Marta Paradowska
Marta Stankowska
Marcin Tabor
określana jako użycie biologicznych
układow w celu redukcji wielkości
zanieczyszczenia powietrza, wody i gleby
lub transformacji rożnego rodzaju
zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe
Remediację stosuje się na terenach
wyeksponowanych na działanie
szkodliwych czynników np..:
- środowiska skażone metalami ciężkimi
- obszary wycieków ropy naftowej
- obszary hutnicze
- obszary prób broni atomowej
- okolice fabryk, wysypisk śmieci oraz
oczyszczalni ścieków
Naturalne
Inżynieryjne
rośliny (fitoremediacja)
drobnoustroje (biohydrometalurgia)
przywracanie zdewastowanym
działalnością człowieka elementom
ś
rodowiska, głównie glebom i
zbiornikom wodnym, ich funkcji
biologicznej
Ś
CIEKI
Główne zanieczyszczenie wód stanowią
ś
cieki przemysłowe.
Obecność metali ciężkich w ściekach może
być też skutkiem korozji rurociągów,
obecnością w detergentach,
odprowadzanymi ściekami z myjni i garaży
samochodowych.
Produktem oczyszczania ścieków są osady
ś
ciekowe, w których stężenie metali ciężkich
jest wielokrotnie wyższe niż w ściekach
Ś
CIEKI-metody oczyszczania
.
Metody chemiczne
neutralizacja
Redukcja/utlenianie
strącanie
Metody
fizykochemiczne
sorpcja
ekstrakcja
Wymiana jonowa
Metody
elektrochemiczne
Metody
biologiczne
Procesy
membranowe
METODY BILOGICZNE
Procesy membranowe
polegają na rozdzielaniu składników mieszaniny wwyniku jej
przepływu przez warstwę porowatą, czyli membranę.
Osad nadmierny-
usuwany
Złoże biologiczne mikroorganizmy
zasiedlające błonę biologiczną. Ich
rola polega na adsorbowaniu
zanieczyszczeń zawartych w ściekach
i rozkładaniu ich w warunkach
tlenowych.
Osad czynny- wysoko
wyspecjalizowaną
biocenozą, na którą
składają się
zarówno mikroorganizmy:
bakterie, grzyby,
pierwotniaki, jak i
zwierzęta tkankowe
(wrotki i nicienie).
membrana
Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach usuwania metali ciężkich
Do mikroorganizmów, dzięki którym możliwe jest usuwanie
metali ze ścieków, osadów ściekowych, odpadów stałych
czy terenów nimi
skażonych, zalicza się:
bakterie,
drożdże,
promieniowce,
pleśnie,
grzyby (bez kapeluszowych),
glony (bez plechowych).
stosowane są szczepy mikroorganizmów charakteryzujące się dobrą
zdolnością namnażania nawet w niekorzystnych warunkach
ś
rodowiskowych.
Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach usuwania metali ciężkich
Usuwanie metali ciężkich przez mikroorganizmy
wynika z mechanizmów:
powierzchniowego wiązania metali przez
reaktywne polimery i makrocząsteczki występujące
w osłonach komórkowych
wewnątrzkomórkowego wiązania metali
Techniki:
-in situ(bez przemieszczania gleby)
-ex situ(z przemieszczeniem gleby)
FITOREMEDIACJA zaliczana jest do
biologicznych metod oczyszczania
gleb,gdzie wykorzystuje się właściwości
niektórych gatunków roślin zdolnych do
pobierania z gleby i gromadzenia w
tkankach zanieczyszczeń, w ilościach nawet
stukrotnie wyższych od spotykanych w
tkankach innych roślin.
Cechy wykorzystywanych roślin:
duża akumulacja metali
duży przyrost biomasy
wysoki stopień przemieszczenia metali z
korzeni do części naziemnych
Przykłady roślin:
mniszek lekarski (Cu)
tobołek ,szpinak (Cd)
kapusta, trawy (Pb)
tobołek,zboża (Fe)
Fitoekstrakcja- wykorzystanie roślin do
pobierania metali z gleb i ich
bioakumulacjiw częściach naziemnych, a
następnie ich usuwanie
Fitostabilizacja- ograniczenie mobilności
metali ciężkich do głębszych warstw
podłoża oraz wtórnego pylenia przy
pomocy roślin
Fitoutlenianie-polega na pobieraniu
przez rośliny substancji toksycznych wraz
z woda i ich transpiracji poprzez liście
Fitofiltracja-wykorzystanie strefy
korzeniowej roślin do usuwania
zanieczyszczeń z wody
Pozytywne rezultaty przy zastosowaniu
fitoremediacji uzyskano np. w
Czarnobylu na Ukrainie oraz w
zakładach Daimler-Chrysler w Detroitw
USA.
