povrŠinska odlagaliŠta otpada - rgn.hrrgn.hr/~pkvasnic/povrsinska_odlagalista_otpada_2007.pdf ·...

POVRŠINSKA ODLAGALIŠTA OTPADA

Interna skripta

dr. sc. Želimir Veinović

Prof. dr. Predrag Kvasnička

Zagreb, 2007.

Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 1

I

UVODNO O OTPADU

1. GEOTEHNOLOGIJA KAO DIO INŽENJERSTVA ZA ZAŠTITU OKOLIŠA

(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)

2. OPĆENITO O GOSPODARENJU OTPADOM I ZBRINJAVANJU OTPADNOG

MATERIJALA

II

ODLAGALIŠTA

3. GEOTEHNIČKE OSOBITOSTI ODLAGALIŠTA OTPADA - SANITARNO

ODLAGALIŠTE KAO GEOTEHNIČKI OBJEKT

3.1. PROBLEMATIKA ISTRAŽNIH RADOVA

3.2. PROBLEMATIKA OPĆEG NASIPA

3.2.1. Ugradnja materijala

3.2.2. Stabilnost pokosa

3.2.3. Slijeganje

3.2.4. Brtveni slojevi

3.2.5. Drenažni slojevi

4. VRSTE I SVOJSTVA OTPADNIH MATERIJALA

4.1. KVALITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA

4.1.1. Fizička svojstva

4.1.1.1. Gustoća i jedinična težina otpada

4.1.1.2. Vlažnost

4.1.1.3. Granulometrijski sastav

4.1.1.4. Adsorbcijski kapacitet



4.1.1.5. Propusnost kompaktiranog otpada

4.1.2. Mehanička svojstva

4.1.2.1. Deformabilnost otpada

4.1.2.2. Komentari glede slijeganja

4.1.2.3. Čvrstoća otpada

4.1.3. Kemijska svojstva

4.1.4. Biološka svojstva

4.2. KVANTITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA

4.3. STARENJE I PROMJENE KARAKTERISTIKA OTPADNIH MATERIJALA

TIJEKOM VREMENA

4.4. PROBLEMATIKA ODLAGALIŠNIH FLUIDA

4.4.1. Nastanak,vrste i karakteristike odlagališnih fluida

4.4.1.1. Filtrat

4.4.1.2. Odlagališni plinovi

4.4.2. Izdvajanje i tretman odlagališnih fluida

4.4.2.1. Izdvajanje i tretman filtrata

4.4.2.2. Izdvajanje i tretman odlagališnog plina

5. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA I EKSPLOATACIJA

5.1. ODABIR LOKACIJE ODLAGALIŠTA

5.1.1. Inženjersko-geološka i hidrogeološka situacija

5.1.2. Geomehanički istražni radovi

5.2. VRSTE ODLAGALIŠTA S OBZIROM NA TEHNOLOGIJU ODLAGANJA

OTPADNIH MATERIJALA

5.3. ELEMENTI ODLAGALIŠTA OTPADA I NJIHOVO PROJEKTIRANJE

5.3.1. Temeljni zaštitni sustav

5.3.2. Pokrovni zaštitni sustav

5.3.3. Specifičnosti pojedinih slojeva unutar sustava

5.3.3.1. Temeljno tlo

5.3.3.2. Brtveni slojevi

5.3.3.3. Drenažni slojevi

5.3.3.4. Zaštitni i prijelazni slojevi

5.3.3.5. Rekultivirajući sloj

5.3.4. Odlagališta s prirodnim prigušenjem

5.3.5. Tijelo odlagališta - otpad i slojevi za privremeno (dnevno) prekrivanje otpada

5.3.6. Vertikalni/bočni zaštitni sustav slojeva



5.4. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA U UŽEM SMISLU RIJEČI

5.4.1. Priprema polja, odlaganje, rasprostiranje i zbijanje otpada

5.4.2. Stabilnost kosina i erozija

5.4.3. Obrada voda površinskog dotoka

5.5. PRATEĆI OBJEKTI ODLAGALIŠTA I INFRASTRUKTURA

5.6. AKTIVNOSTI ZA VRIJEME RADA ODLAGALIŠTA

5.7. OCJENA SIGURNOSTI ODLAGALIŠTA

5.8. ZATVARANJE ODLAGALIŠTA I ODRŽAVANJE/UPORABA NAKON

ZATVARANJA

5.8.1. Ozelenjavanje

5.8.2. Izgradnja objekata iznad tijela odlagališta

5.9. NAKNADNA MJERENJA NA ODLAGALIŠTIMA

5.9.1. Podzemna voda

5.9.2. Slijeganje

5.9.3. Produkcija odlagališnih fluida

5.9.4. Emisija zračenja

5.10. ANALIZA EKONOMIČNOSTI

6. SANACIJA POSTOJEĆIH NESANITARNIH ODLAGALIŠTA

6.1. POSTUPCI SANACIJE IN SITU

6.2. POSTUPCI SANACIJE EX SITU

7. ODLAGANJE POSEBNOG OTPADA

III

ZAGAĐENO TLO

8. GEOTEHNOLOGIJA PRI SANACIJI ZAGAĐENOG TLA

8.1. ISTRAŽNI RADOVI

8.2. POSTUPCI I TEHNOLOGIJE SANACIJE ZAGAĐENOG TLA

8.3. MOGUĆNOSTI NAKNADNE UPORABE SANIRANIH LOKACIJA



IV

ZAKONSKA REGULATIVA

9. ZAKONSKA REGULATIVA U SVIJETU

10. ZAKONSKA REGULATIVA U REPUBLICI HRVATSKOJ



I

UVODNO O OTPADU 1. GEOTEHNOLOGIJA KAO DIO INŽENJERSTVA ZA ZAŠTITU OKOLIŠA (ENVIRONMENTAL ENGINEERING) U posljednjih nekoliko desetljeća došlo je do porasta opće svijesti o okolišu i o potrebi zaštite okoliša. Pojave kao što su: kisele kiše, ozonska rupa, efekt staklenika, degradacija poljoprivrednog zemljišta, neuređena smetlišta, zagađenje podzemnih voda, skladištenje radioaktivnog otpada iz nuklearnih elektrana i sl. - nailaze na veliku pozornost cjelokupne svjetske javnosti. Ove i slične teme predmet su rasprava i aktivnosti u mnogim sferama društva, ali usporedo s time sve se više osjeća nedostatak "čiste" vode, "čistog" zraka i "čiste" hrane. U ovom kontekstu zbrinjavanje otpada predstavlja jedan od najvećih problema današnje civilizacije. Nagli tehnološki razvoj u zajednici s procesom urbanizacije rezultirao je, između ostalog, pojavom velikih količina otpada koje ugrožavaju sve elemente eko-sustava. Rješavanje tog problema prvenstveno je tehničko-tehnološki zadatak, ali on isto tako zadire i u područje prava, ekonomije, sociologije i politike. Odlaganje otpada predstavlja najstariju tehnologiju postupanja s otpadom. U današnjim uvjetima, sanitarno odlagalište možemo definirati kao "objekt koji je izgrađen i opremljen za trajno, kontrolirano, organizirano i sigurno odlaganje otpada". Moglo bi se zaključiti da rješavanje problema odlaganja otpada ne spada, u cijelosti gledano, niti u jednu tradicionalnu granu inženjerstva. U traženju takovih postupaka odlaganja, kojima će se spriječiti štetno djelovanje na okoliš kroz dulje vremensko razdoblje, susreću se problemi koji imaju interdisciplinarni karakter. Stoga metode za njihovo rješavanje treba tražiti u više inženjerskih područja. Takova će situacija potrajati sve dok se opseg poslova ne proširi do te mjere da će biti nužno odgajati nove stručnjake, specijaliste za rješavanje tih problema. Ovakova tendencija već je prisutna u nekim zapadnim zemljama. Pojam - inženjerstvo za zaštitu okoliša ili - inženjerstvo zaštite okoliša (engl. environmental engineering) kao takav označava tehničku granu koja kod nas za sada ne postoji, no u razvijenom svijetu se ovoj grani inženjerstva pridaje sve više važnosti. Inženjerstvo zaštite okoliša je struka koja u sebi objedinjuje sve one interdisciplinarne karakteristike potrebne za cjelovitu i kvalitetnu zaštitu okoliša u tehničko/tehnološkom, ali i društveno/edukativnom smislu. Tehničko/tehnološki problemi koji spadaju pod zaduženja inženjerstva zaštite okoliša su:

1. projektiranje i izvođenje poslova u svezi s gospodarenjem i zbrinjavanjem svih vrsta otpada; 2. projektiranje i izvođenje poslova u svezi zaštite tla, površinskih i podzemnih voda, te zraka; 3. projektiranje i izvođenje poslova u svezi čišćenja i sanacije okoliša u slučaju zagađenja; 4. projektiranje i izvođenje poslova u svezi čišćenja, sanacije, zatvaranja i rekultiviranja

neaktivnih industrijskih, rudarskih, energetskih i sl. postrojenja, lokacija i objekata nakon prestanka njihovog rada;

5. izrada studija utjecaja na okoliš; 6. nadgledanje i kontrola rada mogućih zagađivača, i sl.

U društveno/edukativnom smislu također postoji širok djelokrug poslova za koje bi inženjeri zaštite okoliša bili najadekvatnije obrazovani i najpozvaniji da ih obavljaju. Miješanje nedovoljno tehnički potkovanih i u ekološkom pogledu nedovoljno obrazovanih, ili možda samo - jednoobrazno stručnih lica (u vidu političara, ekologa, tehnologa, strojarskih, rudarskih i sl.



inženjera) u sustav društvene edukacije i prosvjećivanja glede zaštite okoliša kontraproduktivno je! Naime, time se jedino postiže ograničavanje pogleda ljudi, u svezi sa zaštitom okoliša, na one probleme za koje su dotična lica stručna i kojima se bave. Time se gubi sagledavanje cjelokupne slike problema kao takovih i ide u jednu ili drugu krajnost - "potpunu zaštitu" ili "potpunu ravnodušnost". Propisno obrazovani inženjeri zaštite okoliša bi ovdje uveli stanje ravnoteže pošto bi bili najpozvaniji da objasne, riješe problem i donesu odluku glede svih ili velike većine pitanja i problema u svezi sa zaštitom okoliša. Kada se pogleda gore navedena lista zaduženja i poslova koje bi inženjeri zaštite okoliša mogli i trebali obavljati, jasno je da najviše dodirnih točaka s ovom strukom ima rudarstvo, odnosno rudarska geotehnika. Naime, dobar dio navedenih poslova spada u djelokrug rudara koji takove probleme rješavaju u svojoj praksi već dugo godina. Premda je rudarska struka zacijelo ona koja je zaslužna za, ako ne po intenzitetu onda po opsegu, najveće devastacije okoliša, rudarstvo kao takovo je posljednjih godina također jedna od tehničkih struka koje su se najviše prilagodile obavljanju svojih poslova na način koji je "u skladu s okolišem" (engl. environmental sound). Rudari se u svojoj struci već tisućljećima bave podzemnom eksploatacijom i izradom podzemnih prostorija i tunela. Štoviše, u posljednje vrijeme u rudarskoj praksi postoji tendencija ka spuštanju svih ili većine rudarskih radova u podzemlje. Time se ne bi narušavao izgled okoliša, iskorištavala bi se mineralna sirovina, a ovim dobivene podzemne prostorije naknadno mogu biti prenamijenjene za smještaj raznih industrijskih i sl. pogona odnosno za skladištenje raznih vrsta materijala, uključujući tu i otpad. Širenje gradova je tako uznapredovalo da u nekim dijelovima svijeta predstavlja opasnost po prestanak normalnih funkcija naselja (potpuno zagušenje prometa npr.). Djelomično, ovaj problem možemo riješiti spuštanjem nekih dijelova grada u podzemlje, što nije samo ograničeno na željeznicu i sl. već i na poslovno/trgovačke, komunalne i sl. objekte. Ovdje se lako može uočiti velika pomoć koju bi ponudilo iskustvo rudara u svezi s takovim radovima. Obrazovanje rudarskog inženjera je doista široko i uključuje poznavanje kemije, fizike, geofizike, matematike i matematičkog modeliranja, mehanike stijena i mehanike tla, transporta i transportnih sredstava, projektiranja prometnica i geotehničkih objekata, inženjerske i hidrogeologije, vjetrenja i odvodnjavanja, oplemenjivanja mineralnih sirovina, površinske i podzemne eksploatacije, i td., a ne smijemo zaboraviti ni zaštitu okoliša kao takovu. U struci se , rudarski inženjer, odnosno inženjer rudarske geotehnike, redovito susreće s onim poslovima koji su neophodni za projektiranje i izgradnju odlagališta svih vrsta otpada. Istražni radovi su izravno dio struke inženjera rudarstva, jer se niti jedan rudarski objekt ne može niti zamisliti bez njih. U djelokrug rudarstva spada površinska eksploatacija, kao npr. iskop gline i sličnih materijala, te ugradnja materijala jalovine u nasipe jalovišta. Ovdje se rudari susreću s problemom stabilnosti kosina, slijeganja, procjeđivanja, odvodnje površinskih voda i sl. vezanim uz pitanja općeg nasipa. Nakon završetka eksploatacije, površinski kopovi se rekultiviraju, da ne bi narušavali izgled okoliša. U podzemnoj eksploataciji, kao što je već rečeno, rudari se bave izradom podzemnih prostorija u svrhu eksploatacije mineralne sirovine. Tijekom tih radova susreću se s problemima slijeganja, prodiranja plinova i voda, koji su često puta opasni i korodivni, pa zahtijevaju specifičan nači otplinjavanja i odvodnje. Iskopanu rudu treba podvrgnuti postupku oplemenjivanja, a u novije vrijeme se vrši recikliranje, odn. ponovna prerada starih jalovišta u kojima postoji određena količina rude koju nekada nije, a danas, zahvaljujući napretku tehnike i tehnologije, jest moguće iskoristiti. Iste metode se mogu pa čak već i primjenjuju za preradu materijala iz starih odlagališta otpada, a postupci i tehnologija uporabljeni za oplemenjivanje rude uporabljuju se u istom ili samo djelomično izmjenjenom obliku za potrebe reciklaže komunalnog otpada i u nekim metodama sanacije (čišćenja) zagađenog tla. Otprašivanje, odn. pročišćavanje ispusnih plinova na pogonima (za oplemenjivanje, ali i u sl. industriji i termoelektranama/spalionicama), također je dio rudarskih poslova. Na kraju treba spomenuti nadzor, koji je posebno strogo reguliran za rudarsku struku. U sadašnjoj situaciji neosporna je činjenica da tehnologija razvijena u geotehničkoj znanosti i u geotehničkom inženjerstvu ima važnu ulogu u rješavanju problema glede odlagališta otpada,



sanacije zagađenog tla i sl. te mora biti uvažavana pri njihovu rješavanju. Također, sanitarno odlagalište komunalnog otpada možemo promatrati kao tipičnu geotehničku građevinu. S obzirom na gore iznešeno, jasno je da su inženjeri rudarstva, odnosno geotehnike, ako već ne najpozvaniji gklede rješavanja pitanja i problema u svezi zaštite okoliša, a onda po svojoj stručnosti barem najbliskiji budućim inženjerima zaštite okoliša. 2. OPĆENITO O GOSPODARENJU OTPADOM I ZBRINJAVANJU OTPADNOG MATERIJALA Prije nekoliko desetljeća ekonomisti su definirali otpad kao "materijal koji je jeftinije baciti nego koristiti". Danas je došlo do radikalne promjene takovog gledišta. Naime, s vremenom cijena odlaganja otpadnog materijala raste jer je sve manje ekološki prihvatljivih lokacija na kojima je omogućeno sanitarno odlaganje otpada1. Osim toga, u otpadu postoji dosta materijala koji se mogu reciklirati i uporabiti kao sekundarne sirovine uz određeni profit.

Jedan od najranijih oblika gospodarenja otpadom nalazimo u Grčkoj, u 5. st. pr. n. e.,

gdje je svaka osoba bila odgovorna da prikupi svoje vlastito smeće i da ga donese na gradsko smetlište. Prva prava služba za sakupljanje otpada bila je organizirana u rimskom carstvu.

Pedesetih godina ovoga stoljeća dolazi do radikalne promjene u sustavu odlaganja. Dotadašnje stihijsko i nesanitarno "odlaganje" otpada na smetlišta, zamjenjuje se planiranim i dobro organiziranim pristupu problemu. Poradi bolje iskoristivosti prostora i zaštite okoliša, započinje se sa zbijanjem otpada, prekrivanjem jama u koje se odlaže isl.

Danas se radi po “3R” principu – REDUCE, REUSE, RECYCLE (smanjiti, nanovo uporabiti, reciklirati) pa se i napori istraživanja glede zbrinjavanja, odnosno gospodarenja otpadom, usmjeravaju na smanjenje količine otpada koji mora biti odložen, ali i na tehnologiju odlaganja otpada. Naime, na kraju krajeva bez obzira kako i koliko mi obradili otpad uvijek ostaje neki produkt obrade. Na kraju se nešto mora odložiti u zemlju. ODLAGANJE OTPADA NE ZNAČI NJEGOV NESTANAK VEĆ SAMO PRELAZAK IZ NEPOVOLJNOG U POVOLJNIJE STANJE, ZA KRATAK PERIOD.

Gospodarenje otpadom (waste management) bavi se:

1) proizvodnjom; 2) pohranom na licu mjesta; 3) sakupljanjem; 4) prijenosom; 5) transportom; 6) obradom i preradom; 7) odlaganjem otpada.

1 SANITARNO ODLAGANJE OTPADA - način odlaganja otpadnog materijala u skladu s okolišem (ne ugrožava ga niti onečišćuje) u, za tu svrhu posebno projektirana i izgrađena, sanitarna odlagališta otpada.



Postoji pet osnovnih strategija za ekološki i ekonomski opravdano gospodarenje

otpadom:

1. SMANJENJE IZVORA; 2. PONOVNA UPORABA; 3. RECIKLIRANJE; 4. ENERGETSKO SPALJIVANJE OTPADA; 5. ODLAGANJE.

SMANJENJE IZVORA – odnosi se koliko na smanjenje broja izvora iz kojih dobivamo otpadni materijal, toliko i na smanjenje količina otpadnog materijala na izvoru (mjestu nastanka). Ovo - smanjenje početne količine otpada, u praksi se provodi:

- kupovinom proizvoda s malo ambalaže; - smanjenjem količine i/ili toksičnosti otpada koji nastaje; - smanjenjem količine i troškova vezanih uz njegovu obradu i utjecaj na okoliš; - smanjenjem količine otpada dizajniranjem, proizvodnjom i pakovanjem proizvoda s

minimumom toksičnih komponenti, minimalnom količinom (volumenom materijala) i/ili dužim vijekom trajanja;

- razvojem i uporabom proizvoda s većom trajnošću i mogućnošću popraljanja; - zamjenom proizvoda za jednokratnu uporabu proizvodima koji se mugu koristiti nanovo; - uporabom manje materijala (npr. obostrano fotokopiranje); - povećanjem sadržaja recikliranih materijala u proizvodima; - razvojem struktura koje će navoditi proizvođače na manju produkciju otpada; - kompostiranjem.

Kompostiranje je moguće provesti na 18% kućnog otpada. Ono vraća u zemlju (na način

neškodljiv po okoliš) ono što je uzeto iz zemlje, no kompostiranjem se iz struje otpada znaju izdvojiti i škodljivi materijali pa treba pripaziti koje organske otpatke kompostiramo. Kompost unapređuje tlo, ne gnoji ga! PONOVNA UPORABA – označava iznalaženje drugog ili istog načina za ponovnu uporabu nekog proizvoda, radije nego da ga se riješimo (može uključivati popravke i prepravke). RECIKLIRANJE – označava promjenu otpadnog materijala u drugi, iskoristiv oblik, a uključuje :

- sakupljanje; - odvajanje; - ponovnu uporabu/kompostiranje otpada.

Neka istraživanja govore da bi se u Sjedinjenim državama npr. moglo reciklirati više od

75 % otpada. Prema iskustvima zemalja u kojima je recikliranje već duže vremena u primjeni, najbolje mjesto za odvajanje materijala za reciklažu i ponovnu uporabu je na samom izvorištu, prije nego se otpad pomješa.

ENERGETSKO SPALJIVANJE OTPADA – obično ne ide ruku-pod-ruku s recikliranjem, jer se na taj način gubi na ogrijevnoj vrijednosti otpada. Ipak, moguće je provesti neki oblik izdvajanja pojedinih frakcija i još uvijek energetsko spaljivanje zadržati ekonomski opravdanim. Spaljivanjem se, osim mogućeg iskorištavanja toplinske energije, dobiva i na smanjenju volumena otpadnog materijala. Što više otpada spalimo - manje će dragocjenog odlagališnog prostora biti zauzeto, a moguća je i uporaba šljake (otpadnog pepela).



ODLAGANJE – otpada nužno dolazi na kraju. Sav otpad koji se ne može prodati kao sekundarna sirovina, šljaka i pepeo dobiveni spaljivanjem (neki oblici), i tome slični produkti ostalih tehnologija za zbrinjavanje otpadnog materijala, na kraju bivaju odloženi u odlagališta.

Gospodarenje otpadom uključuje uporabu nekoliko, ili svih, navedenih strategija. Na Slici 2.-1. dijagramom je shematski prikazan osnovni princip modernog gospodarenja otpadnim materijalom.

Slika 2.-1. Shematski prikaz principa modernog gospodarenja otpadnim materijalom.

uporaba proizvoda za

kućanstvo

proizvodnja toplinske energije

eventualno odlaganje

recikliranje u drugi

proizvod

ostaci šljaka i pepeo

odlaganje na

odlagalište

izravna ponovna uporaba proizvoda (npr. plastične vrećice)

nastanak kućnog otpada

novi proizvod

(npr. karton)



Ranije spomenut stalni porast cijene odlaganja, glede manjeg broja lokacija za odlagališta otpada, posredno je uvjetovan pooštravanjem zakonskih propisa, širenjem urbanih sredina i razvojem svijesti stanovništva, vezano uz gospodarenje otpadom i zaštitu okoliša. Na žalost, ovaj posljednji razlog stvara posebne probleme inženjerima koji se bave projektiranjem i izgradnjom odlagališta. Pojam "razvoj svijesti" je u toliko pogrešan što se svijest o zaštiti okoliša i odlagalištima ne razvija u smislu općeg razumijevanja i ispravne slike problema, već kao najcrnja moguća slika svih negativnosti, opasnosti i loših strana zbrinjavanja otpada. Odatle svoje korjene vuku parole:

- N.I.M.B.Y. – "not in my back yard!" (ne u mom dvorištu); - B.A.N.A.N.A. – "build absolutely nothing anywhere near anyone!" (ne gradite apsolutno

ništa, nigdje, ni u čijoj blizini); - N.O.P.E. – "not on planet Earth!" (ne na planeti Zemlji).

N.I.M.B.Y. – je sigurno najčešći stav stanovništva pri traženju povoljnih lokacija za

odlagališta bilo kakovog otpada.



II

ODLAGALIŠTA

3. GEOTEHNIČKE OSOBITOSTI ODLAGALIŠTA OTPADA - SANITARNO ODLAGALIŠTE KAO GEOTEHNIČKI OBJEKT Odlagalište komunalnog otpada je objekt čija izgradnja obuhvaća rješavanje niza problema: sanitarno-epidemioloških, ekoloških, hidroloških, hidrogeoloških, urbanističkih, građevinskih, ekonomskih, komunalnih i geotehničkih. Iako realizaciju projekta sanitarnog odlagališta prati suradnja različitih struka, poradi svojih specifičnosti taj objekt je u prvom redu geotehnički.

Slijedećih nekoliko poglavlja obrazložit će ovu tvrdnju. 3.1. PROBLEMATIKA ISTRAŽNIH RADOVA Istražni radovi u tlu su jedan od osnovnih geotehničkih zadataka koji se provode prije izgradnje svih gradevinskih, rudarskih ili geotehničkih objekata. Ispitivanje tla provodi se u svrhu dobivanja preciznih podataka o vrsti, prostiranju i karakteristikama materijala na kojem će se graditi.

Opsežnost i točnost istražnih radova ovisit će o važnosti buduće građevine. Detaljna istraživanja terena su izuzetno skupa pa je bitno pronaći pravi odnos njihovog opsega i ekonomske rentabilnosti.

Dubina do koje treba provesti ispitivanja regulirana je propisima i određuje se s obzirom na vrstu i raspodjelu slojeva, odnosno prema veličini, obliku i načinu izgradnje objekta (pitanje opterećenja tla) te njegovoj osjetljivosti (pitanje slijeganja).

Ispitivanje tla dijeli se u tri skupine (Nonveiller, 1981):

1) prethodna ispitivanja - pregled terena, prikupljanje postojećih podataka o geološkim

prilikama, ispitivanje tla na susjednim lokacijama itd; 2) bušenje i vađenje uzoraka; 3) laboratorijska ispitivanja uzoraka; 4) mjerenje osobina tla in-situ.

Osobitu pozornost treba usmjeriti na mjerenje razine podzemne vode što se provodi

izradom bušotina, odnosno piezometara, koji su opremljeni za promatranje razine ili tlaka podzemne vode kroz duže razdoblje. Ovo je važno iz razloga osiguranja protiv zagađivanja podzemnih tokova, a isto tako i osiguranja izgrađenog objekta od poplavljivanja.



Zbog specifičnosti problematike vezane uz odlagališta komunalnog otpada, istražni

radovi se provode u dvije razine:

1) u svrhu odabira lokacije u regionalnom smislu; 2) u svrhu odabira mikrolokacije odlagališta.

Pri odabiru lokacije u regionalnom smislu provode se opća (prethodna) istraživanja

terena, gdje dominira prikupljanje podataka o području, geološka prospekcija i geofizički istražni radovi. Za odabir mikrolokacije provode se ispitivanja konkretnih osobina tla:

a) sastav i kemijsko-fizičke osobine slojeva; b) raspred i prostiranje slojeva; c) propusnost; d) parametri čvrstoće tla; e) karakteristike zbijanja; f) razina podzemne vode i smjer toka; g) postojanje akvifera i položaj.

Osim nabrojanih postoji još niz istražnih radova, a njihova važnost opravdava visoke

trožkove izvođenja. Najvažnije je istražno bušenje, koje se provodi s uzimanjem poremećenih i neporemećenih uzoraka (jezgrovanje). Ti uzorci se kasnije podvrgavaju laboratorijskim ispitivanjima.

Dobiveni rezultati moraju zadovoljiti određene propise i standarde, a na temelju njih se odabire i način izvedbe odlagališta, odnosno tehnika odlaganja.

