1

UTICAJ FILTRATA IZ DEPONIJA NA ZAGAĐIVANJE ŽIVOTNE SREDINE SA

POSEBNIM OSVRTOM NA ZAGAĐIVANJE VODA

Ivan A. Gržetić

Rudarsko-geološki fakultet, Univerzitet u Beogradu, Đušina 7, 11000 Beograd (1996)

IZVOD

Nedovoljno poznavanje procesa degradacije otpadnih materijala, koji su u osnovi

fizičkohemijski, sa deponija kao veštačkih heterogenih sistema, zatim nepoštovanje zakonskih

propisa i neadekvatno projektovanje, ima za posledicu trajno ugrožavanje zemljišta, vazduha i

naročito vode u regionima u kojima se deponije nalaze. Pored toga, otvaranje deponija u našoj zemlji

je još uvek stihijno i nestručno, pa je zato cilj ovog rada da ukaže na najopasnije procese degradacije

otpadnih supstanci na deponijama, kao i na opasne i štetne sastojke koji se neprekidno oslobađaju kao

gasovi, a posebno kao filtrat (deponijska ceđ) koji najčešće zagaduje rečne tokove i podzemne vode.

Da bi se bolje razuimeli procesi u deponijama na početku se obrađuje složen primer deponija

za komunalni otpad i faze degradacije organskih i neorganskih supstanci u njima. Nakon toga se

opširno proučavaju industrijske deponije koje sadrže opasne supstance. Industrijske deponije u

poređenju sa komunalnim imaju manje heterogen otpad, ali zato mogu da višestruko nadmaše

komunalne deponije svojim negativnim uticajem na životnu sredinu. Kao opasnije izučavaju se

pepelišta, šljačišta i flotacijske deponije koje pod izuzetno alkalnim ili kiselim režimima oslobađaju

veoma velike količine neorganskih supstanci kao što su alkalni metali (Na, Mg, Ca...), teški metali

(Cu, Cd, Pb, As...), kiseline (sumporna, ugljena...) ili radionuklidi (U, Th...).

Na kraju se ukratko opisuju postupci za prečišćavanje filtrata iz deponija, odnosno govori se o

pravilnom projektovanju novih ili sanaciji postojećih deponija čime se mogu znatno umanjiti

negativni uticaji filtrata iz deponija na vode i životnu sredinu.

Ključne reči: opasni otpad, komunalne deponije, degradcioni otpada, prečišćavanje

deponiskog filtrata, izgradnja deponija, sanacija deponija.

1. UVOD

Deponije su civilizacijski proizvodi na kojima se sakupljaju sve one supstance koje čoveku

nisu potrebne. U današnje vreme odnos društva prema sopstvenom otpadu ukazuje na stepen razvoja i

nivo svesti tog društva tj. odslikava odnos tog društva prema životnoj sredini i prema svojoj

budućnosti.

Otpadne supstance se mogu deliti, u zavisnosti od načina podele, u više grupa. Te podele

polaze od porekla i vrste otpadnih supstanci, odnosno od vrste i stepena zagađenja životne sredine kao

posledice odlaganja ili degradacije otpadnih supstanci. Ova poslednja podela se pokazala kao

najznačajnija i najbolja, jer se direkno odnosi na procese kao i na posledice tog zagađenja. Konačno,

od ove podele zavisi na koji će se način tretirati određeni otpad, a to podrazumeva odlučivanje na koje

i kakve deponije treba odlagati datu vrsti otpada, kako će se upravljati takvim deponijama, koje mere

predostrožnosti treba da zadovolje odgovarajuće deponije i konačno treba znati koliki su kapaciteti te

deponije. Da bi se sve ovo moglo sprovesti moraju postojati odgovarajući zakoni i pravilnici koji

detaljno obrađuju ovu problematiku.

Nesumnjivo je da su u našoj zemlji o problematici deponija u poslednje vreme intenzivno

razmišlja, uspostavlja se zakonska regulativa (RMZŽS, 1991), ali se zato još uverk ne sagledava

zagađenje i posledice po životnu sredinu koje nastaju iz već postojećih deponija za čiju se sanaciju,

odnosno osavremenjavanje i unapređenje ne ulažu potrebna sredstva. Nepostojanje posebnih deponija

za opasan otpad stvara mogućnost odlaganja opasnog otpada na postojeće komunalne i druge deponije

i pored zakonskih ograničenja i time čini svaku deponiju u našoj zemlji rizičnom, jer uvek postoji

2

mogućnost da na takvu deponiju dospe opasan otpad i da se iz takve deponije emituju veće ili manje

količine opasnih supstanci u vodu ili atmosferu.

Polazeći od komunalnih, jer ih kod nas opterećuju razne industrijske otpadne supstance, zatim

industrijskih deponija kao što su popelišta termoelektrana i flotacijske jalovine, postavlja se cilj ovog

rada da se ukaže na izuzetno važan proces koji se odvija u svakoj deponiji, a to je degradacija

otpadnih supstanci sa posebnim osvrtom na neorganske supstanci i njihovo oslobađanje u filtrat

(deponijsku ceđ) koji skoro na svim deponiskim prostorima u našoj zemlji direktno komunicira sa

površinskim i podzmnim vodama, bez prethodnog prečišćavanja ili ispitivanja stepena zagađenosti.

2. O DEGRADACIONIM PROCESIMA UOPŠTE

Procesi degradacije u deponijama mogu se globalno podeliti na biodegradacione procese u

prisustvu živih organizama (bakterija i drugih) i procese hemijske degradacije organskih i

neorganskoih supstanci pod dejstvom atmosferskih faktora, vode, kiseonika i ugljendioksida.

2.1. BIODEGRADACIJA

Biodegradacija obuhvata degradaciju organskih i neorganskih supstanci pod dejstvom živih

organizama kao što su bakterije, alge ili gljive. Ovi procesi su posebno važni jer omogućavaju da se

degradiraju mnoge opasne organske supstance (Manham, 1991).

Biodegradacija organskih supstanci biološkog porekla je krajnje složen proces i zato težak za

ispitivanje. Poznata je pod nazivom organsko raspadanje ili truljenje, a sastavni je deo ciklusa ishrane

čitavog niza živih organizama koji su definisani vrlo kompleksnim biohemijskim procesima o kojima

se u ovom radu ne može diskutovati. Suština procesa je degradacija složenih ugljenih hidrata,

belančevina, masti, biopolimera ili veštačkih organskih proizvoda podložnih degradciji do prostih

organskih kiselina ugljendioksida i metana.

S druge strane biodegradacija prostijih organskih jedijienja se može svrstati u više grupu koji

su katalizovani od strane mikroorganizama i koji se odvijaju u više koraka. U tabeli 1 su nabrojane

neke vrste opasnih organskih supstanci koje su podložne biodegradabilnim procesima i to prema vsti

biodegeadacije: respiratorna (aerobna i anaerobna) degradacija, fermrntacija, oksidacija i

kooksidacija.

Tabela 1. Biodegradabilne opasne organske supstance i načini biodegradacije

Organska supstanca Aerobna

respiracija

Anaerobna

respiracija

Fermentacija Oksidacija Kooksidacija

Zasićeni alkil halidi

Nezasićeni alkil halidi

Glikoli i Epoksidi

Aldehidi, Ketoni

Alkoholi, Org.kiseline

Amini, Amidi

Esteri, Nitrili

Nitrozoamini

Aromatična jed.

Halogenoaromatična j.

Prosti nitroaromatici

Fenoli

Nitrofenoli

Halofenoli

Policiklična jed.

Bifenili

Hlorinsani bifenili

Organofosforna j.

Pesticidi, Herbicidi

Oksidacija organske supstance katalizovana od strane mikroarganizama se oksidacioni proces

u prisustvu enzima oksidaze. Tako, na primer, hemijski vrlo stabilno aromatično jezgro benzola ipak

3

podleže bakterijskoj oksidaciji u prisustvu kiseonika: od bezola preko epoksi jedinjenja i kodanja

benzolovog kidanja prstena, do nezasićene dikarbonske kiseline:

OCOOH

COOH

Među brojnim mikrorganizmima koji napadaju aromatične prstene spada gljiva

Cunninghamella elegans. Ona je u stanju da metabolitički degradira niz različitih ugljovodonika kao

što su C3 do C32 alkani, alkeni i aromatični ugljovodonici među koje se ubrajaju benzol, toluol,

naftalin, antracen, bifenil i fenantren, sve izuzetno opasne i kancoregene supstance koje se redovno

nalaze u opasnim otpadnima.

