WYDZIA INYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Zanieczyszczenia ropopochodne czy

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Zanieczyszczenia ropopochodne czy można z nimi skutecznie walczyć? dr inż. Maciej Gliniak Kierownik Laboratorium Kielce 2019 LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Czym są zanieczyszczenia ropopochodne Ogół związków organicznych pochodzące z wykorzystania i przerobu ropy naftowej. Substancje te są powszechnie stosowane w różnych dziedzinach gospodarki, m. in. jako środki smarne i paliwa. Zanieczyszczenia substancjami ropopochodnymi zaliczane są do jednych z najpoważniejszych problemów środowiskowych. Główne źródła zanieczyszczeń substancjami ropopochodnymi to m. in. są górnictwo naftowe, stacje benzynowe, warsztaty i myjnie samochodowe, szeroko rozumiany przemysł, transport, zarówno kolejowy, wodny, powietrzny, jak i samochodowy. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Czym są zanieczyszczenia ropopochodne Rysunek 1. Główne rodzaje zanieczyszczeń występujących w glebie Źródło: Opracowaie własne na podstawie www. eionet. europa. eu LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Czym są zanieczyszczenia ropopochodne Tabela 1 Wybrane właściwości najważniejszych grup węglowodorów tworzących substancje ropopochodne, zależne od budowy chemicznej cząstek Źródło: Opracowanie własne na podstawie Surygała, 2000 Grupa węglowodorów Charakterystyka Udział w ropie naftowej Rozpuszczalność w wodzie Lotność Parafiny (alkany) Cn. H 2 n+2 Dominują we frakcjach benzyny. Inertne biochemiczne, stwarzają zagrożenie wybuchem znaczny do 30 % w starszych ropach praktycznie nierozpuszczalne bardzo wysoka Cykloalkany Zwykle we frakcjach olejowych (1 -6 pierścieni, 5 -6 atomów C w pierścieniu) ok. 50 % lepsza niż alkanów niższa niż alkanów Areny (aromatyczne jednopierścieniowe) Wartościowe składniki paliw, ale silnie toksyczne (etylobenzen, toluen, ksylen) i rakotwórcze (benzen) ok. 15 % dość dobra raczej niska WWA 2 -6 pierścieni, wiele WWA jest rakotwórczych, np. benzopiren, bardzo trudno podatne na biodegradację niewielki praktycznie nierozpuszczalne bardzo niska LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Czym są zanieczyszczenia ropopochodne Lp. Substancja Dopuszczalne zawartości substancji powodujących ryzyko z podziałem na grupy i podgrupy gruntów I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 II III. A. BENZYNY I OLEJE Suma węglowodorów C 6 -C 12, składników 1 1 frakcji benzyn Suma węglowodorów C 12 -C 35, 30 50 składników frakcji oleju III. B. WĘGLOWODORY AROMATYCZNE Benzen 0, 1 Etylobenzen 0, 1 Toluen 0, 1 Ksyleny 0, 1 Styren 0, 1 III. C. WIELOPIERŚCIENIOWE WĘGLOWODORY AROMATYCZNE Naftalen 0, 1 Antracen 0, 2 Chryzen 0, 2 Benzo(a)antracen 0, 1 Dibenzo(a, h)antracen 0, 1 Benzo(a)piren 0, 1 Benzo(b)fluoranten 0, 1 Benzo(k)fluoranten 0, 1 Benzo(ghi)perylen 0, 2 Indeno(1, 2, 3 -c, d)piren 0, 2 VI. POZOSTAŁE ZANIECZYSZCZENIA Tetrahydrofuran 0, 1 Pirydyna 0, 1 Tetrahydrotiofen 0, 1 Cykloheksan 0, 1 Fenol 0, 1 Krezole 0, 1 Ftalany 0, 1 III Lp. Dopuszczalne zawartości substancji powodujących ryzyko z podziałem na wodoprzepuszczalność gleby i ziemi Substancja ≥ 1 x 10 -7 m/s IV < 1 x 10 -7 m/s ≥ 