Tykająca bomba z niebezpiecznych odpadów

W naszych wcześniejszych tekstach wspominaliśmy o dwóch rodzajach odpadów niebezpiecznych - o odpadach medycznych i radioaktywnych. Dziś pora na pozostałe odpady z tej bardzo szerokiej kategorii.

Wciąż jeszcze zbyt dużo substancji niebezpiecznych w naszym kraju kończy swój żywot na specjalnych składowiskach czy w mogielnikach. Pocieszające, przynajmniej dla zwolenników tej metody, że coraz więcej odpadów podlega przetwarzaniu w nowoczesnych systemach, służących do spalania. W tym miejscu warto wymienić najpowszechniej występujące odpadowe substancje niebezpieczne. Są to m.in. środki do impregnacji lub konserwacji drewna, biocydy (związki syntetyczne do zwalczania szkodliwych organizmów w rolnictwie, leśnictwie i przechowalnictwie), pozostałości substancji stosowanych jako rozpuszczalniki, sole hartownicze bez cyjanków i zawierające cyjanki, oleje mineralne i substancje oleiste powstające m.in. w procesach obróbki metali, różnego rodzaju emulsje lub mieszaniny, np. olej - woda, czy węglowodory - woda, materiały smoliste, powstające w procesach rafinacji czy destylacji. W tej grupie odpadów znajdują się tusze, barwniki, pigmenty, farby, lakiery, pokosty, żywice, lateks, kleje i spoiwa. Pozostałości laboratoryjne, powstające w wyniku prac naukowo-badawczych, szczególnie niebezpieczne, bowiem nie jest znane ich oddziaływanie na człowieka i środowisko naturalne, środki pirotechniczne i materiały wybuchowe, chemikalia stosowane w przemyśle fotograficznym lub do obróbki zdjęć, mydła, tłuszcze i woski pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego, popioły, żużle, pyły i proszki metaliczne, zanieczyszczone urządzenia i pojemniki, baterie, akumulatory i inne ogniwa elektryczne, oleje roślinne. Lista odpadów niebezpiecznych jest bardzo długa i z pewnością nie jest naszym zamiarem wymienienie ich wszystkich, faktem jest jednak, że ilość niebezpiecznych odpadów rośnie wraz z postępem cywilizacyjnym dokonującym się w naszym kraju.

Składowisko czy mogielnik?
W przypadku odpadów niebezpiecznych przepisy dotyczące ich odzysku, unieszkodliwiania i transportu są wyjątkowo restrykcyjne, ich zakres regulują wspólne rozporządzenia ministrów ds. gospodarki i transportu. Jeśli chodzi o transport odpadów niebezpiecznych do miejsc unieszkodliwiania bądź składowania, to w tym przypadku istotne są zarówno informacje o środkach przewozu, warunkach załadunku, jak i opakowaniu i oznakowaniu odpadów. W opisie transportu musi być zawarta instrukcja postępowania na wypadek, gdyby coś poszło źle i gdyby zaistniało realne zagrożenie dla zdrowia lub życia ludzi.

Składowisko jest najgorszym z możliwych rozwiązań kwestii odpadów niebezpiecznych. Jeśli jest taka konieczność, odpady niebezpieczne mogą być składowane na specjalnych wysypiskach, bądź - odizolowane - na składowiskach przeznaczonych dla zwykłych odpadów. Dotyczy to wyłącznie substancji niebezpiecznych, które nie wchodzą w reakcje z odpadami "bezpiecznymi".

Właściciel odpadów, we wniosku kierowanym najczęściej do starosty powiatowego, powinien ubiegać się o zgodę na utworzenie składowiska i w owym wniosku musi zawrzeć informację o właściwościach fizycznych odpadów, m.in. o postaci w jakiej występują, o właściwościach chemicznych i biologicznych, o możliwych reakcjach z innymi substancjami, o toksyczności i trwałości, o sposobie ich opakowania przy magazynowaniu, o ewentualnych zabezpieczeniach.

