Tiskane izdaje
Ana Mladenovič,
Onesnaženje na področju Stare cinkarne je kompleksno, saj zaradi emisij različnih tipov onesnažil v različnih časovnih obdobjih lahko govorimo o »koktajl efektu«. Tu so bili odloženi metalurški odpadki (žlindre, ogorki, pepeli, prahovi), jalovina cinkove rude, katran iz koksarne in razne kemikalije. Dodatno je k onesnaženju pripomoglo neselektivno rušenje industrijskih objektov leta 2005. Sčasoma je področje Stare cinkarne postalo še divje odlagališče komunalnih in gradbenih odpadkov.
Onesnažena zemljina je razmeroma dobro okarakterizirana, saj so bile v preteklosti izvedene številne kemijske in geomehanske analize. Po sestavi je heterogena, celotne vsebnosti različnih strupenih kovin so visoke, pri čemer so z vidika ogrožanja okolja in zdravja živih bitij najpomembnejši tisti strupeni elementi, ki so v preseženih koncentracijah prisotni v mobilnih, vodotopnih ali biodostopnih kemijskih zvrsteh. Ti elementi so svinec, cink in kadmij. Na posameznih mestih se lahko pojavljajo tudi drugi elementi, kot so arzen, molibden, baker, barij, pa tudi sulfat in visoka vsebnost katrana, ki vsebuje kancerogene policiklične aromatske ogljikovodike (PAH).
Leta 2009 je Mestna občina Celje investirala gradnjo kanalizacijske infrastrukture na področju Stare cinkarne. Pri tem je bilo izkopano 13.500 kubičnih metrov materiala. Analize zemljine, ki jih je izvedel Zavod za zdravstveno varstvo Celje, so potrdile čezmerno vsebnost vodotopnih mobilnih kemijskih zvrsti nekaterih kovin in organskih onesnažil. Zaradi nezakonitega (in počasnega) ravnanja z nevarnim odpadkom je evropska komisija Sloveniji leta 2012 izrekla opomin, leta 2014 pa tudi tožbo na evropskem sodišču. Država in Mestna občina Celje sta bili tako prisiljeni poiskati čim bolj optimalno rešitev, tako z okoljskega kot tudi s finančnega vidika.
Reševanje onesnaženja
Nove pristope pri ravnanju z odpadki predpisuje panevropski dokument Waste Fremework Directive (2008/98/ES), ki ga je v svoj pravni red vključila tudi Slovenija. Ta odlaganje odpadkov obravnava kot skrajno nesprejemljivo ter prednostno zahteva njihovo snovno predelavo in obravnavo kot potencialen vir surovin. Vir surovin je torej lahko tudi nevaren odpadek, če ga znamo spremeniti v okoljsko sprejemljivega. Tako se zapirajo snovne krožne zanke brez potreb po naravnih surovinah.
Po svetu je v uporabi več različnih pristopov za remediacijo onesnaženih zemljin. Ameriška okoljska agencija (EPA) jih, na primer, klasificira na ekstrakcijo, fizično separacijo, metode za zmanjšanje strupenosti in imobilizacijo.
Najpogostejša je uporaba imobilizacije, pri kateri se onesnažena zemljina zmeša z različnimi aditivi. To zagotavlja trajno fizikalno in kemijsko imobilizacijo onesnažil. Kot aditivi se pogosto uporabljajo portlandski cement, apno, gline in razni reciklirani materiali (leteči pepeli, jeklarske žlindre, humusni pripravki itd.).
Metode imobilizacije so bile uporabljene tudi pri enem največjih projektov remediacije onesnažene zemljine v Evropi – gradnji olimpijskega parka za olimpijske igre v Londonu 2012.
Rešitev za območje
Da pa je ta metoda učinkovita in ekonomsko sprejemljiva, je ključna izbira primernega aditiva. Enako pomembna je tudi pravilna vgradnja mešanice zemljine in aditiva spet v tla. Oba izpolnjena pogoja zagotavljata dolgoročno stabilno kemijsko in fizikalno vezavo onesnažil. Pri tem nastane gradbeni material, ki se vrača spet v tla na mestu lokacije onesnažene zemljine v obliki geotehničnega zasipa, kar omogoča poznejšo koristno rabo in revitalizacijo tega prostora.
V primeru sanacije območja Stare cinkarne uporaba cementa – ki je sicer preprosta in pogosta (čeprav cenovno neugodna) izbira za te namene – ni bila prepoznana kot strokovno utemeljena možnost, saj onesnažena zemljina vsebuje več komponent, ki niso kompatibilne s cementom in jih ni mogoče učinkovito stabilizirati.
Izbrati je bilo treba drugo alternativo. Predhodne laboratorijske analize so pokazale, da je za ta namen najperspektivnejša uporaba enega od reaktivnih pepelov. Pepeli iz toplarn, sežigalnic odpadkov, termoelektrarn in drugih kurilnih naprav na biomaso so namreč zaradi svojih lastnosti za remediacijo še posebno uporabni.
Mnogi imajo zaradi svoje mineraloške sestave hidravlične in/ali pucolanske lastnosti, kar pomeni da ob stiku z vodo reagirajo in tvorijo stabilno matrico, ki ima cementne lastnosti in veliko sposobnost vezave ter s tem imobilizacije onesnažil. Za sanacijo zemljine iz kanalizacijskega izkopa je bil tako izbran pepel podjetja Vipap Videm Krško, ki nastaja ob sežigu odpadnega mulja iz postopka recikliranja papirja in nekoliko lesne biomase.
