SOILUTIL Hulladékok kockázatmenedzsmentje, talajromlás és hulladékgazdálkodás: a SOILUTIL szakértıi rendszer
Készítette: Gruiz Katalin SOILUTIL Konferencia, 2013
KÖRNYEZETI KOCKÁZATMENEDZSMENT GAZDASÁG
JOG
POLITIKA
KÖRNYEZETPOLITIKA
KOCKÁZATMENDZSMENT
KOCKÁZAT FELMÉRÉSE 1. VESZÉLY AZONOSÍTÁSA 2. KOCKÁZAT FELMÉRÉSE 3. FELMÉRÉS PONTOSÍTÁSA
MONITORING
KOCKÁZAT CSÖKKENTÉSE 1. MEGELİZÉS 2 . KORLÁTOZÁSOK 3. REMEDIÁCIÓ SOILUTIL Konferencia, 2013
VESZÉLY AZONOSÍTÁSA A hulladékok veszélyessége attól függ, hogy van-e bennük veszélyes anyag
KOCKÁZAT FELMÉRÉSE A környezeti kockázatfelmérés alkalmas a hulladékok talajjavításra való alkalmazásának, alkalmazhatóságának felmérésére és más alternatív hulladékkezelési vagy hasznosítási technológiákkal történı összehasonlításra. SOILUTIL Konferencia, 2013
Hogyan számítjuk ki a hulladék kockázatát? Csak akkor használható, ha ismerjük a veszélyes vegyi anyagokat a hulladékban RCR = PEC / PNEC A veszélyes összetevıkön kívül ismerni kell környezet jellemzıit is: víz- és területhasználat módját, receptorokat SOILUTIL Konferencia, 2013
Több komponens együttes kockázata Hulladék összetevők
Kockázat felmérés
Komp n
RCRn
Komp 4
RCR4
Komp 3
RCR3
Kockázat összegzés
Kockázat a környezetre és annak használóira
ΣRCR1–n Komp 2
RCR2
Komp
RCR1
ΣRCR1–n
Veszélyes anyag – kockázat a receptorokra – az összes komponens összes kockázata
ΣRCR1–n
INTEGRÁLT KOCKÁZATI MODELL Hulladékban lévı veszélyes anyag(ok)
Hulladék TERJEDÉSI MODELL
talaj
talajvíz
üledék
felszíni víz
levegı Környezeti elemek
ember
ökoszisztéma lebontók termelık
EXPOZÍCIÓS EXPOZÍCIÓS MODELL MODELL
fogyasztók
receptorok SOILUTIL Konferencia, 2013
Veszély és kockázat megkülönböztetése Ugyanaz a „veszélyes” hulladék kis kockázatot jelent a szántóföldön, de nagyot az óvodában. Nem kockázatos egy bányaterületen, de kockázatos kirándulóhelyen. Nem jelent kockázatot ha a talajvizet nem használják, de kockázatos ivóvízbázisok területén. Kis kockázatot jelent az utak mentén, a lerakókon, de nagy kockázata lehet mezıgazdasági területen. Nem kockázatos meszes talajban, de az lehet savanyú talajban, stb. ELİRE MEGHATÁROZOTT VESZÉLYESSÉG ALAPJÁN (PL. BESOROLÁS) NEM LEHET JÓL DÖNTENI, CSAK A KÖRNYZETI KOCKÁZAT ALAPJÁN! IDİSOR IS KELL! SOILUTIL Konferencia, 2013
HULLADÉKMENEDZSMENTİL FÜGGİ KOCKÁZAT MÉRTÉK
Hulladék
Nagy kockázat levegıre, vízre, talajra, emberre, ökoszisztémára
Kockázat levegıre feszín alatti és felszíni vízre, higiénés kockázat
Újrahasznosítás
Nincs kockázat
Minimális kockázat
Rejtett hibákból, nem adekvát használatból adódó kockázatok
Globális kockázatok: CO2, SOx, NOx Technológiára és környezetre károsan ható szennyezıanyag
VESZÉLY ÉS KOCKÁZAT A hulladékok talajjavításra történı használatának kockázatmenedzsmentje során különbséget kell tenni a hulladék veszélyessége és a hulladék talajra alkalmazásának területhasználat-specifikus kockázata között. A hulladékok kockázatának megítélése a bennük lévı vegyi anyagok veszélyességébıl kiindulva történik. (Nem csak a veszélyes hulladékoknál!) A vegyi anyag kockázata a hulladékalkalmazási helyszínt használók kitettségétıl függ. Az pedig a talajtípustól, a területhasználattól, a klimától, idıjárástól, stb. Az alkalmazás akkor környezethatékony, ha a kockázat az elfogadható mértéken belül marad, azaz RQ<1. SOILUTIL Konferencia, 2013
HULLADÉKHASZNOSÍTÁS TALAJRA 1.