Procesi kao bakterijska hidroliza (uz pomoć enzima hidrolaza), vrlo su značajni za

degradaciju pesticida na bazi estara (uticaj enzima esteraze), amida (uticaj enzima amidaze) i

organofosfornih jedinjenja. Tako, na primer, Pseudomonas hidrolizuje pesticid malation do produkata

koji su znatno manje opasni i biološki neaktivni (Manham, 1991):

(CH3O)2P-S-C-C-O-C2H2

H-C-C-O-C2H2

S H O

H O

H2O

(CH3O)2P-SH

S

HO-C-C-O-C2H2

H-C-C-O-C2H2

O

OH

H

+

+

Malation

Proces dehalogenacije usled bakterijskog dejstva posebno je interesantan. Iako određeni

mikroorganizmi ne koriste isključivo organohalogeno jedinjenje kao izvor ugljenika, zbog

nespecifičnosti metaboličkog procesa pojedina organohalogena jedinjenja “zapadnu” u metabolitički

proces i time bivaju prerađena tako što se halogen zamenjuje OH-grupom ili vodonikom. Ovaj proces

se naziva kometabolitički proces, a odvija se dok bakterija prerađuje velike količine nekeog drugog

organskog jedinjenja zahvata i manje količine organohalogenida. Ovaj proces je od posebnog značaja

za uklanjanje organohalogenida iz prirode. Poznat je proces biokonverzije DDT-a

(dihlorodifeniltrihloretan) u DDD (dihlorodifenildihloretan) (Manaham, 1991):

C

H

Cl Cl

CCl

Cl

Cl

C

H

Cl Cl

CCl Cl

H

DDT DDD

Biodegradacija neorganske supstance je takođe povezana sa aktivnošću bakterija. Tako, na

primer, deponijski materijal obogaćen sumporom podleže degradaciji pod dejstvom bakterije

Thiobacillus ferroxidans koja zasniva svoj životni ciklus na oksidaciji sulfida do sulfata, najčešće iz

pirita, usled čega produkuje kiselu sredinu. Ova vrsta bakterija time potpomaže i ubrzava proces

hemijske degradacije, s obzirom da se ova zasniva dobrim delom na procesu kisele hidrolize.

4

Degradacije opasnih supstanci iz opasnog otpada uz pomoć bakterija su brojni, a navedeni

primeri su dovoljno ilustrativni da bi se stekao utisak o važnosti ovakvih procesa.

2.2 HEMIJSKA DEGRADACUJA NEORGANSKIH SUPSTANCI

Najveći deo neorganskog materijala u deponijama, posebno svi teški i opasni elemenati,

nalaze se u čvrstoj fazi koja je nastala na razne načine. Neki od poznatijuh načina nastanka čvrste faze

su: njen nastanak u zemljinoj kori, ako se govori o čvrstoj fazi na jalovištima, odnosno tokom nekog

industrijskog procesa, ako se govori o šljaci, potom prilikom sagorevanja uglja ako se govori o

pepelu, ili konačno to može biti običan metalni otpad iz procesa prerade metala. Kada se ovaj

materijal jednom nađe odložen kao otpad na deponiji, u kojoj vladaju potpuno različiti

fizičkohemijski uslovi od onih koji su vladali u momentu nastanka određene čvrste faze, na primer, u

zemljinoj kori ili u plamenim pećima, on postaje nestabaln i počinje da se razlaže - degradira, tj.

korodira i transformiše. Tom prilikom oslobađa se niz opasnih i štetnih supstanci, kao što su teški

metali i druge supstance, tokom složenih i heterogenih procesa koji se odvijaju u deponijama

(Veselinivić et al, 1995).

Osnovni egzogeni degradacioni agensi su voda i vazduh (CO2, O2, SO2). U principu postoje

četiri osnovna faktora koji definišu degradacionu sposobnost fluidnih rastvora, to su: 1) vrste i

koncentracije rastvorenih jona u rastvoru, 2) kiselost rastvora (pH), 3) redoks potencijal rastvora (Eh)

i 4) temperatura. Osnovni degradacioni procesi koji zahvataju neorgansku supstancu na deponijama

su hidroliza, hidratacija, oksidoredukcija, ispiranje jednovalentnih i dvovalentnih jona iz osnovnog

matriksa i drugi, u prirodi manje zastupljeni procesi.

Nestabilne faze na jalovištima tj. samleven stenski materijal nastao kao visokotemperaturni

produkt vulkanske aktivnost zemlje ili šljaka i pepeo nastali tokom pirometalurške prerade raznih

materijala, počinju postepeno da se transformišu u niskotemperaturne minerale postepeno ugrađujući

vodu u svoj matriks. U isto vreme odvija se i proces otpuštanja alkalnih i zemnoalkalnih metale, kao i

opasnih i teških elemenata koji su bili do tada “zarobljeni” u visokotemperaturnim amorfnim ili

kristalnim fazama otpadnih materijala.

Koji će od minerala ili visokotemperaturnih jedinjenja otpadnih materijala da bude prvo

degradiran i kojom brzinom zavisi od kiselosti sredine (pH) i redoks potencijala (Eh), a između

ostalog i od stabilnosti tog jedinjenja, tj. od jačine hemijske veze između metala i kiseonika (M-O

veze) u matriksu minerala ili veštačkog jedinjenja nastalog u tehnološkom proces proizvodnje.

Tako, na primer, degradacija šljaka poreklom iz pirometalurških procesa prerade bakra u Boru

odvija se na dva načina (Gržetić i Brčeski 1995a), hemijski i mikrobiološki. Po hemijskom sastavu te

šljake sadrže nekoliko osnovnih kristalnih faza kao što su: fajalit (Fe2SiO4), magnetit (Fe3O4) i pirit

(FeS2). Takođe je ustanovljeno da se u šljakama nalazi i određena frakcija amorfne faze, kao i niz

elemenata: Zn, Pb, As, Mo, Ba, Ge, Sn, Sb, V, Cr, Mn. Co, Ni i druge. Ukoliko šljake sadrže manje

količine pirita on će, usled oksidacije, poslužiti kao idealna podloga za zakišeljavanje sredine:

FeS2 + 4H2O + 2O2 = FeSO4 + H2SO4 + 6H+

Fe2SiO4 + 4H+ = 2Fe

2+ + H4SiO4.

Oksidacija pirita generiše kiselu sredinu pogodnu za hidrolitičke reakcije, kao što je na primer

degradacija fajalita (sastavnog minerala šljake) do fero jona i silicijumove kiseline.

Ostali elememti kao Ca, Mg, Al, K ili Na zajedno sa Si, tokom pirometalurške prerade u

oksidacionoj sredini mogu da nagrade neke od poznatih visoko temperaturnih minerala: gelenit

(Ca2Al2SiO7), nefelin ((K,Na)AlSiO4) feldspat ((K,Na)AlSi3O8), ili njima hemijski slične amorfne

faze. Ovi materijali se degradiraju prema sledećim reakcijama:

2Ca2Al2SiO7 + 2H4SiO4 + 4H2CO3 = Al4Si4O10(OH)8 + 4CaCO3 + 2H2O

gelenit kaolinit kalcit

3(K,Na)AlSi3O8 + 12H2O + 2H+

= KAl2Si3O10(OH) + 6H4SiO4 + K+

+ Na+

feldspat muskovit

5

Sve ove reakcije su termodinamički spontane. Tokom degradacije se oslobađaju alkalni i

zemnoalkani metali, odnosno svi oni opasni i teški elementi koji kao mikroelementi zauzimaju mesta

katjona u matriksu kristalnih ili amorfnih faza. Pored toga dolazi i do oslobađanja i onih mineraka,

kao pirita, ili oksida metala koji su bili zarobljeni u matriksu dominatne kristalne ili amorfne faze u

šljaci.

Poces degradacije generalno teče prema priloženoj šemi u tabeli 2 koja opisuje odnos

međusobne stabilnosti poznatih prirodnih silikatnih minerala. I to od višetemperaturnih nestabilnijih

minerala (fajalit ili gelenit) ka nižetemperaturnim stabilnijim mineralika kao što su gline ili kvarc

(Mueller & Saxsena, 1977). Prema istoj šemi degradiraju se i veštačka visokotemperaturna

jedinjenja nastala u procesima na visokim temperaturama. Ta se jedinjenja po svojoj strukturi,

hemijskom sastavu i osobinama samo neznatno razlikuju od analognih u prirodi.

Tabela 2. Međusobna stabilnost pojedinih silikatnih minerala - porast stabilnosti se kreće odozgo

naniže

Olivin : (Mg,Fe)2SiO4

Fajalit: Fe2SiO4

Ca-plagioklas: CaAl2Si2O8

Gelenit: Ca2Al2SiO7

Ogit:

(Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6

Ca,Na-plagioklas:

CaAl2Si2O8 - NaAlSi3O8

Hornblenda:

Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2

Na,Ca-plagioklas:

NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8

Biotit:

K(Mg,Fe)Si3(Al,Fe)O10(OH)2

Na-plagioklas:

NaAlSi3O8

K-feldspat:

NaAlSi3O8

Muskovit:

KAl2AlSi3O10(OH)2

Montmorijonit: (Na,Ca)x(Al,Mg)2Si4O10(OH)2*nH2O

Haloizit: Al4Si4O10(OH)8*4H2O

Kaolin: Al4Si4O10(OH)4

Opal SiO2*nH2O

Kvarc: SiO2

Kinetika hemijske degradcije veoma je složena i zasniva se na procesu rastvaranja silikatnog

matriksa pod određenim fizičkohemijskim uslovima (Gržetić i Brčeski, 1995b; Lasaga, 1984).