Pri izgradnji sanitarnog odlagališta istražni radovi u tlu trebali bi se provesti do dubine od najmanje 30 metara (prema stranim iskustvima). 3.2. PROBLEMATIKA OPĆEG NASIPA Pod "općim nasipom" podrazumjeva se objekt od materijala tla (glina, prah, pijesak, šljunak, kameni agregati) trapeznog oblika, s pokosima čiji je nagib određen: kutem unutrašnjeg trenja i kohezijom, karakteristikama podloge, načinom ugradnje, vanjskim utjecajem i dr.

Nasipi se izrađuju pri gradnji prometnica, u svrhu regulacije vodenih tokova i obrane od poplava te za stvaranje akumulacija vode (nasute brane). Geotehnički problemi vezani uz opći nasip odnose se na stabilnost njegovih kosina, slijeganje i izgradnju brtvenih slojeva.

Na Slici 3.2.-1. prikazani su mogući problemi stabilnosti i deformacija tipičnog odlagališta.



LEGENDA:

1 Otpornost na klizanje pokrovnog sloja.

2

(a) Lokalni slom u tijelu odlagališta po pretpostavljenoj kliznoj plohi.

(b) Globalni slom kroz tijelo odlagališta i kroz temeljno tlo po pretpostavljenoj kliznoj plohi.

3 nosivost temeljnog tla, uz pretpostavljen mehanizam sloma tla.

4 Otpornost na klizanje između baznog sustava brtvljenja i temeljnog tla.

5 Stabilnost podnožne berme. 6 Stabilnost pomoćne konstrukcije. 7 Slijeganje temeljnog tla.

8 Vertikalni i horizontalni pomaci tijela odlagališta.

Slika 3.2.-1. Shematski prikaz geotehničkih problema sanitarnog odlagališta. (preuzeto iz: Kovačić, Čorko, 1994)

Bilo da je odlagalište komunalnog otpada izvedeno na ravnom terenu, u zasjeku ili popunjavanjem neke prirodne, odnosno umjetne depresije - njegov konačni izgled uvijek uključuje pokose. Zahtjevi glede slijeganja, stabilnosti i vodopropusnosti (tijekom izgradnje i nakon sanacije objekta) gotovo su identični, ako ne i strožiji, od onih pri izgradnji nasute brane ili nasipa za obranu od poplave.

(a)

(b



3.2.1. Ugradnja materijala Ugradnja i zbijanje materijala nasipa mora biti u slojevima jednake debljine i određene vlažnosti, a osobitu pozornost treba posvetiti jednoličnosti zbijanja. U svrhu kvalitetnije ugradnje matrerijala tla u nasipe izrađuju se probna polja, na kojima se utvrđuje potreban broj prijelaza strojeva i optimalna debljina slojeva. Tijekom izvođenja pojedinih slojeva uzimaju se uzorci i laboratorijski ispituje kvaliteta ugradnje. Kod odlagališta je isti slučaj kao i kod drugih geotehničkih građevina, s tom razlikom što je ispitivanje svojstava, odnosno kvalitete ugradnje otpadnog materijala težak, a često puta i neizvediv posao (prvenstveno uslijed promjene svojstava otpada tijekom vremena, o čemu će biti više riječi u narednim poglavljima). 3.2.2. Stabilnost pokosa

Kod svih nasutih geotehničkih objekata postavlja se zahtjev za stabilnošću kosina, dakle - nedopustivo je stvaranje kliznih ploha. To znači da ne smije doći do prekoračenja posmične čvrstoće tla.

Preventivne mjere za stabilizaciju kosina su: odabir odgovarajućeg nagiba (uz traženi faktor sigurnosti), dobra ugradnja materijala, dobra odvodnja, i sl.

Kod odlagališta komunalnog otpada situacija je gotovo ista, osim što se uz stabilnost

materijala tla javlja i pitanje stabilnosti otpada. Tu veliki utjecaj imaju: oborinska voda, sastav otpadnog materijala te način njegove ugradnje i zbijanja. 3.2.3. Slijeganje

Slijeganje nasutih geotehničkih objekata mora biti svedeno na minimum. To se posebno odnosi na pojavu diferencijalnih slijeganja.

Do slijeganja može doći u toku i nakon izgradnje nasipa, a ono je posljedica smanjenja volumena pora materijala podloge i objekta.

Najveći utjecaj na slijeganje imaju:

1. vrsta, sastav i karakteristike materijala podloge, odnosno nasipa; 2. način ugradnje materijala; 3. veličina objekta i intenzitet kontaktnog pritiska; 4. dubina spuštanja ispod kote terena, i dr.

Ako bi deformacije ispod objekta bile prevelike, onda ih na neki način moramo spriječiti.

To se izvodi ukanjanjem lošeg sloja iz podloge ili usporenom gradnjom nasipa, pri čemu se tlo



polako konsolidira (Nonveiller, 1981). Kod odlagališta, bolje zbijanje otpada znači manje slijeganje u budućnosti, ali i manje

zauzetog prostora. Zavisno od visine odloženog materijala, ukopavanja etaža ispod kote terena i karakteristika podinskih slojeva, postoji stanovita opasnost od slijeganja podloge, što može dovesti do pucanja donjeg i gornjeg brtvenog sloja. Ipak, u većini slučajeva, daleko veći problem predstavlja diferencijalno slijeganje odlagališta. Naime, osim slijeganja do kojeg s vremenom dolazi zbog kompaktiranja materijala pod djelovanjem gravitacije, postoji i mnogo važniji problem slijeganja otpadnog materijala uslijed truljenja, koje neće biti ravnomjerno i koje može izazvati pucanje pokrovnih slojeva. Rješavanje tog problema jedan je od najvažnijih zadataka vezanih uz odlagališta komunalnog otpada.

Na kraju, pošto čovjeku u poslijednje vrijeme ponestaje prostora za izgradnju raznih objekata (rekreativni centri, hale, skladišta, ceste, stambene zgrade i sl.) nameće se pitanje uporabe starih (zatvorenih) sanitarnih odlagališta u tu svrhu, gdje se kao najveći problem pojavljuje upravo pitanje stabilnosti i prognoziranje slijeganja takovih podloga. 3.2.4. Brtveni slojevi

Od nasutih brana i nasipa za obranu od poplave u prvom redu se traži da budu nepropusni po cijeloj svojoj duljini. To svojstvo se postiže ugradnjom koherentnih materijala s vlo malim koeficijentom propusnosti (gline).

Osnovni djelovi nasute brane su:

1. NEPROPUSNA JEZGRA - izrađena od glinovitog ili prašinastog materijala s malim koeficijentom propusnosti i malom otpornosti smicanju;

2. POTPORNE ZONE - izrađene od kamena i šljunkovito-pjeskovitog materijala veće propusnoti od jezgre i veće otpornosti smicanju.

Nepropusna jezgra je barijera koja sprječava istjecanje vode (iz akumulacije, npr.) no

njen materijal je dosta podložan eroziji. Iz tog razloga se oko jezgre izraduju potporne zone od propusnijeg, ali i daleko stabilnijeg materijala.

Poradi velikog hidrostatskog i hidrodinamičkog tlaka, nasutim branama i nasipima tolerira se određena propusnost, ali ne i prekomjerno otjecanje vode, jer bi u tom slučaju izgubili svoju funkciju.

Dok je kod brana i nasipa za obranu od poplave dopušteno procjeđivanje vode u

prihvatljivim granicama, kod odlagališta to je nedopustivo. Gornji brtvenj sloj mora u potpunosti spriječiti procjeđivanje oborinskih voda u tijelo odlagališta, a donji brtveni sloj - istjecanje filtrata iz tijela odlagališta. 3.2.5. Drenažni slojevi

Kod izgradnje potpornog zida - "građevine koja podupire vertikalne ili strme zasjeke



terena ili nasut materijal" (Nonveiller, 1981) od velike je važnosti dobro dreniranje zasipa u zaleđu. Nepropusni i malopropusni zidovi zahtijevaju posebe sustave za tretman oborinskih voda koje, procijedene u tlo, nailaze na zid kao zapreku svome tečenju i ostvaruju veliki pritisak na nj. Da ne bi došlo do preopterećivanja zida, njegovog pucanja ili rušenja, voda se drenira, čime se smanjuje hidrostatski tlak i otklanja opasnost.

Materijal drenažnih konstrukcija mora zadovoljiti uvjete filtarskih slojeva (Nonveiller, 1981):

1. Mora imati dovoljno veliku propusnost da voda u njemu teče uz znatno smanjen gradijent

i s malim strujnim tlakom (barem deset puta veća propusnost od okolnog materijala). 2. Mora biti dovoljno sitnozrnat i njegova granulometrijska krivulja takova da voda ne

može iznositi sitne čestice zaštićenog materijala kroz pore filtra.

Iz ovih razloga, drenažni sustavi se izrađuju u više slojeva od nekoherentnog materijala različite krupnoće. Pošto se u drenove obično ugraduju cijevi, radi povećanja odvodnog kapaciteta, granulacija materijala se mijenja od najkrupnijeg - neposredno uz cijev, postupno prema najsitnijem - uz drenirani materijal. Pri tome se mora obratiti pozornost na vjerojatnost začepljenja cijevi i njenu kontrolu.

Isto tako, mora se u obzir uzeti oborinska voda koja se ne procjeduje kroz tijelo objekta, već teče po njemu i izaziva eroziju pokosa. Iz tog razloga se izraduju rigoli i kanali za odvodnju oborinskih voda.

Kod odlagališta nailazimo na iste probleme. Odlagališni fluidi, koji se javljaju u tijelu odlagališta uslijed truljenja otpada,

procjeđivanja oborina i sl., moraju biti evakuirani i podvrgnuti određenom tretmanu (npr. recirkulaciji). Također se ne smije dopustiti dotok oborinske vode, osim u vrlo ograničenim količinama tijekom odlaganja otpada, tako da odlagalište zahtjeva mrežu rigola, odnosno odvodnih kanala.

Osim izrade horizontalnih drenova za filtrat i rigola na površini odlagališta, neophodan je i sustav za odvođenje odlagališnih plinova nastalih raspadanjem organske tvari u otpadu. 4. VRSTE I SVOJSTVA OTPADNIH MATERIJALA Karakterizacija - određivanje sastava otpada, i kvantifikacija njegove proizvodnje morale bi prethoditi projektiranju odlagališta. Karakteristike zaštitnog sustava slojeva (debljine, raspored, materijali...) zavise o karakteristikama otpadnog materijala, volumen odlagališta zavisi o trenutnoj i predviđenoj produkciji otpada, broj i vrsta strojeva odn. prateći objekti odlagališta zavise o produkciji i karakteristikama otpada, itd. Da bi se uštedilo na sredstvima koja treba uložiti u izradu studije sastava i količina otpada, za neko naselje ili regiju, moguće je primjeniti iskustva dobivena istraživanjima u nekom drugom gradu ili regiji. Naravno, to nije uvijek tako jednostavno, jer se i karakteristike i količine otpada mogu uvelike razlikovati. One jako variraju zavisno o sredini u kojoj otpad nastaje - prisutna industrija (vrsta), stupanj industrijalizacije, sastav stanovništva itd. Postoji više tipova podjela otpada i one se dosta razlikuju od autora do autora, zavisno o načinu karakterizacije i o regiji u kojoj je provedena (Tablica 4.-1.).



TIP PODJELE VRSTE OTPADA - prema nastanku I: - kućni otpad - otpad s javnih površina - industrijski otpad - ostali otpad (krupni, građevinski idr.) - prema nastanku II: - komunalni otpad - mineralni otpad - industrijski otpad - otpad usljed jaružanja - opasni otpad - prema nastanku III: - komunalni otpad - industrijski otpad - bolnički otpad - poljoprivredni otpad - prema geomehaničkim

karakteristikama: - otpad koji je sličan tlu

- ostali otpad - prema karakteristikama

utjecaja na okoliš: - inertni otpad

- komunalni (kućni) i neopasni industrijski otpad

- opasni industrijski otpad - prema agregatnom

stanju: - kruti otpad

- tekući otpad: - mulj - tekućina - plinoviti otpad - mješavine (gore navedenog)

Tablica 4.-1. Primjeri različitih podjela otpada prema vrsti i tipu. Američki “Akt o očuvanju i ponovnom korištenju sirovina” (Resource Conservation and

Recovery Act) dijeli neopasni otpad na vrste navedene u Tablici 4.-2. i predlaže načine za njegovo odlaganje.

NAČIN ODLAGANJA

VRSTA OTPADA

1 2 3 4 5 6 7 8 Komunalni X X X X Opasni kućni otpad X X X Mulj iz kanalizacije (suh/mokar) X X X X X Mulj dobiven pročišćavanjem vode X Pepeo X X X Industrijski neopasni otpad X X X Male količine slaboopasnog otpada X Građevinski otpad X Rudarski otpad (isključujući otpad rudnika ugljena) X Poljoprivredni X Nafta i plin (dobivanje, obrada isl.) X

1) ODLAGANJE U TLO 2) ODLAGANJE U OCEAN 3) SPALJIVANJE



4) OBNAVLJANJE SIROVINA 5) KANALIZACIJSKI SUSTAV 6) SEPTIČKE JAME 7) LAGUNE 8) PRIMJENA NA POVRŠINI TLA

Tablica 4.-2. RCRA-ova podjela otpada i mogući načini njegovog odlaganja. Treba primjetiti da otpad u procesu starenja može postati inertan ili opasan po okoliš, što zavisi o njegovom sastavu i uvjetima odlaganja. Podjela otpada na vrste, odnosno - definiranje tipa nekog otpada, određuje se s obzirom na odgovore na slijedeća pitanja:

1. Gdje i kako otpad nastaje? 2. Koji je sastav otpada? 3. Da li je otpad opasan? 4. Može li se otpad odložiti u tlo (spremiti u odlagalište)? 5. Koji su vjerojatni sastojci filtrata odlagališta (neophodno za određivanje vrste sustava za

temeljno brtvljenje, projektiranje postrojenja za prethodnu obradu, i projektiranje programa za monitoring podzemne vode)?

6. Kolika je brzina nastanka otpada (s obzirom na zapreminu)? 7. Koje su fizičke karakteristike otpada čije je poznavanje neophodno za projektiranje

odlagališta? 8. Koje su fizičke karakteristike otpada čije je poznavanje neophodno za rad na odlagalištu? 9. Koje je mjere zaštite (opreza) potrebno provoditi (pratiti – od strane radnog osoblja

odlagališta i inspektora)? 10. Koje su alternative za smanjivanje količine otpada?

Dalje u tekstu bit će navedene neke karakteristike važnijih tipova otpada. KOMUNALNI OTPAD - uključuje ono što je nekada bilo u komercijalnoj, odnosno u uporabi u domaćinstvu, a oko 50% težinskog udjela otpada na papir i otpatke iz vrtova. Često puta se ovaj otpad definira i pojmom kućni, ali kućni otpad je (uz komercijalni, laki industrijski i otpad sa javnih površina) samo podkomponenta komunalnog otpada. Sastav mu zavisi/varira s obzirom na trgovinu i industriju u regiji, a tipični materijali koje nalazimo u komunalnom otpadu su: otpaci hrane, otpaci iz vrtova, papirnata konfekcija, plastika i guma, tekstil, drvo, pepeo i sl. U komunalnom otpadu nalazimo i "vangabaritne predmete" kao npr. veće komade drveta (namještaj), frižidere, školjke automobila. Dnevna produkcija je (u prosjeku) oko kilogram i pol dnevno po glavi stanovnika. Poznavanje komponenti bilo kojeg tipa/vrste otpada od velike je važnosti za određivanje načina gospodarenja otpadom odn. njegovog zbrinjavanja. Ako je u nekom otpadu mnogo plastike ili aluminija, logično je zaključiti da postoji realna mogućnost za njihovo recikliranje. Ako je u otpadu mnogo organske komponente, dalo bi se razmisliti ili o odvojenom sakupljanju otpada i kompostiranju organske komponente ili barem puštanju otpada da "ostari", čime se smanjuje volumen otpada i sprečava naknadno slijeganje odlagališta. U Tablici 4.-3. dani su podaci o težinskim udjelima pojedinih komponenti komunalnog otpada.



KOMPONENTA OTPADA TEŽINSKI UDIO (za 1984)[%]

TEŽINSKI UDIO (za 2000) [%]

hrana 8,1 6,8 papir, karton 37,1 41,0 otpad iz vrtova 17,9 15,3 drvo 3,8 3,8 plastika 7,2 9,8 ferolegure 9,6 9,0 staklo 9,7 7,6 tekstil, guma 4,6 4,6 keramika idr. 2,0 2,1 UKUPNO 100,0 100,0

Tablica 4.-3. težinski udjeli pojedinih komponenti komunalnog otpada. MINERALNI OTPAD - nastaje dobivanjem metala, goriva, gnojiva, kemikalija i glina, odnosno pri građevinskim radovima. Tako ga, ugrubo, možemo podijeliti na otpad dobiven rudarskim radovima i građevinski otpad. Prema karakteristikama on može biti i jako škodljiv po okoliš i "inertan". Jalovina se npr. općenito ne smatra opasnom po okoliš, ali pitanje potencijalnog zagađenja zraka, zemlje i vode ostaje kod kopanja cinkove rude (kadmij), jalovine dobivene kopanjem cinabarita (živa), pri bušenju za pridobivanje nafte, i sl. Odlaganje ovog otpada provodi se nasipanjem jalovišta, izlijevanjem u lagune, injektiranjem u duboke bušotine2, zapunjavanjem starih radova (nadzemno-podzemno), pa i uporabom u građevini (nasipi, donji slojevi prometnica, punila...).

Postavlja se vrlo zanimljivo pitanje ponovne uporabe (prerade) starih jalovina koje sadrže postotak rude nekada ne preradiv, a s današnjim metodama i industrijskim kapacitetima zanimljiv za iskorištavanje. Neki autori smatraju da bi se i stara odlagališta komunalnog otpada mogla provesti kroz "pogon za oplemenjivanje" gdje bi se iz otpadnog materijala izdvojile reciklabilne komponente. U Belgiji se taj proces provodi pri sanaciji nesanitarnih odlagališta, tako što se prije odlaganja na novu, uređenu lokaciju, otpadni materijal usitni i iz njega izdvoje metali, plastike, kamen, i sl. Na taj način se, osim pridobivanja sekundarnih sirovina, dobiva i na uštedi dragocjenog odlagališnog prostora.

Dvije posebno zanimljive podvrste mineralnog otpada su otpad od ugljena/pepeo i fosfatni otpad.

Otpad dobiven gorenjem ugljena ili sl. goriva, uključuje razne vrste pepela koji sadrže razne spojeve (vidi Tablicu 4.-4.). Neki od tih spojeva su opasni po okoliš, neki inertni, a neki pepelima daju cementirajuća svojstva (sub-bituminozni ugljeni i lignit) uslijed čega oni mogu biti uporabljeni kao veziva sredstva npr. za vododržive dijafragme.

Fosfatni otpad nastaje pri proizvodnji umjetnih gnojiva. Zanimljivo je da on sadrži podjednake količine pijeska i gline, što je karakteristika koja bi se dala iskoristiti kao razlog za njegovu uporabu.

Sav mineralni otpad ima tu karakteristiku da dolazi u velikim količinama. To znači da njegovo odlaganje zahtijeva velike volumene, odnosno - on zauzima mnogo dragocjenog mjesta. Ponovnom uporabom ili barem smanjenjem njegovih količina dobilo bi se na prostoru koji može biti uporabljen u druge svrhe.

2 Injektiranje u bušotine dobivene istraživanjem i iskorištavanjem naftnih polja, nametnulo se prije nekoliko godina kao mogući način zbrinjavanja radioaktivnog i drugih vrsta opasnog otpada. Praktična primjena još nije u provedbi jer ovaj način odlaganja u sebi sadrži neke, na ovom stupnju razvoja tehnike, nerješive probleme.



Mineralni otpad i njegovo odlaganje redovito uključuju pojavljivanje nekih čisto geomehaničkih problema: stabilnost kosina, slijeganje, procjeđivanje (otpadnih) voda i sl.

Više o karakteristikama i načinu odlaganja ove vrste otpada bit će riječi u drugim kolegijima.

SASTOJAK LETEĆI PEPEO [%]

LOŽIŠNI PEPEO [%]

SiO2 34÷58 21÷60 Al2O3 20÷40 10÷38 Fe2O3 4÷24 5÷37 CaO 2÷27 0÷22 MgO 1÷6 0÷4 SO3 0,5÷4 alkalni spojevi topivi u vodi

2÷6 0÷7

Tablica 4.-4. Sastav pepela dobivenih gorenjem ugljena. INDUSTRIJSKI OTPAD - nastaje u: proizvodnji i obradi kemikalija, proizvodnji hrane, rafinaciji nafte, proizvodnji plastike, papira i celuloze, obradi drveta, i farmaceutici. Ovdje spada i agrikulturni otpad te otpad od celuloze i iz papirne industrije. Agrikulturni otpad uključuje otpatke od životinja, otpad nastao prilikom irigacije, otpad nastao uzgojem žitarica i onaj nastao uporabom umjetnih gnojiva. Neki od navedenih materijala mogu sadržavati različite razine organskih i anorganskih kemikalija te teških metala. Iz navedenih razloga oko 15 % industrijskog otpada smatra se opasnim. Otpad od celuloze i iz papirne industrije uključuje komadiće drveta, vlakna, talk, silt i glinu. Za nj je karakterističan velik sadržaj vode (pulpa). OTPAD DOBIVEN ČIŠĆENJEM VODENIH PUTEVA (jaružanjem) - po nekim autorima može biti podgrupa mineralnog, ali poradi nekih specifičnosti tretira se kao zaseban tip otpada. On u sebi sadrži kamenje, šljunak, pijesak, prah i glinu, ali i sav onaj otpad koji je upao u plovni put (čvrsti, nafta i derivati). OPASNI OTPAD - je onaj tip otpada koji predstavlja opasnost po zdravlje ljudi i okoliš. Poradi njegovih osobitih karakteristika bit će podrobnije obrađen u Poglavlju 7.



4.1. KVALITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA Među kvalitativne karakteristike otpadnih materijala spadaju:

1. fizička svojstva; 2. mehanička svojstva (geotehnička svojstva – geomehanička); 3. kemijska svojstva; 4. biološka svojstva.

Kvalitativne karakteristike otpada definirane su njegovim sastavom, starošću, načinom

nastanka, načinom odlaganja, i uvjetima odlaganja (atmosferiliji i sl.). Važno ih je odrediti prije odlaganja materijala i, koliko je to moguće, odrediti njihovu promjenu pri starenju otpada. Kvalitativne karakteristike uvelike određuju način odlaganja (gospodarenja otpadom). Osim toga, prema njima se određuje i naziv, vrsta, odn. tip otpada.

Fizička i mehanička svojstva otpada važno je odrediti jer pri modeliranju raznih procesa koji se javljaju u zaštiti okoliša, osim uobičajenih geotehničkih materijala kao što su tlo i stijena, moramo se baviti i svojstvima otpadnog materijala. Istraživanja u tom području su još uvijek na početku, u pogledu veličine i postojanosti pojedinih svojstava.

Svako određivanje svojstava otpada povezano je s problemima jer:

1. Otpad nije homogen materijal. 2. Još uvijek nema opće prihvaćenih metoda vađenja uzoraka iz otpada. 3. Teško je izvaditi neporemećeni uzorak dovoljne veličine da se na njemu mogu odrediti in

situ svojstva otpada. 4. Svojstva otpada bitno ovise o njegovoj starosti.

Zbog određene sličnosti koju otpad, kao materijal, ima s materijalima tla, često se

postupa tako da se pri analiziranju njegovih svojstava koriste laboratorijski i in situ pokusi kakvi su uobičajeni pri geotehničkim istražnim radovima. Drugi je uobičajeni pristup da se parametri otpada određuju tzv. povratnom analizom, tj. izračunavanjem parametara na temelju ponašanja gotove građevine (odlagališta) ili njezinih dijelova.

Svojstva otpada kao materijala bitno se razlikuju s obzirom na tip, sastav, konzistenciju i stanje biokemijskog raspadanja. Tipični primjeri takvih materijala su: iskopano tlo, građevinski otpad, kućno smeće, razni opasni otpadi i sl.

U Geotechnical of Landfill - Design and Remedial Works - Technical Recommendations (1991), skraćeno - GLR, u preporukama R 3-6 mehanička svojstva otpada se opisuju na temelju geotehničkih metoda i definicija. Razlikuju se dvije osnovne skupine:

- otpad sličan geomaterijalu, zemljoliki otpad, definiran kao granulirani materijal, na kojeg

se mogu primijeniti za geotehniku uobičajene metode, i - ostali otpad (bez posebnog svrstavanja u grupe).

Za sitnozrnati zemljoliki otpad, mehanička svojstva, kao što su npr. kompresibilnost,

skupljanje i bujanje te posmična čvrstoća, određuju se mjerenjima u edometru, uređaju za izravni posmik te u troosnom aparatu. Podaci dobiveni na temelju takvih mjerenja služe za određivanje slijeganja i stabilnosti tijela odlagališta. Za nešto krupniji ili krupnozrnati zemljoliki otpad preporučuju se laboratorijska ispitivanja na uređajima koji su slični ranije navedenima ili posebne izrade, ali većih dimenzija. Također je dobro obaviti i poneka in situ mjerenja.



4.1.1. Fizička svojstva

Otpad sastoji, po obliku i sastavu, od vrlo različitih "čestica", često je vrlo porozan, a pore uglavnom nisu potpuno zasićene. S obzirom da se u otpadu pojavljuje nekoliko vrsta pora treba razlikovati: unutarčestične i međučestične pore. Česte su situacije da su interčestične (unutarčestične) pore potpuno zasićene, a međučestične "suhe" i obrnuto. Zbog toga ustanovljavanje indeksnih svojstava postaje posebno važno. Budući da su ti materijali često vrlo kompresibilni, svojstva kao što su gustoća i propusnost trebaju biti određena u ovisnosti o porozitetu koji je funkcija načina ugradnje materijala, odnosno zbijanja otpada.

U fizikalna svojstva spadaju:

1. gustoća i jedinična težina otpada; 2. vlažnost; 3. granulometrijski sastav; 4. adsorbcijski kapacitet; 5. propusnost (kompaktiranog, zbijenog otpada).

4.1.1.1. Gustoća i jedinična težina otpada

Gustoća se definirana kao omjer mase i volumena uzorka materijala i izražava se u [g/cm3]. Računamo je formulom:

Vm

=ρ (4.1.1.1.-1.)

gdje su: ρ – gustoća [g/cm3]; m – masa uzorka [g]; V – volumen uzorka [cm3].

Tipične vrijednosti gustoće za otpad različite vrste i u različitom stanju dane su Tablicom 4.1.1.1.-1.

Vrijednosti gustoće variraju zavisno od zemljopisnog smještaja, doba godine, starosti i sl.