Hulladék elıkezelés: aprítás, bizonyos szemcsemére-frakció elıállítása
2.
Geotechnikai elemek: víztartó kapilláris réteg
3.
Talajjavítás: homokos talaj
4.
Talajjavítás: terméketlen talaj
5.
Talajremediáció: szennyezett talaj
6.
Erózióra hajlamos talaj textúrájának javítása
7.
Talaj fizikai stabilizálás: eróziógátlás
8.
Talaj kémiai stabilizálása: fémekkel szennyezett talaj
9.
Termesztıkızeg elıállítása
kapilláris gát
10. Tápanyagpótlás: speciális tápanyagigényő növények termesztésére 11. Degradálódott, rossz textúrájú talaj: szervesanyag (humusz) pótlás 12. Hulladék megsemmisítése (kezelése, tárolása) a talajban CO2 többlet termelése nélkül
TALAJRA ALKALMAZÁS: KOCKÁZAT ÉS BIZONYTALANSÁG MÉRTÉKE
Nagy kockázat levegıre, vízre, talajra, emberre, ökoszisztémára óriási bizonytalanság
Kockázat levegıre, vízre, higiénés kockázat nagy bizonytalanság
Konkrét összetevık ık veszélyessége
Hulladék talajra alkalmazása
Megelızhetı minimális kockázat, nincs bizonytalanság
Minimális kockázat minimális bizonytalanság A helyszín variabilitásától függı bizonytalanság
Túl általános, alá- és fölébecslés kockázata és a bizonytalanság nagy Általánosságban, elsı fokozatként alkalmazható, nagy bizonytalanság
Hulladékok talajra hasznosításának környezeti kockázatmenedzsmentje Információ hulladékról, hulladékhasznosítási technológiáról és terület/ talaj-használatról
Felmérések / elırejelzések
Kockázat jellemzése
Kockázat-alapú döntéshozatal
Kommunikáció
Veszélyfelmérés (PNEC/DNEL)
Nem
Hulladék /hasznosítási adatlap
Veszélyes? CMR/PBT?
igen
Kommunikációs e-adatbázis
SOILUTIL Konferencia, 2013
Expozició felmérése (PEC)
igen
iteráció
Rendelkezésre álló és szükséges információ
RCR
Kockázat kontrollált?
nem
Több káros hatás összegzése Veszélyeztetett régió
A hulladék hatásai
Hatások mértéke
Hatások relatív értéke
Hatásn
% Hatásn
Hatás4
% Hatás4
Hatás3
% Hatás3
Hatás2
% Hatás2
Hatás1
% Hatás1
Összes hatás a régióra
Σ%IHatás1–n
Vízgyűjtő – hulladék hatásainak leltára – hatások relatív mértéke – összes hulladékhatás
A KOCKÁZATALAPÚ MEGÍTÉLÉS ÉS DÖNTÉS ELİNYEI A hulladékok kockázat alapú megítélése, kockázatuk számszerősítése, hasznosítható tulajdonságaik, értékeik figyelembevétele és számszerősítése lehetıvé teszi a hulladékok felhasználását pl. • leromlott vagy rossz minıségő talajok javítására, • szennyezett talajok remediálására • ezzel párhuzamosan a hulladéklerakók fenntartható és öko-hatékony csökkentésére, ill. megszüntetésére. (SOILUTIL, 2010).
