REKULTYWACJA TERENÓW SKŁADOWANIA ODPADÓW PALENISKOWYCH

• UWAGI OGÓLNE

Stosuje się mokre (hydrauliczne) i suche składowanie odpadów paleniskowych, pocho­dzących z energetycznego spalania węgla kamiennego lub brunatnego.

Mokre składowiska odpadów paleniskowych są obiektami budowlanymi wyposażonymi w instalację do hydraulicznego przemieszczania odpadów bezpośrednio z zakładów energetycz­nych lub ze środków transportu łamanego do miejsc deponowania docelowego. Skła­dowiska mokre mają też instalacje do odprowadzania wody nadosadowej i ujmowania odcieków, a także drogi dojazdowe i odpowiednie zaplecze gospodarcze. Po zakończeniu eksploatacji skła­dowiska odpadów paleniskowych wszystkie jego grunty podlegają rekultywacji i ponownemu zagospodarowaniu. Eksploatacja składowiska trwa dziesiątki lat, a termin jej zakończenia przeważ­nie trudno określić. Specyfiką składowisk mokrych jest kwaterowa ich eksploatacja, tzn. że każdą kwaterę zapełnioną odpadami (do wysokości projektowej) wyłącza się z eksploatacji, a jej grunt poddaje rekultywacji. Na terenie składowiska mogą więc' występować jednocześnie:

• kwatery eksploatowane,

• kwatery przygotowywane do eksploatacji,

• kwatery poeksploatacyjne do rekultywacji i ponownego zagospodarowania gruntu.

Skarpy i półki obwałowań składowiska powinny być pokrywane szatą roślinną na­tychmiast po ich ukształtowaniu w celu ochrony przed erozyjnym działaniem wody i wiatru oraz dla zapewnienia estetyki krajobrazu. Roślinna zabudowa skarp i półek składowisk nadpoziomowych, zwłaszcza wysokich. spełnia bardzo istotną rolę w biologicznej rekultywacji terenu składowiskowego. Ochrona środowiska przed uciąż­liwością pylenia polega na utrwalaniu powierzchni popiołowych w czasie eksploatacji kwater. Sposoby zapobiegania pyleniu powierzchni wolnych od nadosadowej wody są różne. Najczęściej stosuje się rozdeszczowanie wody. Skuteczne jest rozdeszczowywa­nie lub rozlewanie osadów z biologicznego oczyszczania ścieków wraz z nasionami traw. Najlepsze efekty przynosi dodawanie osadów ściekowych do popiołów transpor­towanych hydraulicznie. Wtedy mieszanina osadowo-popiołowa gromadzi się głównie w wierzchniej warstwie depozytu, tworząc pilśń odporną na działanie wiatru i warunki do samosiewnego wkraczania roślin. Celowość i skuteczność takiego wpro­wadzana osadu ściekowego jest szczególnie duża w ostatniej fazie zapełniania kwatery odpadami paleniskowymi.

Suche składowiska odpadów paleniskowych nie stanowią tak dużych obiektów inży­nierskich jak składowiska mokre. Składowiska suche są eksploatowane głównie przez elek­trociepłownie i kotłownie przez kilka-kilkanaście lat. Dotyczy to zwłaszcza składowisk w wyrobiskach po wyrobiskach po wydobytym piasku, żwirze, glinie, gdzie składowanie odpadów kojarzy się z rekultywacyjnym zapełnianiem tych wyrobisk. Wtedy składujący odpa­dy ma obowiązek odtworzenia gleby i ukształtowania szaty roślinnej lub przysposobienia gruntu do użytkowania technicznego (np. budownictwo). Mimo przekazywania odpa­dów paleniskowych do produkcji materiałów budowlanych, budownictwa ziemnego i drogowego, a także rekultywacyjnego zapełniania wyrobisk istnieje konieczność posia­dania powierzchni do składowania nadwyżek i okresowego przechowywania mas odbie­ranych nieregularnie. Główną uciążliwością suchego składowania jest pylenie, które ma miejsce we wszystkich etapach postępowania z odpadami paleniskowymi aż do czasu i pokrycia ich szatą roślinną Lub zabudową techniczną.

