Demonstracijski projekt »LIFE ReSoil«
„Demonstracija inovativne tehnologije pranja s toksičnimi kovinami močno onesnažene vrtne zemlje“
Predstavitev Projekta LIFE ReSoil
Projekt poteka v okviru evropskega programa LIFE, ki je finančni instrument EU, namenjen izključno varstvu okolja in ohranjanju narave. Podpira izvajanje okoljske in naravovarstvene politike EU. Namen projekta LIFE ReSoil je demonstrirati novo tehnologijo remediacije zemljine v novozgrajenem objektu v Prevaljah. EU je projekt podprla, saj gre za tehnologijo, ki rešuje enega od večjih problemov onesnaženosti tal na trajnosten, ekonomsko in okoljsko sprejemljiv način in predstavlja pomemben doprinos znanstvenih raziskav k zmanjševanju okoljevarstvene problematike, ne zgolj v Sloveniji, temveč globalno.
Kaj smo zgradili v Dobji vasi?
V Dobji vasi smo zgradili demonstracijski objekt, v katerem bomo v času projekta testno očistili do 1.500 ton tal, ki jih prebivalci trenutno uporabljajo za pridelovanje svojih vrtnin. Objekt je namenjen temu, da državnim odločevalcem (slovenskim in tujim), zainteresiranim podjetjem ter prebivalcem predstavimo vse prednosti tehnologije. Zmogljivost objekta (obdelava do treh kamionov zemljine tedensko) ne omogoča sanacije večjega območja z onesnaženo zemljino. Če bodo prebivalci (in predvsem država) želeli očistiti onesnažena območja Mežiške doline, bodo morali postaviti objekt z večjo zmogljivostjo. Objekt je estetski, urejen in zgrajen po najsodobnejših standardih, kar je bil eden od pomembnih vidikov pri predstavitvi tehnologije zainteresiranim javnostim.
Zakaj smo objekt zgradili v Dobji vasi?
Prvotno je bil naš namen umestiti objekt na območje občin Črna in Mežica, kjer nismo našli primerne parcele, ki bi omogočala ekonomsko sprejemljivo postavitev objekta. Parcela v Dobji vasi je bila po našem vedenju edina prosta parcela, ki je zadovoljevala našim potrebam in bila umeščena v poslovno-industrijsko okolje. V času gradnje pa se je izkazalo, da je zaradi poplavljanja reke Meže tudi to območje močno onesnaženo s toksičnimi kovinami.
Zakaj očistiti tla?
Zaradi preteklega večstoletnega delovanja industrije so tla na prenekaterih območjih prekomerno obremenjena s toksičnimi kovinami. Tla na območju Mežiške doline so zaradi svoje industrijske dediščine obremenjena s svincem in drugimi onesnažili. Onesnaženost s svincem v koncentraciji 1000 mg/kg tal, kot jo zasledimo na tem območju, pomeni, da tla na enem kvadratnem metru površine vsebujejo 60 dkg svinca, kar predstavlja kocko s stranico 3,8 cm.
Onesnažila iz tal je treba odstraniti, saj lahko preidejo v organizem:
- neposredno z zaužitjem: predvsem z dajanjem umazanih rok v usta, kar je še posebej pogosto pri otrocih,
- z inhalacijo prašnih delcev: še posebej moramo biti pozorni pri obdelavi suhih onesnaženih tal in odstranjevanju prahu v stanovanju,
- z uživanjem onesnažene vode in hrane.
Čiščenje (remediacija) tal je le eden od ukrepov, ki se izvajajo pri sanaciji onesnaženega okolja.
Kaj je remediacija?
Postopek, v katerem onesnažilo odstranimo iz zemlje ali ga spremenimo v obliko, ki nima več negativnega vpliva na ljudi in okolje.
Kako poteka remediacija s predlagano tehnologijo?
Tehnologija je prvenstveno namenjena odstranjevanju toksičnih kovin iz tal, še posebej tistih, ki so enostavno dostopne človeškemu organizmu (mobilne kovine v tleh). Za razliko od organskih onesnažil (npr. odpadna olja), kovin žal ne moremo razgraditi. V postopkih čiščenja jih zato lahko iz talnega medija, kot je onesnažena zemljina, le prestavimo v vodni medij ali ireverzibilno vežemo v drug trdni medij, ki ga lahko okolju in človeku varno odložimo. Tak pristop uporabljamo tudi v okviru projekta.