Za konkretne potrebe projektiranja odlagališta mnogo je zahvalnije odrediti vrijednosti eksperimentom (probno polje) nego se služiti tablicama. Za potrebe projektiranja neki put je važno odrediti i: gustoću čvrstog materijala otpada, gustoću suhog, odnosno vlažnog zbijenog ili nezbijenog materijala. Podaci o otpadu obzirom na volumen otpada prije i nakon normalnog, odnosno dobrog zbijanja dani su Tablicom 4.1.1.1.-2.

Gustoću treba odrediti na dovoljno velikom uzorku. Ako se određuje, primjerice, gustoća

starog otpada često se iskopa rupa kojoj se odredi volumen, a iskopani sadržaj izvaže. "Uzorci" mogu biti i veličine zapremine kamionskog sanduka.



Iz gustoće izvedene jedinične težine otpada također variraju u širokim granicama. negdje između 7 i 14 t/m3. Jedinična težina, u pravilu raste s dubinom (zbog povećanih naprezanja) i s energijom kompaktiranja.

GUSTOĆA [kg/m3] VLAŽNOST [% mase] TIP OTPADA raspon tipično raspon tipično

Kućni (nekompaktiran) Otpaci hrane (miješani) 130-480 290 50-80 70 Papir 40-130 90 4-10 6 Karton 40-80 50 4-8 5 Plastika 40-130 65 1-4 2 Tekstil 40-100 65 6-15 10 Guma 100-200 130 1-4 2 Koža 100-260 160 8-12 10 Vrtni otpad 60-225 100 30-40 60 Drvo 130-320 240 15-40 20 Staklo 160-480 195 1-4 2 Konzerve (čelični lim) 50-160 90 2-4 3 Aluminij 65-240 160 2-4 2 Drugi metali 130-1150 320 2-4 3 Zemlja, pepeo, itd. 320-1000 480 6-12 8 Pepeo 650-830 745 6-12 6 Sitno smeće 90-180 130 5-20 15

Otpad iz vrtova Lišće (rastresito i suho) 30-150 60 20-40 30 Zelena trava (rastresita i vlažna) 210-295 240 40-80 60 Zelena trava (mokra i zbijena) 590-830 590 50-90 80 Vrtni otpad (mljeven) 265-355 295 20-70 50 Vrtni otpad (kompostiran) 265-385 325 40-60 50

Komunalni U kamionu kompaktoru 180-450 295 15-40 20 U odlagalištu - Normalno zbijen 360-500 450 15-40 25 - Dobro zbijen 590-740 600 15-40 25

Komercijalni Otpaci hrane (mokri) 475-950 540 50-80 70 (Električni) uređaji 150-200 180 0-2 1 Drvene kutije 110-160 110 10-30 20 Otpiljci drveta 100-180 145 20-80 5 Sitno smeće (gorivo) 50-180 120 10-30 15 Sitno smeće (negorivo) 180-360 300 5-15 10 Sitno smeće (miješano) 140-180 160 10-25 15

Građevinski i otpad dobiven rušenjem Miješani od rušenja (negoriv) 1000-1600 1420 2-10 4 Miješani od rušenja (goriv) 300-400 360 4-15 8 Miješani od gradnje (goriv) 180-360 260 4-15 8 Lomljeni beton 1200-1800 1540 0-5 -

Industrijski Kemijske šljake (mokre) 800-1100 1000 75-99 80 Leteći pepeo 700-900 800 2-10 4 Otpaci kože 100-250 160 6-15 10 Otpaci metala (teški) 1500-2000 1780 0-5 - Otpaci metala (lagani) 500-900 740 0-5 - Otpaci metala (miješani) 700-1500 900 0-5 - Ulja, katrani, asfalti 800-1000 950 0-5 2 Piljevina 100-350 290 10-40 20 Otpadi tekstila 100-220 180 6-15 10 Drvo (miješano) 400-675 500 30-60 25

Poljoprivredni Poljoprivredni (miješani) 400-750 560 40-80 50 Mrtve životinje 200-500 360 - - Otpaci voća (miješani) 250-750 360 60-90 75 Stajski gnoj (mokar) 900-1050 1000 75-96 94 Otpaci povrća (miješani) 200-700 360 60-90 75

Tablica 4.1.1.1.-1. Gustoće i vlažnosti nekih tipova otpada.



ODNOS GUSTOĆE ZBIJENOG PREMA NEZBIJENOM OTPADU3

KOMPONENTA OTPADA

NORMALNO ZBIJAN

DOBRO ZBIJAN

hrana 2,9 3,0 papir i karton 4,5 6,2 plastika 6,7 10 tekstil 5,6 6,7 guma i koža 3,3 3,3 otpad iz vrtova 4,0 5,0 drvo 3,3 3,3 staklo 1,7 2,5 metali 4,3 5,3 pepeo, cigla, prašina 1,2 1,3

Tablica 4.1.1.1.-2. Promjena gustoće (volumena) otpada pri zbijanju.

4.1.1.2. Vlažnost

Vlažnost bitno ovisi o nekoliko međusobno ovisnih čimbenika kao što su: lokalne klimatske prilike, tehnologija ugradnje otpada, prisustvo drenažnog sustava, prekrivanje, količina vlage koja nastaje u biološkim procesima i količina vlage koja odlazi s odlagališnim plinovima. Dobiva se iz formule:

s

w

mmw = (4.1.1.2.-1.)

gdje su: w – vlažnost [%]; mw – masa filtrata [g] u porama uzorka; ms – masa čvrstog materijala [g].

Masa filtrata u porama dobije se kao razlika početne mase uzorka i mase uzorka nakon sušenja na 600C. Ova je granica niža kod otpada nego kod "zemljanih" materijala (1100C) da se spriječi moguća eksplozija hlapivih materijala. Vlažnost varira između 15 i 40%, u ovisnosti o sastavu otpada i godišnjem dobu. Tipične vrijednosti dane su u Tablici 4.1.1.1.-1. 4.1.1.3. Granulometrijski sastav

3 Ova veličina je, dakle: ρ2/ρ1. Recipročna vrijednost te veličine govori koliko puta se smanjio volumen, odnosno: ρ2/ρ1=V2/V1, pa je za hranu, npr. gustoća dobro zbijenog otpada 3 puta veća od one kod nezbijenog, a volumen iznosi 1/3 volumena nezbijenog otpada.



Granulometrijski sastav je jako važan kod materijala otpada, pogotovo ako na odlagalištu

postoje postrojenja za iskorištavanje sekundarnih sirovina razvrstavanjem otpada. Kao što je već rečeno, otpadi se mogu svrsti u dvije grupe:

1. zemljolike; 2. ostale.

U prvom slučaju se za određivanje granulometrijskog sastava koriste metode koje su

uobičajene u geotehnici. U slučaju komadnog otpada nije uputno rabiti takve metode. Tada se veličina “čestice” odnosno komponente otpada može se izraziti na jedan od slijedećih načina:

lSc = (4.1.1.3.-1.)

2dlSc

+= (4.1.1.3.-2.)

3hdlSc

++= (4.1.1.3.-3.)

( ) 2/1dlSc ∗= (4.1.1.3.-4.)

( ) 3/1hdlSc ∗∗= (4.1.1.3.-5.)

gdje su: Sc – veličina komponente [cm]; l – duljina [cm]; d – širina [cm]; h – visina [cm].

Pri tomu čestice (komponente) mogu imati najrazličitije moguće veličine i oblike, dok raspored čestica zavisi o njihovoj veličini i zbijanju (ugradnji). Granulometrijski sastav materijala otpada dan je Slikom 4.1.1.3.-1.



Slika 4.1.1.3.-1. Granulometrijski sastav otpada (Van Impe). 4.1.1.4. Adsorpcijski kapacitet (AK)

AK je ukupna količina vlage koja se može dobiti iz uzorka podvrgnutog cijeđenju pod djelovanjem gravitacije. AK je od kritične važnosti za nastanak filtrata jer ako vlažnost otpada prekorači vrijednost adsorpcijskog kapaciteta (otpada), višak vode bit će solobođen u obliku filtrata. AK varira zavisno od stupnja nanešenog opterećenja i stupnja raspadanja (organskih komponenti) otpada. Srednja vrijednost je oko 30% (volumenski), a za nezbijeni netretirani otpad iz domaćinstava isl. oko 50÷60%. 4.1.1.5. Koeficijent propusnosti

Koeficijent propusnost je važan poradi kretanja tekućina i plinova kroz tijelo odlagališta. Propusnost komunalnog otpada obično se ne mjeri laboratorijski već in situ, a izračunava se iz izraza (prema D' Arcyjevom zakonu):

tAhLQk**

*= (4.1.1.5.-1.)



gdje su: k – koeficijent propusnosti [m/s], [cm/s]; Q – protoka [m3/s]; L – duljina uzorka [m]; h – razlika između gornje i donje razine vode (promjena tlaka) [m]; A – poprečni presjek uzorka [m2]; t – vrijeme [s];

Kao prva aproksimacija može se pretpostaviti da je propusnost otpada oko 1x10-3 cm/s za rahli, odnosno 7x10-4 cm/s za zbijeni materijal. 4.1.2. Mehanička svojstva

Prema preporukama R 2-6 Evropskog tehničkog komiteta br. 8 (ETC 8) tijelo odlagališta i sustav zaštitnih slojeva moraju biti projektirani i izvedni tako da mogu izdržati bilo koja naprezanja i deformacije, a da njihova funkcija ne bude ugrožena. Zbog toga je potrebno sustavno procijeniti moguće kombinacije opterećenja kako bi se moglo izračunati naprezanja i deformacije tijela odlagališta, kako za vrijeme njegovog korištenja (ugrađivanja otpada) tako i nakon postavljanja završnog pokrova i zatvaranja odlagališta. U analizama stabilnosti i deformabilnosti traži se detaljno poznavanje mehaničkog ponašanja otpada što se može ocijeniti na temelju ispitivanja u laboratoriju i in situ. Pri tomu je nedostatak što tipovi pokusa za ispitivanje parametara otpada još nisu općenito prihvaćeni, a kamo li standardizirani. Mehanički parametri otpada se za projektiranje najčešće odabiru prema podacima iz literature koji su prilično oskudni. Osim što svojstva otpada, pogotovo onog koji nije zemljoliki otpad, variraju u širokim granicama, njihova veličina se mijenja u vremenu tj. u ovisnosti o stupnju raspadanja organske tvari.

Mehanička svojstva su ona koja se odnose prvenstveno na naprezanja, čvrstoću i deformaciju. Da se ta svojstva ustanove treba provesti slijedeća ispitivanja:

1. laboratorijska:

- (uz već nabrojana fizička); - određivanje poroznosti; - određivanje indeksnih pokazatelja (Atterbergove granice); - troosni pokus; - izravni posmik; - edometarski pokus; - jednoosna kompresija;

2. in situ ispitivanja: - dinamički penetracijski pokusi; - statički penetracijski pokusi; - mjerenje posmične čvrstoće krilnom sondom; - pokus klizanja po kliznoj plohi; - pokus nanošenja probnog opterećenja; - pokus presiometrom;

3. ispitivanja na modelima; 4. povratna analiza, iz:



- deformiranja tijela odlagališta; - sloma tijela odlagališta.

4.1.2.1. Deformabilnost otpada

Osnovni čimbenici deformabilnosti otpada su: - kompresibilnost, savijanje, lomljenje i reorjentacija "čestica" otpada; - migracija sitnijih čestica u pore između veićih čestica; - viskozno ponašanje (vremenski tok slijeganja) uslijed konsolidacije, u što je uključen,

kako skelet od čestica, tako i pojedine čestice; - slijeganje uslijed biodegradacije organskih komponenti; - fizičko-kemijska degradacija (korozija) anorganskih komponenti.

Čimbenici koji određuju veličinu slijeganja (uslijed vlastite težine i drugih opterećenja) su:

- početni porozitet, odnosno gustoća; - udio razgradivih materijala; - visina otpada; - povijest naprezanja (tretiranje otpada za vrijeme i nakon ugradnje); - razina i fluktuacija filtrata.

Početno slijeganje. Za analizu početnog slijeganja od opterećenja koriste se metode poznate iz mehanike tla, pri čemu se rabe linerarni odnosi naprezanja i deformacija ili e-logσ odnosi. Uslijed vlastite težine otpad se uglavnom sliježe između 5% i 30% početne visine (debljine slojeva), najvećim dijelom unutar jedne do dvije godine. Pri tomu veliki utjecaj ima i početno kompaktiranje, tj. zbijenost otpada. Konsolidacija otpada tretira se prema Terzaghijevoj teoriji jednodimenzionalne konsolidacije i dijeli na primarnu i sekundarnu. Vrijeme primarne konsolidacije (istjecanje vode iz pora) odvija se, u pravilu, prva dva do tri mjeseca nakon ugradnje otpada. Nakon toga slijedi dugotrajna sekundarna konsolidacija. Brzina slijeganja opada s vremenom i s dubinom. Za razliku od tla, sekundarna konsolidacija (puzanje) u otpadu događa se i zbog kemijske i biološke razgradnje njegovih sastojaka. U odlagalištima u kojima se porni tlakovi mogu slobodno disipirati, kao što je to u većini odlagališta, primarna konsolidacija se može odigrati jednakom brzinom kojom napreduju radovi na ugradnji otpada. To znači da će primarna konsolidacija praktički završiti sa završetkom gradnje. Prema Sowersu (1973) slijeganje Sα u sekundarnoj konsolidaciji može se izraziti prema:

2

1log**tt

HCS αα = (4.1.2.1.-1.)

gdje je :

Cα – indeks sekundarne konsolidacije; H – visina tijela odlagališta [m]; t1 i t2 – vremena [god] koja ograničavaju interval za koji se slijeganje određuje.



Analogno početnom slijeganju tla i naknadnim konsolidacijskim slijeganjem, a na

temelju mjerenja na odlagalištima, Bjarngard i Edgers (1990) su razradili ovaj izraz i predložili:

4

32

1

21

0

0 logloglogtt

Ctt

Cp

ppCc

HH

αα ++∆+

=∆ (4.1.2.1.-2.)

gdje je:

∆H i H – slijeganje i visina tijela odlagališta [m]; p0 i ∆p0 – početno i konačno opterećenje [kN/m2]; Cc – indeks slijeganja; Cα1 Cα2 – indeksi sekundarne konsolidacije; t1, ÷ t4 – vremena [god] koja ograničavaju intervale za koji se slijeganje

određuje.

Značenje svih parametara i oznaka vidljivo je sa Slike 4.1.2.1.-1.(slika 8, Van Impe). Odnos mehanički i biološki uzrokovanog slijeganja u vremenu, zorno je prikazan na

Slikama 4.1.2.1.-2. i 3.

Slika 4.1.2.1.-1. Model slijeganja prema Bjarngard i Edgers (1990).



Slika 4.1.2.1.-2. Odnos slijeganja uzrokovanog nadpritiskiom i slijeganja uzrokovanog raspadanjem organske tvari u vremenu.

Slika 4.1.2.1.-3. Odnos slijeganja površine odlagališta i temeljnog tla.

Prema Landva & Clark (1990), indeks kompresije je između 0.2 i 0.5 Cc , a Cα1 Cα2,

negdje oko 0.2% do 0.3% za log vremena (log. jedinica je, primjerice između 1 i 10, ili 10 i 100 itd.).

U mehanici tla slijeganja se uvijek proračunavaju s efektivnim naprezanjima. U odlagalištama, međutim, stanje pornih tlakova može biti prilično nejasno. Naime, do neke je visine razina filtrata, a iznad toga se filtrat diže kapilarno, pa mogu nastupiti i negativni porni tlakovi u nesaturiranoj sredini. Zbog toga se preporučuje (odnosno na strani je sigurnosti) da se slijeganja računaju pomoću efektivnih naprezanja.



Laboratorijska ispitivanja parametara slijeganja mogu dati tek približnu sliku stišljivosti otpada, pa se često koriste i terenski pokusi, primjerice, probnom pločom. To se obično provodi nakon postavljanja prekrivnog sloja da se ocjeni stišljivost površine, odnosno njezinu podobnost za izgradnju nekih sadržaja (nastambi, rekreacijskih centara isl.). 4.1.2.2. Komentari glede slijeganja

Ovakav proračun slijeganja daje samo približnu ocjenu veličine slijeganja. Zbog heterogenog sastava otpada, mogu se dogoditi različita slijeganja na relativno kratkim udaljenostima. Prognozu slijeganja dodatno može zakomplicirati i stišljivo tlo ispod tijela

odlagališta.

Slika 4.1.2.2. 1. Odlagalište (a) prije i (b) nakon slijeganja. Velika diferencijalna slijeganja (Slika 4.1.2.2.-1.) stvaraju probleme pokrovnim i brtvenim slojevima u odlagalištu, jer se oni sastoje od materijala izrazito različitih mehaničkih svojstava. Drugi je problem površinska odvodnja kod koje slijeganje može izazvati promjene nagiba kanala i cijevi, a čak i pucanje takvih instalacija.

Praktična je preporuka da se relativno slijeganje između dviju točaka procjeni na temelju debljine otpada na tim mjestima. 4.1.2.3. Čvrstoća otpada

Na otpad primjenjujemo model kruto plastičnog materijala, pa posmičnu čvrstoću definiramo prema Mohr-Coulomb-ovom kriteriju loma, koji izražavamo formulom:

a) b)



φστ tgc nf *+= (4.1.2.3.-1.)

gdje su: τf – posmična čvrstoća [kN/m2]; σn – normalno naprezanje na ravnini sloma [kN/m2]; c – kohezija [kN/m2]; φ – kut unutrašnjeg trenja [0].

Parametri čvrstoće otpadnog materijala razlikuju se od onih u tla, pa se tako razlikuje i

mehaničko ponašanje, i to iz razloga što:

1. Otpadni materijal je znatno rahliji u odnosu na tlo (VELIKA STIŠLJIVOST). 2. Raznolikost čestica otpadnog materijala je velika, a neke su i deformabilne (čestice tla su

praktički nedeformabilne). 3. U otpadnom materijalu je prisutan i proces raspadanja (dodatno slijeganje i smanjenje

parametara čvrstoće s vremenom).

Za određivanje parametara čvrstoće otpadnog materijala koji je nalik tlu uporabljujemo standardne metode i uređaje, a za ostale vrste otpada modificiran instrumentarij. Tako npr. troosni uređaj za ispitivanje otpada ima dimenzije: promjer – 30 cm i visina – 60 cm, a uređaj za izravni posmik: 48 x 48 cm.

Prosječna vrijednost kuta unutrašnjeg trenja za kompaktirani komunalni otpad iznosi oko φ =150÷250 a kohezija je prilično konstantna i iznosi oko 65 kPa. Obično nije moguće odrediti pravo naprezanje pri slomu pa se opterećenje pri kojem se realizira oko 15÷20% deformacije definira kao tlačna čvrstoća. Ako se ne pojavljuje pravi slom već samo velike deformacije, parametri c i φ ne mogu se egzaktno odrediti. Vrijednosti zapreminske težine, odnosno parametara čvrstoće otpada podijeljenog na tipove, dane su Tablicom 4.1.2.3.-1. i Tablicom 4.1.2.3.-2. (prema različitim izvorima i autorima). VRSTA OTPADA γ [kN/m3] φ [0] c [kPa] komunalni otpad 7÷11 (15)25÷35 1÷20(65) mljeveni komunalni otpad - 24 23 svježi komunalni otpad 4÷10 38÷40 30÷50 stari komunalni otpad 8÷12 17÷23 0÷12 otpad s ulice 17 34 0 otpad nakon procesa raspadanja (raspadnut)

- 19÷24 16÷32

zagađeno tlo >15 25÷32 0÷20 mulj iz kanalizacije (raspadnut) 11 15÷25 0 mulj iz kanalizacije – nedreniran 9,8 21 8 mulj iz kanalizacije – dreniran 9,8 35 0 stari otpad - 38 16 stari otpad (40 god.) 9,2÷13,5 33 30 komunalni + industrijski otpad 13,6÷15,8 32 20 šljaka od spaljenog komunal. otp. 13,5 38 0 pepeo od spaljenog otpada, nedreniran 7,8 17 80 pepeo od spaljenog otpada, dreniran 7,8 40 0



komadići drveta (suhi) 2,3 - - komadići drveta (64% vlage) 3,8 - - kompost od lišća 2,6 - -

Tablica 4.1.2.3.-1. Zapreminske težine i parametri čvrstoće otpada prema vrstama.

ϕ [o] c [kN/m2]

γ [kN/m3]

OPASKA

24

23

-

izravni posmik za prosijani otpad (papir, plastika)

38

16

-

izravni posmik za stari otpad

19-24

16-32

-

na temelju literature za stari otpad

25-35

0 (1-20)

7-11

prema literaturi i iskustvu

38-40

30-50

4-10

svježi otpad

17-23

0-10

8-12

stari otpad

25-32

0-20

preko 15

zagađeno tlo

Tablica 4.1.2.3.-2. Posmična čvrstoća i zapreminska težina tla (preneseno iz Jesberger & Kockel, 1991).

Pojam čvrstoće treba povezati sa σ/ε dijagramom. Na Slici 4.1.2.3.-1. prikazan je jedan takav dijagram, dobiven mjerenjima provedenim na troosnom uređaju (konsolidirani-drenirani pokusi).



Slika 4.1.2.3.-1. Dijagram naprezanje/deformacija.

Primijećuje se da otpad ne pokazuje klasično smanjenje otpornosti s povećanjem deformacije, što treba pripisati utjecaju vlaknaste strukture, odnosno “armiranju” otpada. Ovaj efekt ima za posljedicu povećanje parametara čvrstoće.

Računske vrijednosti parametara čvrstoće gradskog otpada dane su Slikom 4.1.2.3.-2.

Slika 4.1.2.3.-2. Računske vrijednosti parametara čvrstoće gradskog otpada.



Na Slici 4.1.2.3.-3. prikazano je smanjenje kuta unutrašnjeg trenja s vremenom. Opaža se da vrijednost kuta unutrašnjeg trenja, s početnih 40o pada na manje od 20o. Zbog toga neki autori razlikuju parametre svježeg i starog otpada. Također je opaženo da posmična čvrstoća otpada u velikoj mjeri ovisi o njegovoj zbijenosti, odnosno postignutoj zapreminskoj težini.

Slika 4.1.2.3.-3. Smanjenje kuta unutrašnjeg trenja s vremenom (prema Jesberger & Kockel, 1991).

Prema GLR-preporukama R 5-4, in situ mjerenja svojstva zemljolikog otpada treba određivati na lokaciji izvan područja u kojem bi mogla biti ugroženo tijelo odlagališta. Osim svojstva koje se izravno ispituje, primjerice, parametara čvrstoće, otpad koji se ispituje treba i geotehnički identificirati i klasificirati. Na temelju posmičnih ispitivanja definirat će se konstrukcija tijela odlagališta, a klasifikacijska ispitivanja pokazat će koliko je ugrađeni otpad sličan prethodno ispitanom. Pomoću klasifikacijskih obilježja mogu se razvrstavati i svojstva otpada iz raznih odlagališta.

Za ostali otpad je, uz parametre čvrstoće, potrebno nastojati dati opis na temelju kojega je moguće definirati njegovo mehaničko ponašanje. Primjerice, "granulometrijski sastav otpada približno odgovara dobro graduiranom šljunku". Sa starenjem se udio sitnih čestica povećava.

Parametri čvrstoće se mogu odrediti in situ, uz pomoć standardnih metoda analize stabilnosti pokosa, a na temelju povratnih analiza namjerno izazvanih klizanja u otpadu. Jesberger i Kockel (1991) su za jedno odlagalište otpada na taj način odredili da su parametri čvrstoće od ϕ = 32o i c = 10 kN/m2, dok je zapreminska težina otpada bila 13.6 kN/m3. Povratna analiza ima, međutim, jedan bitan nedostatak. Budući da kod povratnih analiza nema ispitivanja pri različitim stanjima naprezanja, teško je odrediti koji dio posmične čvrstoće se odnosi na kut trenja, a koji na koheziju. Zbog toga je, uz sve nedostatke laboratorijskih ispitivanja, posebno što se tiče izbora vrste i veličine uzorka, potrebno povratne analize dopuniti i rezultatima izravnih mjerenja posmične čvrstoće.

Jesberger i Kockel (1991) su ispitivali uzorke otpada i u troosnom uređaju. Ustanovili su da uzorci ne pokazuju slom niti kod velikih deformacija, pa je posmično naprezanje kod 20% deformacije definirano kao čvrstoća otpada, pa su tako dobiveni "fiktivni parametri čvrstoće" od ϕ = 46o i c = 22 kN/m2. Međutim, "mehanizam" promjene parametara čvrstoće s deformacijom nije još razjašnjen pa su za to potrebna dodatna istraživanja.



Ovu pojavu "deformacijskog očrvšćavanja" otpada treba s rezervom uzeti i pri projektiranju. Naime, ako se želi projektirati stabilni pokos na O.O.4 Jakuševec, važno je znati da je za stabilnost kritičan kontakt geomembrane i geotekstila. Na tom se kontaktu (prema ispitivanjima IGH i iz literature) vršne vrijednosti posmične čvrstoće pojavljuju pri znatno manjim pomacima nego sto je to slučaj s parametrima otpada, što znači da taj kontakt može proklizati puno prije nego što se uspostave vršni parametri u otpadu.

Gabr i Valero (1995) su u svom radu prikazali rezultate laboratorijskih ispitivanja 15 do 30 godina starih uzoraka otpada u izravnom posmiku i troosnom uređaju. Ispitivali su u dreniranim i nedreniranim uvjetima. Također su isptivali utjecaj vlažnosti na nedreniranu čvrstoću otpada. Osim toga, prikupili su jos 29 slučajeva određivanja posmične čvrstoće, što izravnih mjerenja, što na temelju povratne su analize. Ustanovili su da rezultati laboratorijskih ispitivanja daju veće kutove trenja i do 10o, dok je nasuprot tomu kohezija manja nego kod kohezije izračunate na temelju povratne analize. Rezultate svojih ispitivanja posmične čvrstoće radi usporedbe prikazali su na poznatom dijagramu Singha i Murphyija (1990), Slika 4.1.2.3.-4. Parametri dobiveni povratnom analizom uglavnom su u rangu dobivenih kod Singha i Murphyija, dok su rezultati laboratorijskih ispitivanja dali nešto bolje parametre čvrstoće.

dijagram Singha i Murphyija (1990)

Slika 4.1.2.3.-4. Rezultati ispitivanja posmične čvrstoće prema Gabr i Valero (1995), radi usporedbe prikazani na dijagramu Singha i Murphyija (1990)

Oni konstatiraju da je tzv. efektivna kohezija u otpadu rezultat vlaknastih materijala,

većinom organskog porijekla, što znači da s procesom raspadanja otpada, treba očekivati njezino osjetno smanjenje ili potpuno nestajanje.