W toku eksploatacji suchego składowiska należy utrwalać powierzchnię składowanych odpadów, a po zakończeniu eksploatacji ukształtować glebę i szatę roślinną. Aby utrwalać powierzchnię, rozdeszczowuje się osady płynne z biologicznego oczyszczania ścieków wraz z nasionami roślin (głównie traw). Metodę tę opracowano w Polsce i ma u nas szerokie zastoso­wanie. Wykorzystuje się też różne środki chemiczne wiążące lotne części powierzchni składowa­nych popiołów. Są one jednak kosztowne i mniej efektywne od rozdeszczowywania osadu z nasionami roślin. Przewaga osadowego hydrosiewu nad innymi metodami polega na tym, że:

• osad ściekowy spełnia podwójną rolę: zespala lotne części popiołu oraz dostarcza skład­ników pokarmowych dla roślin wprowadzanych razem z osadem;

• wzrost roślin (wysianych razem z osadem) utrwala powierzchnię popiołowego złoża przez roz­wój systemu korzeniowego oraz osłaniają częściami nadzienmymi przed działaniem wiatru.

Działania ochronne podepowane w toku składowania odpadów paleniskowych mogą zapoczątkować docelową rekultywację gruntu (np. na skarpach zewnętrznych i półkach j ,e lub spełniać funkcję ekologiczne-sanitarną , ale tylko w krótkim czasie. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z rekultywacją sukcesywną, realizowaną począwszy od ; budowy składowiska do zakończenia jego eksploatacji

• UKSZTAŁTOWANIE GLEBY I SZATY ROSLINNEJ GŁÓWNYM CELEM REKULTYWACJI GRUNTU POPIOŁOWEGO

Skład mechaniczny (ziarnowy) i chemiczny popiołów ze spalania węgla kamiennego t brunatnego jest nader korzystny dla ukształtowania gleby zasobnej w składniki pokarmowe oraz wodę. Bardzo duża porowatość popiołowego gruntu sprawia, że pochłania i gromadzi on całe zasoby wody opadowej. które są łatwo dostępne dla roślin. Popiół, będący produktem spalania materii pochodzenia roślinnego, obfituje w składniki pokarmowe dla roślin, z wyjąt­kiem azotu. Czynnikami ograniczającymi ich wzrost na podłożu popiołowym są:

• alkaliczność odczynu, którą sukcesywnie pomniejsza działanie dwutlenku węgla i opa­dów atmosferycznych;

• nadmierna koncentracja soli rozpuszczalnych, która maleje w miarę upływu czasu pod działaniem opadów atmosferycznych;

• • daleko idący niedostatek azotu dla roślin;

• • brak substancji organicznej, niezbędnej dla życia mikroorganizmów; • bardzo duża podatność powierzchni na erozję wietrzną.

Działanie wszystkich tych czynników można wydatnie zmniejszyć lub wyeliminować spo­sobami agrotechnicznymi. Wystarczy wprowadzić do wierzchniej warstwy odpowiednio dużą dawkę nawozu organicznego (kompostu, osadu z biologicznego oczyszczania ścieków, obor­nika), aby:

• obniżyć alkaliczność środowiska do stanu tolerowanego przez większość roślin upraw­nych,

• dostarczyć roślinom niezbędnej ilości azotu, • ochronić powierzchnię przed erozją wietrzną,

• zapewnić mikroorganizmom substancję organiczną.

Bardzo skuteczne jest też nałożenie warstwy ziemi próchnicznej o grubości 10-30 cm, prze­mieszczonej z gleby urodzajnej. Grunty popiołowe mogą być zazielenione w bardzo krótkim czasie od zakończenia składowania odpadów, jeżeli na wyrównaną powierzch­nię wprowadzi się co najmniej 100 t s.m./ha osadu z biologicznego oczyszczania ścieków. Minimalna dawka osadu wynosi 50 t s.m./ha, a optymalna 300 t s.m./ha. Większe dawki osadu są korzystne dla roślin, ale nieekonomiczne.

Spośród wielu sposobów rekultywacji biologicznej (zazieleniania) gruntów popiołowych najczęściej stosuje się:

• rozdeszczowywanie osadu,

• kształtowanie poziomu próchnicznego z zastosowaniem osadu ściekowego,

• nakładanie warstwy ziemi próchnicznej.