V čem je inovativnost in okoljska sprejemljivost tehnologije?
- Visoka stopnja recikliranja in ponovne uporabe procesnih tekočin, kjer ne nastaja odpadna voda, vse tekočine pa krožijo v zaprti procesni zanki.
- Reciklaža osnovnega reagenta EDTA.
- Majhna količina končnega odpadka z ireverzibilno vezanimi kovinami.
- Nadaljnja uporabnost trajno očiščene zemljine v vrtnarstvu oziroma kmetijstvu.
Izkopano onesnaženo zemljino pripeljemo v remediacijski objekt, kjer se zmeša s procesno raztopino, ki vsebuje EDTA. Svinec in ostale potencialno toksične kovine se iz tal premestijo v vodno fazo. Vodna faza se loči od trdne faze tal. Zemljina se z očiščeno procesno vodo večkrat izpere.
Recikliranje reagenta EDTA in procesnih vod v zaprti zanki je inovativen in patentiran postopek. Postopek vključuje (1) alkalno fazo z apnom (nadomeščanje, izobarjanje in vezavo nevarnih kovin na odpaden papir) ter (2) kislo fazo z žvepleno kislino z izobarjanem preostale EDTA. Sadra (CaSO4), ki nastane z nevtralizacijo apna in žveplene kisline, je koristno gnojilo in ostane v tleh.
V procesu ne nastajajo odpadne vode, edini odpadek pa je trden substrat (1 % teže čiščenih tal), ki se v objektu varno hrani in odpelje na odlagališče.
Tehnologija čiščenja tal in sedimentov, ki jo bomo demonstrirali v projektu LIFE ReSoil, tako omogoča učinkovito in hkrati tlom-prijazno odstranjevanje nevarnih kovin brez emisij v okolje!
Procesna voda iz procesa se popolnoma reciklira in se tako ne more mešati s komunalno oz. meteorno vodo. Tudi v primeru nesreče zaradi arhitektonskih rešitev ne more priti do mešanja s kanalizacijsko oz. meteorno vodo.
Preizkušenost: Tehnologija čiščenja onesnaženih zemljin je bila razvita na laboratorijskem in preizkušena na pilotnem merilu. Tehnično / ekonomsko primernost bomo potrdili še v demonstracijski napravi na Prevaljah. Sodelovanje Univerze v Ljubljani (UL) ter podjetij Envit, d. o. o. in Arhel, d. o. o. pri razvoju tehnologije je primer uspešnega prenosa akademskega znanja v prakso. Tla bomo po čiščenju v demonstracijski napravi uporabili v demonstracijskih vrtovih (Slika 4), kjer bomo v okviru novega projekta raziskali ekosistemske usluge očiščenih tal in prikazali varno vrtičkarstvo. Projekt demonstracijskih vrtov bosta financirala slovenska (ARRS) in avstrijska raziskovalna agencija (FWF). Predlog projekta je bil v letu 2017 ocenjen najbolje med vsemi ARRS predlogi iz naravoslovnih in tehničnih ved.
Učinkovitost: Tehnologija omogoča odstranjevanje do 90 % vsebnosti nevarnih kovin iz tal, v odvisnosti od lastnosti tal (kisla ali karbonatna), načina onesnaženja (zračne emisije, depoziti, sediment itd.), prevladujočih kemijskih zvrsti, v katerih so nevarne kovine v tleh (karbonati, sulfidi/sulfati, oksidi itd.) in prevladujoče vezave nevarnih kovin v trdno fazo tal (npr. na organsko snov tal, na talne seskviokside, v strukturo glinenih mineralov). Prenos onesnažene prsti iz rok v usta je pri otrocih najpomembnejša pot zastrupitve s Pb.
Raziskave s simulirano humano želodčno-črevesno fazo so pokazale, da je čiščenje tal s kelatnim ligandom EDTA zmanjšala biološko dostopnost nevarnih kovin iz tal za vsaj 80 % in s tem tudi nevarnost vnosa v organizem.
Varnost: V procesu čiščenja tal ne nastajajo plinasti ali tekoči odpadki. Edini odpadni produkti so v trdnem agregatnem stanju. Odpadek varno skladiščimo do prevzema s strani pooblaščenega prevzemnika. Prav tako čiščenje ne poveča emisij potencialno škodljivih snovi iz tal v podtalje.