1 x 10 -7 m/s < 1 x 10 -7 m/s III. A. BENZYNY I OLEJE 1 Suma węglowodorów C 6 -C 12, składników frakcji benzyn 50 50 750 2 Suma węglowodorów C 12 -C 35, składników frakcji oleju 1000 3000 3 10 5 5 2 150 230 150 10 10 5 5 5 40 40 20 20 100 20 2 1 2 5 3 3 10 40 20 50 80 100 60 50 500 3000 10 10 6 100 100 60 1 1 1 1 1 20 20 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 2 2 5 3 3 10 50 30 60 80 50 50 60 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 III. B. WĘGLOWODORY AROMATYCZNE 1 25 1 75 1 35 1 5 III. C. WIELOPIERŚCIENIOWE WĘGLOWODORY AROMATYCZNE Naftalen 5 20 Antracen 5 20 Chryzen 5 20 Benzo(a)antracen 5 20 Dibenzo(a, h)antracen 5 20 Benzo(a)piren 5 20 Benzo(b)fluoranten 5 20 Benzo(k)fluoranten 5 20 Benzo(ghi)perylen 5 20 Indeno(1, 2, 3 -c, d)piren 5 20 VI. POZOSTAŁE ZANIECZYSZCZENIA Tetrahydrofuran 0, 1 1 Pirydyna 0, 1 1 Tetrahydrotiofen 0, 1 1 Cykloheksan 0, 1 1 Fenol 0, 1 1 Krezole 0, 1 1 Ftalany 0, 1 5 Benzen Etylobenzen Toluen Ksyleny Styren LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Wpływ na środowisko • Występuje niewielka grupa roślin zwanych naftofitami, które doskonale przystosowały się do życia w środowisku zanieczyszczonym substancjami ropopochodnymi oraz wykazują zdolność degradacji tych związków. Najpopularniejsze rośliny to Carex hirta L. tolerująca stężenie 504 g‧kg 1 gleby oraz Linaria • vulgris L. 420 g‧kg-1 gleby (www. igya. pl). Jak podaje Liste i Felgentreu (2010) do najczęściej oznaczanych mikroorganizmów występujących w środowiskach zanieczyszczonych ropopochodnymi należą między innymi bakterie z rodzaju Pseudomonas, Acetobacter, Cornynebacterium oraz grzyby takie jak Candida i Aspergillus. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Metody unieszkodliwiania LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozeznanie problemu Zgodnie z art. 101 a ust. 1 ustawy Prawo Ochrony Środowiska (Poś), zanieczyszczenie powierzchni ziemi ocenia się na podstawie przekroczenia dopuszczalnych zawartości substancji powodujących ryzyko w glebie lub w ziemi. Za dopuszczalną zawartość w glebie i w ziemi substancji powodującej ryzyko uznaje się taką zawartość, poniżej której żadna z funkcji pełnionych przez powierzchnię ziemi nie jest znacząco naruszona (art. 101 a ust. 2 ustawy Poś). LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozpoznanie problemu Etap 1 - Ustalenie działalności gospodarczej mogącej z dużym prawdopodobieństwem powodować historyczne zanieczyszczenie powierzchni ziemi lub stwarzającej ryzyko szkody w środowisku, Etap 2 - Ustalenie listy zawierającej substancje powodujące ryzyko, których wystąpienie w glebie lub w ziemi jest spodziewane na danym terenie, co potwierdzić mają przeprowadzone badania gleby, Etap 3 - Zebranie oraz analiza dostępnych i aktualnych źródeł informacji istotnych dla oceny zagrożenia zanieczyszczeniem gleby lub ziemi na danym terenie, a także dostępnego i aktualnego badania zanieczyszczeń gruntów, zgodnych z ustaloną wcześniej listą substancji powodujących ryzyko, Etap 4 - Wykonanie badań wstępnych (ogólnych) stanu środowiska, Etap 5 - Wykonanie badań szczegółowych stanu środowiska. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozwiązanie problemu Remediacja, zgodnie z załącznikiem nr 1 do Ustawy o odpadach (Dz. U. z 2013 r. z późn. zm. ) stanowi proces R 5 – recykling lub odzysk innych materiałów nieorganicznych. Proces odzysku zanieczyszczonej gleby i ziemi określonej jako odpad zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. z 2014 r. , poz. 1923) kodem 17 05 04, prowadzony będzie metodą ex situ – poza miejscem skażenia gleby w uformowanej pryzmie na płycie remediacyjnej. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozwiązanie problemu 1 pryzma 2 pryzma 3 pryzma LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozwiązanie problemu Pr – płyta remediacyjna, G – zanieczyszczony grunt, Np – namnażalnik preparatu bakteryjnego, B – bioreaktor, Sz – system zraszania odpadu, Zo – zbiornik na odcieki LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Rozwiązanie problemu Pr – płyta remediacyjna, G – zanieczyszczony grunt, B – bioreaktor, Sz – system zraszania odpadu, Zo – zbiornik na odcieki, L – lance, Rs – rurociąg powietrza ssawny, Fp – filtr powietrza, Pp – Pompa powietrza, Rt – rurociąg tłoczny powietrza LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Wyniki badań Nazwa składnika Benzyny C 6 -C 12 Oleje. C 12 -C 5 Suma BETEX benzen toluen etylobenzen ksyleny naftalen fluoren fenantren antracen fluoranten Średnia zawartość mg/kg s. m. przed pr. s. m. po pr. 2500 30000 30 2 5 4 19 4 5 6 1 35 < 50 <1000 <10 <3 <5 <10 <10 Nazwa składnika Średnia zawartość Średnia mg/kg s. m. przed zawartość mg/kg pr. s. m. po pr. Piren 27 < benzo(a)antracen 12 <10 chryzen 1, 5 <10 benzo(b)fluoranten 1, 5 < benzo(k)fluoranten 1 < Benzo(a) piren 1, 5 <5 dibenzo(a)antracen 0, 5 < Benzo(g, h, i)perylen 2 <5 Indeno(1, 2, 3 c, d)piren 2 < LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Wyniki badań LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI Wyniki badań Próbka Parametr TPH 1 (C 6 - C 12) TPH 2 (C 12 - C 35) T mg·kg-1 22 25000 W % 0, 0022 2, 5 mg·kg-1 32 22000 T mg·kg-1 9 6530 % 0, 0032 2, 2 W % 0, 0009 0, 6 mg·kg-1 11 5580 % 0, 0011 0, 5 LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI PODSUMOWANIE 1. Likwidacja zanieczyszczenia substancjami ropopochodnymi środowiska wodno – gruntowego jest na ogół trudna i kosztowna. Skuteczna reakcja na wyciek produktów naftowych wymaga znajomości ich rodzaju, warunków w rejonie wycieku oraz określenia wymaganych do osiągnięcia celów i zakresu działania. 2. Ważną decyzją jest wybór technologii oczyszczania, najlepiej spełniającej postawione przed nią zadanie, wymaga to trafnego określenia zagrożenia dla środowiska, rozpoznania norm i warunków prawnych odnośnie dopuszczalnych koncentracji, mogących wpłynąć na wybór opcji techniki i technologii dekontaminacji. 3. Techniki i technologie dekontaminacji mogą się różnić w zależności od typu produktu naftowego (frakcje lotne, ciężkie itp. ) oraz stopnia likwidacji zanieczyszczenia. 4. Należy pamiętać, że poszczególne technologie usuwania zanieczyszczeń węglowodorowych z gruntów i wód gruntowych są skuteczne w ściśle określonych warunkach środowiskowych. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716

WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ. LABORATORIUM FIZYKO-CHEMICZNYCH I MIKROBIOLOGICZNYCH ANALIZ ODPADÓW AB 1716