• ROZDESZCZOWYWANIE OSADU

Rozdeszczowywanie osadu stosuje się głównie na skarpach trudno dostępnych dla agro­technicznego sprzętu. W pierwszej fazie zazieleniania powierzchni rozdeszczowywuje się wraz z osadem nasiona roślin. Zabieg ten nazywa się hydrosiewem osadowym. Może być on powtarzany do czasu uzyskania dobrego pokrycia powierzchni roślinami. Dalsze rozdeszczo­wywanie osadu ma na celu dostarczanie roślinom wody i składników pokarmowych, które można też uzupełniać nawozami mineralnymi.

Do rozdeszczowywania osadów z nasionami roślin służy sprzęt naziemny i lotniczy. Hy­drosiewnikiem naziemnym jest cysterna z urządzeniem do mieszania cieczy (w tym przypadku osadu) z nasionami roślin oraz z dyszą do jej rozpryskiwania.

Wiele firm zagranicznych specjalizuje się w produkcji różnych hydrosiewników. Hydro­siewnikiem nadziemnym jest samolot rolniczy przystosowany do rozdeszczowywania osadu z nasionami. Przedsiębiorstwo Lotnicze AWAECO w Bełchatowie dysponuje specjalistycz­nym sprzętem do rozdeszczowywania osadu ściekowego.

• KSZTAŁTOWANIE POZIOMU PRÓCHNICZEGO Z ZASTOSOWANIEM OSADU ŚCIEKOWEGO

Na grunt popiołowy o powierzchni wyrównanej wprowadza się osad ściekowy w ilości wystarczającej do zapoczątkowania rozwoju lub ukształtowania poziomu próchniczego. Cał­kowitą dawkę osadu można zastosować jednorazowo lub podzieloną na części w ciągu dłuż­szego czasu (wielu lat).

Osad płynny nie może być stosowany jednorazowo ze względu na małą zawartość suchej masy (kilka procent) i bardzo dużą objętość. Pierwsza dawka osadu płynnego (wprowadzona jednorazowo lub wielokrotnie) powinna dostarczyć roślinom składników pokarmowych co najmniej w pierwszym sezonie wegetacyjnym. Na powierzchnie płaskie bez ogroblowania osad wylewa się z beczkowozu przysposobionego do stosowania gnojowicy. Celowe jest kilkakrotne powtarzanie tej czynności w odstępach czasu zapewniających przeschnięcie po­wierzchni gruntu. Nierówności powierzchni, które występują nawet przy dobrej niwelacji terenu, spowodują mozaikowatości stanu użyźnienia, co uwidoczni się jeszcze bardziej w strukturze przestrzennej szaty roślinnej.

Nasiona roślin wysiewa się bezpośrednio po ostatnim wylaniu osadu ściekowego (na mokrąpowierzchnię), jeżeli warunki atmosferyczne sąkorzystne do ich wschodów. Nie stosuje się wtedy bronowania. Gdy grunt i osad są przeschnięte, to wysiane nasiona należy zintegro­wać z podłożem przez bronowanie. Do biologicznej rekultywacj i gruntu popiołowego użyźnia­nego osadem ściekowym nadaje się najbardziej mieszanka traw łąkowych. Wsiewka rośliny krzyżowej (rzepaku, rzepiku, perko, gorczycy) jestpoż<łdana, ponieważ szybko zazielenia po­wierzchnię, chroniąc jąprzed działaniem wiatru. Stanowi też osłonę dla traw w początkowej fazie ich wzrostu. Roślinę osłonową należy skosić w początkowej fazie kwitnienia, odsłaniając trawy na działanie słońca. W drugim sezonie wegetacyjnym trawy można zasilać wielokrotnie osadem ściekowym, zwłaszcza przed ruszeniem wegetacji i po każdym skoszeniu zielonej masy. Stoso­wanie osadu płynnego w ciągu następnych kilku lat będzie zasadne, gdy celem jest:

• znaczne zaawansowanie procesu glebotwórczego,

• uproduktywnienie gruntu od początku jego rekultywacji biologicznej,

• przyrodnicze użytkowanie osadu ściekowego.

Kojarzenie użytkowania osadów ściekowych z produkcją masy roślinnej w toku rekulty­wacji gruntów popiołowych jest słuszne pod każdym względem. Masa roślinna. niezależnie od funkcji ekologicznej i glebotwórczej, może być przetwarzana na kompost tak w czasie trwania rekultywacji, jak też porekultywacyjnego użytkowania gruntu. Oznacza to, że osad ściekowy może być ciągle stosowany do intensywnej produkcji masy roślinnej (na kompost) na gruncie już zrekultywowanym.