SOILUTIL Konferencia, 2013
VESZÉLY‒ ‒ÉRTÉK felmérése VESZÉLY
ÉRTÉK
SOILUTIL Konferencia, 2013
KOCKÁZAT‒ ‒HASZON felmérése
TermészetI és társadalmi környezet KOCKÁZAT
HASZON
KOCKÁZAT ÉS HASZON A hulladékok nem megfelelı kezelésébıl és elhelyezésébıl, valamint a talaj degradációjából eredı rövid- és hosszútávú kockázatok kvantitatívvá tehetıek (mérıszámmal jellemezhetıek) és ezek a mérıszámok összehasonlíthatóak a hulladékok talajra történı hasznosításának kockázataival. Ugyanakkor az értékekbıl adódó hasznok és elınyök is kvantitatívvá tehetıek és felmérhetıek technológiai, valamint társadalmi-gazdasági felmérési és értékelési eszközökkel. A kockázat és a haszon együtt képezi a hulladékok talajjavításra történı alkalmazását érintı döntéshozás alapját (Gruiz, 2009). SOILUTIL Konferencia, 2013
Hulladékhasznosítási technológiák összehasonlító értékelése és verifikációja
Technológiai hatékonyság
Anyagmérleg
Környzeti / ökológiai hatékonyság
Lokális kockázatfelmérés Regionális kockázatfelmérés Globális hatások Életciklus felmérés
Társadalmi-gazdasági hatékonyság
Idı és energiaigény felmérés Költséghatékonyság felmérés Költség-haszon felmérés
SOILUTIL Konferencia, 2013
MCA Multikritérium analízis
Az összes jellemzı aggregálása
Fizikai kémiai jellemzők
Biológiai, ökotox hatások
Környezeti viselkedés, sors
Integrált értékelés
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
HULLADÉK MENDZSMENT ÉS A TELJES ÉLETCIKLUS Hulladék alkalmazás LCA
Felhasznált források leltára
Kibocsátáso k leltára
Hatások mértékének jelemzése
Határok súlyozása és összegzése
A környzetre káros potenciál mennyiségi jell.
Hulladék
anyag energia
kibocsátás
hatás
hatás
Használat
anyag energia
kibocsátás
hatás
hatás
Szállítás
anyag energia
kibocsátás
hatás
hatás
Összegzett hatás a Globális felmelegedésre eutrofizációra savanyodásra Források terhelése ózonrétegre stb.
Termelés
anyag energia
kibocsátás
hatás
hatás
Nyers anyag
anyag energia
kibocsátás
hatás
hatás
Életciklus – hatás a forrásokra – kibocsátás – relativ hatás – hatás összegzése – interpretáció
Talajromlási folyamatok leírása, konkrét érték megadása
Talaj Javítandó javítási célok, talaj/konstrukció konkrét problémák neve céltényezı paraméter anyagtartalom terméktartalom
Hulladék hasznosítandó céltényezı paraméter anyagtartalom terméktartalom
A terület a korábbi Toxikus Mobilis Tatabányai erımővi bányászati terülen átfolyó fémszennyezet fémtartalom pernye, puzzolán Toka-patak által szállított aktivitás, t-ség csökkentése. A fémtartalmú hulladék által kockázatának Toka-patakra fémmegkötı hatás, az áradások során elfogadható javasolt, kockázat mikroelemtartalom, talaj elszennyezıdött. Összes szintre alapú határérték: fémtartalmak (királyvizes csökkentése Cd: 1 µg/l, Zn: vízháztartására kivonat): Cd: 4,1-11,1 100 µg/l, Pb: 10 gyakorolt pozitív mg/kg; Zn: 871-1863 µg/l, As: 10 µg/l. hatás mg/kg; Pb: 227-1589 mg/kg; As: 57,0-330 mg/kg. Mobilis fémtartalom (vizes kivonat, az összes százalékában megadva) Cd: 15,5%-ig, Zn: 10,8%-ig.
Hasznosítandó Területhasznála Hulladék Hulladék Korlátozó ttól függı egyéb nem veszélyei céltényezı tényez haszna konkrét és hasznosuló (konkrétan) (általában) relatív és mérhetı értékei paraméter abszolút hasznok (összhasonlító anyagtartalom elemzésekhez) terméktartalo m neve, értéke
Irreverzibilis fémmegkötı hatás, mobilis fémmennyiség csökkentése a talajban, a lefolyó és átfolyó vizekben, a növényekben és a teljes ökoszisztémáb an
SOILUTIL Konferencia, 2013
Növények Építési Mobilis Mobilis Mo fémtartalmának alapanyag, és Se tartalom fémtartalom, csökkenése talajszilárdítás, (Vízzel porzás növényeket szintézisek kioldható Mo: fogyasztó alapanyaga 0,314 mg/kg, állatok és Se: 0,250 emberek által mg/kg), kis felvett szemcseméret fémmennyiség csökkentése, Toka-patak fémtartalmának csökkentése
Pernyével kezelt meddıkızet: vízoldható fémkoncentráció és a növények fémfelvétele
Vizes kivonat (mg/kg soil)
Növényi bioakkumuláció bioteszttel mérve (mg/kg száraz növ.)
Természetes növényzet (fő) fémfelvétele (mg/kg száraz növ.)
Cd
Zn
Pb
As
Cd
Zn
Pb
As
Cd
Zn
Pb
As
Kontroll Nem kezelt
0.24
25.7
0.56
132
1.9
345
11.3
0.8
2.8
561
117
13.0
5% pernye
0.01
0.06
0.06
40.5
0.3
85
3.5
0.8
0.5
190
2.0
0.8
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
Holt szerves anyag: lehullott levél, komposzt, megsemmisítendı hulladék, stb.