3. KOMUNALNE DEPONIJE

Prema svom sastavu komunalni otpad spada u najsloženije heterogene sisteme koji sadrže

razne tipove otpadnih supstanci organskog ili neorganskog porekla. Na nesreću do sada u našoj zemlji

nisu rađene studije o prosečnom sadržaju određenih vrsta otpadnih supstanci na postojećim

komunalnim deponijama. Nesumnjivo da vrsta i sadržaj otpadnih supstanci na takvim deponijama u

mnogome zavisi od podneblja, stila života i standarda stanovništva grada (komune) kraj koga se otpad

odlaže. Iz tih razloga biće dat prosek koji se bazira na literaturnim podacima (Tchobanoglus et al,

1977; Eiffert & Swartzbaugh, 1977) (tabela 3) , a iz koga se vidi od čega se sve satoji komunalni

otpad.

6

Tabela 3. Prosečni sastav komunalnog otpada u težinskim %.

KOMPONENTA Od - Do Srednje Komentar

Otpatci od hrane 6 - 26 15

Otpatci iz bašte 0 - 20 12

Papir i karton 25 - 45 31 ambalaža

Plastika 2 - 8 4 veoma lagan materijal

Guma 0 - 2 1 kod nas verovatno više

Koža 0 - 2 1

Tekstil 0 - 4 2

Drvo 1 - 4 2

Staklo 9 - 17 12

Metalni otpad 6 - 15 10 metal, konzerve i baterije

Prljavština, cigle i pepeo 3 - 15 10

Prisustvo organskih supstanci u obliku otpadaka od hrane, iz bašte i sličnih, čine svaku

komunalnu deponiju jednim biohemijskim reaktorom u okviru koga se sve organske supstance usled

bakterijske aktivnosti ubrzano raspadaju. Kao značajan produkat te aktivnosti razvijaju se deponijski

gasovi (slika 1) i deponijski filtrat.

Slika 1. Degradacione faze jedne deponije i razvoj deponijskih gasova u funkciji od starosti

deponijskog materijala

Degradacioni procesi jedne komunalne deponije mogu se globalno podeliti u četiri faze. Prvu,

inicijalnu, fazu karakterišu aerobni procesi u okviru kojih se intenzivno troši atmosferski kiseonik za

oksidacijonu hidrolizu ugljenih hidrata, proteina i masti iz organskih otpadaka. Tokom ove faze

kiselost sredine polako raste (pH opada) što ujedno omogućava i ubrzano rastvaranje neorganskih

sastojaka. Druga faza se naziva prelazna faza. U okviru ove faze degradacija organskih supstanci

postepeno postaje anaeroban proces u okviru koga se primarni produkti aerobne degradacije dalje

anaerobno degradiraju. Već tokom ove faze kiselost sredine se lokalno spušta i do pH 5. Ovaj proces

obogaćuje deponijski filtrat mnogim neorganskim jonima (tabela 4) kao što su katjoni Ca, Mn, Fe, i

drugi, odnosno sulfatni i hloridni anjoni. Tako, na primer, masne kiseline se polako razgrađuju do

sirćetne kiselinu, a paralelno uz ovaj proces razvijaju se značajne količine CO2 i H2, dok se azot iz

vazduha intenzivno troši (slika 1). U trećoj kiseloj i anaerobnoj fazi još uvek se oslobađa CO2,

7

intenzivno se stvaraju kiseline, a usled mikrobiološke aktivnosti od sirćetne kiseline počinje da se

stvara metan (CH4). Prva, druga i treća faza traju relativno kratko oko 180 do 200 dana. U četvrtoj,

metanskoj fazi deponija sazreva tj. dolazi do uravnotežavanja anaerobnih procesa u okviru kojih se

relativno ujednačeno oslobađaju CO2 i CH4 (55 zapreminskih % metana i 45 zapreminskih %

ugljendioksida). Srednji sadržaj gasova koji se oslobađaju iz komunalnih deponija prikazan je u tabeli

5. Dugogodišnja posmatranja su pokazala da se gas tokom četvrte faze iz deponija intenzivno razvija

oko 10 godina, a zatim emisija gasa opada i može se reći da se svi degradacioni procesi organskih

supstanci završavaju nakon 30 godina, ređe nakon 100 godina u podnebljima sa hladnom klimom. Ovi

gasovi, iako sadrže metan, imaju relativno malu kaloričnu moć. Za period od 10 do 25 godina od

jedne tone otpada može se dobiti oko 40 do 300 m3 gasa. Procenjeno je da se sagorevanjem razvijenog

gasa iz jedne tone otpada može dobiti ukupno 1,8 GJ, od čega korisnu toplotnu energija čini samo 0,5

GJ (Heintz & Reinhardt, 1990).

Tabela 4. Osobine i srednji sastav filtrata iz komunalnih deponija (Schuster, 1991; Tchobanoglous et

al, 1977)

Kisela faza Metanska faza

Jedinica Srednje Min. Maks. Srednje Min. Maks.

Bakterije broj po cm3 1 10.000 + +

Virusi broj po cm3 uglavnom nisu prisutni

pH mg/dm3 6,1 4,5 7,5 8 7,5 9

BOD5 mg/dm3 13.000 4.000 40.000 180 20 550

COD mg/dm3 22.000 6.000 60.000 3.000 500 4.500

SO42-

mg/dm3 500 70 1.750 80 10 420

Ca mg/dm3 1.200 10 3.000 60 20 600

Mg mg/dm3 470 50 1.500 180 40 350

Fe mg/dm3 780 20 2.100 15 3 280

Mn mg/dm3 25 0,3 65 0,7 0,003 45

Zn mg/dm3 5 0,1 120 0,6 0,03 4

Kisela i metanska faza zajedno

Srednje Min. Maks.

Cl mg/dm3 2.100 100 5.000

Na mg/dm3 1.350 50 4.000

K mg/dm3 1.100 10 2.500

S2- *

mg/dm3 - 0 800

NO3- mg/dm

3 25 5 40

NH4+ mg/dm

3 750 30 3.000

N-org. mg/dm3 600 10 4.500

N-tot. mg/dm3 1.250 50 5.000

P-tot. mg/dm3 30 1 70

Fenol* mg/dm

3 50 - -

Deterdžent mg/dm3 50 - -

As* g/dm

3 160 5 1.600

Cd* g/dm

3 6 0,5 140

Co* g/dm

3 55 4 950

Ni* g/dm

3 200 20 2.050

Pb* g/dm

3 90 8 1.020

Cr* g/dm

3 300 30 1.600

Cu* g/dm

3 80 4 1.400

Hg* g/dm

3 10 0,2 50

* Opasne supstance

8

Na ukupnu biohemijsku i fizičkohemijsku aktivnost deponija direktno utiče prisustvo vode.

Količina vodenog taloga i vreme kada padaju kiša ili sneg tokom jedne godine su osnovni faktori koji

utiču na kinetiku reakcija, odnosno direktno se odražavaju na količinu oslobođenog filtrata iz

deponije. Pored toga na količinu oslobođenog filtrata utiči i starost deponije, kao i gustina

(nabijenost) deponovanog materijala. Ispitivanja su pokazala da se za prosečne godišnje padavije od

750 mm vodenog taloga (20,55 m3/ha/dan) oslobađa oko 5 m

3/ha/dan filtrata kod starijih i specifično

gušćih deponija. To iznosi oko 25 % od ukupno primljene količine vodenog taloga. U slučajevima

mlađih komunalnih deponija sa malom specifičnom gustinom oslobađa se godišnje prosečno oko 9

m3/ha/dan filtrata, ili oko 40 % od ukupno priljene količine vodenog taloga. Od zaostale vode do 100

% jedan deo ispari, a drugi deo se zadržava u deponiji. Sa smanjenjem količine prosečnih godišnjih

padavina smanjuje se procenat količine vode koja odlazi u filtrat, jer se više vode vezuje u samoj

deponiji. Kod većih prosečnih godišnjih padavina procenat vode koji odlazi u filtrat raste jer se

deponija zasićuje vodom i sve preko zasićenja odlazi iz deponije.

Tabela 5. Srednji sadržaj gasova koji se oslobađaju iz komunalnih deponija (Schuster, 1991)

Ime gasa Formula Količina

Metan CH4 30 - 70 zap.%

Ugljendioksid CO2 10 - 50 zap.%

Kiseonik O2 1 zap.%

Azot N2 5 - 10 zap.%

Vodonik sulfid H2S << 1g/m3 gasa

Hlorisani ugljvodonici promenljiva < 1g/m3 gasa

Fluorisani ugljovodonici promenljiva < 0,1 g/m3 gasa

Toluol* C6H5CH3 600 mg/m

3 gasa

Ksilol* C6H4(CH3)2 400 mg/m

3 gasa

Benzol* C6H6 < 10 mg/m

3 gasa

Trihloreten* C2HCl3 < 200 mg/m

3 gasa

Hloretan* C2H5Cl < 250 mg/m

3 gasa

Tetrahloreten* C2Cl4 < 150 mg/m

3 gasa

Dihloreten* C2H2Cl2 300 mg/m

3 gasa

Dihlordifluormetan* CCl2F2 < 120 mg/m

3 gasa

* Opasne supstance

Da bi se što egzaktnije pokazao štetan i opasan uticaj filtrata iz komunalnih deponija na

površinske i podzemne vode poslužiće kao primer deponija koja će po svojimn karakteristika najviše

da odgovara onoj u Vinči koju koristi grad Beograd. Polazeći od ovog primera po analogiji se mogu

dobiti približni podaci za sve veće komunalne deponije širom Jugoslavije.