4 O.O. - odlagalište otpada.



4.1.3. Kemijska svojstva Kemijska svojstva otpada diktiraju odabir metode gospodarenja otpadom, npr. hoće li se spaljivati, kakovi će biti brtveni slojevi bude li se otpad odlagao itd. Kemijska svojstva otpada određena su otapanjem i ispiranjem tvari sadržanih u otpadu (što za posljedicu ima nastanak filtrata). Da bismo ih odredili potrebno je provesti kemijsku analizu otpadnog materijala, odnosno njegovog filtrata. Analiza se provodi određivanjem slijedećih parametara:

1. gubitak sušenjem (gubitak težine – vlage, pri sušenju na 1050C, za 1 h); 2. sadržaj hlapive gorive tvari (dodatni gubitak težine pri spaljivanju na 9500C); 3. vezani ugljik (goriva tvar koja je preostala nakon što su volatili (hlapive tvari)

uklonjene); 4. ostatak – pepeo; 5. točka fuzije (spajanja) pepela (nastanak čvrstog oblika, “klinkera”, spajanjem i

aglomeracijom čestica, 1100÷12000C); 6. glavna analiza:

- postotci: ugljika, vodika, kisika, dušika, sumpora, i pepela; - udio organske tvari;

7. sadržaj energije – u kalorimetru (od velike važnosti ako planiramo spaljivati otpad!).

Uz navedeno, trebalo bi provesti analizu prirodno nastalog ili filtrata dobivenog u laboratoriju protiskivanjem laboratorijskog fluida (npr. destilirane vode) kroz uzorak otpada. Time bi se odredila početna/trenutna pH vrijednost, sadržaj teških metala i tome slični parametri. 4.1.4. Biološka svojstva Biološka svojstva su, kao u ostalom i sva druga kvalitativna svojstva otpada, podložna promjenama uslijed starenja otpadnog materijala. Zapravo, starenjem dolazi do biološke degradacije organske frakcije otpada, koja za posljedicu ima promjenu kemijskih, mehaničkih i drugih svojstava.

Isključimo li plastiku, gumu i kožu, organska frakcija komunalnog otpada može se klasificirati kao:

1. u vodi topljive tvari (šećeri, škrob, aminokiseline, i razne organske kiseline; 2. hemiceluloza - produkt kondenzacije šećera s pet i šest ugljikovih atoma; 3. celuloza - produkt kondenzacije glukoze; 4. masti, ulja i voskovi - esteri alkohola i teških masnih kiselina; 5. lignin - polimerski materijal koji sadrži aromatske prstenove s metoksil grupu (-OCH3),

čija kemijska priroda još nije poznata (prisutan je u nekim papirnim proizvodima kao npr. novinama i kartonu);

6. lignoceluloza - kombinacija lignina i celuluze; 7. bjelančevine - koje se sastoje od lanaca aminokiselina.

Najvažnija biološka karakteristika komunalnog otpada jest da tijekom procesa starenja

gotovo sve organske komponente mogu biološki prijeći u plinove i relativno inertne organske i



anorganske krutine. Pri tome redovito dolazi do nastanka neugodnih mirisa, razmnažanja bakterija i muha.

Bakterije su, zapravo, "nosioci" procesa vezanih uz starenje i navedene promjene. Neugodni mirisi nastaju kao rezultat anaerobnog raspadanja organske tvari (npr. redukcija sulfata na sulfide → spajanje s vodikom → nastanak sumporovodika – miris trulih jaja; Formule 4.1.4.-1. i 2.).

4H2 + SO42- → S2- + 4H2O (4.1.4.-1.)

S2- + 2H+ → H2S (4.1.4.-2.)

Crna boja ostarjelog otpada je posljedica nastanka metalnih sulfida anaerobnim raspadanjem.

Tijekom toplog vremena dolazi do razmnožavanja muha (lijeganje – svaka 2 tjedna, život – 9÷11 dana), što u određenim uvjetima može predstavljati značajan problem za normalno odvijanje rada na odlagalištu. 4.2. KVANTITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA Produkcija otpada raste s razvojem društva i porastom životnog standarda. Tako se u SAD-u približavaju proizvodnji količine od jedne tone otpadnog materijala po glavi stanovnika godišnje, što možemo usporediti s podatkom da je u svjetskim mjerilima prosjek kilogram i pol dnevno (oko 550 kg po stanovniku godišnje). Kvantitativnu dimenziju otpada ispravno je promatrati kroz otpadni materijal podijeljen na tipove. Kućni, odnosno komunalni otpad, je ona količina otpada koja nastaje djelovanjem pojedinaca ili obitelji. Poradi relativno stabilnih veličina (brojeva) vezanih uz količine i brzinu nastanka ove vrste otpada, za njihovo izražavanje najčešće uporabljujemo mjernu jedinicu [kg/stanovnik/dan] ili [kg/stanovnik/godina]. Brzina nastanka komercijalnog otpada se u prošlosti izražavala u [kg/stanovnik/dan] ili [kg/stanovnik/godina], no u novije vrijeme se boljim smatra pristup po principu nastalih količina u odnosu prema broju kupaca. Količine otpada nastalog u industriji u idealnom slučaju trebalo bi izraziti na osnovu neke ponovljive mjere proizvodnje, npr. [kg_otpada/automobil] ili [kg_otpada/sanduk], pri čemu bi se stvorila osnova za usporedbu i obradu većeg broja podataka iz više različitih izvora. Za izražavanje nastalih količina poljoprivrednog otpada danas se načešće koriste mjerne jedinice tipa [kg_stajskog gnoja/635 kg_krave] i [kg_otpada/t_proizvoda] (u smislu pšenice npr.) isl. Metode za određivanje količina otpada su najčešće:

1. analiza broja kamiona; 2. analiza odnosa masa/volumen; 3. analiza razmjernih odnosa materijala.



Analiza broja kamiona zasniva se na praćenju broja pojedinačnih navoza otpada i njima odgovarajućih karakteristika otpada (tip otpada, procjena volumena) kroz neki vremenski period. Ako je moguće, bilježe se i podaci o masi otpada.

Analiza odnosa masa/volumen radi se po principu vaganja punih i praznih kamiona poznatog volumena sanduka.

Analiza razmjernih odnosa materijala jedini je način da se pouzdano odredi nastanak i kretanje čvrstog otpada i to provođenjem detaljne analize ravnoteže, odnosno razmjernih odnosa komponenti za svaki pojedini izvor otpada.

Brzina akumulacije materijala unutar granica sustava (npr. županije) računa se kao

razlika brzine ulaza (dovoz otpada nastalog van granica sustava) i izlaza materijala (izvoz otpada van granica sustava) uvećane za brzinu nastanka materijala unutar granica sustava (Izraz 4.2.-1.).

∑ +−= uizlul rMMdt

dM (4.2.-1.)

Podaci dobiveni mjerenjima i promatranjem obrađuju se statističkim metodama i služe za organizaciju rada na odlagalištu, procjenu trajnosti odlagališta (duljine trajanja eksploatacije) i sl.

Faktori koji utječu na brzine nastanka otpada su:

1. redukcija izvora i aktivnosti vezane uz reciklažu; 2. stavovi javnosti i legislativa; 3. zemljopisni i fizički faktori.

Prosječna produkcija otpada s obzirom na veličinu naselja dana je u Tablici 4.2.-1.

stanovništvo dnevna produkcija po glavi stanovnika (kg)

<2500 2500-10.000

10.000-30.000 >30.000

0,91 1,22 1,45 1,63

Tablica 4.2.-1. Odnos produkcije otpada i veličine naselja.

Prosječna produkcija otpada s obzirom na tip stanovanja dana je u Tablici 4.2.-2.

KUĆNI OTPAD OTPAD IZ VRTA UKUPNI OTPAD TIP STANOVANJA (kilograma/godinu/obitelj)

zasebna kuća 1025 249 1274 kuće u nizu 840 125 965

stanovi (u zgradama) 342 0 342

Tablica 4.2.-2. Produkcija otpada s obzirom na tip stanovanja.



4.3. STARENJE I PROMJENE KARAKTERISTIKA OTPADNIH MATERIJALA TIJEKOM VREMENA Tijekom vremena dolazi do promjena karakteristika otpadnih materijala. Te promjene su fizičkog, kemijskog i biološkog karaktera, a za posljedicu imaju nastanak krutih, tekućih i plinovitih produkata. Promjene karakteristika također mogu biti namjerne ili spontane, odn. neke od njih možemo potaknuti ili upravljati njima te na taj način odrediti kakova će biti svojstva odloženog materijala ili novonastalih produkata starenja. Priroda fluida stvorenih starenjem otpada može biti takova da oni potaknu daljnje promjene fizičkih, kemijskih, bioloških i geomehaničkih svojstava otpada i elemenata zaštite odlagališta. Naime, agresivni filtrat odlagališta otpada može razgrađivati i odloženi otpad, ali i komponente drenažnog i/ili brtvenog sustava odlagališta. Fizičke promjene mogu biti namjerne ili spontane, no namjerne su značajnije i uključuju:

1. separaciju (odvajanje) komponenti - može biti manualna i/ili mehanička, a njome se heterogeni otpad prevodi u nekoliko, relativno uzevši – homogenih komponenti;

2. mehaničko smanjenje volumena - odn. “zgušnjavanje” primjenom energije zbijanja; smanjenje početnog volumena koji je otpad zauzimao znači povećanu iskoristivost odlagališnog prostora;

3. mehaničko smanjenje veličine (čestica) - obavlja se primjenom energije u obliku kidanja, trganja ili mljevenja otpadnog materijala, što prvobitnim komponentama otpada i mijenja oblik i smanjuje veličinu, ali to može dovesti do povećanja volumena.

Spontane fizičke promjene nastaju uslijed nagomilavanja otpada – dolazi do slijeganja

uslijed smanjenja volumena pora i deformacije komada (“čestica”) otpada. Kao poslijedica gore navedenih procesa očituje se izdvajanje vlage, odnosno vezanih

tekućina, što rezultira nastankom filtrata. Namjerne kemijske promjene provodimo u svrhu smanjenja volumena i/ili iskorištenja energetske vrijednosti otpadnog materijala. One uključuju:

1. spaljivanje - odn. termalnu oksidaciju, tijekom koje nastaju ugljik-dioksid, sumpor-dioksid i drugi oksidacijski produkti te pepeo;

2. pirolizu - koja je poznata i kao "destruktivna destilacija"; njome iz otpadnog materijala dobivamo plin (koji sadrži veći broj različitih plinskih komponenti), katran i/ili ulje i čađ;

3. uplinjavanje, rasplinjavanje - znači sagorijevanje bez prisustva, ili sa smanjenim prisustvom, zraka; tim djelomičnim spaljivanjem ugljičnih goriva nastaje iskoristiv gorivi plin (ugljik-monoksid, vodik i neki zasićeni ugljikovodici, npr. metan).

Spontane kemijske promjene vezane su uz procese hidrolize, otapanja/izdvajanja (iz

otopine), sorpcije/desorpcije i ionske razmjene komponenti otpada, sve vezano uz odlagališne fluide i njihovu cirkulaciju tijelom odlagališta. Biološke promjene otpadnog materijala poslijedica su života i rada mikroorganizama. Osnovni organizmi koji su uključeni u biološku transformaciju organskih otpada su: bakterije, gljivice, plijesni i aktinomicete (morfološki prijelaz između bakterija i gljiva). Biološke promjene možemo podijeliti na namjerne i spontane, ali i s obzirom na prisutnost kisika.



Namjerne biološke promjene provode se u posebnim pogonima, kao dirigirani proces, i to u svrhu: smanjenja volumena i težine otpadnog materijala, dobivanja komposta, proizvodnje metana, itd. Namjerne procese, s obzirom na prisustvo kisika, dijelimo na:

1. aerobno kompostiranje - proces biološke razgradnje organske tvari koji se odvija uz prisustvom kisika iz zraka; trajanje (kompost nastaje za 4÷6 tjedana) mu zavisi o prirodi otpada, sadržaju vlage, raspoloživim hranjivim tvarima i drugim faktorima, vezanim uz okoliš;

2. anaerobna razgradnja - je proces biološkog pretvaranja organske frakcije komunalnog otpada u plin (ugljik dioksid, metan, amonijak i sumporovodik) i organski ostatak, bez prisustva kisika, a uz produkciju topline; organski ostatak treba dalje kompostirati i dekantirati (odvojiti vodu) prije eventualne uporabe ili odlaganja;

3. drugi procesi biološke transformacije.

Spontane promjene odvijaju se unutar tijela odlagališta otpada, kroz duže vremensko razdoblje i obično nisu stimulirane od strane ljudi. Spontano starenje odloženog otpada odvija se u tri, odnosno četiri faze, kako je prikazano na Slici 4.3.-1.

Slika 4.3.-1. Produkcija odlagališnih plinova po fazama starenja otpada.

1. AEROBNA RAZGRADNJA Ona zahtijeva prisustvo kisika pa do nje dolazi tijekom ugradnje materijala otpada u tijelo

odlagališta dok je kisik još na raspolaganju. Aerobni mikroorganizmi troše kisik i razgrađuju organsku tvar na ugljični dioksid, vodu, djelomično raspadnutu organsku tvar (DROT) i značajnu količinu topline:

razgradivi otpad + O2 →CO2 + H2O + biomasa + toplina + DROT (4.3.-1.)

VRIJEME

SAST

AV

OD

LA

GA

LIŠ

NO

G P

LIN

A U

V

OL

UM

SKIM

PO

STO

TC

IMA



Koncentracija nastalog CO2 u plinu je oko 90%, a temperatura raste na oko 700C. Povišena razina ugljičnog dioksida uzrokuje nastanak ugljične kiseline i smanjuje pH filtrata:

CO2 + H2O → H2CO3 (4.3.-2.)

Filtrat obično ne nastaje (u velikoj količini) u ovoj fazi, a ono malo što ga nastane sastoji se od procjeđene vode, otopljenih soli i male količine topive organske tvari.

2. KISELA FAZA ANAEROBNE RAZGRADNJE (NEMETANOGENA) U ovoj fazi slijedi nastavak razgradnje organske materije uz nastanak visokih

koncentracija organskih kiselina, amonijaka, vodika i ugljičnog dioksida - prevladava kisela fermentacija.

razgradivi otpad →CO2 + H2O + rast organizama + DROT (4.3.-3.)

Nastanak ugljičnog dioksida i velike količine organskih kiselina smanjuju pH vrijednost filtrata na oko 5,5 do 6,5 što uzrokuje razgradnju drugih organskih i anorganskih tvari. Kao rezultat dobivamo kemijski agresivan filtrat s visokom specifičnom vodljivošću.

3. ANAEROBNA RAZGRADNJA (METANOGENA) S napredovanjem biodegradacije otpadnog materijala, kisik postaje nedostupan, redoks

potencijal se smanjuje i počinje rad metanogenih bakterija. Ovi mikroorganizmi stvaraju ugljični dioksid, metan i vodu, a kao nusprodukt i nešto topline:

4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O (4.3.-4.) CH3COOH → CH4 + CO2 (4.3.-5.)

Ako je otpad vlažan ova faza obično traje 3 mjeseca i u tom vremenu dolazi do postizanja proizvodnje metana u iznosu od oko 50 % volumskog udjela ukupnog proizvedenog odlagališnog plina. Međutim, metanogena faza može započeti za šest mjeseci ili čak više godina od odlaganja materijala pa čak i izostati, ako u otpadu nema vode ili je brzina cirkulacije na nuli.

4. USTALJENA ANAEROBNA RAZGRADNJA (METANOGENA) Za ovu fazu karakterističan je polagan, ali efektivan rad metanogenih mikroorganizama

koji kroz više godina razgrade gotovo svu organsku materiju. Razgradnja organskih kiselina uzrokuje rast pH vrijednosti na 7 do 8, pa filtrat postaje manje kemijski agresivan i sadrži manju ukupnu količinu organske tvari. Jako visoka koncentracija kiseline u filtratu može biti toksična za metanogene mikrooorganizme, pa ova faza može biti znatno usporena, čak i izostati. Ovdje je moguća i proizvodnja dušika i sumporovodika.

Na rad mikroorganizama ne utječe samo pH, već i temperatura, pa tako na temperaturama ispod 10÷150C gotovo nema produkcije metana. Ovi podaci su značajni za mogućnost iskorištavanja metana u energetske svrhe. U zimsko doba, po logici stvari, trebat će osigurati temperature prihvatljive za razmnožavanje mikroorganizama, što znači da je nužna deblja



izolacija pokrovnim slojem isl. Tu treba razmisliti isplati li se povećavati troškove ovim zahvatom s obzirom na količinu i energetsku iskoristivost metana koji će nastati. 4.4. PROBLEMATIKA ODLAGALIŠNIH FLUIDA U odlagališne fluide spadaju filtrat i odlagališni plinovi. Filtrat (eluat) je visokozagađena procjedna tekućina odlagališta otpada koja je prošla kroz slojeve odloženog otpada primajući pri tome u sebe velike količine otopljenih i suspendiranih tvari, uključujući i produkte biokemijskih reakcija. Svi otpaci stvaraju filtrat, ovisno o svom sastavu (organski, anorganski, pitanje količine prirodno vezane vode) i o količini tekućine koja izvana prodire u tijelo odlagališta (oborinska voda, možda podzemna voda, i sl.).

Kemizam i sastav otopljenih tvari u filtratu ovise o kemijskom sastavu otpadaka, topivosti i razgradivosti materijala te o pH vrijednosti vezane vode. Filtrat zna sadržavati i koliformne, odnosno patogene bakterije (tifus, paratifus, crni prišt, tetanus, tuberkuloza, dizenterija...), a česta je i pojava onečišćenja filtrata cijanidima i solima teških metala.

Starenjem otpada mijenja se sastav i kemizam filtrata i to poradi raznih, ranije spomenutih, biokemijskih procesa.

Odlagališni plin predstavlja smjesu plinova nastalih biokemijskim procesima u tijelu odlagališta. Otpaci koji produciraju plin obično spadaju u grupu organskih, ali zavisno od agresivnosti i sastava filtrata, plin može nastajati i djelovanjem filtrata na neorganski otpad.

Sastav i kemizam odlagališnog plina najviše zavise o sastavu i vrsti otpadnog materijala o starosti odlagališta, odnosno o fazi raspadanja organske tvari u otpadu. Odlagališni plin, zavisno o svom sastavu, može biti agresivnog karaktera. On, također, može biti i otrovan, ali je redovito zapaljiv pa i eksplozivan.

Starenjem otpada sastav plina se, naravno, mijenja. Problematika glede filtrata i odlagališnog plina (odlagališnih fluida) vezana je uz njihov

nastanak, cirkulaciju kroz tijelo odlagališta, utjecaj na odloženi otpadni materijal i materijal slojeva zaštitnih sustava te njihovo izdvajanje i tretman.

Odlagališni fluidi mogu utjecati na:

- stabilnost odlagališta (slijeganje pri razaranju materijala od strane agresivnog fluida, klizanje kosina isl.);

- sigurnost zaštitnih sustava (razaranje istih); - okoliš (zagađivanje tla, podzemne i nadzemne vode, te zraka); - ljude zaposlene na odlagalištu (bolesti, požari, eksplozije, oštećivanje tkiva nagrizanjem,

trovanje isl.).

Odlagališni fluidi moraju se kontrolirano izdvajati i proći odgovarajući tretman, pa u tu svrhu postoje sustavi za njihovu drenažu i postrojenja za tretman (obradu).



4.4.1. Nastanak,vrste i karakteristike odlagališnih fluida Upoznavanje s karakteristikama odlagališnih fluida od velike je važnosti za projektiranje odlagališta. Nužno je poznavati i njihove kvalitativne i kvantitativne karakteristike. 4.4.1.1. Filtrat Protjecanjem vode kroz tijelo odlagališta otpada dolazi do brojnih kemijskih i bioloških (biokemijskih) reakcija, što kao rezultat ima izdvajanje organskih i anorganskih supstanci iz otpada → nastanak filtrata.

Postoje dva izvora vode u odlagalištu od kojih nastaje filtrat: voda prisutna u otpadu dok se ugrađuje u tijelo odlagališta i voda koja kao takva ulazi (biva dodana) u odlagalište; voda nastala biokemijskim reakcijama je količinski zanemariva.

Voda dodana odlagalištu može se javiti u obliku vode procjeđene s površine odlagališta i vode koja u tijelo odlagališta prodre kroz bokove, odnosno s donje strane. S površine dolazi oborinska voda, odnosno površinske vode pri većim vodostajima i sl., a kroz bokove i dno moguć je prodor podzemne vode. Kod dobro projektiranog i izgrađenog odlagališta prodor podzemne i ulijevanje površinske vode u tijelo odlagališta apriori je onemogućeno njegovim smještajem u prostoru. Tako jedina voda koja zapravo biva dodana odlagalištu jest oborinska voda.

Karakteristike filtrata mijenjaju se s vremenom pa, prema već navedenim fazama,

imamo:

1. FILTRAT AEROBNOG RASPADANJA - Do njegovog zakišeljavanja dolazi poradi velike produkcije ugljik dioksida i njegovog otapanja u vodi.

2. FILTRAT KISELE FAZE - Ovdje dolazi do daljnjeg zakišeljavanja na pH=5÷6 i filtrat poprima jak i neugodan miris (visoka koncentracija amonijaka - 500÷1000 mg/l). Za ovu fazu karakteristične su visoke vrijednosti BOD-a5 (BOD>10000mg/l) i visok omjer BOD/COD6 (BOD/COD>0,7) što znači da je velik dio topivih organskih spojeva biorazgradiv! Sadržaj željeza, mangana, cinka, kalcija i magnezija u filtratu je visok.

3. FILTRAT METANOGENE FAZE - Ovaj filtrat se često naziva “stabiliziran”, premda je odlagalište u biološkom smislu najaktivnije. Vrijednosti BOD-a su niske, a nizak je i omjer BOD/COD. Amonijak prisutan u visokim koncentracijama, a zdvajanje željeza, natrija, kalija, sulfata i klorida se nastavlja.

U četvrtoj fazi (stabilnom dijelu metanogene faze) nema nekih značajnijih promjena.

Filtrat koji dolazi iz istog odlagališta može jako varirati tijekom vremena po sastavu i

karakteristikama, a daleko veće razlike nalazimo između filtrata sa različitih lokacija i to ne samo na različitim odlagalištima već i na različitim dijelovima istog! Slojevi za dnevno prekrivanje otpada i neki slojevi samog otpadnog materijala, mogu biti u tolikoj mjeri nepropusni da filtrat ne cirkulira i da nema kontakta filtrata sa različitih nivoa (spriječena

5 BOD - biochemical oxygen demand, (biokemijska potražnja/potrošnja kisika). 6 COD - chemical oxygen demand, (kemijska potražnja/potrošnja kisika).



vertikalna komunikacija). S obzirom na način izgradnje drenažnog sustava, moguće je da se filtrat odvodi iz istog tijela odlagališta na nekoliko različitih strana i načina, pa možda neće biti kontakata filtrata sa različitih krajeva odlagališta (spriječena horizontalna komunikacija). Pri omogućenoj komunikaciji, filtrat sa dna odlagališta redovito će, u određenoj mjeri, biti rezultat procesa koji su se odvijali u slojevima otpada iznad njega.

Faktori koji utječu na sastav filtrata su:

1. sastav otpadnog materijala:

- jednostavni organski spojevi (šećeri, škrob, masti i bjelančevine) bivaju brzo razgrađeni;

- preostali organski spojevi složenije strukture (npr. celuloza) se sporije razgrađuju; - moguće prisustvo pesticida i herbicida, makar samo u tragovima, ako ne u

značajnijim količinama; 2. starosti otpada; 3. dubina na kojoj se otpad nalazi - što je veća dubina (sloj) otpada to će filtrat prije dostići

svoju granicu zasićenosti pa će otapanje tvari u nižim slojevima otpada biti manje intenzivno;

4. radovi izvođeni na odlagalištu; 5. klima; 6. hidrogeološke prilike u blizini lokacije odlagališta; 7. uvjeti unutar odlagališta - sadržaj vlage, pH, stupanj stabilizacije, kemijska i biološka

aktivnost i temperatura: - temperatura utječe na rast bakterija i na razgradnju organske tvari, pa prema tome i na

sastav filtrata; - povišene temperature također pogoduju topivosti većine soli i brzini odvijanja

kemijskih reakcija.

Kako smo u prethodnim poglavljima govorili za sam otpad, tako i kod filtrata vremenske promjene karakteristika uključuju: biološke, fizikalne i kemijske promjene.

Biološke promjene se odnose na vrstu i broj mikroorganizama prisutnih u filtratu. Fizikalne promjene filtrata su ispiranje i strukturne promjene, do kojih dolazi usljed

fizičkog kontakta vode s otpadom. Kemijske promjene filtrata nastaju oksidacijom, redukcijom i promjenom pH faktora, a

uključuju otapanje, izdvajanje komponenti (precipitacija), spajanje u komplekse idr. Promjena koncentracija nekih komponenti filtrata s vremenom prikazana je u Tablici 4.4.1.1.-1.

KONCENTRACIJA [mg/l] KOMPONENTA 1 GODINA 5 GODINA 15 GODINA

BOD 20000 2000 50ukupni dušik 2000 400 70amonijak (amonijačni dušik) 1500 350 60ukupne otopljene čvrste tvari 20000 5000 2000kloridi 2000 1500 500sulfati 1000 400 50fosfati 150 50 -kalcij 2500 900 300kalij, natrij 2000 700 100željezo, magnezij 700 600 100aluminij, cink 150 50 -



Tablica 4.4.1.1.-1. Promjena koncentracija nekih komponenti filtrata s vremenom.

Laboratorijska ispitivanja filtrata mogu zahtijevati npr. mikrobiološku ili kemijsku analizu. Ova potonja uključuje određivanje:

- pH vrijednosti; - električne vodljivosti; - sadržaja kationa i aniona; - kapaciteta kiselosti do ph 4,3; kapaciteta lužnatosti do pH 8,2; - tvrdoću (s obzirom na otopljene karbonate); - COD – kemijske potražnje kisika; - BOD – biokemijska potražnja kisika; - isparnog ostatka; - gubitka spaljivanjem; - ukupnog organskog ugljika; - karakterizacije organskih komponenti filtrata.

Dospije li filtrat u npr. pitku podzemnu vodu, sa sobom će donijeti neke tvari koje će tu

vodu onečistiti ili, moguće, zagaditi. U Tablici 4.4.1.1.-2. dana je zanimljiva usporedba koncentracija nekih zagađivala u "mladom" filtratu s onom koja je dopuštena u pitkoj vodi.