Bioremediacja podstawowa to proces
podczas ktorego jedynie naturalne
mikroorganizmy skażonego terenu są
wykorzystywane do obniżenia stężenia
metali ciężkich w gruncie do
bezpiecznego poziomu, w określonych i
akceptowalnych ramach czasowych .
Biostymulacja-natlenianie, dodawanie
pożywek
Bioaugumentacja- wprowadzenie
wyselekcjowanych bakterii o dużej
zdolności do degradacji zanieczyszczeń
Elektrobioremediacja- wykorzystuje
zjawiska mikrobiologiczne,
elektrokinetyczne, chemiczne
Ograniczenie emisji
Redukcja spalania węgla, zmiana systemów
ciepłowniczych
Powszechne stosowanie katalizatorów w samochodach
i wyeliminowanie związków ołowiu w benzynie
Podstawy prawne:
Ministerstwo Środowiska
Warszawa, listopad 2002
Dokument przyjęty przez Radę Ministrów
w dniu 10.12.2002 roku
24 czerwca 1998 r. Polska podpisała ,,Protokół w
sprawie metali ciężkich do Konwencji w sprawie
transgranicznego zanieczyszczania powietrza na
dalekie odległości’’, a także wspólnie z pozostałymi 33
sygnatariuszami tego protokółu przyjęła deklarację, w
której państwa zobowiązują się do realizacji tego
protokółu przed jego wejściem w życie w zakresie, w
jakim będzie to tylko możliwe. Uroczystość podpisania
odbyła się w trakcie Konferencji Ministrów
,,Środowisko dla Europy’’ w Aarhus (Dania).
Podstawowe zobowiązania wynikające z protokołu są
zawarte w artykułach 3 – 8 oraz załącznikach III -
VII
Generalnym celem
strategii jest
ograniczenie lub co najmniej
utrzymanie emisji metali ciężkich do
powietrza na poziomie wynikającym z
porozumień międzynarodowych.
Redukcja rocznej emisji rtęci, ołowiu i kadmu w stosunku do roku
odniesienia (dowolny rok z okresu 1985 – 1995)
Zastosowanie najlepszych dostępnych technik (BAT) dla nowych i
istniejących stacjonarnych źródeł emisji metali ciężkich
Wprowadzenie standardów emisyjnych dla 11 kategorii źródeł lub
alternatywnych i równie skutecznych strategii ograniczania emisji
Wdrożenie określonych środków kontroli produktów zawierających
metale ciężkie zgodnie z zał. VI oraz dodatkowych środków
zarządzania produktami w oparciu o zał. VII
Prowadzenie inwentaryzacji emisji metali ciężkich zgodnie z
metodyką określoną przez organ sterujący EMEP (Europejski Program
Monitoringu i Oceny)
Inwentaryzacja emisji do
powietrza metali ciężkich
kontrolowanych przez Protokół
z Aarhus (kadm, rtęć i ołów)
prowadzona jest w Polsce
systematycznie (co roku)
począwszy od 1980 r.
Sumaryczne dane na temat
emisji Cd, Hg i Pb do
powietrza podane dla całego
terytorium kraju i wszystkich
ź
ródeł emisji przedstawione
są w tab.