Najnovoji rezultati Saveznog hidrometeorološkog zavoda Jugoslavije (SHMZJ, 1994) za

prosečne padavine u SR Jugoslaviji za poslednjih 30 godina govore da je, na primer, u regionu

Beograda godišnje padalo oko 700 mm vodenog taloga. Grad Beograd odlaže svoj komunalni otpad

na deponiji u Vinči koja zahvata oko 40 ha i stara je oko 40 godina. Koliko se godišnje u površinske i

podzemne vode iz deponije slične ovoj emituje štetnih i opasnih supstanci može se približno

izračunati sa relativno visokim stepenom pouzdanosti (tabela 5).

9

Tabela 6. Emisija opasnih supstanci u obliku filtrata tokom godine iz komunalnog otpada

dvomilionskog grada sa deponije veličine 40 ha za prosečne padavine od 700mm godišnjeg taloga i

stvaranjem filtrata sa oko 40 % od ukupno primljene količine vodenog taloga (prosečno oko 8,4

m3/ha/dan filtrata).

Opasna

supstanca i

pH

vrednost

(A) Sadržaj u

vodi mg/dm3

(literatura)

(B) Sadržaj u

vodi mg/dm3

(mereno)*

(C) Sadržaj u

zemljištu

mg/kg

(mereno)*

Godišnja

količina na bazi

(A) kg/god.

pH oko 7 - 7,0 -

Fenol 50 ? - 730

As 160 0,013 8,14 2.336

Cd 6 0,002 0,08 87,6

Co 55 - - 803

Fe 780 2,6 - 11.388

Ni 200 - 40,0 2.920

Cu 80 0,1 13,9 262.8

Zn 5 0,5 47,0 73

Pb 90 0,01 11,7 1.314

Cr 300 0,01 15,7 4.380

Hg 10 0,0005 0,1 146

Mn 25 0,5 - 365

Cl- 2.100 4.020 - 30.660

SO42-

500 38,9 - 7.300

(*) GZZZB, 1995, (jedno merenje filtrata za 1.12.1995; 5 merenja zemlje).

Rezultati prikazani u tabeli 5 baziraju se na činjenici da se za opitnu deponiju koriste neke

karakteristike vinčanske deponije za koju, na žalost, ne postoje potpuni i sistematski pripremani

podaci tako da se mora uzeti u obzir činjenica da se pri izračunavanju polazi i od prosečnih sadržaja

štetnih supstanci u komunalnim deponijama objavljenih u literaturi. Pored toga beogradska deponija

se po kvalitetu otpada ne može znatno razlikovati od deponija većih gradova u Evropi i severnoj

Americina, ali zato znatno zaostaje za njima u odnosu na način projektovanja, zaštitu životne sredine,

upravljanje, monitoring i zbog nekontrole kakav otpad dospeva na nju.

U tabelu 6 uključene su analize u kolonama B i C koje se odnose na vinčansku deponiju.

Polazeći od podataka u koloni B važno je naglasiti da je nemoguće da je kvalitet filtrata preko 100

puta bolji od kvaliteta zemljišta (kolona B) i da je više od 1000 puta bolji od prosečnog kvaliteta

filtrata u svetu (kolaona A). Iako se u analize ne sumnja, značajna je činjenica da je uzorak uziman

1.12.1995, odmah nakon velikih padavina tokom novembra meseca. Niske temperature utiču da je

ukupnu aktivnost bioloških agenasa smanjena, a kinetika proces ispiranja rastvornih suspstanci u vodi

je u tom periodu bila daleko veća od kinetike procesa njihovog stvaranja. Uz to previsoke količine

hlorida ukazuju da se na deponiju odlagao otpad sa gradskih ulica koje su već u to vreme bile soljene

zbog pojave leda. Ovaj primer je idealan da ilistruje kako nagle klimatske promene utiču na rezulte

merenja, koliko je važno kako se uzorkuje prove i zbog čega su neophodna sistematska merenja, u

ovom slučaju i za celi godinu.

4. INDUSTRIJSKE DEPONIJE

Prema svojim karakteristikama, industrijske deponije su obično znatno jednostavnije u

hemiskom smislu od komunalnih, ali zato mogu da sadrže mnogo opasnije supstance i na nesreću ne

mogu se proučavati objedinjeno. Svaka industrijska grana ima specifične vrste otpada koje se ne

mogu upoređivati, niti tretirati na jednak način. U tabeli 7 data je lista karakterističnih štetnih i

opasnih elemenata po životnu sredinu koji se mogu naći u deponijama i filtratima iz deponija,

odnosno koji se izlivaju iz industrijskih postrojenja.

10

Tabela 7. Najčešće prisutni štetni i opasni elementi po životnu sredinu u otpadnim vodama iz

industrijskih deponija i postrojenja (dopunjeno, Fergusonu, 1982)

Izvor As Ba Be Bi Cd Cr Cu Hg Mn Pb Ni Se Sn U V Zn

Rudarstvo i

flotacija

Metalurgija

Hemijska

industrija

Legiranje

Boje

Staklo

Papirna

indistrija

Kožare

Tekstil

Pesticidi

Hloralkalna

produkcija

Rafinacija

nafte

Sagorevanje

uglja

Nuklearne

tehnologije

Izuzetno je važno naglasiti da je kod nas zbog nerešenog problema specijalizovanih deponija

za opasne otpade veliki deo tog otpada smešten u okviru fabrika, (SMRNŽS, 1995) doduše

privremeno, ali se zato time višestruko povećava rizik po radnike i stanovništvo u blizini takvih

fabrika.

Prilikom ekspoloatacije metaličnih rudnih bogatstava stvaraju se ogromne količine nekorisnih

i otpadnih materijala koje obuhvataju raskrivku, jalovinu, šljaku i druge materijale. Relativni odnos

između količine materijala koji je ušao u prizvodni ciklus i količine finalnog metalnog proizvoda

(spremnog za prodaju ili dalj preradu) na teritoriji SAD (EPA, 1985) dat je u tabeli 8.

Tabela 8. Relativni odnos između količine materijala koji je ušao u prizvodni ciklus (A) i količine

finalnog metalnog proizvoda (B) na teritoriji SAD (EPA, 1985)

Metal iz

eksploatacije

Odnos A : B Procenat metala u

rudi

Komentar

Bakar 420 : 1 0,6 kod nas 0,4 - 0,6%

Zlato 350.000 : 1 0,00004

Gvožđe 6 : 1 33,0

Olovo 19 : 1 5,0 kod nas oko 4%

Živa promenljivo 0,5

Molibden promenljivo 0,2

Srebro 7.500 : 1 0,03

Volfram promenljivo 0,5

Uran 6.900 : 1 0,15

Cink 27 : 1 3,7 kod nas oko 4%

3.1. Eksploatacija i prerada bakra

Kao dobar primer za koji veoma dobro ilustruje proces zagađenja površinskih i podzemnjih

voda kod nas je utical opasnih neorganskih materijala sa deponija šljake i jalovine u Boru. U tabeli 9

dat je sadržaj nekih opanih elemenata koji se nalaze u otpadnim supstancama, a slika 2 veoma dobro

ilustruje kako ti elementi zagađuju Borski reku i Timok.

11

Tabela 9. Srednji sadržaj nekih štetnih i opasnih elemenata u jalovini i šljaci iz Borskog

topioničarskog basena (Gržetić & Polić, 1995; Gržetić & Brčeski, 1995b)

Elemenat Jalovina (%) Šljaka (%)

S 0,001 > 1,0

As 0,001 0,11

Fe 0,95 < 30,0

Mn 0,006 0,025

Pb 0,0064 0,1

Sb - 0,028

Ni 0,01 0,01

Cr - 0,006

Co 0,003 0,003

Mo 0,001 0,001

Proces zagađivanja rečnih tokova deponijskim filtratima u regionu Bora rezultat je postojanja

nekoliko stalnih izvora zagađenja: flotacijske deponije, deponije šljake iz plamenih peći i otpadnih

voda iz celokupnog tehnološkog procesa. Teško je proceniti kada i u kolikoj meri svaki od ovih izvora

zagađenja doprinosi zagađenju Borske reke i Timoka, ali se iz zbirnih podataka višegodišnjeg

monitoringa vidi da je taj proes znatan i širokih razmera.