KONCENTRACIJA [mg/l] KOMPONENTA (ZAGAĐIVALO) 1-2 GODINE 4-5 GODINA TIPIČNI

STANDARD ZA PITKU VODU

ALKALIJSKI METALI kalcij 1000-3000 100-1000 500 natrij 1000-3000 100-1000 20 magnezij 500-1000 100-1000 - kalij 500-1000 100-1000 -

TEŠKI METALI željezo 500-1000 100-300 0,03 aluminij 100-200 10-50 0,1 cink 100-200 10-50 5 bakar <10 - 1 olovo <10 - 0,05 kadmij <1 - 0,005 živa <1 - 0,001

ANIONI klorid 1000-3000 500-2000 250 bikarbonat 1000-3000 1000-2000 - sulfat 500-1000 50-500 500 fosfat 50-150 10-50 -

Tablica 4.4.1.1.-2. Usporedba koncentracija nekih zagađivala u "mladom" filtratu s dopuštenim

koncentracijama istih tvari u pitkoj vodi.



4.4.1.2. Odlagališni plinovi Kao što je već ranije spomenuto, količina i sastav odlagališnog plina mijenjaju se s vremenom. U grubo, kvalitativne i kvantitativne karakteristike odlagališnog plina (OP) zavise o: vrsti i gustoći otpada, protoku filtrata (stupnju vlažnosti), starosti otpada, klimi, temperaturi, kemijskoj aktivnosti, itd. Navedeni uvjeti, unutar odlagališta, diktiraju biološku aktivnost čija je izravna posljedica produkcija odlagališnog plina (za rast bakterija je, osim pogodne temperature i kemijskog okružja, neophodna i određena količina hranjivih tvari i prisutnost vlage7). Kontinuirana razgradnja organske materije i produkcija plina može trajati 30 do 100 godina, ali iskoristiva produkcija je mnogo kraćeg vijeka i ovisi o konkretnim prilikama na nekoj lokaciji. Približne vrijednosti, glede sastava odlagališnog plina, dane su u Tablici 4.4.1.2.-1.

KOMPONENTE VOLUMNI UDIO metan CH4 ≈54% ugljični dioksid CO2 ≈40% dušik N2 ≈4% kisik O2 ≈1% vodena para H2O ≈1% ostalo (mahom štetne tvari) u tragovima8

Tablica 4.4.1.2.-1. Sastav odlagališnog plina.

Ukupna količina plina koji će nastati u najvećoj mjeri zavisi o sadržaju organskih tvari u otpadu. Tako će najviše metana nastati na odlagalištima gdje se organska tvar većim dijelom sastoji od masti (Tablica 4.4.1.2.-2.).

IZVOR CO2 + CH4

[l/kgrazgrađenog] UDIO CH4

[%] celuloza 829 50,0 bjelančevine 988 51,5 masti 1430 71,4

Tablica 4.4.1.2.-2. Nastanak odlagališnog plina s obzirom na vrstu organske tvari.

Odlagališni plin predstavlja jako ozbiljan problem. Osim što su neke njegove komponente zapaljive pa mogu izazvati požare i eksploziju, izloženost radnika odlagališnom plinu može uzrokovati trovanje. Pošto odlagališni plinovi istiskuju kisik u blizini zone korjenja, a mogu imati i izravan kemijski, odnosno biokemijski učinak, s vremenom oni uništavaju vegetaciju na rekultivirajućem sloju pokrovnog sustava. Postoji li na odlagalištu kakova oprema 7 Vlaga je bitna i poradi transporta mikroorganizama jer oni obično bivaju nošeni filtratom. Tako je razlika u proizvodnji metana između odlagališta koja imaju cirkulaciju vlage u odnosu na ona kod kojih cirkulacija izostaje, 25 do 50 % 8 Zavisi o sastavu otpada i mogu imati znatan udio kod nekih vrsta opasnog/industrijskog otpada.



s metalnim dijelovima, plin će, povišenjem kiselosti, izazvati koroziju. Na kraju, ali ne najmanje važno, plinovi su ti koji odlagalištu daju neugodan miris. Plinovi mogu migrirati u svim smjerovima pa na taj način može doći do zagađivanja sveg okolnog tla. Negativne posljedice migriranja plina posebno su izražene pri nailasku plina na nepropusne brtvene slojeve, a u slučaju kada drenaže nema ili nije dobro izvedena. Tada plin sebi probija put kroz brtveni sloj, čineći ga propusnim za, npr. oborinsku vodu. Da bi se plinom kvalitetno gospodarilo nužno je poznavati njegove:

1. pravce migracije; 2. brzinu migracije; 3. koncentraciju na određenom mjestu i u određeno vrijeme; 4. masu plina koji prolazi određenom točkom i može li ili ne uzrokovati potencijalne

probleme; 5. efikasnost predloženog programa za kontrolu plina.

Neke zanimljive karakteristike plinova koje nalazimo u odlagalištu dane su u usporedbi s

karakteristikama zraka u Tablici 4.4.1.2.-3.

KARAKTERISTIKE CH4 CO2 ODLAGALIŠNI PLIN9

ZRAK

viskozitet [*10-5 Pa s] 1,03 1,39 1,21 1,27 gustoća [kg/m3] 0,72 1,97 1,35 1,29 molekularna masa [M] 16,00 44,00 30,00 28,90

Tablica 4.4.1.2.-3. Usporedba karakteristika plinova.

Metan je plin lakši od zraka (manje gustoće) pa ima tendenciju da se nakuplja u gornjim slojevima otpada. Goriv je, zapaljiv na oko 6500C i eksplozivan u koncentracijama između 5 i 15%.

Ugljik-dioksid je teži od zraka, pa ima tendenciju nakupljanja u nižim slojevima odlagališta (na dnu). Ne gori pa ne predstavlja poseban problem na odlagalištima.

Vodik je gorivi plin lakši od zraka, s temperaturom paljenja 5600C. Eksplozivan je pri koncentracijama od 4-75,6%.

Sumporovodik je također goriv (temperatura paljenja 2700C) i eksplozivan pri koncentracijama 4,3-45,5%. Teži je od zraka i lako ga je identificirati pošto ima izrazito neugodan miris (trula jaja). Ovo je dobra karakteristika s obzirom da je otrovan.

Ugljični monoksid nije čest u odlagalištima, ali zna biti prisutan. Lakši je od zraka, goriv (temperatura paljenja 6050C) i eksplozivan pri koncentraciji 12,5-75%.

Dušik je lakši od zraka i nije zapaljiv. Početne koncentracije dušika u odlagalištu znaju biti do 80 %, a do naglog pada njegove koncentracije dolazi u kiseloj fazi razgradnje organske komponente otpada (vidi Sliku 4.3.1.).

9 Odlagališni plin definiran je kao 50% CH4 i 50% CO2. Sve karakteristike predstavljene su za 1 atm i 00C.



4.4.2. Izdvajanje i tretman odlagališnih fluida Odlagališni fluidi su većim dijelom problem, a tek manjim dijelom mogu donijeti neku korist (spaljivanje plina u energetske svrhe) no bez obzira na njihov karakter treba ih ukloniti i riješiti ih se na strogo kontroliran način. 4.4.2.1. Izdvajanje i tretman filtrata Filtrat ne smijemo jednostavno ostaviti da stoji na dnu odlagališta, jer postoji opravdan strah od njegovog procjeđivanja i, uslijed toga, zagađenja tla i vode. Postoji pet osnovnih razloga za uklanjanje filtrata:

1. Sprečavanje porasta razine filtrata do visine kada se može preliti (preko rubova odlagališta) i izazvati zagađenje u neposrednoj okolini;

2. Smanjenje mogućnosti eventualnog procjeđivanja kroz bočne ili temeljne brtvene slojeve u slučaju pojave diskontinuiteta, ili jednostavno - poradi normalnog prcjeđivanja uslijed nametnutog potencijala (hidraulički gradijent!!);

3. Smanjenje kemijske interakcije između brtvenih slojeva i filtrata na minimum; 4. Utjecanje na proces koji vodi stvaranju odlagališnog plina (vlažnost otpada) i time

ostvarenje utjecaja na brzinu procesa koji vode ka kemijskoj i biološkoj stabilizaciji odlagališta (završena bio-kemijska aktivnost znači kraj jednog dijela slijeganja odlagališta i veću mehaničku stabilnost);

5. U slučaju kada se odlagalište nalazi iznad kote tla - u vidu nasipa, uklanjanjem filtrata utječe se na geomehaničku stabilnost tijela odlagališta (stabilnost kosina!!).

Filtrat se izdvaja i tijekom eksploatacije odlagališta i nakon njegovog zatvaranja. Oba ova

procesa imaju specifične zahtjeve glede dreniranja i odvodnje filtrata. Izdvajanje filtrata u početku može biti jednostavnim "jarcima" koji se, ako je to moguće,

izvedu u dnu radnog čela odlagališta, ispred nasipa od materijala otpada. "Jarci" se privremeno izrađuju u drenažnom sloju i, kako napreduje popunjavanje odlagališta otpadnim materijalom, tako se stari jarci zatrpavaju, a novi izrađuju. Navedena metoda se uporabljuje ako je odlagalište takove veličine ili na takovom položaju da se temeljni zaštitni sustav slojeva nije izradio odjednom, već se gradi postupno, kako napreduje popunjavanje otpadom. Inače, sustav za izdvajanje filtrata može odmah preuzeti svoju ulogu.

Sustav za izdvajanje filtrata može sadržavati različite komponente, ali u globalu sastoji se od:

1. zaštitnog sloja; 2. filtarskog sloja; 3. drenažnog sloja; 4. drenažnih cijevi; 5. okana ("dimnjaka") za prikupljanje i monitoring.

Prije projektiranja sustava za izdvajanje, treba utvrditi o kojim se količinama filtrata radi,

jer sustav za izdvajanje filtrata treba biti u stanju izdrenirati filtrat unutar odlagališta u tolikoj mjeri da vodno lice filtrata bude ispod predviđenog. Time se smanjuje razlika potencijala, odn.



gradijent. Drenažni sustav također mora izdržati eventualna fizička oštećenja nastala uslijed naprezanja uzrokovanih teretom slojeva otpada i opreme (uređaja) za kompaktiranje, odnosno - on mora izaći u susret predviđenom slijeganju temeljnog tla odlagališta.

S obzirom da je sredina u kojoj se drenažni sustav nalazi izuzetno korozivna, on mora biti dizajniran tako da podnese kemijski utjecaj agresivnih fluida odlagališta i ekstremne promjene temperatura. No "nagrizanje" (korozija) nije najveći problem. Začepljenje pora i cijevi drenažnog sustava predstavlja daleko realniju opasnost pa se na nj postavlja zahtijev da funkcionira bez začepljenja i tijekom i nakon eksploatacije odlagališta. Dimenzije cijevi i njihov položaj moraju omogućavati da sustav bude provjeravan i održavan dok god postoje zahtjevi za njegovom funkcionalnošću.

Pošto su kvarovi na sustavu za izdvajanje filtrata mogući i događaju se, u njegovo projektiranje bi trebalo ući tako da u slučaju kvara i /ili uništenja nekog od segmenata postoje alternativna rješenja sakupljanja i odvođenja filtrata.

Više o izdvajanju filtrata bit će rečeno u Poglavlju 5. Uobičajene metode obrade otpadnih voda našle su svoju primjenu i pri tretmanu filtrata

odlagališta otpada. RECIRKULACIJA - je najjednostavniji način za tretiranje filtrata, primjenjiv i tijekom

eksploatacije odlagališta. Filtrat se crpi iz šahtova (okana) za izdvajanje i raspršuje po čelu (radna kosina)

odlagališta, pri čemu dolazi do isparavanja vode, odnosno djelomičnog vezanja filtrata na materijal dnevnog pokrovnog sloja i otpad. Loša strana ovog postupka je povećanje sadržaja nekih zagađivala u filtratu (teški metali!!), ali najveći problem je smrad i mogućnost zaraze kod ljudi koji rade na odlagalištu. Iz navedenog je vidljivo da ovaj postupak, premda prilično jeftin, nije baš najsretnije rješenje.

BIOLOŠKI TRETMAN - uključuje aerobnu i anaerobnu biološku stabilizaciju filtrata. Na

kraju postupka nastaje biomasa. Biološki tretman je obično samo priprema za konačnu obradu filtrata fizičko/kemijskim

metodama.

FIZIČKO/KEMIJSKI TRETMAN - sastoji se od više postupaka, kao npr. membranskog odvajanja, flokulacije s taloženjem, adsorpcije (na aktivni ugljen, smole...), kemijske oksidacije idr.

Gore spomenutom, biološkom postupku, mogu prethoditi: flokulacija - obrada aktivnim ugljenom - adsorpcija smolama - i membranski postupak. Nakon biološkog postupka mogu uslijediti: mehanička filtracija - flokulacija - te obrada aktivnim ugljenom.

TERMIČKI POSTUPCI - su npr. uparivanje, sušenje i “striping”. Oni mogu uslijediti i kao završna obrada mulja, ostalog nakon biološkog procesa.

Nakon ovih postupaka zretmana filtrata ostaje neki kruti ostatak, koji se odlaže na

postojeće ili posebno odlagalište. Općenito, filtrat se obrađuje ili na in situ postrojenjima za obradu filtrata ili na

postrojenjima za obradu otpadnih voda koja se nalaze na nekom drugom mjestu. U nekim slučajevima poželjno je prethodno obraditi filtrat (kemijska stabilizacija, smanjenje količine vode...) pa ga tek onda poslati na obradu.

Pošto je za očekivati da će s vremenom doći do promjena u sastavu i količinama filtrata, treba biti svjestan poteškoća pri projektiranju sustava za tretman filtrata, jer on mora zadovoljiti potrebe za svaku pojedinu varijantu filtrata koja se izluči iz odlagališta. Potrebno je svakodnevno



nadzirati kvantitativno/kvalitativne karakteristike filtrata da bi se moglo na vrijeme reagirati u slučaju nekakove nagle promjene.

U slučaju kada su količine filtrata prevelike da ih postrojenje za obradu primi, potrebno je izgraditi i sustav za prihvat i njegovo čuvanje.

4.4.2.2. Izdvajanje i tretman odlagališnog plina Gospodarenje odlagališnim plinom podrazumjeva:

1. sakupljanje; 2. predobradu plina (odvajanje kondenzata, čišćenje, povećanje energetske vrijednosti); 3. zbrinjavanje sa ili bez energetskog iskorištenja.

Principi koji vrijede za izdvajanje i tretman filtrata mogu se gotovo preslikati i na plin. Plin se mora kontrolirano izdvajati inače dolazi do njegovog nakupljanja i izbijanja, što

može uzrokovati požar, eksploziju, trovanje isl. Jedna od opasnosti vezanih uz slobodno prodiranje plina je mogućnost razaranja brtvenih slojeva, što obično vodi ka prodiranju oborinske vode, povećavanja količine filtrata i daljnjeg zagađenja okoliša. Prije konačnog zatvaranja odlagališta plin se "slobodno" izdvaja, ali ni količine ni sastav nisu zabrinjavajući, osim u slučaju posebnog otpada.

Sustav za izdvajanje i tretman odlagališnog plina sastoji se od:

1. drenažnih bunara; 2. drenažnih cijevi; 3. plinovoda.

Bunari za prikupljanje plina mogu biti vertikalni, horizontalni i kombinirani. Uslijed izdvajanja vodene pare iz odlagališnog plina, nastaje kondenzat. Kondenzat se na

odlagalištu skuplja u šahtovima (krajevi plinske mreže) i odvodi do spremnika za filtrat. Sustav za izdvajanje plina mora podnijeti po prilici iste nepogodnosti kao i onaj za

izdvajanje filtrata, uz još jedan zahtjev: dijelovi sustava iznad razine pokrovnog sloja moraju biti hermetički zabrtvljeni da ne bi došlo do slobodnog istjecanja plina.

U osnovi postoje dva načina otplinjavanja: pasivni i aktivni. Pasivni način otplinjavanja podrazumjeva iskorištavanje vlastitog tlaka plina u tijelu

odlagališta (isključena je dodatna potrošnja energije za otplinjavanje). Održavanje ovakovog sustava je jednostavno, no loša je stvar što se postiže mali koeficijent obuhvata plina, pa je nužan veći broj odsisnih bunara.

Jedna od izvedbi pasivnog načina otplinjavanja prikazana je na Slici 4.4.2.2.-1.



Slika 4.4.2.2.-1. Pasivno otplinjavanje.

Opasnost na koju ovdje nailazimo vezana je uz atmosferski tlak, jer nakon naglog pada vanjskog tlaka može doći do naglog istjecanja plina pa i zapaljenja.

Aktivni način otplinjavanja je postupak isisavanja plina iz tijela odlagališta

održavanjem podtlaka od 50-150 mbar (5-15 kPa). Time se ne samo podržava izdvajanje plina već i ustaljuje proces biorazgradnje otpada. Da bi navedeni proces funkcionirao bez zastoja, mora se osigurati:

- održavanje djelotvornog potlaka u odlagalištu; - minimalno usisavanje zraka u tijelo odlagališta; - funkcioniranje (eksploatacija) i za vrijeme aktivnog iskorištavanja plina i nakon

zatvaranja odlagališta; - pouzdanost sustava kroz duže vrijeme; - dinamičko prilagođavanje kapaciteta otplinjavanja proizvodnji plina.

Aktivno otplinjavanje odlagališta otpada prikazano je na Slici 4.4.2.2.-2.

"LULA" PLIN

DRENAŽNA CIJEV U SLOJU ZA DRENIRANJE PLINA



Slika 4.4.2.2.-2. Aktivno otplinjavanje.

Odlagališni plin je u osnovi štetan i opasan. Sakupljene količine trebalo bi kontinuirano

obrađivati, privremeno skladištiti i energetski iskorištavati, ali uz obvezatnu predobradu plina, gdje se on grubo čisti i provodi njegovo odvodnjavanje. Plin loše kvalitete (odn. viškovi) spaljuje se na baklji.



5. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA I EKSPLOATACIJA 5.1. ODABIR LOKACIJE ODLAGALIŠTA Odabir lokacije početna je faza izgradnje sanitarnog odlagališta otpada. Pitanje odabira lokacije nije vezano isključivo uz geotehničku problematiku, već ima i socio-politički aspekt, ali za sigurnost rada odlagališta najvažnije je kvalitetno inženjersko riješenje. Nekada su odlagališta bila mahom locirana unutar starih radova, npr. na "pozajmištima građevinskih materijala" (površinski kopovi šljunka i pijeska), ili unutar naseljenog područja pa čak i u samom gradu (nekadašnje smetlište grada Požege – na Slici 5.1.-1.).

Slik

a 5.1.-

1. Nekadašnj

e smetlište grad

a Požege.

Razl

og zašto

su nekada odlagališta bila locirana na takovim mjestima treba tražiti u ondašnjoj logici razmišljanja. Nije se vodilo računa o mogućem zagađenju okoliša koliko o tome da se otpadni materijal "spremi" negdje gdje neće smetati i gdje ima dovoljno prostora za tu svrhu. Također se smatralo poželjnim da odlagalište bude što bliže naselju, ali po mogućnosti ne unutar samog naseljenog područja, već više na njegovu rubu. Takova rješenja danas izazivaju velike probleme jer su se gradovi odavno proširili van nekadašnjih granica, pa smetlišta ne samo da ugrožavaju okoliš i narušavaju životnu sredinu, već i zauzimaju dragocjen građevinski prostor. Čimbenici vezani uz izbor lokacije su:

1. tehnički (geološki i geotehnički), i 2. ne-tehnički (ekološki, gospodarski, društveni (sociološki), zdravstveni i stav javnosti).

stambene zgrade

rijeka “Orljava”

željeznička pruga

cesta

most

most

smetlište

0 50m 100m



Geološki čimbenici odnose se na inženjerskogeološke i hidrogeološke prilike na

potencijalnoj lokaciji. Uz njih su usko vezani geotehnički čimbenici, koji se ne odnose samo na konkretne prilike na budućoj lokaciji već i na mogućnosti izgradnje odlagališta, odnosno ugradnju materijala.

Ekološki se čimbenici odnose na učinke koje će odlagalište imati na samu mikrolokaciju

te na svoju širu okolinu. Uz njih su neposredno vezani zdravstveno-sigurnosni čimbenici, koje možemo promatrati kao dio ekoloških.

Gospodarski čimbenici vezani su uz pripremu terena, transport materijala i ljudi itd. (u smislu potrebnih financijskih sredstava), a društveno-gospodarski su oni koji mogu utjecati na gospodarsko stanje kraja i okolnog stanovništva. Pozitivne posljedice ovih potonjih odnose se na eventualne prihode vezane uz naplatu odlaganja10, a negativne posljedice na pad vrijednosti zemljišta poradi blizine odlagališta kao i smanjenu popularnost kraja za naseljavanje, što po logici može, a i ne mora ići pod ruku jedno s drugim11.

U fazi odabira lokacije od velike je važnosti stav i mišljenje javnosti, ali to ne bi smjelo odviše utjecati na odabir. Stajalište javnosti očituje se kao reakcija mjesnog stanovništva (ali i šire, ako je u pitanju odlaganje opasnog otpada), lokalnih političara12, gospodarstvenika, ekoloških organizacija te drugih organiziranih i neorganiziranih društvenih skupina, na prijedlog o lociranju odlagališta u njihovoj sredini. Ovdje polako zadiremo u područje socijalne ekologije i politike.

Postupak izbora lokacije vrlo je složen i sastoji se od četiri osnovna koraka. 1. KORAK se čini na regionalnoj razini. Razmatra se veliko područje unutar kojeg

treba odabrati lokaciju te se definiraju moguće zone (podpodručja) u kojima postoje osnovni uvjeti za izgradnju odlagališta, uz eliminaciju onih gdje uvjeta nema.

Prikupljanje podataka svedeno je mahom na proučavanje topografije područja te geoloških i transportnih karata. No, nužno je proučiti i planove prostornog uređenja, odn. planove za trenutnu i buduću uporabu zemljišta, kao i plan iskorištavanja vode i drugih prirodnih resursa. Pošto odlagališta komunalnog otpada moraju biti locirana na području sa stogodišnjom vjerojatnošću poplava (a ona s opasnim otpadom s petstogodišnjom) treba se služiti i kartama poplavnog područja. U ovoj fazi odabira lokacije pokazalo se poželjnim imati aero-snimke područja, kao i satelitske snimke.

Nadalje, trebalo bi poznavati podatke o kvaliteti i kvantiteti proizvedenog otpada te o postojećim (nesanitarnim) odlagalištima koja moraju biti uređena možda ex-situ metodama uz prijenos matrerijala na novu lokaciju.

2. KORAK je spuštanje na lokalnu razinu, gdje se određuju uža područja unutar

potencijalnih zona. Ovdje eliminiramo iznimno nepovoljne dijelove: zone crpilišta, područja

10 Zajednica u čijoj je blizini odlagalište može profitirati od beneficija, obično novčanih, koje će dobiti kao obeštećenje od strane vlasnika odlagališta, bio to privatnik ili država. Tako se sredstva kojima zajednica plaća zbrinjavanje svog otpada djelomično vraćaju. 11 Nije popularno živjeti u blizini odlagališta pa ta činjenica smanjuje cijenu nekretnina. No, s padom cijena nekretnina raste interes kupaca za njih, pogotovu kako se bliži kraj odlaganja te, sada rekultivirana površina odlagališta, više ne izgleda odbojno. 12 Na simpoziju ZGO 1998. jedan od govornika iznio je slučaj lokalnog političara koji je nastalu situaciju i negativan stav stanovništva, glede izgradnje odlagališta u jednom manjem mjestu u ruralnoj sredini, iskoristio za promidžbu svoje stranke i sebe, govoreći: “Dok smo mi na vlasti, neće se ovdje graditi nikakvo smetljište!”. Problem je, naravno bio daleko složeniji, jer su po čitavom kraju nicala neuređena odlagališta, što je počelo ozbiljno ugrožavati okoliš i zdravlje tih ljudi.



važnih vodonosnika, poplavna područja, šume, vrijedno poljoprivredno zemljište, zone u neposrednoj blizini naselja i zračnih luka, koridore uz prometnice isl.

Na ovoj razini moguće je provesti i neke geotehničke istražne radove, ali bi ih trebalo svesti na takovu mjeru da ne zahtijevaju previše sredstava. Osim toga, izvode se geološka, a isto tako i geofizička ispitivanja.

Kriteriji po kojima se s lokalne razine spuštamo na razinu potencijalnih lokacija su:

- blizina jezera – odlagalište ne smije biti locirano unutar 300 m od plovnog jezera ili sl. objekta, prirodnog ili umjetnog;

- blizina rijeke – odlagalište ne smije biti locirano unutar 90 m od plovne rijeke ili kanala; - poplavno područje – odlagalište ne smije biti locirano na području sa 100-godišnjom

vjerojatnošću od poplave; - blizina autoceste – odlagalište ne smije biti locirano unutar 300 m od prometnica, a

poželjno je da se ogradi nizom stabala; - javne zelene površine (parkovi) – odlagalište ne smije biti locirano unutar 300 m od

parkova; - staništa ugroženih vrsta – odlagalište ne smije biti locirano unutar staništa jedne ili više

ugroženih vrsta flore i/ili faune; - zračne luke – odlagalište ne smije biti locirano unutar 3000 m od bilo koje zračne luke

(opasnost od ptica!!); - rasjedi – odlagalište ne smije biti locirano unutar 60 m od rasjeda na kojemu su

registrirani pomaci od doba holocena; - bunari za crpljenje vode – odlagalište ne smije biti locirano unutar 350 m od bunara za

snabdjevanje vodom.

3. KORAK označava spuštanje na razinu potencijalnih lokacija, što znači da se nekoliko odabranih lokacija detaljno razmatra, uz primjenu posebnih, pooštrenih kriterija. Već ocijenjene lokacije se uspoređuju, a provode se i detaljnija ispitivanja (in-situ i laboratorijska), uz veći broj istražnih bušotina.

4. KORAK – se odnosi na razinu konkretne lokacije, odnosno na donošenje konačne

odluke. Pri samom izboru lokacije nužno je odrediti tzv. “radijus istraživanja”, krug unutar kojeg se nalazi maksimalna udaljenost proizvođača otpada od područja gdje je odlaganje otpada najisplativije (u slučaju potrebe, taj krug se može i proširiti).

Ovdje su obvezatna detaljna ispitivanja ne samo lokacije, već i kopova materijala od kojih će se izrađivati zaštitni sustav slojeva.

Pošto je donošenje konačne odluke redovito političke naravi, uz rezultate istraživanja, osobito je važan stav javnosti. Na žalost, ponekad stav javnosti može utjecati na donošenje konačne odluke o lokaciji u tolikoj mjeri da će se odustati od inženjerski povoljnijeg rješenja i odabrati drugo, možda čak i skuplje, ali politički podobnije.