Specyfikacja powinna opisywać dokładne położenie składowiska wraz z charakterystyką terenów przyległych i zawierać zobowiązanie do monitorowania miejsca magazynowania odpadów. Powszechnym wymogiem jest prowadzenie badań ewentualnego oddziaływania składowiska na wody gruntowe. Decyzja o lokalizacji składowiska pociąga za sobą konieczność przestrzegania rygorystycznych przepisów dotyczących stref ochronnych dla ujęć wody pitnej i dla potencjalnych obszarów chronionego krajobrazu. Składowisko powinno być wyposażone w system uszczelnień, drenażu, bezpiecznego odprowadzania wycieków i musi zawierać perspektywiczny plan rekultywacji terenu, po likwidacji składowiska.

Przypominamy, że polskie prawo zakazuje składowania odpadów medycznych i weterynaryjnych, odpadów w postaci ciekłej (wyjąwszy szlamy) zawierających wodę w ilości powyżej 95% ich masy całkowitej, odpadów o właściwościach żrących, utleniających, łatwopalnych i wybuchowych. Jeśli zaś chodzi o lokalizację miejsc składowania to jest ono całkowicie zabronione w akwenach - śródlądowych wód powierzchniowych, podziemnych i w morzu. Zatłaczanie bez wad?

Nieco lepsze niż otwarte składowiska są rozwiązania zakładające czasowe gromadzenie odpadów niebezpiecznych w mogielnikach, w zamkniętych zbiornikach, w specjalnie przygotowanych basenach lub boksach, w nieczynnych, pogórniczych wyrobiskach. Niektóre substancje niebezpieczne podlegają tzw. zatłaczaniu głębinowemu. Warto na chwilę zatrzymać się przy tej technologii. Stosowana od ponad 30 lat, przez duże koncerny chemiczne, głównie w USA, jest procesem niezwykle złożonym, ale - co zaskakujące - stosowanie tej metody jest o blisko 20% tańsze niż powszechnie stosowane metody konwencjonalnego przetwarzania odpadów niebezpiecznych: składowanie i chemiczna neutralizacja. Tajniki tej metody są bardzo pilnie i zazdrośnie strzeżone. To, co wiemy - odwierty w ziemi sięgają nawet na głębokość 1600 m, do formacji geologicznych, które nie mają wartości surowcowej, są skutecznie ograniczone formacjami nieprzepuszczalnymi, są wystarczająco porowate, by przyjąć duże ilości odpadów, są zlokalizowane z dala od obszarów aktywnych sejsmicznie. Średnia głębokość zatłaczania to 1200 m. Metoda jest stosunkowo bezpieczna, oczywiście wedle raportów zainteresowanych koncernów chemicznych i rafinerii. Do zanieczyszczeń wód gruntowych, w wyniku wadliwego przeprowadzenia procesu, dochodziło bardzo rzadko. Szacunki mówią o 1%, kiedy to odwiert był niewłaściwie zlokalizowany lub wadliwie zaprojektowany, gdy np. tempo zatłaczania było zbyt duże, bądź formacje izolujące otwór były niewystarczające.

Metoda - choć bardzo nęcąca - budzi jednakże niepokój. Nie da się poczynić zdecydowanego założenia, że odpady pozostaną odizolowane od źródeł wody pitnej na zawsze. Procesy geologiczne charakteryzują się dużą zmiennością w czasie i nie można w sposób odpowiedzialny zakładać, że odpady znajdujące się kilkaset metrów poniżej warstwy wodonośnej, nie będą w przyszłości stanowiły dla niej zagrożenia w stopniu zbliżonym do zagrożeń, jakie stwarzają dziś dla wód gruntowych powierzchniowe składowiska odpadów.

Neutralizacja i przetwarzanie termiczne
Neutralizacja chemiczna przez rozcieńczanie i tym samym zmniejszenie toksyczności jest możliwa tylko w przypadku niektórych odpadów niebezpiecznych. Kolejny sposób to przechowywanie substancji niebezpiecznych w szczelnie zamkniętych pojemnikach, utrzymujących tę szczelność przez wiele lat, w specjalnie przygotowanych boksach, basenach, zagłębieniach terenu, mogielnikach. Tego typu składowiska są odgradzane, pokrywane warstwą gliny, betonu lub tworzywa sztucznego i są lokalizowane z dala od ludzkich siedzib. W tym przypadku oczekuje się, że substancje przechowywane w taki sposób, z biegiem lat stracą swą toksyczność. Te zaś, o których wiadomo, że nie podlegają biodegradacji będą w mogielnikach oczekiwały przez lata na moment, kiedy postęp technologiczny pozwoli na ich neutralizację. Rozwiązania te nie gwarantują stuprocentowego powodzenia i budzą sporo obaw w kontekście potencjalnego rozszczelnienia pojemników czy też ich kradzieży. Pozostaje przetwarzanie termiczne, rozwiązanie mocno dyskusyjne, przez jednych chwalone, przez innych permanentnie oprotestowywane. Substancje niebezpieczne pochodzenia medycznego i weterynaryjnego nie mogą być składowane, są więc w całości spalane. Wiele substancji wchodzących w skład odpadów niebezpiecznych również poddaje się spalaniu.