Trajnost: V procesu čiščenja se fizikalno-kemijske lastnosti tal bistveno ne spremenijo. Tako tudi ne pride do izgube organske snovi tal (humusa). Poleg tega takoj po čiščenju, posebno pa po dognojevanju z mineralnim gnojilom, ki vsebuje mangan, tla omogočajo dobro rast rastlin. Del talnih mikroorganizmov se med čiščenjem iz tal izpere, s čimer se zmanjša encimska aktivnost v tleh. S preprostimi postopki revitalizacije, kot je dognojevanje z organskim gnojilom, se struktura mikrobnih združb po nekaj tednih povrne v prvotno stanje. Čiščenje z EDTA omogoča trajnostno rabo tal v hortikulturne in druge namene ter varno pridelavo vrtnin. Po čiščenju tal se koncentracija Pb v rastlinah močno zniža, tudi pod mejo določitve.
Kaj je EDTA?
EDTA ali etilen diamin tetra ocetna kislina je kelatni ligand, ki veže kovinske ione. EDTA omogoča prenos onesnažil iz tal v procesno raztopino in s tem odstranitev iz tal. EDTA se uporablja tudi kot zdravilo (pri zastrupitvi s svincem, radioaktivnimi materiali, pri zdravljenju težav srca in krvi, rak, diabetes, multipla skleroza, …), v prehrani (za konzerviranje, lepšo barvo, teksturo in okus), v čistilih (pri pranju oblačil se izteka naravnost v kanalizacijo) in v kmetijstvu (za boljšo dostopnost hranil rastlinam).
V inovativnem postopku čiščenja tal EDTA odstranimo iz tal.
Kje bodo po čiščenju končale težke kovine?
Težke kovine se iz tal odstranijo v procesno raztopino. Iz procesne raztopine jih nato v seriji procesnih korakov odstranimo in vežemo na trdno snov. Kovine se koncentrirajo v suhem odpadku, ki ga shranimo v varno embalažo in v posebnem prostoru skladiščimo do odvoza pooblaščenega prevzemnika odpadka. Količina odpadka predstavlja 1 % količine obdelane zemlje.
Kakšna bo zmogljivost obrata?
Načrtovana zmogljivost obrata je očiščenje 1.500 ton ali 1.200 m3 ali 3.600 m2 zemlje letno. Predvideno je predvsem čiščenje zemlje z zelenjavnih vrtov. Načrtovane so predvsem površine z območja Mežiške doline, želimo pa si vključiti tudi vzorčne količine (do 10 ton, kar je količina, naložena na enem tovornjaku) z drugih onesnaženih območij iz Slovenije in tujine. Omenjene količine so najvišje dovoljene, vendar ne pričakujemo, da jih bomo dosegli. Obrat namreč ni načrtovan za remediacijo večjega območja Mežiške doline ali drugih območij, temveč le za preizkus, ali je remediacija zemljin z različno sestavo, strukturo in obremenitvami izvedljiva s predlagano tehnologijo. Objekt tako predstavlja razvojno enoto. Prav tako v okviru projekta LIFE ReSoil niso na voljo sredstva, ki bi omogočila čiščenje velikih površin. Objekt je izključno demonstracijske narave, odločitev o sanaciji tal pa je v rokah občin in občanov, ki so lastniki zemljišč.
Ob največji možni zmogljivosti bo dnevna poraba surovin za predelavo 18 litrov žveplene kisline, 42 kg apna, 24 kg papirnih kosmičev in 30 kg EDTA. Naštete snovi so sestavine proizvodov splošne uporabe. Dnevno iz okolja v obliki suhe pogače odstranimo največ 6 kg svinca oziroma količino svinca v enem akumulatorju.
Ali bo imelo čiščenje zemlje negativne učinke na okolje?
Celoten postopek je zasnovan tako, da ne povzroča negativnih vplivov na okolje. Sam prevoz zemljine bo v skladu s pravili potekal s tovornimi vozili, pokritimi s ponjavami. Pri prekladanju tal bo z ustreznimi ukrepi poskrbljeno, da ne bo prihajalo do prašenja. Demonstracijski objekt je zasnovan kot bazen in z območja skladišča onesnažene zemlje in proizvodnega dela objekta ni projektiranih nikakršnih izpustov v kanalizacijsko omrežje. Vse vode zbiramo v zalogovniku, jih obdelamo oziroma porabimo v procesu. Proces v celoti poteka v zaprtem krogotoku. S sklepom Agencije RS za okolje je določeno, da za delovanje objekta ni treba izvesti presoje vplivov na okolje in pridobiti okoljevarstvenega soglasja.