Polić, Gržetić i Jovančićević (1994) su ustanovili da je Borska reka visoko kontaminirana i da

u isto vreme kontaminira Timok. Na slici 2b se vidi da je stepen čistoće Timoka u odnosu na As, Cu,

NH4+, suspendovane supstance (SL), količinu kiseonika u vodi (O2sat), (BOD) i (COD) određivan na

mestu BT (sl.2a) pre ulivanja Borske reke u Timok. Stepen zagađenja same Borske reke određivan je

na mestu BR koje ukazuje da je Borska reka u odnosu na arsen zagađenija od Timoka i do 100 puta, a

u odnosu na Cu i do 10000 puta. Na mestima 14 km (CK) i 36 km (BK) nizvodno od ušća Borske reke

u Timok takođe su praćena zagađenja. Tom prilikom je ustanovljeno da se Timok postepeno

prečišćava, ali nikad ne dostiže onaj stepen čistoće koji je imao pre ulivanja Borske reke u Timok.

Neadekvatno odložen industrijski otpad u Boru oslobađa velike količine zagađene vode koja je trajno

i u potpunosti degradirala reku Timok bez izgleda da se stanje popravi.

(A) (B)

Slika 2. Mesta uzorkovanja (A) i srednje vrednosti mernih parametara (B): sadržaj As, Cu, NH4+,

suspendovane supstance (SL) i parametari za kiseonik (Polić et al, 1994).

12

3.2. Eksploatacija i upotreba uglja

Eksploatacija i upotreba uglja ima za posledicu tri vrste zagađenja okoline. Prvo se odnosi na

zagađenje voda tokom rudničke eksploatacije, a druga i treća vrsta na sagorevanje uglja, a to su

zagađenje atmosfere dimnim gasovima i zagađenje površinskih i podzemnih voda filtratom iz

pepelišta.

Tokom eksploatacije uglja u površinskim ili podzemnim kopovima dolazi do intenzivnog

rastvaranja velikog broja organskih i neorganskih supstanci iz uglja. Kako se u ovom radu najviše

govori o neorganskim supstancama u tabeli 10 su iznete analize sirovih rudničkih voda iz ugljenokopa

u SAD koje u potpunosti ilustruju kako se i do koje mere vode zagađuju u regionima eksploatacije

uglja.

Tabela 10. Prosečni sadržaj štetnih i opasnih elemenata u g/dm3 u otpadnim vodama iz ugljenokopa

u USA (EPA, 1981; EPA, 1982)

Elemenat Površinski kopovi Podzemna eksploatacija

Alkalne vode Kisele vode Alkalne vode Kisele vode

Suspendovana

supstanca

141.000 732.000 40.000 158.000

pH 7,6 6 7,7 6

Fe 1.520 45.700 410 135.000

Mn 820 17.700 76 4.900

Sb 6 - 2 2.5

As 3 210 5 23

Be 2 23 - 12

Cd 14 98 14 6

Cr 42 187 49 30

Cu 20 150 14 82

Pb 29 323 72 51

Hg 1,09 1,3 0,7 0,9

Ni 115 2020 57 400

Se 6 17 3 34

Ag 13 - - 5

Tl 2 2 184 1

Zn 80 6620 56 510

Za proizvodnju energije u termoelektarnama (TE) Kosovskog basena (meki mrki ugalj),

Resavsko-Moravskog basena (meki mrki ugalj), Kolubarskog basena (meki mrki ugalj), Kostolačkog

basena (mrki ugalj) i Pljevaljskog basena (mrki ugalj) koriste se mrki ugljevi koji sadrže niz opasnih

elemenata (tabela 11) koji mogu da se rastvore u vodi i kao takvi da zagade podzemne, a delom i

površinske vode.

Nakon sagorevanja mekih mrkih ugljeva zaostaje od 12 do 24 % od primarne mase uglja kao

pepeo. Ako se pođe od pretpostavke da TE sagore godišnje neoliko stotina hiljada trona uglja, pa i

preko milion tona, onda je sasvim jasno da se godišnje po pepelištima koncentruje značajna količina

štetnih i opasnih supstanci. Faktor koncentrovanja štetnih supstanci tokom sagorevanja iznoso oko 4

do 5, jer se od 1 t uglja dobija od 0,12 t do 0,25 t pepela. Većina svih elemnata koji su prisutni u uglju

ostaje u čvrstoj fazi tj u pepelu i dimnom talogu sem, na primer, žive, dela arsena i kadmijuma i

drugih. Razlika između podataka i za pepeo i dimni talog potiče od toga što se pepeo obično

transportuje od ložišta do pepelišta TE uz pomoć vode (razmera pepeo/voda je 1 : 9) tako da se

određen broj elemenata delimično rastvara u vodi i odlazi sa njom. Dimni talog, zato, direktno

odslikava prave sadržaje opasnih i štetnih elemenata u pepelu TE pre mešanja sa vodom.

13

Tabela 11. Srednji sadržaj nekih štetnih i opasnih elemenata u uglju, pepelima i dimnom talogu

termoelektrane Morava kod Svilajnca (Matić et al, 1993)

Elemenat Ugalj (mg/kg)

ili (g/t)

(A) Pepeo i

šljaka (mg/kg)

(B) Dimni talog

(mg/kg)

(C) Neke opasne

supstance u kg na

100.000 t uglja

Cr 16,8 13,0 48,7 1680

Mn 56,0 264 497 5600

Fe 6.000 15.000 69.700 6.000.000

Co 2,4 3,9 7,5 240

Ni 10,0 14,4 43,6 1.000

Cu 5,1 29,7 65,2 510

As 5,5 5,0 39,0 550 (?)*

Mo 0,5 < 0,1 0,85 50

Cd <0,2 < 0,2 2,0 20 (?)*

Sn <1,25 < 1,25 < 1,25 125 (?)*

Sb <25 < 25 100 2500

Pb 8,8 < 1,0 59,0 880

(*) Ovi elemeti delom prelaze i u gasnu fazu - nalaze se u dimnim gasovima tokom sagorevanja uglja

Procenjene količine štetnih supstanci koje se stvaraju sagorevanjem uglja date su u tabeli 10

(kolona C za sagorevanje 100.000 t uglja). Od tih supstanci uran, na primer, sav zaostaje u pepelu

ložišta. Ako se pođe od publikovanih podataka Adžića et al, (1982) koji su pronašli da se u ugljevima

Rembasa tj. Moravskim ugljevima nalazi od 2,2 g do 5,3 g U po toni uglja, odnosno 4,7 g do 10,9 g

Th po toni uglja, uz primenu faktora koncentrovanja tokom sagorevanja ugalja u prepeo, sadržaj urana

u pepelu u samom ložištu iznosi, prema proceni, oko 9 do 21 mg/kg pepela. To znači da se

sagorevanjem 100.000 t uglja dobija ukupno 220 do 530 kg rastvorljivog urana. Taj se uran rastvara u

prisustvu vode (Gržetić & Jelenković, 1995) i uglavnom prelazi sav u nju, jer je oksidovan do

šestovalentnog urana tokom sagorevanja uglja, a kao takav je izuzetno rastvoran u alaklnim vodenim

sredimnama pošto ugljeni pepeo generiše takvu sredinu. Zato se uran detektuje u vrlo malim

količinama na deponiji pepela (pepelištu), s obzirom da ga je voda odnela. O sudbini urana kao

izuzetno opasnog elementa u slojevima zemljišta i podzemnim vodama u blizini pepelišta TE za sada

ima jako malo podataka. Vuković i Mandić (1996) su merili sadržaj urana u podzemnim vodama u

neposrednoj blizini TE “A” u Obrenovcu i pronašli da ga ima oko 0,1 g/dm3, a u ispranom pepelu je

određena radioaktivnost za U i Th koja je u proseku 3 puta veća od one za ugljeve.

3.3. Organske otpadne supstance

Pored neorganskih sastojaka na deponijama se mogu naći i prirodni i sintetički organski

sastojci o čijem se poreklu u globalu još teže može govoriti. Među organskim supstancama koje

dospevaju na deponije, a kojih ima nekoliko hiljada i čije se koncentracije kreću od tragova do

makrokoncentracija, mnoge mogu da se delimično ili u potpunosti rastvaraju ili emulguju sa vodom.

To su:

- industrijski deterdženti i površinski aktivne suspstance,

- prosti ugljovodonici, ulja i maziva tj. derivati nafte,

- boje i lakovi,

- pesticidi,

- biorefraktorne organske supstance tj. bionedegradabilme organske supstance male

molekulske težine i relativno slabe isparljivosti kao što su aromatični i hlorovani

ugljovodonici (PCB, DDT...)

- organometalna jedinjenja i druga.

14

Zaštita od ovakve vrste zagađivača koji nisu samo opasni po prirodu već i po čoveka, jer se

među njima nalaze i mnoga kancerogena jedinjenja, zahteva niz predostrožnosti. To podrazumeva u

slučaju otvaranja novih deponija specifičan način gradnje deponija za ovakve otpadne supstance

(deponije sa posebnom namenom), ili kod već postojećih deponija koje su neadekvatno izgrađene

posebne mere sanacije. I u jednom i u drugom slučaju problem je filtrat iz deponija koji sadrži sve

opasne supstance koje se nalaze u deponiji.