CO2
Kevesebb vagy semmi CO2 talajfelszín
normál
Mikroorganizmusok mineralizációja
alternatív
Humuszképzıdés = CO2 trapping (1)
SOILUTIL Konferencia, 2013
Mész+CO2 = CO2 trapping (2)
CO2 termelés és sejtszám olajos hulladék talajban történı megsemmisítése során
Kezelés
CO2 termelés (mmol)
Sejtkoncentráció (sejt/g talaj)
Fajlagos CO2 termelés (mmol/sejt 1010)
kontroll
1.0
9.0 x 106
2.0
5% olajos hulladék
1.9
7.5 x 107
0.5
5% olajos hulladék +mész
1.2
2.3 x 108
0.1
SOILUTIL Konferencia, 2013
Fahamu optimális mennyisége
SOILUTIL Konferencia, 2013
Konkrét talajromlási eset földrajzi helye, kiterjedése
Talajro Talajromlá Talajjavítás Javítandó Hulladék mlási si célja talaj/kon- hasznosítan folyama folyamatok problémák strukció dó tok leírása, konkrét céltényezı miatti konkrét céltényezı paraméter károk, érték paraméter anyagtartal kockáza megadása anyagom tok tartalom terméktarta terméklom tartalom ASA Gyál Kis Humusz Táp Táp Nyers hulladék- humusz tar-talom humusz humusz szennyvíz lerakó tartalom 1,38% növelése 2,5% iszap nyugati célértékre szerves oldal. növelés és anyag GPS: évente tartalom: E: 663931 pótlás egy 19,8% N: 224075 állandó P2O5:8356 szint mg/kg tartása K: 5610 céljából mg/kg Kisfosz AL-P2O5% Növények AL-P2O5 fortar- 9,42 számára 100 talom hozzáférhet célértékre ıP évente növelése pótlás Textúra Erısen problém kötött, agyagos a K(A)>60
textúra javítása
szervetlen és szerves adalékokk al elérni a 45 alatti Arany-féle kötöttséget
Hasznosítandó céltényez ı haszna relatív és abszolút
Területh asználatt ól függı konkrét és mérhetı hasznok
Hulladék Hulladék Korlátozó Kockázat a Kockázatkeze egyéb nem veszélyei tényezı célhelyen lés a hasznosuló (konkréta (általában) (konkrét célhelyen értékei n) paraméter terület/talajh (összhasonlí anyagtartal asználat tó om mellett neve, elemzésekh terméktarta értéke ez) lom neve, értéke
N, P, K kiváltás, szervesanyagpótlás, mikroele m, élıhely, textúra lazítása
Növény Komposz növeked tálás és, beltartal om, talajmikr oflóra aktivitás
Nincs patogén, nem toxikus (növényi mikrobiál is tesztorganizm u-sokra)
Bekeverhe tıség: 10% felett nehezen bedolgozha tó.
Rossz elkeveredés esetén az adalékanyag lemosódik a rézsőrıl, a kívánt hatást nem éri el.
Több ütemben történı bekeverés, erózióvédele m (növényzet, erózióvédı háló) alkalmazása
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
Köszönöm a figyelmet!
SOILUTIL Konferencia, 2013
SOILUTIL Konferencia, 2013
A talaj és a hulladék paramétertípusok párosítása Talaj paramétertípus (adatlapról)
MU
Hulladék paramétertípus (adatlapról)
MU
Térfogattömeg
g/cm3
Sőrőség
g/cm3
Humusztartalom=Szervesanyagtartalom (%)
%, mg/l, mg/kg
Szervesanyag-tartalom vagy izzítási veszteség, TOC
%, mg/l, mg/kg
Mésztartalom (karbonátok)
%
CaCO3
%
pH
-
pH
-
Szemcseméret-eloszlás (%) (3 frakció: homok (0,02-2 mm) iszap (0,002-0,02 mm), agyag (<0,002 mm)
%
Szemcseméret-eloszlás (%) (3 frakció: homok (0,05-2 mm) iszap (0,002-0,05 mm), agyag (<0,002 mm)
%
mg/kg
Toxicitás (fémtartalom hozzáférhetıség)
mg/kg
Arany-féle kötöttség (KA) Toxikus elemek (Határértékek)
Puzzolánaktivitás SOILUTIL Konferencia, 2013
Megjegyzések
számított szerves C-bıl (TOC x 1,72)
Atterberg-féle/ USDA