Pri operaciji moramo gledati na pozitivne vplive, ki jih očiščena zemlja prinese uporabnikom. Vemo namreč, da se prebivalci na onesnaženih območjih težko odpovejo pridelavi zelenjave. Z izvedbo čiščenja pa jim bomo omogočili, da bodo dobili očiščena tla in bodo lahko pridelovali zelenjavo pod varnejšimi pogoji.
Okoljevarstveno dovoljenje za obdelavo odpadkov
Odkopana onesnažena zemlja je po zakonodaji opredeljena kot odpadek. Vsa podjetja, ki obdelujejo odpadke, ne glede na količino in vrsto odpadka (tudi papir in biološki odpadki), morajo pridobiti okoljevarstveno dovoljenje po 82. členu Zakona o varstvu okolja. Za obdelavo odpadka (remediacija zemljine) je Agencija RS po skrbnem pregledu za objekt na Prevaljah v maju 2017 izdala okoljevarstveno dovoljenje (OD). OD je bilo izdano, ker je izdajni organ ugotovil, da so v zvezi z obratovanjem naprave zagotovljeni ukrepi za izpolnitev okoljevarstvenih, tehničnih in drugih zahtev ter predpisov, ki urejajo emisijo snovi in energije v okolje, ravnanje s posamezno vrsto odpadkov ter da posamezen postopek obdelave ter predvidena obdelava ne ogroža človekovega zdravja ali povzroča škodljivih vplivov na okolje. OD dovoljuje letno skupaj predelati največ 1.500 ton odpadka.
Obratovalni čas demonstracijskega objekta
V vlogi za izdajo Okoljevarstvenega dovoljenja za predelavo odpadkov smo napovedali obratovalni čas med 6:00 in 22:00 med delavniki ter med 6:00 in 17:00 ob sobotah. Napovedani obratovalni čas bo izkoriščen izjemoma.
Neresnice, ki so se pojavile v medijih
Zemlja po čiščenju je mrtvica. Mrtvica je po slovarju slovenskega jezika »spodnja plast zemlje brez humusa in živih organizmov«. V postopku remediacije bomo čistili zgornjo in ne spodnje plasti onesnaženih tal. Tla po remediaciji nikakor niso »mrtva« in obdržijo sposobnost funkcioniranja kot rastlinski substrat, po preprosti revitalizaciji pa nudijo vse ekosistemske storitve. Fizikalno-kemijske lastnosti tal, tudi delež humusa, torej organske snovi tal, po remediaciji ostane nespremenjen. Prav ohranjanje tal za njihovo varno, trajnostno in aktivno rabo je ena od bistvenih značilnosti in namenov našega inovativnega postopka čiščenja. Na Sliki 4 je slikovno prikazano, da rastline v očiščeni zemljini uspevajo primerljivo z neočiščenimi. Sam proces čiščenja dejansko uniči delež mikroorganizmov v tleh, ki pa se tudi brez kakršnih koli dodatkov v 3-4 tednih primerljivo nadomesti. Z dodatkom mikrobnih inokulumov pa se proces še pospeši.
EDTA je nevarna snov. EDTA po evropski zakonodaji o kemikalijah REACH, ki ji je zavezana tudi Slovenija, spada med kemikalije, katerih uporaba, transport in vnašanje v okolje zakonsko niso omejeni. EDTA je po klasifikaciji Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) zdravilo strateškega pomena za zdravljenje ljudi, zastrupljenih z nevarnimi kovinami in radionuklidi (tehnologija čiščenja tal uporablja isti reagent, kot se uporablja za zdravljenje ljudi). EDTA je sestavina mnogih prehrambnih izdelkov ter detergentov (slika 5). Zaradi velike porabe EDTA v vsakodnevnem življenju in nekontroliranih izpustov iz gospodinjstev in pralnic prihaja do povišanih koncentracij EDTA v vodah. Sproščanje EDTA v okolje ni okoljsko sprejemljivo. Tehnologija remediacije in remediirana tla k temu ne bosta prispevala prav ničesar.