Uza sve nabrojano potrebno je razmotriti i alternativne metode gospodarenja otpadom ili barem one koje se tiču smanjenja količina otpada koji će morati biti zbrinut odlaganjem. Također, jedan od jako važnih čimbenika vezanih uz konačni odabir lokacije odlagališta otpada jest pitanje što se planira odnosno što bi se moglo planirati kao buduća svrha (namjena) dotične lokacije nakon zatvaranja i rekultivacije površine odlagališta.

Kako je već rečeno, prilikom odabira lokacije moraju se provesti brojni istražni radovi,

kako geomehanički, tako i inženjerskogeološki, hidrogeološki odnosno geofizički. Geofizička istraživanja treba u što većoj mjeri uključiti već na razini potencijalnih lokacija. Jeftinija su od geotehničkih bušotina, a mogu dati dosta dobre rezultate, releventne za odabir.



5.1.1. Inženjersko-geološka i hidrogeološka situacija

Premda je teško jasno razlučiti gdje prestaje domena inženjerske geologije, a počinje geotehnička, glede pitanja stabilnosti kosina, procjeđivanja, isl., možemo reći da je prije provođenja geotehničkih istražnih radova nužno na lokaciju poslati geologe poradi rekognosciranja i detaljnijeg ispitivanja terena. Oni trebaju utvrditi:

- (geološki) sastav materijala slojeva (i) njihovu starost; - vrstu i položaj slojeva tla; - diskontinuitete i kontakte slojeva; - seizmičku aktivnost (seizmičku povijest); - hidraulička svojstva stijena (tla); - karakteristike vodonosnika; - tok podzemne vode; - kolebanje vodnog lica i maksimalne razine podzemne vode (stogodišnja voda isl.); - karakteristike (kvalitetu) podzemne vode/kemizam podzemne vode; - kemizam tla itd.

5.1.2. Geomehanički istražni radovi Geomehaničke istražne radove provodimo i na samoj (budućoj) lokaciji odlagališta i na mjestima iskopa materijala za izgradnju elemenata zaštite odlagališta. Njima određujemo parametre koji nam govore da li će odlagalište zadovoljiti propisane uvjete glede stabilnosti pokosa, slijeganja, vodopropusnosti i sl. U geotehničke istražne radove spada određivanje:

1. indeksnih pokazatelja: - veličina zrna; - Atterbergove granice, vlažnost; - (kemizam tla);

2. geomehaničkih svojstva tla: - čvrstoća; - deformabilnost; - koeficijent propusnosti;

3. sklonosti eroziji.

Od geotehničkih istražnih metoda trebalo bi navesti: izradu sondažnih jama, bušenje s jezgrovanjem i vađenjem uzoraka za laboratorijska ispitivanja, in-situ ispitivanja tla (penetracijski pokusi npr.) itd. o čemu je bilo više riječi u predmetu "Mehanika tla i temeljenje".



5.2. VRSTE ODLAGALIŠTA S OBZIROM NA TEHNOLOGIJU ODLAGANJA OTPADNIH MATERIJALA Prema kvaliteti izgradnje, odlagališta dijelimo na sanitarna i nesanitarna odlagališta otpada. Među sanitarna odlagališta otpada spadaju ona koja su izvedena prema važećim propisima i zakonskoj regulativi, ne ugrožavaju okoliš i imaju svu potrebnu projektnu dokumentaciju. U njih ubrajamo i ispravno sanirana nesanitarna odlagališta. Nesanitarna odlagališta otpada, tzv. “smetlišta” ili “smetljišta”, su sva neuređena odn. nekontrolirana ("divlja") odlagališta, koja ugrožavaju okoliš, nemaju svu potrebnu dokumentaciju i nisu izvedena prema važećim propisima i zakonskoj regulativi. Među njih spadaju i odlagališta koja su započeta kao sanitarna, ali je u jednom trenutku došlo do nekakove havarije i sada zahtijevaju sanaciju. Posebna grupa odlagališta otpada su tzv. odlagališta s prirodnim prigušenjem. Ona nemaju posebno izveden temeljni sustav slojeva, već se otpadni materijal odlaže izravno na (temeljno) tlo. Ona se mogu svrstati među sanitarna ili u nesanitarna, zavisno o legislativi dotične države, vrsti, karakteristikama i debljini temeljnog tla itd.

S obzirom na tehnologiju odlaganja otpada - način ugradnje otpadnog materijala u odnosu na kotu površine terena, sanitarna odlagališta dijelimo na:

1. nadzemna odlagališta – u obliku nasipa, “humka”; 2. odlagališta na kosini – prirodnoj ili umjetno stvorenoj; 3. ukopana odlagališta – dobivena ispunjavanjem prirodne ili umjetno stvorene depresije; 4. kombinirana odlagališta – dijelom ukopana, a dijelom nasuta; 5. podzemna odlagališta – u cijelosti izgrađena u zemlji, na određenoj dubini.

Na Slikama 5.2.-1. i 5.2.-2. prikazana su odlagališta s obzirom na tehnologiju odlaganja.

(a) nadzemno odlagalište (b) odlagalište na kosini



(c) ukopano odlagalište13 (c2) neispravan oblik ukopanog odlagališta

Slika 5.2.-1. Vrste odlagališta s obzirom na tehnologiju odlaganja.

S, G C (d) kombinirano odlagalište (d2) sanirano odlagalište / s ukopanim dijelom pod zaštitom / "sanacija uz eksploataciju

vertikalne vododržive barijere / do zatvaranja" /

(e) kombinirano odlagalište (f) klasično kombinirano odlagalište /dijelom ukopano, dijelom na kosini/ /dijelom ukopano, a dijelom nasuto/

13 Slobodno otjecanje vode u obodni kanal mora biti omogućeno, prema tome nije moguće postići izgled kao na slici “c2”, odnosno - teško je izvesti takovo odlagalište, a da budu zadovoljeni kriteriji dreniranja i odvodnje filtrata.

slobodno otjecanje vode! (iskopanim i uređenim jarkom)



(g) podzemno odlagalište /za posebni, opasni otpad/

Slika 5.2.-2. Vrste odlagališta s obzirom na tehnologiju odlaganja (nastavak).

5.3. ELEMENTI ODLAGALIŠTA OTPADA I NJIHOVO PROJEKTIRANJE

PROFESOR KVASNIČKA 5.3.1. Temeljni zaštitni sustav 5.3.2. Pokrovni zaštitni sustav 5.3.3. Specifičnosti pojedinih slojeva unutar sustava 5.3.3.1. Temeljno tlo 5.3.3.2. Brtveni slojevi 5.3.3.3. Drenažni slojevi 5.3.3.4. Zaštitni i prijelazni slojevi 5.3.3.5. Rekultivirajući sloj



5.3.4. Odlagališta s prirodnim prigušenjem Koncept projektiranja odlagališta s prirodnim prigušenjem zasniva se na ideji da se filtrat slobodno procjeđuje kroz dno odlagališta uz očekivanje da (filtrat) s vremenom bude "prigušen" (to attenuate – oslabiti), pročišćen od strane nesaturirane zone ispod odlagališta i od strane vodonosnika (sic!!). U prošlosti su se, silom prilika, gradila samo ovakova odlagališta, ali ne s tim razlogom što se računalo na prigušenje, jer se djelovanje filtrata i sl. problemi nisu istraživali. Tek kasnije se uvidjela velika opasnost od zagađenja okoliša filtratom, no mislilo se da tlo nesaturirane zone može, prirodnim prigušenjem, u potpunosti pročistiti filtrat. PRIRODNO PRIGUŠENJE se definira kao proces pomoću kojeg koncentracija parametara (sastojaka) u filtratu biva smanjena na prihvatljivu razinu uz pomoć prirodnih procesa:

- adsorpcije; - biološkog preuzimanja (osim u vodonosniku); - reakcija ionske izmjene; - razrijeđenja (osim u nesaturiranoj zoni); - filtracije; - precipitacije (promjena faze u kojoj se otopljne tvari kristaliziraju i izlučuju iz otopine jer

njihova ukupna koncentracija nadilazi granicu topivosti).

No, bez obzira na sve nabrojano, filtrat će, procjedivši se, definitivno onečistiti (degradirati) podzemnu vodu. Stoga se ovakova odlagališta, u globalu, danas više ne grade, a prema većini zakona ne bi se niti smjela graditi. 5.3.5. Tijelo odlagališta - otpad i slojevi za privremeno (dnevno) prekrivanje otpada Tehnologija sanitarnog odlaganja otpada obuhvaća slijedeće operacije izgradnje tijela odlagališta:

- odlaganje otpadaka (na prethodno uređenu površinu) - istresanjem iz kamiona, npr.; - rasprostiranje otpadaka u slojeve i zbijanje tih slojeva; - dnevno prekrivanje otpadaka.

O načinima ugradnje otpadnog materijala bit će više riječi u slijedećim poglavljima. Slojevi otpadnog materijala koji se zbijaju imaju debljinu od 20÷50 cm, a zbijaju se do

visine etaže 2÷4 m. Na kraju radnog vremena slojevi otpada prekrivaju se dnevnim prekrivnim slojem (debljine oko 15÷30 cm), ali u određenim slučajevima (manja odlagališta) moguće je dopustiti dvodnevno ili čak višednevno ne prekrivanje.

Materijal za dnevno prekrivanje može biti bilo koji inertni materijal (npr. građevinska šuta), a često puta se u tu svrhu uporabljuje materijal dobiven iskopom jaraka (kod odlaganja ispod kote terena). Zahtjevi za taj materijal su specifični. Primarni zahtjev je da ne bude jako propustan, s obzirom da bi trebao spriječiti procjeđivanje oborinske vode u slojeve otpada i omogućiti da ta voda “klizne” preko njega do jaraka ili već nekog drugog sredstva za njenu



evakuaciju. Sekundarni zahtjev je da materijal slojeva za dnevno prekrivanje ne bude jako nepropustan, s obzirom na to da bi trebao dopustiti procjeđivanje filtrata prema nižim slojevima, odnosno prema sloju za dreniranje filtrata. Jedan od materijala koji zadovoljavaju navedene uvjete je prahoviti pijesak.

Svrha slojeva za dnevno prekrivanje jest spriječiti:

- jači prodor oborinske vode u tijelo odlagališta; - emisiju neugodnih mirisa; - raznošenje dijelova otpada vjetrom; - životinje da dođu do otpada (ptice, glodavci...).

5.3.6. Vertikalni/bočni zaštitni sustav slojeva Kod normalno građenog odlagališta komunalnog otpada bočni zaštitni slojevi su obične kosine, koje, poradi velike visine, obično gradimo u vidu nekoliko etaža, sa pokosima koji zadovoljavaju uvjete:

- stabilnosti; - rezistencije eroziji; - maksimalnog iskorištenja korisnog prostora; - normalnog otjecanja površinske vode (sa što manje zadržavanja); - potpunog i kvalitetnog prijelaza pokrovnog zaštitnog sustava na bokove.

Da bi se dobilo na prostoru može se ići na izgradnju vertikalnih bočnih barijera. Takvi

zahvati inače nisu uobičajeni pri izgradnji novih odlagališta, ali su normalni prilikom sanacije postojećih, nesanitarnih odlagališta otpada. Na slici 5.3.6.-1. prikazane su neke izvedbe vertikalnih bočnih zaštitnih sustava odlagališta.

Slika 5.3.6.-1. (a) prikazuje sanitarno odlagalište građeno uz pomoć prethodno izgrađene

vertikalne vododržive barijere. Postoji realna mogućnost za izgradnju ovakovih odlagališta, no problemi se javljaju pri ugradnji otpada. Naime, otpad je teško zbijati uza same zidove, a moguće ih je i oštetiti strojevima. Prednost ove metode izražena je kod odlaganja briketiranog otpada (npr. briketiranog nakon spaljivanja), jer se njegovim slaganjem dobro iskoristi sav raspoloživi prostor. Kod ovakovih odlagališta je uopće veliko iskorištenje prostora, jer nema zaštitnih kosina koje inače smanjuju volumen.

Na Slici 5.3.6.-1. (b) prikazano je sanirano nesanitarno odlagalište otpada (sanacija uz

eksploataciju do zatvaranja), a sanacija je provedena ugradnjom vertikalne vododržive barijere i završnog pokrova.

U svrhu bočne zaštite izrađuje se jedna od slijedećih vertikalnih vododrživih barijera:

- glinobetonska dijafragma građena dvofaznim ili jednofaznim načinom; - dijafragma od smjese bentonita i materijala tla; - složena vododrživa dijafragma (jednofazni način + geomembrana); - tanki zid; - čelično žmurje; - injekciona zavjesa;



- zavjesa dobivena mlaznim injektiranjem.

Između vertikalne vododržive barijere i pokrovnog zaštitnog sustava mora postojati dobra veza. Također, vertikalna vododrživa barijera bi morala proći kroz vodonosni sloj i biti ugrađena u nepropusne slojeve ispod odlagališta čime se sprečava procjeđivanje filtrata.

U slučaju kada ispod vodonosnika nema nepropusnog sloja, obvezatno je crpljenje vode unutar područja dijafragme čime se sprečava širenje zagađenja, a ta voda se kasnije tretira i obrađuje (Slika 5.3.6.-1. (c)). Negativni gradijent nametnut crpljenjem uzrokuje ulaz čiste vode u područje crpljenja, a ne izlaz zagađene van njega.

Neke od navedenih metoda uključuju iskop materijala tla koje može biti zagađeno filtratom pa i samo kasnije zahtijeva odlaganje i/ili tretman. S, G C (a) (b)

(c)

Slika 5.3.6.-1. Odlagališta s vertikalnim/bočnim zaštitnim sustavom slojeva.

5.4. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA U UŽEM SMISLU RIJEČI Pošto su provedeni svi istražni radovi, pripremljeno temeljno tlo i postavljen temeljni zaštitni sustav slojeva, pristupa se izgradnji odlagališta u užem smislu – navoženju otpada i njegovoj ugradnji.

Paralelno ugradnji otpada obavljamo i izgradnju nekih objekata koji “rastu” uporedo s tijelom odlagališta (npr. pristupni putevi, bunari za otplinjavanje).

pumpe (crpljenje)

rpv



5.4.1. Priprema polja, odlaganje, rasprostiranje i zbijanje otpada Uobičajen način pripreme polja za odlaganje otpada je poravnavanje površine na koju se odlaže. Najčešće je već prethodni dan na sloj otpada nanešen sloj za dnevno prekrivanje i poravnat, čime je površina unaprijed pripravljena.

Plohe na koje se otpad odlaže (RADNO ČELO) su pod kutem nagiba 1:2 do 1:3 i to ne samo zbog olakšavanja rada mehanizacije već i zbog lakšeg otjecanja oborinske vode od koje može nastati filtrat. To znači: ako se oborinska voda procjedi kroz slojeve otpada nastat će filtrat, ako samo "sklizne" preko tijela odlagališta (bez kontakta s otpadom) neće biti potrebna njena dalja obrada već samo odvodnja.

Slika 5.4.1.-1. Presjek kroz odlagalište tijekom eksploatacije. Na Slici 5.4.1.-1. shematski je prikazan presjek kroz odlagalište otpada tijekom eksploatacije (punjenja).

Otpadni materijal se dovozi kamionima i istovara na uređenu (pripremljenu) površinu terena i rasprostire u slojevima debljine 15÷30 cm ili 0,3÷0,5 m, zavisno o vrsti. Rasprostiranje otpada može se izvršiti traktorom gusjeničarom (buldozerom) koji opet može, a ne mora poslužiti i za sabijanje otpadnog materijala. Sabijanje se obavlja kompaktorima (ili dozerima) i to na taj način da kompaktor preko svakog rasprostrtog sloja prijeđe 4÷6 puta. Po završetku dnevnog odlaganja otpada (zimi može i svaka tri dana) radno čelo se prekriva dnevnim prekrivnim slojem debljine 15÷30 cm koji se dobro izravna i uvalja. Na raspolaganju uvijek postoji barem tromjesečna zaliha materijala za dnevno prekrivanje, a zimi ga treba zaštititi od smrzavanja (PVC folija, lišće, slama itd.).

Ukupna visina jedne etaže (otpad + prekrivni materijal) nakon zbijanja treba iznositi 2,5 m.

otpad (jednodnevna količina)

dnevni prekrivni sloj

temeljni zaštitni sustav slojeva

zaštitni nasip (nije nužan)

pokrovni zaštitni sustav slojeva

(u ovom trenutku još neizveden)



Po potrebi se na samom tijelu odlagališta može izvesti privremena pristupna cesta za kamione kojima se dovozi otpad. Cesta je širine 3÷4 m i nije trajna – prekrit će ju slijedeća etaža otpadnog materijala. 5.4.2. Stabilnost kosina i erozija Kod svih nasutih geotehničkih objekata postavlja se zahtjev za stabilnošću kosina – stvaranje kliznih ploha je nedopustivo!! (ne smije doći do prekoračenja posmične čvrstoće tla). Preventivne mjere za stabilizaciju kosina geotehničkih građevina su: odabir odgovarajućeg nagiba (uz potrebni faktor sigurnosti), dobra ugradnja materijala, dobra odvodnja itd.

Za računsku analizu stabilnosti moraju se poznavati: gustoća materijala, parametri čvrstoće, utjecaj vode i promjena ovih karakteristika tijekom vremena Ovdje nalazimo jednu pozitivnu stranu slijeganja – njime se vremenom smanjuje nagib. Svrha proračuna stabilnosti kosina je u određivanju ekonomičnog nagiba kosina odlagališta.

Klizanje može biti brzo i sporo, a javlja se kad kosina materijala prijeđe granicu

stabilnosti uslijed vlastite težine i/ili dodatnih vanjskih opterećenja (traktor gusjeničar, npr.). Do prestanka klizanja dolazi pri promjeni nagiba kosine i ponovnog uspostavljanja ravnoteže sila.

Karakteristična za klizišta je pojava pukotina (mahom vlačnih) koje na odlagalištu razotkrivaju otpad. Kroz nastale pukotine prodire oborinska voda koja, osim dodatne produkcije filtrata, za posljedicu ima i pospješavanje nestabilnosti.

Primjenimo li na odlagalište model kruto-plastičnog materijala, posmična čvrstoća

definira se prema Mohr-Coulombovom kriteriju loma. Neke od metoda određivanja parametara čvrstoće otpada su:

- ispitivanje u troosnom aparatu – veliki uzorci s različitih dijelova odlagališta; - ispitivanje utjecaja vlaknaste strukture uzoraka u aparatu za direktno smicanje; - ispitivanje in situ metodama: standardnim penetracijskim testom i statičkom

penetracijom; - određivanje vrijednosti parametara čvrstoće povratnom analizom – mjerenje vertikalnih i

horizontalnih pomaka pomoću repera; - ispitivanje primjenom geotehničke centrifuge.

Stabilnost kosina jedan je od najvećih problema na odlagalištima. Parametri čvrstoće

otpadnog materijala obično su takovi da se na otpadu mogu formirati etaže čak i pod kutem od 900, što znači – vertikalne i otpad bi to, u principu, morao izdržati ako visina etaže ne premašuje neku razumnu veličinu (do par metara, npr.). Naravno, nikada ne radimo etaže nagiba 900, i to ne samo iz razloga sigurnosti, već jednostavno poradi toga što bi pristup mehanizaciji bio onemogućen.

Premda je otpad, u globalu boljih geomehaničkih karakteristika nego materijali tla,

moguće je formiranje klizne plohe kako kroz tijelo odlagališta, tako i djelomično kroz tijelo odlagališta, a djelomično kroz temeljno tlo. Poseban problem pri proračunima koji bi kao rezultat trebali dati nagibe kosina uz prihvatljiv faktor sigurnosti, predstavljaju nepoznati ili (redovito) teško odredivi parametri čvrstoće otpada. U nekim slučajevima (Jakuševec) posebnu



pozornost treba obratiti na dinamičku komponentu u proračunu stabilnosti – utjecaj potresa na stabilnost pokosa.

Klizanje je moguće osobito na kontaktima slojeva koji sačinjavaju zaštitni sustav. Upravo

poradi te mogućnosti posebno se moraju provjeriti koeficijenti trenja (čvrstoća na posmik!!) između pojedinih dijelova (slojeva) temeljnog, odnosno pokrovnog zaštitnog sustava. Kritična područja su kontakti geomembrane s drugim materijalima jer je geomembrana redovito element sustava s najmanjim koeficijentom trenja. Klizanje na radnom čelu je relativno lako sanirati i za posljedicu nema toliko veliku štetu kolika nastaje pri klizanju na (vanjskom) boku tijela odlagališta, unutar zaštitnog sustava. Tako nastale štete, odnosno njihova sanacija, mogu gotovo dostići cijenu izgradnje novog odlagališta.

Slika 5.4.2.-1. Primjer klizne plohe formirane na odlagalištu otpada.

Dakle, češće će do stvaranja klizne plohe doći upravo na kontaktima otpad/podloga, a

daleko rjeđe unutar samog otpada. Ovaj drugi slučaj moguć je kod odlagališta velike visine i male homogenosti, gdje vlaknasta struktura (ARMIRANJE OTPADNOG MATERIJALA) nije toliko izražena. Odgovor na pitanje "Kako se otpad odlaže?" često puta može biti i odgovor na pitanje "Hoće li doći do klizanja?" Ako se otpadni materijal dobro zbija, ako je nagib radne kosine (čela) dovoljno blag i ako su kontakti različitih materijala dobro riješeni (prihvatljivo visok koeficijent trenja među materijalima), onda nema veće opasnosti od klizanja kosine.

Erozija je drugi važan problem s kojim se susrećemo na kosinama odlagališta otpada. Erozija može biti:

- vanjska – sila toka tekućine duž površine sloja uklanja čestice tla; - unutarnja – (engl. “piping”) regresivno uklanjanje čestica tla duž unutarnjih kanalića

pora; - kontaktna – pomak čestica na kontaktu između fino zrnatih i krupno zrnatih slojeva.

Uz eroziju prepoznajemo i ispiranje finih čestica – sufoziju (erozija uključuje čestice

različite granulacije) kod koje također imamo:

- vanjsku; - unutarnju; - i kontaktnu sufoziju.

ploha sloma



Sufozija iza sebe ostavlja krupnozrnati skelet, a erozija razrušava cjelokupnu strukturu materijala.

Erozija je moguća i pri izgradnji odlagališta, eksploataciji i kod zatvorenog odlagališta, a sprečavamo ju:

- smanjivanjem nagiba kosina; - usporavanjem toka vode preprekama; - dobrim zbijanjem materijala; - izvođenjem obodnih kanala za odvodnju oborinske vode; - zazelenjavanjem (rekultivirajući sloj pokrovnog zaštitnog sustava).

5.4.3. Obrada voda površinskog dotoka Da bi se spriječili dotok oborinske vode u tijelo odlagališta i povećana produkcija filtrata, otvorena površina odlagališta mora biti što manja. Ako je odlagalište projektirano da ispuni neku već postojeću depresiju, onda moramo računati da će cijelokupna otvorena površina primati vodu, što znači popriličan dotok vode. Ako otkopavanje dubinskog dijela odlagališta napreduje s njegovim popunjavanjem (uz uporabu iskopane zemlje kao materijala za dnevni prekrivni sloj) onda je očekivani dotok vode daleko manji (u oba slučaja voda biva odvedena drenažnim slojem temeljnog zaštitnog sustava slojeva, odnosno pripravljenim kanalima, sa područja

gdje zaštitni sustav nije izgrađen - Slika 5.4.3.-1., 2. i 3.).

Slika 5.4.3.-1. Odlagalište na prirodnoj ili ljudskim radovima ranije stvorenoj depresiji.

površina koja prima oborinsku vodu

(drenirano kroz temeljni sustav)



Slika 5.4.3.-2. Odlaganje metodom jarka.

Slika 5.4.3.-3. Odlaganje metodom jarka (presjek).

Sprečavanje dotoka vode sa površine terena (i tijela odlagališta) u depresiju koja se popunjava, izvodimo izgradnjom obodnih kanala i prihvatnih bazena. Ta voda nije (ne bi smjela biti) zagađena, pa je bez prethodnog tretmana možemo ispuštati u površinske recipijente (npr. rijeku), ali ne u preblizu odlagališta, da ne bi došlo do procjeđivanja u tijelo odlagališta kroz temeljno tlo. 5.5. PRATEĆI OBJEKTI ODLAGALIŠTA I INFRASTRUKTURA Na lokaciji odlagališta treba odrediti pozicije za:

A-A

A-A

(smijer napredovanja

iskopa tla i popunjavanja

jarka otpadom)

površina koja prima oborinsku vodu

(drenirano kroz temeljni sustav)



- pristupne puteve; - okretište; - spremišta za opremu; - vagu (vaganje kamiona sa i bez otpada); - uredski prostor; - garažu; - rampu i čuvarevu kućicu; - privremeni smještaj ili odlaganje posebnog otpada (manje količine, na odlagalištu

komunalnog otpada); - područje za obradu otpada (npr. kompostiranje); - skladištenje pokrovnog i drugih materijala; - postrojenja za dreniranje; - postrojenja za obradu odlagališnog plina; - postrojenja za obradu filtrata (bazeni isl.); - piezometre, itd.

Osobitu pozornost treba posvetiti prostornom rasporedu ovih objekata vodeći računa o

prirodnim uvjetima (ruža vjetrova → uredski prostori, tok podzemne vode → piezometri). Raspored, broj i vrsta objekata varirat će od odlagališta do odlagališta. Možda najvažniji prateći objekat na odlagalištu jest plitki bazen (30-tak cm) kroz

koji se moraju provesti kamioni pri izlasku s odlagališta, da ne bi na kotačima raznosili komade otpada. 5.6. AKTIVNOSTI ZA VRIJEME RADA ODLAGALIŠTA 5.6.1. Plan rada Ključna stvar za uspješan rad odlagališta je jednostavan, dobro organiziran plan radnih aktivnosti. Dobar plan treba osigurati dnevno i godišnje vodstvo, tako da volumen odlagališta bude efikasno uporabljen, da radna okolina bude sigurna i da ne dođe do stvaranja mogućnosti za zagađenje okoliša.