[Mg]
METALE CIĘŻKIE
ROK ODNIESIENIA
EMISJA [Mg]
REDUKCJA EMISJI [%]
PROGNOZA EMISJI
[Mg] - CLE 2020
ROK
ODNIESIENIA
2009
KADM
1985
141,9
38,4
73
14
RTĘĆ
1988
39,7
14,6
63
6
OŁÓW
1985
2004,5
467,9
23
146
Ź
ródło:
- krajowe raporty inwentaryzacji emisji
- prognoza na podstawie projekcji
wykonanych w 2007 r. w ramach projektu
DROPS (6 Program Ramowy UE
Przedstawione wielkości krajowych emisji kadmu
(WCZEŚNIEJSZA TABELA)
, ołowiu i rtęci wyznaczono
uwzględniając emisję tych zanieczyszczeń z następujących
kategorii źródeł i procesów:
energetycznego spalania paliw
hutnictwa żelaza i stali
hutnictwa metali nieżelaznych
produkcji materiałów budowlanych, ograniczonej
do produkcji cementu i szkła kryształowego
procesów w przemyśle metali nieżelaznych
przemysłu chemicznego (nieorganicznego),
spalania odpadów
transportu
Najwyższy udział procentowy ładunku
rozpatrywanych metali ciężkich emitowanych do
powietrza pochodził z procesów
energetycznego
wykorzystania paliw;
największy, bo wynoszący ok. 70% całej emisji
krajowej, był on w przypadku kadmu, zaś dla rtęci
wynosił 60%;
ś
wiadczy to, że
sektor produkcji energii elektrycznej i
ciepła
zdecydowanie
dominuje jako źródło emisji
większości metali ciężkich
- dotyczy to również emisji
ołowiu, tradycyjnie kojarzonej z emisjami ze środków
transportu (emisje tego metalu z procesów spalania paliw
energetycznych stanowiły 36% krajowego ładunku
ołowiu, podczas gdy emisje ze środków transportowych
były na poziomie 27%);
Znacząco wysoki jest udział emisji metali
ciężkich związany ze spalaniem węgla w
indywidualnych paleniskach domowych
- w
drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych udział
ten w krajowej emisji tych metali wynosił od
10% w przypadku Hg oraz ok. 30% dla Pb, do
ponad 40% w przypadku Cd (palenisk
domowych nie ma w protokóle, który
stawia granicę 50MW);
Drugim, po procesach energetycznego spalania
paliw, aczkolwiek dużo mniej istotnym źródłem
emisji metali ciężkich, jest
hutnictwo metali
nieżelaznych oraz hutnictwo żelaza i stali;
udział procentowy emisji Pb z procesów
hutniczych wynosił ok. 30%, lecz jedynie ok. 5%
w przypadku Hg i Cd;
Emisje rtęci
odbiegają strukturą sektorową od
pozostałych dwu rozpatrywanych metali, gdyż
drugie główne źródło emisji tego metalu, po
procesach spalania paliw, stanowią procesy
produkcji cementu
, z udziałem w ładunku emisji
krajowej na poziomie 20%;
Wielkość emisji ołowiu z transportu była
porównywalna z emisjami tego metalu z
procesów hutniczych (Ale to było w latach
2000), oba zaś te rodzaje emisji są z punktu
widzenia wielkości emitowanego ładunku
porównywalne z emisją z procesów
energetycznego spalania paliw; nie zmienia to
oczywiście faktu, że
transport był istotnym
ź
ródłem narażenia na ołów
- specyfiką emisji
zanieczyszczeń ze źródeł transportowych są
warunki emisji nie sprzyjające ich
rozcieńczaniu w powietrzu, co było przyczyną
kumulowania się ołowiu w rejonach lokalizacji
tras komunikacyjnych;
Spalanie śmieci
miało marginalne znaczenie,
bowiem tylko 0,5% tych metali.
Normy emisyjne określone protokółem dla następujących kategorii źródeł i procesów:
Spalanie paliw kopalnych – zalecana wartość stężeń zanieczyszczeń w gazach odlotowych
0,03 mg rtęci/m3
0,5 mg ołowiu/m3
0,05 mg kadmu/m3
procesy spiekania - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych - 50 mg/m3;
procesy grudkowania - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych:
(a) mielenie, suszenie - 25 mg/m3,
(b) granulowanie - 25 mg/m3;
wielkie piece - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych - 50 mg/m3;
elektryczne piece łukowe - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych - 20mg/m3;
produkcja miedzi i cynku - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych – 20 mg/m3;
produkcja ołowiu - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych - 10 mg/m3;
produkcja cementu - zalecana wartość stężenia pyłu w gazach odlotowych - 50 mg/m3;
produkcja szkła - zalecana wartość stężenia ołowiu w gazach odlotowych - 5 mg/m3;
produkcja chloru - zalecana wartość emisji rtęci:
zakłady istniejące - norma ustalona będzie w 2 lata po wejściu w życie protokółu;
zakłady nowe - 0,01 g rtęci na tonę produkowanego chloru;
spalanie odpadów - zalecane wartości stężeń zanieczyszczeń w gazach odlotowych:
10 mg pyłu/m3 dla spalania odpadów niebezpiecznych i szpitalnych,
25 mg pyłu/m3 dla spalania odpadów komunalnych,
0,05 mg rtęci/m3 dla spalania odpadów niebezpiecznych,
0,08 mg rtęci/m3 dla spalania odpadów komunalnych,
(wartość stężenia rtęci przy spalaniu odpadów szpitalnych zostanie dla potrzeb
protokółu ustalona w terminie późniejszym).