Osad stały (ziemisty) może być zastosowany jednorazowo w pełnej dawce rekultywacyj­nej. Jej wielkość zależy od:

• przeznaczenia rekultywowanego gruntu,

• dostępności i jakości wody,

• ilości środków posiadanych na rekultywację gruntu.

Osad ziemisty może być wprowadzony na powierzchnię gruntu lub wymieszany warstwą powierzchniową w dawkach dowolnych bez szczególnych trudności technicznych. Do ukształtowania szaty roślinnej wystarczy zastosować około 100 m3 (50-60 t s.m.) na ha. Każdy wzrost dawki osadu do około 300 m;/ha zwiększa wyraźnie efektywność rekultywacji. Dawki większe od 500 m;/ha trzeba rozłożyć na części, ponieważ tworzą zbyt grubą warstwę (ponad 5 cm) do zintegrowania z podłożem. Wymieszanie osadu z podłożem nie jest konieczne, lecz korzystne do szybkiego ukształtowania zwartej struktury roślinnej. Duża spoistość gruntu popiołowego nie pozwala na wykonanie orki umożliwiającej wymieszanie osadu z podłożem do głębokości około 20 cm. Tylko glebogryzarka i ciężka brona talerzowa mogą rozluźnić (skruszyć) scementowany grunt popiołu. Jeśli nałożono warstwę mającą grubość do 3 cm, to osad może być wymieszany częściowo z podłożem za pomocą jednego z tych urządzeń.

Potencjał próchniczotwórczych i pokarmowych składników w 300 m3 osadu ziemistego jest wystarczająco duży do przekształcenia gruntu popiołowego w glebę urodzajną dla traw i roślin motylkowatych, a po kilku latach także dla większości roślin uprawnych. Jeśli istnieje potrzeba zastosowania ponad 300 m; osadu na ha, celowe jest wprowadzenie drugiej dużej dawki po kilku latach. Wtedy wierzchnia warstwa gruntu będzie już rozluźniona w stopniu pozwalającym na przeprowadzenie orki do głębokości około 20 cm. Dzięki niej przemieści się w dół warstwa użyźniona (wraz z masą roślin), a na powierzchnię warstwa nie użyźniona. Po wprowadzeniu dawki osadu i wymieszaniu jej z podłożem powstanie warstwa ziemi próchnicznej o dużej aktywności biologicznej. Kolejne dawki osadu ściekowego- 50-100 m3 w odstępach 2-3-letnich - mogą być nanoszone powierzchniowo, nie powodując niszczenia szaty roślinnej. Wielokrotne wprowadzanie osadu ziemistego do gruntu popiołowego jest zasadne wtedy, gdy intensywna produkcja masy roślinnej ma przeznaczenie gospodarcze. Osad ziemisty wprowadza się na powierzchnię gruntu za pomocą roztrząsacza obornika.

Osad mazisty, odwodniony mechanicznie lub na poletkach, różni się od osadu ziemistego tym, że jest bardzo mokry i zbryla się w czasie przesychania. Trudno wprowadzić go równomiernie na powierzchnię gruntu i wymieszać z podłożem. Korzystniej jest więc przekształcić osad mazisty w ziemisty przed wykorzystaniem go do rekultywacji

• NAKŁADANIE ZIEMI PRÓCHNICZNEJ NA GRUNT POPIOŁOWY

Nałożenie warstwy ziemi o grubości 20-30 cm, zawierającej 1,5-3,0% próchnicy przekształca grunt popiołowy w glebę o znacznej urodzajności Ten sposób rekultywacji wymaga dokładnej niwelacji gruntu popiołowego przed nałożeniem ziemi próchnicznej, której grubość powinna być mniej więcej taka sama na całym terenie rekultywowanym. Skład mechaniczny (ziarnowy) ziemi nakładanej ma bardzo istotne znaczenie. Nie może to być piasek luźny i słabogliniasty ani też glina bardzo zwięzła. Utwory gliniasto-pylaste, glina piaszczysta i piasek gliniasty mocny o znacznej próchniczności istotnie wpływają na wzrost roślin tylko w pierwszych latach porekultywacyjnego użytkowania gruntu. Nie ma potrzeby nakładania grubej warstwy ziemi, ponieważ popiół jest dobrym materiałem glebotwórczym. Minimalna grubość warstwy wynosi 10 cm, maksymalna 30 cm.. Ze względu na trudność ukształtowania równomiernej warstwy za optymalną przyjmuje się grubość 20-30 cm. Pożądane jest, aby ziemia nałożona nie stanowiła zupełnie odręb­nej warstwy, lecz była wymieszana (zintegrowana) w części dolnej z podłożem popiołowym. Sprzy­jać temu będzie wyoranie w nim bruzd przed nałożeniem ziemi próchnicznej.