Smjernice za razvoj plana (koji, bez obzira na sve, mora biti formiran u skladu sa specifičnim prilikama i potrebama dotične lokacije) su:

Najbolja zbijenost se postiže ako se sa zbijanjem počinje od baze odlagališta; Treba izbjegavati istresanje otpada sa bokova odlagališta; Unutar i van područja odlagališta treba izgraditi pristupne puteve za sve vremenske

prilike; Radna površina (aktivno područje) treba biti što je manje moguće; Broj otkrivenih kosina treba držati na minimumu;



Površinsku vodu treba odvoditi s područja odlagališta, kad god je to moguće treba konstruirati privremena postrojenja za drenažu i odvodnju površinske vode (potočići nastali za vrijeme kišnog razdoblja trebaju biti odvođeni jarcima, isl.);

Tekućini koja je bila u dodiru s otpadom ne smije se dopustiti da pobjegne s odlagališta; Pristup odlagalištu mora biti strogo ograničen, kako za životinje, tako i za ljude koji nisu

zaposleni na njemu te treba biti kontroliran ogradom i vratima koja se zaključavaju; Tijekom spaljivanja treba pokazati propisnu brigu i pozornost; Za ispravno upravljanje prometom treba postaviti jasne i vidljive znakove za smijer, na

odlagalištu komunalnog otpada treba zasebno odlagati gorivo drvo, bijelu tehniku, reciklažni materijal isl., da bi poslije mogli biti obrađeni (uporabljeni);

Radnici na odlagalištu bi morali poznavati mjere zaštite od požara i mjere u slučaju opasnosti da bi ih primjenili ako se dogodi nesreća koja vodi ka fizičkoj povredi;

Radnici bi se trebali držati neophodnih mjera opreza dok rade na odlagalištu; Radnici i drugo osoblje s odlagališta trebali bi savjesno postupati glede bakteriološke i

kemijske kontaminacije pri čuvanju i konzumiranju hrane; Radnici bi morali biti upoznati sa zahtjevima glede monitoringa i održavanja odlagališta.

Radovi na odlagalištu moraju biti provođeni po planu i bez većih odstupanja od

zacrtanog. Ne smije se dozvoliti zaostajanje jednih radova na račun drugih jer:

Ako iskop jarka (dubinskog dijela odlagališta) kasni – niti nasipanje može napredovati kako treba;

Ako na raspolaganju nemamo dovoljnu količinu materijala za dnevno prekrivanje, može nam se dogoditi da se otkriveni otpad dobro natopi vodom za vrijeme jakih oborina;

Ako je iskop jarka jako odmakao, odlagalište prima previše oborinske vode koju treba zbrinuti;

Ako izgradnja temeljnog zaštitnog sustava slojeva jako kasni za iskopom, može doći do problema pri nastavku izgradnje zaštitnog sustava...

5.6.2. Strojevi

Za rad na odlagalištu treba ne samo odabrati pravu opremu već se i pobrinuti za slučajeve kada dođe do havarije strojeva. Pozornost treba usmjeriti na izbor prave opreme koja će uspjeti zadovoljiti po svojim karakteristikama. Još prije kupovine strojeva za rasprostiranje i sabijanje materijala treba izgraditi i pripremiti garaže za smještaj i popravke strojeva. Također treba u pričuvi imati rezervne strojeve i redovito provoditi tehničke preglede. 5.6.3. Dnevno prekrivanje Dnevno prekrivanje je od jako velike važnosti jer ne sprečava samo prodor oborinske vode u tijelo odlagališta, već smanjuje intenzitet neugodnih mirisa, poboljšava mogućnost pristupa, poboljšava izgled, smanjuje raznošenje komada otpada vjetrom, smanjuje mogućnost prijenosa zaraznih bolesti (ptice, kukci, štakori), smanjuje mogućnost izbijanja vatre.



Pored dnevnog pokrovnog sloja u tijelo odlagališta možemo ugraditi i tzv. prijelazni pokrovni sloj koji prekriva onaj dio odlagališta koji neko duže vrijeme neće biti nadograđen slojevima otpada ili prekriven konačnim pokrovnim zaštitnim sustavom slojeva. 5.6.4. Zaštita od požara Opasnost od požara je realna, pogotovo u slučajevima kada su kućanstva, u naselju čiji se otpad odlaže na odlagalištu, dobrim dijelom oslonjena na grijanje loženjem peći na drva ili ugljen.

Požar na odlagalištu je posebno opasan zbog dimova koji mogu biti jako toksični (zavisno od vrste otpada). Pojava požara može, a ne mora biti povezana s prisutnošću metana, jer se na odlagalištu nalazi dovoljno drugih gorivih tvari. Međutim, glede požara i metana, trebalo bi pripaziti na mogućnost eksplozije. 5.6.5. Vjetar Da bi se kontroliralo leteći otpad (lagani otpaci od papira ili plastike) neophodno je ne samo pribjeći primjeni dnevnog prekrivanja, već i izgraditi kvalitetnu žičanu ogradu oko odlagališta, koja može biti fiksna ili pokretna. Obvezatno je redovito prikupljanje tog materijala npr. na kraju radnog vremena.

U istom smislu djeluje i ograda od više redova drveća (estetska dimenzija također), no drveće ne djeluje samo u tom smislu, već i u pogledu smanjenja buke. 5.6.6. Prašina Problem prašine na pristupnim putevima rješavamo tako da ih prskamo s vodom, ali na taj način da količina dodane vode ne uvećava volumen filtrata, već s vremenom ispari, ne prodirući jako u dubinu odlagališta.

Održavanje pristupnih puteva ne uključuje samo kontrolu prašine već i fizičko održavanje kvalitete puteva, s obzirom da se po njima kreću strojevi zamjetne težine!! 5.6.7. Drenaža



Tijekom rada odlagališta ne smijemo ispuštati iz vida održavanje (i nadogradnju) sustava za drenažu koji će morati svoju funkciju zadovoljavati još mnogo godina nakon zatvaranja odlagališta. 5.6.8. Vođenje dnevnika Tijekom eksploatacije odlagališta mora se voditi dnevnik (strogo vođena i dobro ažurirana dokumentacija) koji će sadržavati podatke o:

- vrsti prispjelog otpada; - količinama prispjelog otpada; - havarijama i nezgodama; - otstupanju od plana radova; - debljini slojeva otpadnog materijala.

5.7. OCJENA SIGURNOSTI ODLAGALIŠTA Ocjena sigurnosti odlagališta daje se na temelju usklađenosti podataka dobivenih monitoringom (mjerenja na odlagalištu), podataka iz dokumentacije prikupljene tijekom eksploatacije odlagališta (radni dnevnik) te zakonsko-pravnih odredbi dotične države, vezanih uz problematiku odlagališta otpada. Ocjenu sigurnosti trebale bi dati neutralne stručne osobe, i to na temelju relevantnih podataka.

Ocjena sigurnosti daje se u gotovo bilo kojoj fazi izgradnje odlagališta i nakon zatvaranja. Propisne kontrole obavljaju komisije vladinih agencija (organa) zaduženih za provedbu propisa vezanih uz odlaganje (npr. Državna uprava za zaštitu prirode i okoliša u Republici Hrvatskoj). U slučaju da se otkriju nepravilnosti u vođenju odlagališta, greške koje bi dovele do opasnosti po ljude i/ili tehniku, odnosno okoliš – rad na odlagalištu treba ili zaustaviti ili usporiti dok se nepravilnosti ne otkriju u potpunosti, podrobno ispitaju i dok se ne pristupi sanaciji i uklanjanju nepravilnosti.

Premda svaki dan nerada na odlagalištu donosi gubitke, veće greške počinjene pri

eksploataciji odlagališta (navoženju otpadnog materijala...) mogu izazvati havariju čije saniranje obično zahtijeva daleko veća sredstva od onih koja gubimo padom aktivnosti na odlaganju.

Odlaganje otpada (eksploatacija odlagališta) MORA biti sigurno (po ljude zaposlene na lokaciji, tehniku i okoliš) inače odlagalište kao takovo gubi svoju originalnu svrhu i namjenu.



5.8. ZATVARANJE ODLAGALIŠTA I ODRŽAVANJE/UPORABA NAKON ZATVARANJA Nakon što je zapunjen predviđeni volumen odlagališta, slijedi izvedba pokrovnog zaštitnog sustava, čime je zatvaranje odlagališta konačno provedeno.

Prije zatvaranja odlagališta trebalo se blagovremeno provesti pronalaženje slijedeće lokacije i njena priprema tako da puni kapacitet pogona već proradi do vremena kada će se staro odlagalište zatvoriti. Zatvaranje odlagališta ne znači prestanak rada na njemu, već, naprotiv, početak nekih novih aktivnosti. Monitoring zapravo tek počinje uzimati maha u ovoj fazi, a iskorištavanje plina, zavisno o parametrima odlagališta i otpada u njemu te vremenske dimenzije zapunjavanja, zatvaranja odlagališta isl., može ili ozbiljnije započeti, ili jednostavno nastaviti s radom, ili, čak, polako stagnirati.

Jedno od važnijih pitanja koje se nameće nakon zatvaranja, ali koje je već trebalo barem donekle riješiti, jest KASNIJA (KONAČNA) NAMJENA LOKACIJE (POVRŠINE ODLAGALIŠTA). 5.8.1. Ozelenjavanje Zelenjavanje površine odlagališta je obvezatno i to poradi:

- spriječavanja erozije; - vraćanja prirodnog izgleda lokaciji; - uklapanja u okoliš.

Ozelenjavanje je velik problem, jer prilikom slijeganja, npr., može doći do pucanja

pokrovnih slojeva i prodiranja plina koji će, vrlo vjerojatno, loše utjecati na biljke i ove će se sasušiti. Za ozelenjavanje uporabljujemo travu, nisko grmlje pa čak i drveće (kanadska topola), ali samo u slučajevima zaista debelog rekultivirajućeg sloja i dobro izvedenog sloja tzv. “biološke barijere” koji neće dopustiti korijenju da prodre u donje slojeve i ošteti ih ili čak prodre do odloženog otpada.

Na Slici 5.8.1.-1. prikazan je način sadnje stabala na površinu zatvorenog odlagališta otpada.

Biljke treba birati zaista pažljivo i pri tome paziti na:

- klimatske uvjete; - okolnu floru; - izloženost nepovoljnim uvjetima na lokaciji (vezano uz prirodu odlagališta i odloženi

materijal) itd.

Neko vrijeme (dok se zelenilo ne “primi”) potrebno je pažljivo njegovati tretirane površine.



Slika 5.8.1.-1. Sadnja drveća na površini zatvorenog odlagališta. 5.8.2. Izgradnja objekata iznad tijela odlagališta Kao opcija uporabe lokacije odlagališta nakon njegova zatvaranja postavlja se i mogućnost izgradnje objekata iznad tijela odlagališta. Pošto otpad ima geomehanička svojstva bitno drugačija od svojstava materijala tla, potrebno je provesti ispitivanja da bi saznali iznose slijeganja nakon opterećenja površine izgrađenim objektom.

Nekakovi značajniji objekti sigurno ne dolaze u obzir, dakle moguća je izgradnja onih građevina koje su lagane i jednostavne, te relativno neosjetljive na veće pomake i slijeganja (hale, skladišta, odnosno – igrališta, sportski tereni s pratećim objektima isl.). U slučaju potrebe moguće je duboko temeljenje građevine uz pomoć pilota, ali tada je potrebno jako oprezno pristupiti rješavanju niza popratnih problema:

- odabir vrste pilota; - odabir materijala pilota (utjecaj agresivnih odlagališnih fluida): - prodor kroz pokrovni i temeljni zaštitni sustav slojeva; - kontakti pilota i brtvenih slojeva; - prodori fluida (podzemna voda, filtrat, odlagališni plinovi) itd.

Uvijek bi trebalo sagledati isplati li se graditi na kokretnoj lokaciji, ako u obzir uzmemo

eventualnu havariju odnosno zagađenje okoliša i/ili ugrožavanje zdravlja i života ljudi. 5.9. NAKNADNA MJERENJA NA ODLAGALIŠTIMA

PLASTIČNA ILI METALNA POSUDA

HIDRAULIČKA BARIJERA



Dva su osnovna razloga za monitoring (naknadna mjerenja) na odlagalištima:

1. Da bi se utvrdilo da li odlagalište služi kako je projektirano; 2. Da bi se osiguralo da odlagalište zadovoljava sve propisane standarde.

Postoji već mnogo uređaja koji su općeprihvaćeni i već duže vremena u uporabi, kako u svrhe monitoringa na odlagalištima, tako i na drugim geotehničkim građevinama (npr. nasute brane).

Predmet monitoringa su obično slijedeće stvari:

- razina filtrata; - razina podzemne vode; - procjeđivanje filtrata; - plin:

- podzemni monitoring plina; - monitoring zraka na odlagalištu;

- kvaliteta podzemne vode oko lokacije; - razina i kvaliteta filtrata u bazenu za prikupljanje filtrata; - procjeđivanje iz bazena za prikupljanje filtrata; - stabilnost pokrovnog sustava:

- diferencijalno slijeganje; - formiranje klizne plohe (nastanak vlačnih pukotina).

Primjeri zahtjeva za program monitoringa (opažanja) dani su Tablicom 5.9.-1.



PREDMET OPAŽANJA PARAMETAR UČESTALOST OPAŽANJA PODZEMNA VODA

piezometri (bunari) na lokaciji kvaliteta vode mjesečno sezonski (4 mj.) svake 3 godine svakih 6 mjeseci hlapivi organski sastojci godišnje potpuna provjera piezometra svakih 6 mjeseci piezometri van (oko) lokacije kvaliteta vode svakih 6 mjeseci DJELOVANJE BRTVENOG SLOJA

lizimetri količina filtrata svaka 4 mjeseca kvaliteta filtrata svaka 4 mjeseca senzori za mjerenje vodljivosti vodljivost kontinuirano piezometri s vibrirajućom žicom razina filtrata na brtvenom sloju kontinuirano

ODLAGALIŠNI PLIN jarci (sloj) za dreniranje plina statički pritisak, tok, temperatura, koncentracija

metana tjedno

bunari za dreniranje plina statički pritisak, tok, temperatura, koncentracija metana

tjedno

baklja za spaljivanje statički pritisak, tok, temperatura, koncentracija metana

dnevno

sonde za detekciju propuštanja plina

tlak, koncentracija gorivog plina mjesečno

kondenzat količina mjesečno kvaliteta mjesečno

FILTRAT filtrat količina mjesečno kvaliteta mjesečno pumpne stanice alarmi za poplave i razinu filtrata kontinuirano ispust u bazen količina filtrata kontinuirano kvaliteta filtrata mjesečno mjesta za čišćenje sustava za dreniranje filtrata

nagomilavanje sedimenata godišnje

cijevi za dreniranje filtrata nagomilavanje sedimenata, cjelovitost godišnje bazen za prikupljanje filtrata nagomilavanje sedimenata, cjelovitost godišnje

POVRŠINSKA VODA udubine (depresije) nagomilavanje sedimenata, prekrivni sloj za vrijeme velikih oluja i

svaka 4 mj. otvori jaraka i slivnici začepljenje svakih 6 mjeseci bazeni za prikupljanje oborinske vode za jakog olujnog vremena na području odlagališta otpada

nagomilavanje sedimenata za vrijeme velikih oluja i mjesečno

područje van odlagališta tok kontinuirano kvaliteta svake tri godine

KLIMATSKI UVJETI na lokaciji brzina vjetra, smijer vjetra, barometarski tlak,

temperatura kontinuirano

REKULTIVIRANA LOKACIJA pokrovni sustav erozija, površinsko procjeđivanje, promjena boje

podzemne vode, raspucalost, stvaranje barica (lokava)

kontinuirano

pokrovni sustav diferencijalno slijeganje kontinuirano/svakih 6 mj. neugodni mirisi površinski prolaz fluida kontinuirano PRISTUPNI PUTEVI I POMOĆNI SKLOPOVI

površine čisti asfalt, površine od širokograduiranog nekoherentnog materijala

kontinuirano

zaštitna ograda oštećenja, održavanje kontinuirano znaci na putevima i znaci upozorenja

oštećenja, održavanje kontinuirano

Tablica 5.9.-1. Zahtjevi za program monitoringa.



5.9.1. Podzemna voda Program za nadgledanje podzemne vode mora uključiti uzorkovanje i analitičke metode koje:

- (slažu se uz) odgovaraju uzorkovanju podzemne vode; - pouzdano mjere sastojke.

Procedura uzorkovanja mora osigurati da statistička metoda, primjenjena za ocjenu

uzoraka, ima prihvatljivo veliku vjerojatnost otkrivanja onečišćenja, ako je ovo prisutno. Ispitivanja (odnosno – SAMI PIEZOMETRI!!) moraju biti provedena oko odlagališta, ali i u gornjem i u donjem toku podzemne vode, naime postavlja se pitanje hoće li do odlagališta doći već onečišćena podzemna voda koja može oštetiti (kemijski) slojeve zaštitnih sustava.Ovdje se također postavlja pitanje hoćemo li biti pozvani na odgovornost poradi onečišćenja za koje nismo odgovorni. Ako podzemna voda u dolaznom toku nije onečišćena, a ona u silaznom jest – to je siguran znak havarije na brtvenim sustavima odlagališta. 5.9.2. Slijeganje Praćenje slijeganja, odnosno stabilnosti nasutog materijala uopće, standardna je praksa u geotehnici (GEOTEHNIČKI RADOVI I OBJEKTI – brane, nasipi...). Slijeganje kod odlagališta otpada proteže se kroz duži vremenski period i dobrim dijelom je izravno vezano s razgrađivanjem organske tvari u otpadu.

Slijeganje kod odlagališta općenito možemo razložiti na:

1. Slijeganje temeljnog tla uslijed nanošenja dodatnog opterećenja u vidu izgradnje tijela odlagališta;

2. Slijeganje temeljnog zaštitnog sustava slojeva uslijed nanošenja opterećenja izgradnjom tijela odlagališta (otpad + strojevi);

3. (Mehaničko) slijeganje otpadnog materijala uslijed nanošenja opterećenja izgradnjom tijela odlagališta (vrijedi za niže slojeve);

4. (Biomehaničko) slijeganje otpadnog materijala uslijed razgradnje organske tvari u otpadu.

Slijeganje ne predstavlja veći problem ako nije zaista jako izraženo i ako nije

diferencijalno. Da bi se stalo na kraj prevelikom slijeganju već pri izgradnji odlagališta moramo primjeniti slijedeće mjere prevencije:

- dobra priprema temeljnog tla (uvaljavanje, po potrebi zamjena materijala tla); - kvalitetna izgradnja temeljnog sustava slojeva (dobro uvaljavanje); - dobra ugradnja materijala otpada (dobro uvaljavanje, tanji slojevi); - smanjenje količine biorazgradive tvari na minimum.

Diferencijalno slijeganje može za poslijedicu imati stvaranje pukotina u pokrovnom zaštitnom sustavu, što znači – procjeđivanje oborinske vode izravno u tijelo odlagališta, prodor odlagališnih plinova, itd. Pukotine u pokrovnom sustavu nastaju uslijed vlačnih naprezanja i to ne samo poradi diferencijalnog slijeganja već i uslijed klizanja materijala na nestabilnoj kosini.



Slijeganje kao takvo za posljedicu obično ima povećanje stabilnosti kosina, ali i ovdje postoje izuzeci.

Monitoring slijeganja provodi se ugradnjom repera u tijelo odlagališta i mjerenjem pomaka istih. Reperi se postavljaju svakih 30-tak m jedan od drugog (ili gušće, zavisno od veličine odlagališta). Vremenska učestalost mjerenja je svakih par mjeseci ili rjeđe, ali to ovisi o vrsti otpada i drugim karakteristikama odlagališta. Reperi se postavljaju po površini odlagališta, ali i po kosinama.

Tijekom izgradnje odlagališta poželjno je na odlagalištu odrediti probno polje na kojem će se ispitati slijeganje (probno opterećenje npr. betonskim blokovima). 5.9.3. Produkcija odlagališnih fluida

Produkcija plina prati se na bunarima za otplinjavanje ili posebnim probama (sondama), čime se osim sastava i količine gorivih komponenti utvrđuje i količina nastalog plina, što je od velike važnosti pri energetskom iskorištavanju plina.

Razina filtrata (“vodno lice”) mora biti poznata da bi se tako na vrijeme otkrio porast količine filtrata koji može ugroziti zaštitne sustave (preveliki gradijent!!). Detektira li se porast razine filtrata, time se na posredan način može doći do saznanja o začepljenju drenažnog sustava i na vrijeme reagirati (smanjen dotok filtrata u bazen, paralelno s porastom podzemne vode).

Najjednostavniji način detekcije procjeđivanja kroz geomembranu (pa i druge vrste

brtvenih slojeva) je mjerenje provodljivosti; na taj način vrlo brzo (nekoliko minuta nakon havarije) saznamo da je došlo do prodora filtrata, a isto tako moguće je locirati prodor unutar područja od par desetaka centimetara (zavisno o gustoći postavljene mreže senzora, što je gušća – zahtijeva veća ulaganja).

Jedan od uređaja za detekciju procjeđivanja je i lizimetar. Na Slici 5.9.3.-1. prikazan je usisni lizimetar.



Slika 5.9.3.-1. Usisni lizimetar.

5.9.4. Emisija zračenja Pod pojmom zračenja podrazumjevamo ne samo radioaktivno zračenje, već i zračenje topline. Toplinsko zračenje ne bi smjelo imati prevelik, odnosno prevelik negativan utjecaj na okoliš, ali nekakav utjecaj na mikroklimu lokacije uvijek je moguć. Parcijalno zagrijavanje reflektira se na brže topljenje snijega na površini tijela odlagališta odnosno na povišenju temperature tla ljeti (sušenje trave) – temperature u tijelu odlagališta npr. 700 C. Radioaktivno zračenje kao takvo ne bi smjelo postojati čak niti kod odlagališta radioaktivnog otpada (dobra izolacija), ali je moguće: npr. ilegalno odlaganje niskoradioaktivnog otpada na odlagalištu komunalnog otpada. Pri dedekciji radioaktivnog zračenja treba odrediti intenzitet i razmjere kontaminacije i odmah pristupiti sanaciji jednom od postojećih metoda (vidi poglavlje: SANACIJA POSTPJEĆIH NESANITARNIH ODLAGALIŠTA).

prema prikupljanju uzoraka prema pumpi

plastična cijev

bentonitni čep debljine 5÷10 cm

rupa φ15 cm ispunjena kvarcnim pijeskom

porozna čašica

neposredno ispod brtvenog sloja (u temeljnom tlu)



5.10. ANALIZA EKONOMIČNOSTI

Dovoljna suma novca treba biti osigurana ne samo za izgradnju već i za eksploataciju i naknadna mjerenja na odlagalištima. Stoga, prije izgradnje odlagališta (kao jedna od faza projektiranja) obvezatno se provodi preliminarna analiza ekonomičnosti odlagališta. Njoj prethode studije u kojima se razmatraju i druge mogućnosti gospodarenja otpadom, kao i kombinacije nekoliko metoda.

Uz karakteristike otpadnog materijala, lokacija isl. ekonomska analiza je od izuzetno velike važnosti za projektiranje i izgradnju odlagališta, jer raspoloživa sredstva diktiraju (barem djelomično) metode odlaganja, zbijanja (strojevi), materijale za izradu zaštitnih slojeva isl.

Odlagalište otpada bi trebalo ne samo sigurno zbrinjavati otpadni materijal, već i donositi nekakvu dobit. Dobit se ostvaruje:

- putem naplate za odlaganje otpada (prema količinama odloženog materijala); - iskorištavanjem sekundarnih sirovina; - pa čak i energetskim iskorištavanjem otpada, odnosno odlagališnog plina (spaljivanje:

toplinska ili električna energija).

Troškovi vezani uz odlagalište nastaju u fazama:

- istražnih radova; - izgradnje odlagališta (eksploatacije); - zatvaranja odlagališta; - dugotrajnog nadgledanja nakon zatvaranja (monitoring).

Monitoring traje po 20÷30 godina nakon zadnje faze zatvaranja odlagališta pa je nužno i

za nj osigurati dovoljno novca. Tijekom eksploatacije odlagališta mora se sa strane ostaviti (akumulirati) dovoljno sredstava za period nakon zatvaranja, jer monitoring može zahtijevati više novaca od poslova vezanih uz eksploataciju odlagališta (npr. amortizacija strojeva i drugi tekući poslovi). U obzir treba uzeti i inflaciju.

Značajna sredstva bivaju utrošena dosta prije izgradnje odlagališta tijekom provođenja istražnih radova – i ta sredstva ne smiju biti predmet štednje, jer u slučaju loše izvedenih ispitivanja i eventualne havarije kao posljedice toga, sanacija može zahtijevati daleko veća sredstva od ukupne cijene koštanja izgradnje odlagališta.

Zarada od eksploatacije odlagališta ide ili zajednici (ako je vlasnik odlagališta država) ili vlasniku odlagališta (ako je vlasnik privatno lice, pravna osoba).



6. SANACIJA POSTOJEĆIH NESANITARNIH ODLAGALIŠTA Prije pristupa sanaciji postojećih odlagališta otpada koja zahtijevaju takav tretman (ona koja su nesanitarna) potrebno je izvesti obimne istražne radove, odnosno odrediti:

- volumen otpadnog materijala; - sastav otpadnog materijala (kvalitativno i kvantitativno); - obim zagađenosti okolnog tla; - vrstu i karakteristike zagađivala koje je penetriralo u tlo; - blizinu akvifera i karakteristike okolnog tla; - karakteristike lokacije (s obzirom na mogućnosti uporabe određenih metoda sanacije,

infrastruktura isl.): - raspoloživa sredstva itd.

Prilikom sanacije nužno je provesti sve potrebne mjere zaštite kako okoliša tako i

radnika koji će raditi na lokaciji. Metode sanacije postojećih odlagališta mogu biti in situ ili ex situ, što će zavisiti o

brojnim čimbenicima:

- može li se izvesti sanacija in situ (potpuna inkapsulacija otpadnog materijala i zagađenog okolnog tla) s obzirom na: - volumen materijala (otpad + zagađeno tlo); - karakteristike materijala tla (zagađenog i nezagađenog); - slojeve ispod otpada (akvifer, slojevi gline...); - blizinu objekata (infrastruktura na lokaciji); - vrstu onečišćenja tla (karakteristike zagađivala) isl.;

- postoje li dostatna sredstva za određenu metodu sanacije (sanacija ex situ je u pravilu skuplja od in situ sanacije);

- postoji li potreba za obvezatnim uklanjanjem otpadnog materijala; - koje nam metode sanacije stoje na raspolaganju...



6.1. POSTUPCI SANACIJE IN SITU Sanacija odlagališta in situ metodama znači da nema fizičkog premještanja otpadnog materijala niti materijala okolnog tla zagađenog filtratom, već cjelokupni volumen otpada i zagađenog tla biva inkapsuliran – hermetički zatvoren i tako odijeljen od okoline. prilikom sanacije se trudimo postići jednake uvjete kao kod sanitarnih odlagališta otpada koja su od početka do kraja rađena po propisima.