4. ODLAGANJE VISOKO RIZIČNOG OTPADA

Usled nepostojanja posebnih deponija za opasan otpad u našoj zemlji takav otpad se jedno

vreme odlagao na komumalne i industrijske deponije, a od stupanja na snagu Zakona o zaštiti životne

sredine republike Srbije takav se otpad uglavnom drži u okviru fabričkih dvorišta u neposrednoj

blizini radnih postrojenja ili naselja (Tošović, 1996). Opasnosti koje proističu zbog ovih privremenih

rešenja su višestruke i u potpunosti nesagledive. U tabelama 12 i 13 date su liste opasnog otpada na

bazi preporuka Bazelske konvencije (UNEP, 1994), a koji se godišnje akumulira u našoj zemlji

(SMRNŽS, 1995). Ovi podaci predstavljaju samo prvu aproksimaciju. O stvarnim količinama koje se

akumuliraju godišnje i poreklu još uvek se ne može govoriti, jer o tome ne postoje pouzdani podaci.

Nemogućnost da se sakupe egzaktni podaci u našoj zemlji verovatno su posledica nedopustive

neinformisanosti o samom pojmu opasnog otpada (Tošović, 1996).

Tabela 12. Tipovi opasnog otpada po poreklu u SR Jugoslaviji

Tip otpada Količina u t/god.

Klinički otpad 2.500

Otpad u proizvodnji farmaceutika 460

Otpadni farmaceutici 190

Otpad iz proizvodnje biocida 430

Otpadni organski rastvarači 12.600

Otpad koji sadrži cijanide 410

Otpadna mineralna ulja 59.600

Otpadne emulzije voda-ulje 92.500

Otpadne plastike 79

Otpad iz rafinacija i destilacija 3.440

Otpad iz proizvodnje boja i lakova 9.500

Otpad od smola, lateksa i plastifikatora 3.600

Otpad koji je eksplozivan 300

Otpad iz tretmana filmova 37,5

Otpad od tretmana metala i plastike 24.700

Otpad iz drvne industrije i papira 14.933

U K U P N O : 225.280

15

Tabela 13. Tipovi opasnog opasnog tpada po sastavu u SR Jugoslaviji

Tip otpada Količina u t/god.

Otpad koji sadrži metalne karbonile 2.240

Otpad koji sadrži jedinjenja sa Cr+6

8,5

Otpad koji sadrži jedinjenja Zn 2.400

Otpad koji sadrži jedinjenja Cd 245

Otpad koji sadrži jedinjenja olova i Pb 7.300

Otpad koji sadrži jedinjenja neorg. F 26

Otpad koji sadrži jedinjenja cijanida 410

Kiseli rastvori ili kiseo čvrst otpad 3.940

Bazni rastvori ili bazni čvrst otpad 2.600

Otpad koji sadrži azbest 35

Otpad koji sadrži organski P 22

Otpad sa fenolima i derivatima fenola 1.200

Otpad koji sadrži etre 320

Otpad sa halogenim org. rastvaračima 1.900

Otpadni rastvarači bez halogenougljovodonika 10.700

Otpadna organohlorna jedinjenja 79,7

Rabljena ulja i emulzije 140.900

Otpadne plastike i smole 17.774

Otpadni oksidi i soli metala i nemetala 32.980

U K U P N O : 225.980

4.1. Radioaktivni otpad

Radiaktivni otpad spada takođe u visoko rizičan otpada i po pravilu se deponuje na zasebne

deponije nezavisno od ostalih kategorija otpada. Do sada nema dokaza da je u našoj zemlji ovakav

otpad nekontrolisano odlagan bez znanja vlasti i stručnjaka. Pa i pored toga u našoj zemlji postoji

takva vrsta otpada u Institutu za nuklearne nauke Vinča (Jović et al, 1995: Mataušek, 1995), kao i u

regionu zatvorenih rudnika urana na Staroj planini (Gržetić i Jelenković, 1994; Gržetić et al, 1995).

Odlagalište u Vinči je privremenog karaktera i zahteva da se u vezi sa njim nešto hitno preduzme, dok

je odlagalište na Staroj planini trajnog karaktera i nije opasno mada je zapušteno i neoznačeno.

Radioaktivni otpad prevashodno nastaje u nuklearnim energetskim postrojenjima, pojavljuje

se kao otpad u bolnicama i institutima koji rade na nuklearnim projektima ili se bave zaštitom od

radioaktivnog zračenja, zatim ga ima i u industriji i po vojnom arsenalima. Radioaktivni otpad koji se

pojavljuje na takvim mestima deli se na slabo, srednje i visoko radioaktivan. Sve te vrste otpada

nalaze se u Vinči, a slabo radiaoktivan otpad na Saroj planini.

U svom radu I.Plećaš (1995) detaljno obrađuje načine konačnog odlaganja slabog i srednje

radioaktivnog otpada, što znači da se kod nas raspolaže sa svim neophodnim znanjima za konačno

rešenja odlaganja takvog otpada, ali još uvek nemamo konačnu lokaciju za takvu vrstu otpada.

Osnovni preduslovi koju se moraju ispuniti da se takva lokacija odredi jeste optimalna geološka

podloga sa odgovarajućim geofizičkim, hidrogeološkim i fizičkohemijskim karakteristikama terena,

odnosno da se lokacija naklazi dovoljno daleko od regiona sa visokom gustinom naseljenosti. Kod

ovakvih vrsta deponija, ako su dobro projektovane i ako se redovno održavaju, nema opasnosti od

deponijskih filtrata.

Što se tiče visoko radioaktivnog otpada problemi su daleko složeniji nego u slučaju srednje i

slabo radioaktivnog otpada. Pažljiva analiza svih objavljenih podataka u časopisu Nuklearna

tehnologija (vol.10, broj 2 od 1995), a posebno rada Jovića i saradnika (1995) o stanju visoko

radioaktivnog nuklearnog goriva za reakror “RA” u Vinči ukazuje na neophodnost da se mora hitno i

promišljeno reagovati.

16

5. PROJETOVANJE DEPONIJA ZA OPASAN OTPAD

Ovom prilikom se nije posebno izučavao hemijski sastav različitih filtrata koji vode poreklo iz

specifičnih deponija, ali će se obraditi pažnja na koji se način taj filtrat može prečistiti ili na koji se

način može sprečiti da filtrat dospe do površinskih i podzemnih voda.

Za projektovanje novih deponija za posebnu namenu važno je posedovati podatke koji su

bitni za analizu uticaja te deponije na okolinu i životnu sredinu (RMZŽS, 1992). To podrazumeva

poznavanje: geologije terena na kome će se nalaziti deponija i njegovih inženejrsko-geoloških

karakteristika, poznavanje hidrologioje istog terena, zatim klimatskih parametara regiona, budućih

kapaciteta deponije, svih mogućih degradacionih procesa koji će se odugravati u deponiji, kao i

predviđanja koliko će se fluida oslobađati tokom upotrebe i nakon zatvaranja deponije.

5.1. Prečišćavanje filtrata

Sakupljeni filtrat iz deponija sa posebnom namenom za odlaganje opasnog otpada može se i

mora dalje prečišćavati kao bi se njegov kvalitet doveo u prihvatljive granice za ispuštanje u prirodu.

Za to postoji nekoliko rešenja. Prvo rešenje na koje se nailazi u praksi je kvazi rešenje koje je se često

i na veliku žalost primenjuje, jer je najjeftinije, ali i najopasnije. Polazi se od toga da se filtrat

razblažuje vodom, “razblaženje je rešenje za zagađenje”. Opasnost je u tome jer se celokupna opasna

supstanca emituje u prirodu, a pri tom se troše dodatne, često velike, količine vode kako bi se samo

formalno izbegao sukob sa zakonom. Opasna supstanca se koncentruje u prirodi, pa su pre ili kasnije

posledice neminovne.

Prihvatljiva i realna rešenja za prečišćavanje filtrata su sledeća:

- Dodavanje sredstava za flokulaciju (okudovanje u taloženje),

- Adsorpcija na aktivni ugalj,

- Precipitacija sulfidima,

- Ozonizacija filtrata,

- Filtracija za odstranjivanje suspendovanih supstanci i flokulanata,

- Jonoizmenjivačko prečišćavanje filtrata,

- Prečišćavanje reversnom osmozom i

- Elektrolitičko perčišćavanje.

Postupci se sprovode navedenim redom, toko što se prvo sprovode jeftinija rešenja, a nakon

njih, ako su neophodna, i sve skuplja.

Flokulacija je rešenje koje se odnosi na neutralizaciju filtrata uz taloženje opasnih supstanci.