Termiczne przekształcanie odpadów niebezpiecznych może się odbywać wyłącznie w spalarniach, spełniających wyśrubowane normy technologiczne i przystosowanych do przetwarzania substancji niebezpiecznych. Właściciel odpadów jest zobowiązany do sporządzenia specyfikacji substancji dostarczanych do spalarni. Opis musi uwzględniać skład fizyczny i chemiczny, właściwości, kaloryczność, informacje o substancjach, z którymi odpady mogą wchodzić w reakcję podczas spalania. W spalarni określa się ilość odpadów, pobierane są próbki w celu zweryfikowania ich składu. Zarządzającym spalarnią stawiany jest wymóg określenia sposobu zagospodarowania odpadów powstałych po termicznej obróbce.

Obróbka termiczna dużej grupy odpadów niebezpiecznych odbywa się w piecach obrotowych. Wyposażone w obracający się bęben, utrzymują odpady w ciągłym ruchu, co zapewnia dobry dostęp powietrza i szybkie spalanie substancji wysokokalorycznych. Ruch obrotowy umożliwia najpierw pełne odgazowanie odpadów, potem zaś ich zgazowanie. Piec jest wyposażony w termoreaktor, czyli w komorę dopalania, w system odzysku energii lub wieżę chłodniczą z wewnętrzną izolacją przed HCl (chlorowodorem) i SO² (dwutlenkiem siarki). Piec musi być również wyposażony w system oczyszczania dioksyn i furanów, w filtr przeciwpyłowy, który służy również do oczyszczania oparów, a także system monitorujący poziomy NO (tlenku azotu), NO² (dwutlenku azotu) i CO (tlenku węgla).

Podstawowe zalety pieca obrotowego to zapewnienie dobrego wymieszania odpadów, wysoka temperatura operacyjna od 800 do 1400⁰C, odporność instalacji na wysokie temperatury spalania, możliwość spalania w piecu dużych ilości zarówno ciał stałych, jak płynów i gazów, a także ich mieszanin. Część odpadów niebezpiecznych, dla których pożądana jest niższa temperatura spalania, podlega przetwarzaniu termicznemu w piecach fluidalnych. Zakres temperatur spalania w tego typu piecach wynosi od 800 do 900⁰C.

Producenci systemów termicznego przetwarzania odpadów oferują specyficzne instalacje - również w naszym kraju - do unieszkodliwiania materiałów wybuchowych, np. przestarzałej amunicji. System jest wyposażony w taśmowy transporter podawczy, samowyładowujący się kosz podawczy, masywnie zbrojony piec w kształcie walca i instalację chłodzącą. W piecu utrzymywana jest temperatura pozwalająca na detonację amunicji. Z pozostałości po spalaniu, detonacji amunicji, przy użyciu magnesu wychwytywane są metalowe fragmenty.

Wielką nadzieją na termiczne przetwarzanie odpadów niebezpiecznych jest spalanie plazmowe, w temperaturach dochodzących nawet do 12000⁰C! Pisaliśmy o tej metodzie w jednym z pierwszych tekstów dotyczących gospodarowania odpadami. Spalarnie plazmowe - na niewielką skalę - działają już w Japonii, USA i Kanadzie. Są właśnie szczególnie przydatne jeśli chodzi o odpady niebezpieczne i w tym wymiarze były wykorzystywane przez wojsko. Wymagają jednak intensywnych testów na znacznie większą skalę. Dotychczasowe wyniki są bardzo obiecujące - zerowe emisje do atmosfery toksycznych związków i znikoma, niemal zerowa, ilość odpadów powstających w procesie spalania.

Elżbieta Gutowska