Postopek remediacije
Remediacijo 13.500 kubičnih metrov onesnažene zemljine iz kanalizacijskega izkopa je od septembra 2014 do avgusta letos izvedlo podjetje Stonex, geotehnologija, in sicer s postopkom, v katerem je iz onesnažene zemljine in pepela izdelalo gradbeni proizvod s komercialnim imenom Stonetech 2. Podjetje je septembra lani za ta gradbeni proizvod pridobilo Slovensko tehnično soglasje (STS-14/0022), ki ga je izdelal Zavod za gradbeništvo Slovenije.
Izvajalec je onesnaženo zemljino najprej zdrobil na velikost zrn pod 16 milimetrov in jo nato do začetka proizvodnje skladiščil v pokriti deponiji, ki jo je zgradil v plasteh. Vsakič, ko je bila zaloga materiala v deponiji primerno velika, je proizvedel določeno količino gradbenega kompozita tako, da je zmešal onesnaženo zemljino, pepel in vodo v predpisanem razmerju, pri čemer je vedno upošteval primarno vlago zemljine in s tem potrebno količino pepela za doseganje optimalne vlage v kompozitu. To je tista vsebnost vlage, pri kateri se material lahko najbolj zgosti.
Največji možni zgoščenosti se je treba maksimalno približati, saj v tem stanju pride do najintenzivnejših kemijskih reakcij in fizikalnih procesov v materialu, ki povzročijo imobilizacijo onesnažil in ki zagotavljajo visoko vodoneprepustnost materiala. Fizikalni mehanizem imobilizacije preprečuje stik onesnaženih zrn zemljine z vodo in s tem njihovo mobilnost, medtem ko kemijski mehanizmi imobilizacije povzročijo pretvorbo onesnažil v slabo topno, nenevarno in nemobilno obliko.
Priprava kompozita je potekala v za to prirejeni mešalni napravi, ki je omogočala izdelavo po natančno predpisanem masnem razmerju zemljine, pepela in vode. Avtomatiziran sistem je zaznal maso zemljine in nato samodejno doziral pepel in vodo. Med pripravo kompozita je bil za učinkovito preprečevanje emisije prašnih delcev nameščen tudi sistem za tvorbo aerosola.
Material iz vsake proizvedene šarže je bil takoj po izdelavi v kanalizacijskem izkopu razgrnjen v plasti, debele okoli 40 centimetrov, in nato z valjarjem zgoščen do predpisane zgoščenosti. Globina izkopov je bila od tri do štiri metre, povprečno je bilo izvedeno devet plasti. Vgrajevanje kompozita se je končalo pod nivojem cone zmrzovanja. Dokler ni dokončno določena prihodnja raba tega zemljišča, je v tej coni vgrajena plast naravnega agregata iz kamnoloma Cezlak.
Učinkovitost sanacije
Rezultati kažejo, da je bila remediacija 13.500 kubičnih metrov izkopane onesnažene zemljine s statusom nevarnega odpadka uspešna in da je bila imobilizacija onesnažil učinkovita. Med izdelavo in vgradnjo kompozita sta namreč redno potekala terenski in laboratorijski nadzor geomehanskih in geokemijskih lastnosti vgrajenega kompozita, ki sta to potrdila.
Učinkovitost remediacije dokazujejo rezultati izluževalnih testov, ki so potrdili, da se je vsebnost organskih onesnažil in mobilnih vodotopnih kemijskih zvrsti strupenih kovin znižala pod najstrožje mejne vrednosti. Povprečna koncentracija cinka v izlužkih vgrajenega kompozita je bila 0,15 miligrama na kilogram suhe mase kompozita (mejna vsebnost za inertnost je štiri miligrame), svinca 0,2 miligrama (mejna vsebnost je 0,5 miligrama) in kadmija 0,002 miligrama (mejna vsebnost je 0,04 miligrama).
Pod mejnimi vrednostmi je bila tudi vsebnost sulfata, ki je bila povprečno 92 miligramov na kilogram suhe mase kompozita (mejna vsebnost je 1000 miligramov). Daleč pod mejnimi vrednostmi je bila tudi vsebnost mobilnih vodotopnih kemijskih zvrsti drugih strupenih kovin, na primer kroma, živega srebra, niklja in molibdena. Rezultati analiz kažejo, da so se imobilizirali tudi policiklični aromatski ogljikovodiki. To pomeni, da je nastali gradbeni proizvod za okolje in človeka nenevaren, območje na mestu vgradnje pa sanirano in vrnjeno lokalni skupnosti kot urbano zemljišče.
Potrdilo se je tudi, da za izvedbo remediacije onesnažene zemljine niso potrebni dragi specialni postopki, saj je izbrani in uporabljeni razmeroma preprost. Poleg tega je bil izveden s standardno, le nekoliko prilagojeno gradbeno mehanizacijo, tehnologijo in znanjem, s katerimi razpolagajo domači gradbeniki. Kot uspešno remediacijsko sredstvo se je izkazal lokalni odpadek – pepel.