Agensi koji se za to koriste su razni, svi su po pravilu jeftini i među njima se nalaze: feri hidroksid

(Fe(OH)3), kalcijum hidroksid (Ca(OH)2), negašeni kreč (CaO), kaustična soda (NaOH), soda

(Na2CO3) i kalcijumkarbonat (CaCO2). Za precipitaciju sa sulfidima koriste se Na2S. Posledica ovih

tretmana je da se većina opasnih i štetnih elemnata iztaloži, a samo mala količina tih supstanci

zaostaje u vodi. O tim količinama govore nam proizvodi rastvorljivosti za pojedine elemente na

osnovu kojih se može izračunati njihova rastvorljivost (tabela 14).

Adsorpcija na aktivni ugalj se vrlo često koristi za odstranjivanje opasnih organskih supstanci

iz filtrata. Njime se mogu vrlo uspešno odstraniti neorganske suspstance čije se koncentracije u

filtratu kreću oko ppm (mg/kg) kao joni As, Sb, šestovalentnog Cr, Sn, Ag, Hg, Pb, Ni. Uspoešno se

odstranjuju Cu, Cd i Zn, ali zato relativno slabo se odstranjuju Ba, Se, Mo, Mn i W.

Jonoizmenjivačke tehnike se efikasno koriste u slučajevima odstranjivanja jona čije

koncentracije prelaze 500 ppm. S obzirom da su složene i skupe ređe se upotrebljavaju. Njihova loša

strana je što se tokom regeneracije jonoizmenjivača stvara koncentrovan rastvor koji sadrži sve jone

koji su odstranjeni iz deponijskog filtrata, a koji zahteva dodatan tretman, na primer, neutralizaciju i

flokulaciju.

Ozonizacija (oksidacija ozonom) deponijskog filtrata je korisna za uklanjanje bakterija i za

oksidovanje onih metanih jona koji se nakon oksidacije mogu efikasnije taložiti uz primenu

odgovarajućih flokulanata.

17

Tabela 14. Tablične vrednosti za rastvorljivosti pojedinih metala

Metalni jon Rastvorljivost metalnog jona u mg/dm3 rastvora

kao hidroksid kao sulfid

Cd2+

2,3 * 10-5

6,7 * 10-10

Cr3+

8,4 * 10-4

ne taloži se

Co2+

2,2 * 10-1

1,0 * 10-8

Cu2+

2,2 * 10-2

5,8 * 10-18

Fe2+

8,9 * 10-1

3,4 * 10-5

Pb2+

2,1 * 10-0

3,0 * 10-9

Mn2+

1,2 * 100 2,1 * 10

-3

Hg2+

3,9 * 10-4

9,0 * 10-20

Ni2+

6,9 * 10-3

6,9 * 10-8

Ag+ 13,3 * 10

0 7,4 * 10

-12

Sn2+

1,1 * 10-4

3,8 * 10-8

Zn2+

1,1 * 100 2,3 * 10

-7

Reversna osmoza je proces koji se zasniva na primeni polupropustljivih membrana koje mogu

da propuštaju molekule vode, a ne i jone metala. Proces je ustvari suprotan osmotskom procesu i zato

se zove revesna osmoza. Uz primenu pritiska na rastvor filtrata kojim se savlađuje osmotski pritisak

na drugoj strani polupropustrljive membrane ističe relativno čista voda, a u komori sa filtratom ostaje

sve koncentrovaniji rastvor sa nizom opasnih jona metala. Taj se rastvor potom može, na primer

tretirati raznim flokulantima.

Elektroliza je sledeći postupak uz pomoć koga se joni opasnih metala u elktrolitu (filtratu)

pod dejstvom električnog polja odstranjuju iz filtrata. Postupak je složen. Elektrode se nalaze u

posebnim poroznim protočnim sudovima koji su zaronjeni u jedan veliki protočni sud. Filtrat se

propušta kroz taj veliki sud i puni manje sudove sa elektrodama. Usled dejstva električnog polja joni

iz filtrata ulaze u sudove sa eketrodama, a dejonizovan filtrat ističe iz velikog suda. Tečnost iz

poroznih sudova obogaćena jonima iz filtrta se dalje recikluje u istom postupku ili, ako je

koncentrovna, može se tretirati nekim od flokulanata.

Nastao talog u bilo kom od prethodnih potupaka se cedi i odlaže kao čvrst talog ili kao

suspenzija. Zapremina koju zauzima takav otpad je na desetine ili stotine puta manja od zapremina

primarnog filtrata.

Naravno da svaki od ovih postupaha zahteva određena tehnološka rešenja koja su na sreću

veoma dobro poznata.

5.2. Projektovanje novih ili saniranje postojećih deponija

Prilikom projektovanja novih deponija za opasne otpade redovno se mora voditi računa o vrsti

filtrata koji može da sa vremenom nstane iz takve sdeponije. U zavisnosti od vrste otpada i sastava

filtrata, kao i od potencijalne opasnosti koju nosi taj filtrat mogu se izgraditi više ili manje zaštićene

deponije pre svega u odnosu na mogućnost komunikacije deponijskog filtrata sa površinskim i

podzemnim vodama. Na slici 3 dat je presek kako u jednom opštem slučaju treba da izgleda dobro

projektovana deponija za opasna otpad. Na slici se dobro raspoznaju slojevi koji osiguravaju da

deponijski filtrat nikad ne dođe u kontakt sa vodama izvan deponije. Postoje i takvi sistemi zaštite koji

predviđaju prodor filtrata iz primarnog sistema sakupljanja otpadnih voda koji se nalazi ispod

deponije u drugi kolektorski sistem, čime je praktično sa visokim stepenom sigurnosti sprečen bilo

kakav rizik od mešanja filtrata sa vodama izvan deponije. Sakupljeni deponiski filtrat se obavezno

prečišćava (slika 5) sve dok kvalitet vode iz filtrata ne zadovolji postavljene standarde.

18

Slika 3. Primer za projektovanje i izgradnju novih deponija za opasan otpad

U najvećem broju slučajeva za izgradnju novih deponija nema sredstava ili je prekasno

konstatovano da postojeća deponija predstavlja izvor opasnih supstanci koje ozbiljno zagađuju

prirodu. U takvim slučajevima se pribegava nizu različitih rešenja koja se u suštini svode na izgradnju

drenažnih bunara oko deponije iz kojih se ispumpavaju podzemne vode koje su zaprljane deponijskim

filtratom. Na slici 4 dat je prost primer kako se mogu preseći podzemni tokovi vode od deponije ka

izvorima ili bunarima za pijaću vodu. Stvaranjem podpritisaka na određenim dubinama uz pomoć

pumpi, voda koja je zagađena deponijskim filtratom obogaćenim opasnim supstancama se odvodi iz

regiona koji se mora zaštititi ili se prebacuje u postrojenja za prečišćavanje vode (slika 5).

(A) (B)

Slika 4. Primer za sistem sakupljanja deponijskog filtrata u blizini zastarelih deponija. (A) Deponija

na padini (vertikalni presek), (B) Pogled odozgo na deponiju i drenažne bunare kojima se štiti bunar

za pijaću vodu

Sistemi za prečišćavanje otpadnih voda iz deponija obično se tako projektuju da mogu da

ispune posebne zahteve koji su u tesnoj vezi sa karakteristikama deponija opasnog otpada tj. da

otklone specifične zagađivače koji vode poreklo iz specifične deponije. Pa i pored toga tehnička

rešenja za postrojenja koja služe za prečišćavanje vode imaju mnogo toga zajedničkog. Sva se

uglavnom sastoje od komora ili bazena za aeraciju i hemijski tretman voda, zatim od bazena za

19

flokulaciju (aglomeraciju - ukrupnjavanje taloga) i bazena za taloženje (slika 5). Ova osnovna

konfiguracija se može dopunjavati sa postrojenjima za eltrolitički tretman, jonoizmenjivačko

prečišćavanje, reversnu osmozu i druge dopunske postupke prečišćavanja otpadnih voda.

Slika 5. Šema postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda iz deponija

6. ZAKLJUČAK

Odlaganje opasnog otpada koji se usled prirodnih procesa s vremenom degradira ima redovno

za posledicu stvaranje filtrata koji u sebi nosi sve rastvorne opasne supstance koje su bile odložene na

deponiju ili opasne produkte raspadanja deponijskog materijala. Nesumnjivo da degradacioni procesi

vrlo često doprinose povećanju stepena zagađenja deponijskih filtrata i da se kao takvi moraju

intenzivno izučavati sa ciljem da se blagovremeno spreči širenje opasnih supstanci u površinske i

podzemne vode.

I pored ove činjenice kod nas ne postoje tradicije niti institucije koje se bave ispitivanjem

otpadnih supstanci, njihovom klasifikacijom, niti postoje deponije na koje se opasan otpad može

odlagati na adekvatan način. To drugim rečima znači da u našoj zemlji pored evidentnog postojanja

opasnog otpada, širenja opasnih supstanci poreklom iz tog opasnog otpada i evidentnih posledica

nema nikakvih rešenja koja bi sve to sprečila ili bar omogućila da se uticaj opasnog otpada na životnu

sredinu spreči.

