat nemalou pozornost a předložit obyvatelům Chotíkova návrh na ošetření tohoto svozu tak, aby nebylo ohrožováno zdraví obyvatel ani spalinami z naftových motorů, ani hlukem. 4 Závěr Přednosti spaloven TKO jsou běžně známé: 1. Spalovna TKO neohružuje okolí infekcemi, unikáním jedovatých plynů, především methanu, vznikajících doutnáním nespalovaných odpadků. 2. Původní objem TKO se spalováním zmenší až o 90% 3. Spalování TKO je zdrojem využitelné tepelné energie. Nevýhody: 1. Spalovna ohrožuje okolí emisemi jedovatých zplodin. Při optimálním provedení spalovny je možno přijmout, že tyto zplodiny neohrožují zdraví obyvatel okolí spalovny. Nevyzpytatelné jsou však havárie provozu, v nejlepším případě poruchy odlučovacích filtrů, které emisi dioxinů mohou zvýšit až na pětinásobek. 2. Svoz TKO je nemalým zásahem do životního prostředí okolí spalovny. Předpokládaný postup před případným zahájením stavby je: 1. Navrhovatel stavby oznámí krajskému úřadu (KÚ) svůj záměr 2. KÚ pak řídí další postup v hlavních rysech takto: Projekt spalovny je předložen autorizované osobě (na navrhovateli nezávislé), která vypracuje dokument „Vliv stavby na životní prostředí“, jehož obsahem zřejmě mj. je i
6 Rozptylová studie zmiňovaná v předchozím a neměl by zde chybět ani vliv svozu odpadků. Na základě výše uvedeného dokumentu a s přihlédnutím k vyjádření okolních obcí a Občanského sdružení Chotíkov, KÚ stavbu povolí nebo nepovolí. Občanské sdružení občanů v této záležitosti hraje velmi významnou roli. Úloha OÚ: 1. OÚ musí před konečným rozhodnutím (ano nebo ne) přimět navrhovatele stavby, aby ještě před vypracováním projektu předložil co nejvíce dostupných podkladů - především mapu změřených koncentrací dioxinů v okolí některé již provozované spalovny, která má zhruba stejný výkon (t/hod.) jako spalovna navrhovaná a dále návrh na ošetření svozu odpadků tak, aby neohrožoval zdraví občanů v okolí příslušné dopravní komunikace. 2. V případě souhlasu se stavbou musí OÚ právně zajistit přiměřeně velký zisk z energie produkované spalovnou a i z plateb za spalování odpadu. 3. V případě realizace stavby by si měl OÚ vyhradit právo spoluúčasti na kontrole dodržování bezpečné a optimální technologie spalování TKO. Domnívám se, že až dosud probíhají vyjednávání ze strany Chotíkova s vědomím plné odpovědnosti. Za velmi zdravou považuji opozici, kterou zajišťuje především Občanské sdružení Chotíkov (OS). V konečné fázi, v období před případným schvalováním stavby KÚ, by mělo dojít ke sjednocení stanovisek OÚ a OS - tj. nesouhlasíme nebo souhlasíme, ale s těmito přiměřenými požadavky (např. podíl na zisku spalovny, protihlukové zábrany na dopravní komunikaci, …) Příspěvek předkládá 14. října 2008 Prof. Ing. F. Vondrášek, CSc.