Tehnologija je noviteta; strah pred uvajanjem novih tehnologij. Tehnologijo smo preizkusili tako v laboratorijskem kot pilotnem merilu. Lastnosti remediiranih tal smo raziskali tako v lončnih poskusih kot v poskusih v rastlinjaku ter poljskih poskusih. Povečevanje merila procesa iz laboratorijskega v pilotni in naprej v demonstracijski nivo remediacijske naprave na Prevaljah je v skladu z dobro inženirsko prakso. Podjetje Envit, d. o. o. je v sodelovanju z Biotehniško fakulteto Univerze v Ljubljani kot nosilko projekta med leti 2010 in 2017 raziskalo, preizkusilo in testiralo tehnologijo remediacije in remediirana tla v dveh temeljnih raziskovalnih projektih:
– J4-3609 Kakovost in funkcioniranje onesnaženih vrtnih tal kot rastlinski substrat po remediaciji
– J4-6808 Remediacija onesnaženih tal za trajnostno rabo urbanih zemljišč
Oba projekta je za financiranje izbrala Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS) po rigorozni selekciji s strani eminentnih tujih znanstvenikov. Vsa letna in končno poročilo o rezultatih obeh projektov so bila pozitivno ocenjena. Rezultati raziskav tehnologije remediacije in remediiranih tal so pokazali, da ni pričakovati nepredvidljivih škodljivih učinkov na zdravje ljudi in okolje. Rezultate smo predstavili znanstveni skupnosti z recenziranimi članki v uglednih znanstvenih revijah ter na številnih mednarodnih znanstvenih konferencah.
Postavitev obrata in demonstracija tehnologije na Prevaljah sta sofinancirana iz evropskega programa LIFE+, ki podpira nove tehnologije, ki lahko občutno pripomorejo k izboljšanju stanja okolja. Projekt je šel skozi recenzijo strokovnjakov ocenjevalcev in bil v letu prijave najbolje ocenjen slovenski projekt.
Investitorji niso dostopni in ne dajejo konkretnih odgovorov na zastavljena vprašanja. Spisek pomembnejše komunikacije s predstavniki Občine in »Civilne iniciative«:
- 2. 2014 – Tomažu Roženu, županu občine Ravne na Koroškem predstavimo projekt in namen gradnje demonstracijskega objekta. Župan ponudi proste parcele na območju poslovne cone v Dobji vasi.
- 11. 2015 – Projekt predstavimo prebivalcem občine Ravne na Koroškem in občinskim svetnikom Občine Prevalje.
- 11. 2015 – Projekt predstavimo občinskim svetnikom Občine Ravne na Koroškem.
- 11. 2015 – Na Prevaljah postavimo predstavitveno stojnico projekta.
- 12. 2015 – 6. 1. 2016 – Projekt predstavimo članom odbora »Civilne iniciative«, s katerimi redno komuniciramo in odgovarjamo na zastavljena vprašanja.
Avgust 2016 – Na demonstracijski objekt na Prevaljah namestimo informativno tablo o vsebini projekta.
20.5. 2017 – V demonstracijskem objektu na Prevaljah organiziramo dan odprtih vrat.
Seznam komunikacijskih dejavnosti dokazuje, da smo v predstavitev projekta in obrazložitev dejanskega stanja vložili veliko truda in predvsem v prvih korakih obvestili odgovorne v obeh občinah. V času izgradnje objekta je na vrata objekta potrkal samo en občan, ki je pri nas iskal informacijo o tem, kaj se v objektu dogaja. V medijih se je veliko govorilo o objektu, vendar nam mediji nikoli niso dovoljevali širše predstavitve projekta, temveč so objavljali samo odzive na določene dogodke, ki pa niso omogočali vpogleda v dejansko vsebino in namen projekta.
Dodatno obremenjene javne prometne površine zaradi transporta onesnažene zemljine. Zmogljivost obrata je 6 ton na dan oziroma 30 ton tedensko. Za dovoz zadostnih količin zemljine za polno obratovanje bodo zemljino za tedensko obratovanje pripeljali trije desettonski tovornjaki. Povprečni dnevni promet vseh vozil na državni cesti Ravne – Prevalje je več kot 14 tisoč vozil. Obremenitev zaradi prevoza zemljine je zanemarljiva. Na cestah na območju Mežiške doline vsakodnevno nenadzorovano poteka prevoz onesnažene zemljine, tudi na neonesnažena območja. Sam objekt je umeščen na onesnaženo območje, ki je onesnaženo s svincem zaradi poplavljanja reke Meže.
Dodatne informacije o tehnologiji, času in načinu odkopa ter terminu remediacije lahko pridobite na info@envit.si
Projekt ReSoil je sofinanciran iz programa LIFE+, ki je finančni instrument EU, ki podpira projekte ohranjanja okolja in narave.