RODZAJ DZIAŁALNOŚCI GŁÓWNE KIERUNKI
DZIAŁAŃ
instalacje spalania paliw z
nominalną mocą techniczną
powyżej 50 MW
wprowadzenie norm emisji pyłów z
energetyki zawodowej,
przemysłowej i komunalnej, na
zmniejszenie emisji ołowiu miała
głównie wpływ zmiana struktury
paliw
instalacje prażenia lub spiekania
rud metali i instalacje do produkcji
surówki lub stali
ograniczenie procesów
wielkopiecowych, ograniczenie
mocy spiekalni rud żelaza, ogólne
ograniczenie produkcji stali,
eliminacja pieców martenowskich
instalacje prażenia lub spiekania
rud ołowiu i cynku oraz instalacje
do produkcji tych metali
wprowadzenie nowych procesów
technologicznych np. metoda
odzysku kadmu z pyłów
powstających z produkcji cynku i
ołowiu, produkcja kwasu
siarkowego z gazów zawierających
dwutlenek siarki
Główne kierunki działań w poszczególnych sektorach gospodarki
ukierunkowane na ograniczenie emisji kadmu, rtęci i ołowiu do atmosfery
Główne kierunki działań w poszczególnych sektorach gospodarki
ukierunkowane na ograniczenie emisji kadmu, rtęci i ołowiu do atmosfery
RODZAJ
DZIAŁALNOŚCI
GŁÓWNE KIERUNKI
DZIAŁAŃ
pierwotna i wtórna produkcja
miedzi
postęp technologiczny we
wtórnej produkcji miedzi,
zmiany w gospodarce gazami
pochodzącymi z pierwotnej i
wtórnej produkcji miedzi, które
zastosowano w KGHM, zmiany w
gospodarowaniu złomem
miedzi i określenie poziomu
jakości jakiemu powinien on
odpowiadać
odlewnie żeliwa i stali,
instalacje wytapiania
ograniczenia emisji pyłów,
ograniczenia produkcyjne
instalacje do produkcji
klinkieru cementowego w
piecach obrotowych
ograniczenia emisji pyłów
instalacje do produkcji szkła
zmiany w asortymencie
produkcji szkła i w związku z
tym zmienność emisji metali
ciężkich
Główne kierunki działań w poszczególnych sektorach gospodarki ukierunkowane
na ograniczenie emisji kadmu, rtęci i ołowiu do atmosfery
RODZAJ DZIAŁALNOŚCI
GŁÓWNE KIERUNKI
DZIAŁAŃ
instalacje elektrolitycznej produkcji
chloru z użyciem elektrolizerów
rtęciowych
likwidacja zakładów
wykorzystujących elektrolizery
rtęciowe do produkcji chloru,
zamiana produkcji chloru metodą
rtęciową na produkcję bezrtęciową
spalanie odpadów niebezpiecznych,
medycznych i komunalnych
protokół z Aarhus wprowadza ścisłe
normy emisji pyłów i rtęci (bardzo
ostre wymagania, które trudno jest
uzyskać w przypadku istniejących
spalarni)
benzyny silnikowe
wprowadzenie do użytku benzyn
bezołowiowych (nie trzeba w tym
sektorze podejmować żadnych
dodatkowych działań, zawartość
ołowiu w benzynie jest z góry
określona przez UE)
eliminacja ze stosowania produktów
zawierających rtęć i eliminacja rtęci z
niektórych produktów
zakaz produkcji rtęciowych
pestycydów oraz wymogi stosowania
ich zamienników bezrtęciowych,
eliminacja rtęci z baterii alkalicznych
manganowych, eliminacja farb i
lakierów zawierających rtęć,
odpowiednia utylizacja zużytych
ś
wietlówek