Decydując się na zastosowanie ziemi próchnicznej do rekultywacji należy mieć na względzie możliwość jego nierównomiernego osiadania i deformowaniu się powierzchni. Grunty mokrych składowisk są znacznie bardziej ustabilizowane niż grun­ty składowania suchego. Można je więc pokrywać ziemią próchniczną w krótkim czasie po zakończeniu składowania popiołu. Złoża popiołowe składowisk suchych, jeśli pozostają bez odpowiedniego zwilżania i mechanicznego (np. wibracyjnego) zagęszczania, są', czynne termicznie i chemicznie przez wiele lat. Modyfikuje to ich budowę wewnętrzną i powierzchnię gruntu. Opóźnia też biologiczne procesy glebotwórcze.

• ROŚLINNA REKULTYWACJA GRUNTU POPIOŁOWEGO

Skład chemiczny gruntu popiołowego jest korzystniejszy dla roślin od każdego innego gruntu mineralnego. Popiół stanowi bowiem produkt spalania materii organicznej pocho­dzenia roślinnego. Podobniejak każdy inny grunt bezglebowy, popiół nie zawiera organicz­nych związków azotu, a w przeciwieństwie do innych gruntów bezglebowych obfituje we wszystkie pozostałe składniki pokarmowe. Grunt popiołowy różni się od pozostałych grun­tów bezglebowych alkalicznym środowiskiem, znaczną koncentracją soli rozpuszczalnych (zasoleniem) i bardzo dużą podatnością na działanie wiatru (pylenie). Alkaliczność, zasole­nie i pylenie wierzchniej warstwy zmniejsza się jednak dzięki działaniu czynników atmosfe­rycznych. Wtedy wprowadzenie odpowiedniej ilości związków azotu stworzy warunki do wzrostu roślin. Nawożenie fosforowe i potasowe poprawia warunki, ale nie jest konieczne do życia roślinna gruncie popiołowym. Azot niezbędny do ich życia może być czerpany bezpośrednio z atmosfery. Taką zdolność mają rośliny motylkowate, współżyjące z bakteriami brodawkowatymi, które pobierają azot gazowy z atmosfery.

Spośród wielu gatunków roślin motylkowatych do biologicznej rekultywacji gruntów popiołowych nadają się najbardziej:

• • nostrzyk biały,

• • lucerna siewna,

• • nostrzyk żółty,

• • koniczyna biała.

Nostrzyk biały wkracza samosiewnie na składowiska popiołu, tworząc oazy bujnej zieleni. Czynnikiem ograniczającym szybkie zazielenianie popiołowych gruntów jest niedostatek na­sion nostrzyku oraz lucerny siewnej. Wysianie nasion tych roślin daje nieoczekiwanie dobry efekt już w drugim sezonie wegetacyjnym. Nawożenie mineralne (głównie azotowe) jest niezbędne tylko w pierwszym sezonie wegetacyjnym, ponieważ siewki roślin nie mogą pobierać azotu atmosferycznego do czasu powstania brodawek na ich korzeniach. Intensyw­ny wzrost nostrzyku białego i lucerny siewnej na gruntach popiołowych jest powodowany:

• Samodzielnym zapotrzebowaniem na azot;

• Bardzo dużym zapotrzebowaniem na składniki mineralne, w tym na wapno:

• Tolerancją na alkaliczny odczyn i podwyższoną koncentrację soli;

• Łatwością pobierania wody mało dostępnej.

Nasiona nostrzyka białego i lucerny siewnej należy wysiać wczesną wiosną, kiedy opady atmosferyczne zapewniają niezbedna ilość wody do ich wschodu, a jednocześnie chronią powierzchnię przed erozja wodna. Przed siewem nasion trzeba zastosować nawożenie mineralne w dawce (np. 100 kg N, 100 kg K₂O, 60 kg P₂O₅) zapewniającej dostępność składników pokarmowych dla młodych roślin.

1

---