7. LITERATURA

Adžić PR, Kukoč AH and Stepić R, (1982), Determination of Thorium, Uranium and

Potassium in some Natural Coals, Fizika, Vol.14, 1-5.

Eiffert MC and Swartzbaugh JT, (1977), Influenece of Municipal Soli Waste Processing on

Gas and Leachate Generation, Menagement of Gas and Leachatein Landfills, US EPA, EPA-600-

9/77-026.

EPA - US Environmental Protection Agency, (1981), Comparison of Coal Mine Wastewaters

from Eastern and Western Region, US EPA, Effluent Guidelines Division, Washington DC.

EPA - US Environmental Protection Agency, (1982), Development Document for Effluent

Limitations Guidelines and Standards for the Coal Mining Point Sorce Category, US EPA,

Washington DC, EPA/440/1-82/057.

EPA - US Environmental Protection Agency, (1985), Wastes from the extraction and

beneficiation of metallic ores, phosphate rock, asbestous, overburden from uranium mining and oil

shale, US EPA, Washington DC, EPA/530-SW-85-033.

Ferguson JE, (1982), Inorganic Chemistry and the Earth, Pergamon Press, Oxford & New

York.

20

Gržetić I i Jelenković R, (1994), Uranska mineralizacija Stare planine (Kalna) i procesi

kontaminacije, Ecologica, Vol.1-3, 14-23.

Gržetić I, Jelenković R, Polić P and Mihajlov A, (1995), The abandoned uranium mine at

Stara Planina (Serbia) and the processes of environmental contamionation, I regional symposium:

Chemistry and the Environment, Serbian Chemical Society, 947-950.

Gržetić I and Brčeski I, (1995a), Degradation of slags from the Bor smelter, I regional

symposium: Chemistry and the Environment, Serbian Chemical Society, 407-410.

Gržetić I i Brčeski I, (1995b), Degradacija borskih šljaka kao kontaminacioni proces, Zbornik

radova - III naučno stručni skupo prirodnim vrednostima i zaštiti životne sredine, RTB Bor, Borsko

Jezero, 95-100.

Gržetić I and Polić P, (1995), Mobilization and transport of Toxic Metals from the Dump of

the Bor Mining Smelting Basin (Serbia), Proceedings of the II International Symposium and Exibition

on Environmental Contamination in Central and Easter Europe, Budapest, 846-848.

Gržetić I i Jelenković R, (1995), Prirodni radioaktivni elementi, geološko poreko i oblici

pojavljivanja i migracije, u: Jonizijuće zhačenje iz prirode, Monografija, ed. M.Kovačević et al.,

Jugoslovenskpo društvo za zaštitu od zračenja, Vinča - Beograd, 3-41.

GZZZB - Gradski zavod za zaštitu zdravlja u Beogradu, (1995), Rezultati ispitivanja procedne

vode iz deponije Vinča za dan 1.12.1995.

Heintz A und Reinhardt G, (1990), Chemie und Umwelt, Viweg und Sohn

Verlagsgesellschaft, Braunschweig.

Jović V, Jović L, Milovanović Đ i Životić Z, (1995), Analiza sigurnosti postojećeg stanja

istraživačkog reaktora “RA” u institutu “Vinča”, Nuk. tehnologija, Vol.10, 8-15.

Lasaga A, (1984), Chemical kinetics of water-rock interaction, J. Geophys. Res, Vol.89,

4009-4025.

Mataušek M, (1995), Research reactor “RA” at “Vinča” insitutte of nuclear scienece, Nuk.

tehnologija, Vol.10, 3-7.

Matić S, Nikodijević R, Ranković S i Gržetić I, (1993), Analiza teških i drugih metala

poreklom iz mrkog uglja Senjskih rudnika koji se koristi za termoelektranu Morava-Svilajnac, Izvodi

radova II simpozijuma Hemija i zaštita životne sredine, Srpski hemijsko društvo, Abs, 195-196.

Manaham S.E, (1991), Environmental Chemistry, Lewis Publishers, Chelsey, Michigan,

583p.

Mueller R.F. and Saxena S. K, (1977), Chemical Petrology, Springer, New York, 394p.

Plećaš I, 1995), Konačno odlaganje niski i srednje radioaktivnih otpadnih materijala, Nuk.

tehnologija, Vol.10, 19-27.

Polić P, Gržetić I and Jovančićević B, (1994), Oxygen Saturation Variability in River Timok

(Serbia/Bulgaria), Fresenius Envir. Bull, Vol.3 433-438.

RMZŽS - Republičko ministarstvo za zaštitu životne sredine, (1991), Zakon o zaštiti životne

sredine, Službeni glasnik R Srbije br. 66/91, Beograd; Pravilnik o deponijama, Službeni glasnik R

Srbije br. 54/92, Beograd.

RMZŽS - Republičko ministarstvo za zaštitu životne sredine, (1992), Pravilnik o analizi

uticaja objekata odnosno radova na životnu sredinu, Službrni glasnik R Srbije, br 61/92, Beograd.

Schuster F (ed.), (1991), Der schwierige Absteig vom Muelberg, Deutscher Gemeindeverlag ,

Koeln.

SMRNŽS - Savezno ministarstvo za razvoj, nauku i životnu sredinu, (1995), Upravljanje

opasnim otpadom u SRJ sa tehno-ekonomskom analizom korisnosti potpisivanja Bazelske konvencije

o prekograničnom transportu opasnog otpada i njegovog odlaganja, Studija za potrebe Saveznog

ministarstva za na nauku razvoj i životnu sredinu SRJ, Beograd.

SHMZJ - Savezni hidrometeorološki zavod SRJ, (1994), Prilog proučavanja padavina i suša,

Jugoslovenski klimatski program 1, SHMZJ, Beograd.

Tchobanoglous G, Theisen H and Eliassen R, (1977), Solid Wastes: Engineering Principles

and Management Issues, McGraw Hill, Tokio.

Tošović S, (1996), lična komunikacija.

UNEP - United Nations Environmental Program, (1994), Basel Convention on the Control of

Transboundary Movements of Hazardous Wastes and their Disposal, UNEP/SBC/94/3.

21

Veselinović D, Gržetić I, Đarmati Š i Marković D, (1995), Fizičkohemijski osnovi zaštite

životne sredine: Stanja i procesi u životnoj sredini, Fakultet za Fizičku hemiju, Beograd.

Vuković Ž and Mandić M, (1996), Natural radioactivity of ground waters and soil in the

vicinity of the ash repository of the coal-fired plant “Nikola Tesla” A - Obrenovac (Yugoslavia),

J.Envir.Radioactivity, in press.

ENVIRONMENTAL POLLUTION WITH WASTE DUMP LEACHATE AND ITS

INFLUENCE ON GROUND WATER

Ivan A. Gržetić

Faculty of Mining and Geology, University of Belgrade, Djusina 7, 11000 Belgrade

Abstract Insufficient knowledge about waste material degradation processes on the waste dumps as artificial

heterogeneous systems, which are basically physico-chemical, than disregard of legislation and nonprofessional

dump construction, results with continuous pollution of soils, air and especially ground water. Opening of waste

dumps in our country is still unprofessional and without serious planning, so it was necessary to point out and to

explain those degradation processes which could produce and release many dangerous substances which can be

dissolved in water and as leachate released into ground and surface waters.

The degradation process starts with rain precipitation from the atmosphere. Once soaked with water,

waste species are subject to a number of chemical and biochemical processes, including acid-base, oxidation-

reduction, precipitation-dissolution and hydrolysis reaction, as well as biodegradation. So this paper brings

information on degradation of organic and inorganic substances which could be chemically or biochemically

degraded. Chemical degradation of inorganic substances is investigated in more details.

Better understanding of industrial and municipal waste degradation depends on how good one knows

what was deposited on a specific dump. The start composition of the waste material determines the composition

of the leachate and the gases released from the dump.

Municipal waste materials were investigated through their degradation phases and organic and inorganic

substances which were released from the dump. As an example, some details about municipal waste dump, big

enough to cower necessities for the town of 2 million inhabitants is investigated. Special attention was dedicated

to the process of leaching and its dependence to the annual water precipitate.

The results of the chemical analysis of industrial wastes like flotation dumps, slugs, ashes from coal

fired power plants and leachate from coal mines gave valuable information and point out those hazardous

inorganic substances which continuously pollute surface and ground waters. Discussion about validity of

monitoring results is also given followed with calculations of the annual deposition of hazardous materials per

ton of fired coal on the ash dump belonging to the coal fired power plants in our country. The fate of uranium in

these ashes is discussed as well.

Further, this paper gives information about hazardous waste, determined on the basis of Basel

convention, which is collected in our industry, bat which is not deposed on the appropriate way. The problem of

radioactive waste is also mentioned, although not in all details.

Finally, remediation of waste waters and leachate were reviewed. The examples of professional building

of dumps for hazardous waste are given, as well as the simple example how one can protect ground waters near

old waste dumps.

Key words: hazardous waste, municipal dumps, industrial waste dumps, waste degradation

processes, leachate, dump building, improvement of old dumps.