Metode in situ sanacije (prikazane na Slici 6.1.-1.) su:

1. izgradnja pokrovnog sloja (u slučajevima kad je prisutna vodotijesna podloga ⇒ princip odlagališta s prirodnim prigušenjem);

2. izgradnja pokrovnog sloja i vertikalne vododržive barijere (u slučajevima kada je na nekoj dubini prisutan nepropusni sloj);

3. izgradnja pokrovnog sloja i kose vododržive barijere (u slučajevima kada je nepropusni sloj na velikoj dubini ili ga “nema”);

4. izgradnja pokrovnog sloja i vertikalne vododržive barijere te sustava za crpljenje podzemne vode (u slučajevima kada je nepropusni sloj na velikoj dubini ili ga “nema”, a zahvat sa kosom vododrživom barijerom je nemoguć);

5. izgradnja pokrovnog sloja i horizontalne vododržive barijere mlaznim injektiranjem (u slučajevima kada je moguće i isplativo izvesti takav zahvat), pri injektiranju treba pripaziti na preklapanje dobivenih cilindara tla (5. a);

6. (mlazno) injektiranje cjelokupnog volumena otpada i zagađenog tla, pri kojem treba obratiti pozornost na preklapanje, kao i na zahvat otpada, odnosno zagađenog tla ispod otpada (6. a).

Prednosti sanacije in situ su:

- izbjegavanje prijenosa otpada i zagađenog tla čime se sprečava i eventualno onečišćenje okoliša;

- izbjegavanje troškova iskopa materijala i transporta istog (osobito skup transport poradi specifičnih zahtjeva za sigurnost ljudi i okoliša);

- nije potrebno tražiti novu lokaciju; - moguće je i daljnje odlaganje otpada na istoj lokaciji do potpune sanacije (u nekim

slučajevima).

Loše strane sanacije in situ su:

- iskop određenog volumena tla pri uporabi nekih metoda in situ sanacije (vododržive dijafragme), pri čemu iskopano tlo može biti zagađeno pa je potrebno i njega naknadno sanitarno odložiti;

- neke metode (npr. one s crpljenjem vode) nisu zadovoljavajuće trajno rješenje; - lokacija nije pogodna za neke načine naknadne uporabe (npr. izgradnju stambenih

objekata; - temeljni brtveni slojevi su redovito upitne kvalitete.



S,G C C

(1) (2) S,G S,G (3) (4) S,G (5) (6) (5. a) (6. a)

Slika 6.1.-1. Metode in situ sanacije nesanitarnih odlagališta komunalnog otpada.



6.2. POSTUPCI SANACIJE EX SITU Sanacija odlagališta ex situ metodama znači da se otpadni materijal i tlo zagađeno filtratom u potpunosti uklanjaju i premještaju na novu, prethodno uređenu lokaciju. Novo odlagalište izvodi se po propisima za izgradnju sanitarnih odlagališta.

Metode ex situ sanacije (prikazane na Slici 6.2.-1.) su:

1. Iskop cjelokupnog otpadnog materijala i okolnog (zagađenog) materijala tla (1. a) te njihov transport na novu lokaciju na kojoj bivaju sanitarno odloženi (1. b);

2. Iskop otpadnog materijala (i tla...) te odlaganje istog na pripravljenu površinu u neposrednoj blizini postojeće lokacije (JAKUŠEVEC);

3. Iskop otpadnog materijala i njegova “prerada” (oplemenjivanje) što uključuje odvajanje sekundarnih sirovina, inertnog materijala (šljunak isl.) i ostatka koji se odlaže na drugoj lokaciji ili na pripravljenu površinu u neposrednoj blizini postojeće.

Prednosti sanacije ex situ su:

- mogućnost “prerade” otpadnog materijala, odnosno iskorištavanja sekundarnih sirovina sadržanih u njemu;

- lokaciju se može gotovo u potpunosti očistiti od zagađenja i tako učiniti prihvatljivom za naknadnu uporabu;

- poznat nam je sastav i količina odloženog materijala; - sigurni smo u kvalitetu izrade zaštitnih sustava; - odloženi materijal možemo prethodno obraditi (kemijski/biološki/mehanički...) te ga na

taj način učiniti inertnijim ili jednostavnijim za ugradnju; - u nekim slučajevima je moguće uz stari otpadni materijal na istu lokaciju odlagati i novi

(JAKUŠEVEC).

Loše strane sanacije ex situ su:

- iskop otpadnog materijala (i određenog volumena tla) skup je posao, pri kojem može doći i do onečišćenja okoliša, a moguće je i ozbiljno ugroziti sigurnost i zdravlje ljudi;

- lokacija može ostati nepodesna za neke načine naknadne uporabe; - izrada zaštitnih sustava slojeva podložna je greškama i oni na kraju mogu biti upitne

kvalitete; - troškovi transporta materijala obično su vrlo visoki poradi specifičnih zahtjeva za

sigurnost ljudi i okoliša; - potrebno je tražiti novu lokaciju, pripremiti ju i naknadno urediti; - stvaranje dodatnih količina filtrata (uz postojeće na staroj lokaciji).



(1a) (1b) (2) (3)

Slici 6.2.-1. Metode ex situ sanacije.



7. ODLAGANJE POSEBNOG OTPADA

U Sjedinjenim američkim državama se oko 10÷15% otpada smatra opasnim. Od te količine, 90% opasnog otpada pojavljuje se u obliku tekućina: 60% kao organske tekućine, 40% anorganske.

Prema Američkoj agenciji za zaštitu okoliša opasni otpad se klasificira kao:

1. tip: tekući anorganski; 2. tip: tekući organski; 3. tip: organski; 4. tip: opasni muljevi, suspenzije i čvrste tvari.

Postoji više definicija posebnog, odnosno opasnog otpada. Najčešće u posebni (opasni)

otpad ubrajamo one otpadne tvari koje su:

- topive; - kemijski aktivne; - biološki aktivne; - radioaktivne; - zapaljive.

Opasni otpad nastaje pri proizvodnji: baterijskih uložaka, kemijskih proizvoda,

električnih i elektroničkih uređaja (stara računala!!), eksploziva, kože boja i lakova, pesticida, farmaceutskih proizvoda, papira i celuloze, tekstila, zaštitnih metalnih presvlaka (npr. pocinčavanje), nafte i ugljena, u rudarstvu i metalurgiji, u tiskarama, u bolnicama, u istraživačkim centrima i laboratorijima, u nuklearnim elektranama itd.

Svaka vrsta posebnog otpada određuje se:

- nazivom; - kataloškim brojem; - tarifom; - mogućim i nužnim postupcima obrade i zbrinjavanja.

Neke države su dugo prakticirale izvoz posebnog otpada, ali u novije vrijeme se radi na

međunarodnim propisima kojima će svaki izvoz posebnog otpada biti zabranjen (uz izuzetke?). Na međunarodnoj Bazelskoj konferenciji (1989) definirani su uvjeti za uvoz i izvoz

otpada te dana glavna načela glede gospodarenja opasnim otpadom:

1. Stvaranje za okoliš opasnog otpada treba već na izvoru smanjiti na minimum, kako po količini, tako i po stupnju opasnosti (NAČELO PREVENTIVE);

2. Gdje ne možemo izbjeći stvaranje za okoliš opasnog otpada, treba omogućiti njegovu obradu što bliže mjestu njegova nastajanja (NAČELO BLIZINE);

3. Nužno je odabrati postupak obrade pogodan za okoliš, bez obzira na lokaciju pogona, odnosno njegovu udaljenost od izvora (NAČELO JEDNAKIH UVJETA);

4. Svaka država mora uvoditi odgovarajuće pogone za obradu otpadaka (NAČELO USKLAĐENOSTI);

5. Svaka država mora nastojati obraditi svoj otpad opasan za okoliš (NAČELO SAMOSTALNOSTI), a ima pravo zabraniti uvoz za okoliš opasnog posebnog otpada (NAČELO NACIONALNOG SUVERENITETA);



6. Izvoz i uvoz posebnog otpada opasnog za okoliš mora se smanjiti na nužni minimum u skladu s postizanjem ekološki sigurnog zbrinjavanja otpada (NAČELO EKOLOŠKI PRIHVATLJIVOG ZBRINJAVANJA OTPADA);

7. Rigorozni nadzorni sustav (POSTUPAK INFORMIRANJA, DOKUMENTI O PRIJEVOZU itd.) predviđen Bazelskom konvencijom, osigurava da izvoz i uvoz posebnog otpada opasnog za okoliš teče s dozvolama prema najstrožijim kriterijima.

Posebni otpad, kao i komunalni, ne mora biti samo odložen na odlagalište, već je i kod

njega poželjno provesti prethodnu obradu (kemijski, biološki, termički, mehanički...). Pojam monodeponij (monoodlagalište) označava ono odlagalište (posebnog) otpada koje služi za zbrinjavanje samo jedne točno određene vrste otpadnog materijala.

Odlaganje nekih vrsta otpada (radioaktivni otpad, cijanid, teški metali, organski otrovi, u vodi topive tvari isl.) u pravilu mora biti podzemno, što znači da se odlagalište izrađuje u vidu podzemnih prostorija i to obično u stijeni magmatskog podrijetla (MEHANIKA STIJENA!!).

Lokacije za odlagališta posebnog otpada trebaju biti još strože odabirana od lokacija za

odlagališta komunalnog otpada. U pravilu, zabranjuje se odlaganje posebnog otpada koji se može spaliti. Također, na odlagalište ne može doći otpad koji nije deklariran.

Odlagališta koja su na površini terena zahtijevaju izradu pomične ili fiksne krovne konstrukcije koja sprečava dotok oborinske vode.

Posebno opasni otpad odlaže se zajedno s ambalažom u kojoj je dopremljen. Zaštitni slojevi u nekim slučajevima moraju biti izrađeni od betona, pa pri tome treba obratiti pozornost na slijeganje i naprezanja (GRAĐEVINARSKA PROBLEMATIKA).

Kontrole podzemnih i površinskih voda na lokaciji su svakodnevne ili barem učestale (tjedne).

Podzemna odlagališta su u načelu prostorno ograničena, vrlo skupa i teško izvediva, bez

obzira rade li se u eruptivnoj stijeni ili prekonsolidiranim glinama. Neki autori ističu prednosti odlaganja srednje i niskoradioaktivnih materijala u dubokim slojevima prekonsolidirane gline u odnosu na odlaganje u stijenu, jer se ispravno smatra da je glina kao takova, najstabilniji, odnosno najtrajniji materijal (nema njenog daljnjeg trošenja).

Prije nekog vremena pojavila se ideja o zbrinjavanju radioaktivnog otpada njegovim injektiranjem u bivše (iscrpljene) naftonosne slojeve. Prednosti takove metode su očite, ali ona ima i brojne mane. Jedna od osnovnih je ta što radioaktivni materijal prije injektiranja treba usitniti, što može biti jako težak i zahtijevan posao, a nakon zbrinjavanja materijala, cjelokupna oprema bit će u tolikoj mjeri kontaminirana da će nakon odlaganja treba i nju samu zbrinuti kao radioaktivni otpad (podzemno odlagalište).



III ZAGAĐENO TLO

8. GEOTEHNOLOGIJA PRI SANACIJI ZAGAĐENOG TLA Treba razlikovati pojmove: ZAGAĐENO TLO i ONEČIŠĆENO TLO.

ONEČIŠĆENJE (contamination) je rezultat uvođenja ili prisustva strane tvari ili energije za koju se, u odsutnosti adekvatnih znanstvenih podataka, ne može reći da bi bila u stanju izazvati štetu ili zlo (engl.: “damage or harm”). Primjeri onečišćenja su:

- prisutnost tankog proslojka treseta u inače čistom sloju gline; - povišena koncentracija žive (3,4 mg/kg) i kadmija (12,3 mg/kg) nije uobičajena niti

primjerena čistom tlu, ali pitanje je da li ove koncentracije predstavljaju kakovu trenutnu ili buduću opasnost, itd.

ZAGAĐENJE (pollution) je rezultat uvođenja ili prisustva strane tvari ili energije

koja može predstavljati opasnost po ljudsko zdravlje, žive organizme i ekološke sustave, oštetiti strukture i umanjiti privlačnost kraja te utjecati na zakonitu uporabu okoliša. Primjeri zagađenja su:

- razina vode na razini ili iznad razine topografske kote zemljišta (poplava ili totalna

saturacija do površine); - slojevi tla jako zasićeni dizel uljem, isl. Sanacija zagađenog tla uključuje nekoliko postupaka koji se dobrim dijelom mogu

nazvati geotehničkim. Tu spadaju: istražni radovi (istražna bušenja s uzorkovanjem, ispitivanje geomehaničkih svojstava i karakteristika tla isl.), iskop tla (u slučaju ex situ sanacija – održavanje stabilnosti kosina isl.), bušenja za metode sanacije koje to zahtijevaju (bioventing isl.), injektiranje tla, ugradnja vertikalne vododržive barijere, pranje tla, itd. 8.1. ISTRAŽNI RADOVI Istražni radovi koji se provode pri sanaciji zagađenog tla trebaju poslužiti da bi se utvrdili:

- vrsta zagađenja (tlo, tlo i podzemna voda, tlo uz mogućnost zagađenja zraka isparavanjem...);

- vrsta zagađivala (npr. nafta); - opseg zagađenosti (fizički opseg); - eventualno kretanje zagađivala odnosno zagađene podzemne vode kroz tlo;



- raspodjela zagađivala u prostoru (količinski); - karakteristike tla; - karakteristike zagađenog tla (tlo pomiješano sa zagađivalom):

- fizičke karakteristike (gustoća, isl.); - kemijske karakteristike (kemizam tla isl.); - geomehaničke karakteristike (propusnost, raspored čestica, granulometrija,

injektabilnost – ako je potrebna, isl.).

Prilikom provođenja istražnih radova radnici bi trebali nositi zaštitnu opremu, a zavisno od vrste zagađivala trebalo bi pripaziti i na mogućnost pojave požara.

Odabiru konkretne metode sanacije pristupamo tek nakon dobro provedenih i opsežnih

istraživanja, od kojih su nezaobilazne i geofizičke metode. Faktori koji utječu na odabir metode su:

- karakteristike tla; - karakteristike zagađivala; - volumen zagađenog tla; - dubina i raspored zagađenog tla u ukupnom volumenu tla na lokaciji; - blizina objekata (infrastruktura na lokaciji); - raspoloživa oprema; - važnost konkretne lokacije; - položaj lokacije (globalno, unutar naseljenog područja isl.); - raspoloživa sredstva, itd.

8.2. POSTUPCI I TEHNOLOGIJE SANACIJE ZAGAĐENOG TLA Postupci i tehnologije sanacije zagađenog tla dani su u Tablici 8.2.-1. Osim navedenih, danas u svijetu postoje i razne druge metode sanacije zagađenih tala, jer ovaj dio struke s vremenom postaje sve zanimljiviji, što je veća potražnja za čistim tlom, odnosno terenom. Kod nekih metoda treba obratiti pozornost na specifičnosti. Na primjer, neke obrade tla (npr. ekstrakcija isparavanja tla) su porporcionalno gledajući daleko skuplje za male nego velike lokalitete.

Obrada tla “Land Reclaimer-om” jedna je od zanimljivijih metoda, s obzirom na jednostavnost njene primjene i veliku učinkovitost. Način uporabe je raspršivanje otopine po zagađenom tlu - u slučaju da je dubina prodora zagađivala u tlo manja od 60 cm, ili gravitacijsko, odnosno tlačno injektiranje – za dubine veće od 60 cm.



TABLICA Mlaznim injektiranjem ove smjese postiže se daleko najbolji kontakt otopine i zagađenog

tla, što je u principu upravo ona karakteristika koja se i traži. Potrebna količina otopine iznosi oko 80% volumena spornog prostora zagađenog dijela

tla. Otopina nema toksični učinak na mikroorganizme (bakterije) niti na slatkovodnog puža vrste Planorbarious corneus. Utvrđen je brži rast i razvoj autohtonih bakterija na uzorcima tla tretiranog otopinom nego na kontrolnim uzorcima.



Solidifikacija, odn. stabilizacija je metoda koja se može provoditi na nekoliko načina. Dubokim miješanjem auger-om, dubina zahvata iznosi oko 2,5 ÷ 5 m, dok se mlaznim injektiranjem (jet grouting) postižu zahvati dubine i do 20÷30m.

Smjesa kojom se solidifikacija provodi može biti na bazi cementa, vapna, gline, bitumena ili nekog drugog materijala, zavisno od zagađivala i načina solidifikacije.

Na osnovu/poradi graničnih uvjeta, na lokacijama koje uključuju pogone u eksploataciji, postupci sanacije tla zagađenog ugljikovodicima često su ograničeni na in situ metode čišćenja ili metode izolacije zagađenog tla/zagađivala.

U Nizozemskoj je odlaganje zagađenog tla u odlagališta ograničeno pod uvjetom da tlo

bude “obrađeno” za manje od 130 $ (nije specificirana jedinica mjere tla). Amerikanci predlažu ograničenja cijene (?) sanacije zagađenog tla na 500.000÷1.000.000 $/acre (1acre = 40,46ar = 4046m2).

Troškovi obrade kod sanacije iskopom i odlaganjem materijala na drugom mjestu moraju znatno varirati od države do države i od lokacije do lokacije s obzirom da je problem pronalaženja odgovarajućeg mjesta za odlagalište iskopanog materijala, a uz to i problem troškova transporta, ponegdje znatan.

Mogućnost primjene metode sanacije iskopom i odlaganjem materijala na drugoj lokaciji

trebalo bi uzeti s rezervom. Naime, zagađivalo koje spada u posebni otpad čini i zagađeno tlo posebnim otpadom itd, Ovdje se postavlja pitanje što s jako mobilnim i lako isparivim zagađivalima.

Jet grouting metodom (mlazno injektiranje) moguće je obraditi samo onaj dio tla koji je

zagađen, ne dirajući ostatak tla, čime se dobiva na uštedi materijala (injekciona smjesa), vremena i novca. Ova metoda također omogućuje geofizička ispitivanja tla (down hole, cross hole i sl. metode) čime se dobiva na sigurnosti obrade cjelokupnog volumena zagađenog tla i gore navedeni postupak čini sigurnijim i uspješnijim. Mlaznim injektiranjem je moguće injektirati različite injekcione smjese, zavisno od prirode zagađivala, karakteristika tla i traženih svojstava reagenata; moguće je, između ostalog, injektorati i otopinom Land Reclaimer-a. 8.3. Mogućnosti naknadne uporabe saniranih lokacija Uz otvoreno pitanje efikasnosti gore navedenih metoda ostaje i pitanje kvalitete zemljišta nakon sanacije, naime hoćemo li biti u mogućnosti da tretirano zemljište uporabimo u kakovu konkretnu korisnu svrhu.

Zavisno od zagađenja (odnosno zagađivala) i primjenjene metode zemljište ćemo moći uporabiti ili na način na koji bismo ga uporabili prije zagađenja (POTPUNA REHABILITACIJA TLA) ili samo u određene, ograničene svrhe (DJELOMIČNA REHABILITACIJA TLA). Na primjer: zemljište zagađeno dušikovim spojevima (pretjerana uporaba umjetnih gnojiva) nakon



nekog vremena bit će na raspolaganje čak i za proizvodnju hrane, a zemljište jako zagađeno ugljikovodicima nakon sanacije metodom solidifikacije in situ nikako neće moći biti uporabljeno u navedenu svrhu, već eventualno u neku drugu.

Često puta će zagađivalo biti imobilizirano (spriječeno daljnje širenje zagađenja), ali ne i potpuno uklonjeno iz zemlje.

Postoji realna mogućnost izgradnje objekata na lokaciji, ali smo ako smo potpuno sigurni

da neće biti negativnog utjecaja obrađenog tla bilo na ljude, bilo na objekte, bilo na okoliš, u bližoj ili daljoj budućnosti. Monitoring nakon sanacije je obvezatan. Postavlja se pitanje: da li je sanacija provedena kako treba i da li postoji emisija zagađivala iz tla.



IV

ZAKONSKA REGULATIVA

9. ZAKONSKA REGULATIVA U SVIJETU Zakonska regulativa u svijetu prati razvoj gospodarenja otpadom (poslijedjih dvadesetak godina) i težište se stavlja na izbjegavanje, iskorištavanje i obradu otpada (smanjivanje količine koja se odlaže). Poseban razvoj zakonske regulative odvija se u samim državama europske unije, a poseban u samim zakonodavnim strukturama unije kao takove (da bi države koje se priključuju i koje nisu tako bogate i razvijene kao ostale mogle ići u korak s vremenom).

Regulativa EU sadrži više akata, od kojih su posebno zanimljivi: - DIREKTIVE – glavni zakonski akti na području zaštite okoliša koje države članice EU

moraju u propisanom roku unijeti u svoje zakonodavstvo; - ODLUKE – sve države članice ili njihove pravne osobe moraju neposredno provoditi; - PROPISI – obvezatna opća pravila za trgovinu, kvalitet proizvoda isl., rijetko

uporabljena u zaštiti okoliša; - PREPORUKE – nisu obvezatne.

U najvažniju opću regulativu spadaju:

Direktiva o otpadu i dopune;

Rezolucija o politici otpada;

Europski katalog otpada;

Europski katalog opasnog otpada.

Prva dva navedena akta definiraju osnove gospodarenja otpadom u EU, a to su:

1. Prevencija ili smanjenje proizvodnje i štetnosti otpada (čiste tehnologije, čisti proizvodi...);

2. Iskorištavanje otpada (recikliranje, ponovna uporaba...)za dobijanje sekundarnih sirovina i energije.

Direktiva o otpadu je djelomično primjenjena i u hrvatskom Zakonu o otpadu. Katalog otpada pokriva 620 vrsta, grupiranih u 110 skupina, odnosno 20 kategorija

otpada. Komunalni otpad (kategorija br. 20) sadrži 32 vrste otpada podijeljenih u 13 skupina. Katalog opasnog otpada sadrži 225 vrsta unutar 59 skupina. Europski katalog otpada (i opasnog otpada) uključen je travnja 1996. godine u hrvatski Pravilnik o vrstama otpada.



U zakonskoj regulativi EU posebno poglavlje posvećeno je dopuštenim emisijama štetnih tvari iz pogona termičke obrade komunalnog otpada (maksimalno dopustive koncentracije – MDK...), odnosno zahtjevima za kvalitetu komposta i za zaštitu okoliša pogona biološke obrade otpada.

Jedna od najstrožih i najrazrađenijih regulativa o otpadu, kako u EU tako i u svijetu, je

njemačka regulativa. Najvažnijim njemačkim zakonskim aktima vezanim uz komunalni otpad smatraju se:

- zakon o izbjegavanju, vrednovanju i odstranjivanju otpada i - tehničke upute za vrednovanje, obradu i ostalo zbrinjavanje komunalnog otpada.

Dosadašnja definicija otpada kao “stvari kojih se vlasnik riješio, želi ih se ili mora

riješiti” proširena je uvođenjem pojmova (u skladu s regulativom EU): - otpad za vrednovanje (uporabu, materijalnu i energetsku) i - otpad za odstranjivanje – neiskoristivi otpad.

Možda najzanimljivija literatura izravno vezana kako uz odlagališta otpada, tako i uz

geotehniku, jest: GLR – The Technical Recommendations on Geotechnic of Landfill Design and Remedial Works (GLR – Tehničke preporuke glede geotehnologije projektiranja odlagališta i sanacijskih radova) koje je izdalo Njemačka geotehnička udruga za potrebe Međunarodne udruge za mehaniku tla i temeljenje (ISSMFE).

Razvijene države svijeta paralelno s razvojem zakonske regulative vezane uz odlagališta otpada razvijaju i regulativu vezanu uz zagađeno tlo. Ozbiljnije se počelo krajem 80-tih i početkom 90-tih godina. Danas je ova problematika sve naglašenija jer do svijesti polako dolazi da su u tlu naše rezerve pitke vode, da iz tla raste najveći dio hrane koju konzumiramo, da na tlu gradimo... i da je sve to ugroženo i/ili onemogućeno u slučaju zagađenog tla.

U svijetu polako postaje jasno da je problematika zagađenog tla sve izravnija prijetnja čovjeku, često puta daleko ozbiljnija od one nastale produkcijom otpada, a dosta puta i izravno vezana uz nju.



10. ZAKONSKA REGULATIVA U REPUBLICI HRVATSKOJ Iskustvo i praksa država članica EU koristan su izvor načela i pravnih normi, čijim prilagođenim usvajanjem se osigurava usklađenost zakona RH s načelima EU i priprema RH za prijem u EU. Pri tome treba obratiti pozornost na opasnosti koje može uzrokovati izravno preslikavanje bez temeljitog proučavanja uvjeta u kojem je regulativa EU nastajala i uvjeta na koje ju se želi primjeniti.

Jedna od bitnih odredbi u zakonima RH, donešenim nakon uspostavljanja nezavisnosti,

jest uvođenje načela da “onečišćivač plaća”:

- naknadu za učinjenu štetu i dovođenje okoliša u prvobitno stanje; - naknadu za opasni otpad; - naknadu vlasniku nekretnina poradi umanjene tržišne vrijednosti nekretnina; - kazne za prekršitelje.

Stručni krugovi u RH procjenjuju opravdanim kako osnivanje posebnog ministarstva

zaštite okoliša tako i formiranje jedinstvene zakonske regulative zaštite okoliša. Državno pravni akti koji reguliraju pitanje zaštite okoliša u RH su:

1. USTAV REPUBLIKE HRVATSKE (ODREDBE); 2. DEKLARACIJA O ZAŠTITI OKOLIŠA U REPUBLICI HRVATSKOJ.

Zakoni i provedbeni propisi s područja zaštite okoliša:

1. ZAKON O ZAŠTITI OKOLIŠA 2. ZAKON O OTPADU 3. ZAKON O ZAŠTITI ZRAKA 4. ZAKON O ZAŠTITI OD BUKE 5. ZAKON O VODAMA 6. ZAKON O ZAŠTITI PRIRODE 7. ZAKON O KOMUNALNOM GOSPODARSTVU 8. ZAKON O ŠUMAMA 9. ZAKON O POLJOPRIVREDNOM ZEMLJIŠTU 10. ZAKON O RUDARSTVU 11. ZAKON O PROSTORNOM UREĐENJU 12. ZAKON O GRAĐENJU 13. POMORSKI ZAKONIK 14. ZAKON O MORSKIM LUKAMA

Zakon zabranjuje uvoz opasnog otpada no praksa pokazuje da, uza sve pozitivne efekte, gospodarstvu Hrvatske time neki vrijedni izvori sirovina postaju nedostupni (olovo iz starih akumulatora, aluminij iz nekih vrsta otpadne šljake od prerade aluminija... Uz gospodarsku štetu ovime se nanosi šteta i okolišu, jer se za dobivanje olova ili aluminija iz prirodnih sirovina troši više energije i proizvodi više novog opasnog otpada nego kod dobivanja istih kovina iz otpada).

povrŠinska odlagaliŠta otpada - rgn.hrrgn.hr/~pkvasnic/povrsinska_odlagalista_otpada_2007.pdf ·...

Documents