Környezeti kárelhárítás

1. Környezeti kárelhárítás Dr. Fleit Ernő Egyetemi docens Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék fleit@vkkt.bme.hu463-4260

2. Időrend és tantárgyi követelmények • 14 hét (2x 14 óra) • Kb. 6-8 esettanulmány • November közepe: 1 ZH • Vizsga: Írásbeli teszt (szóbeli/írásbeli javítási lehetőséggel) • Konzultációk

3. Miről lesz szó – és miről nem? A tantárgy expozíciója • Esettanulmányok • Alapfogalmak • Kockázatelemzési módszerek • Szennyezőanyagok típusai • Kármentesítés technológiák • Jogszabályok (hazai és EU) • Hazai intézményi háttér - költségek

4. A félév tematikus menete • Környezeti kockázatelemzés - kockázatbecslés (határértékek megállapítása) • Szennyezőanyagok (prioritásszennyezők, EQS értékek) • Kis vízfolyások hazai problémái (Által-ér és fővárosi folyóvizeink) • Olajszennyezések kárelhárítása (felszíni vizek) • Talajkármentesítési módszerek – talajtani alapfogalmak • Havária szennyezések (tiszai cianid, dunai piretroid) • Kármentesítési előírások („menetrend”) és módszerek • Biohazard: állati tetemek elhelyezése (madárinfluenza és SZKF) • Újabb kihívások – EDS anyagok (gyógyszermaradványok, hormonok)

5. Esettanulmányok és tanulságok • Felszíni vizek • Által-ér havária helyzet (2003) • Budapesti kisvízfolyások (2003) • Tiszai cianid szennyezés (2000) • Chinoin piretroid (1998) • Szennyezett árterek (Sajó-Hernád) 1996-2000

6. Talajok és felszínalatti vizek • Ipari „megasites” (DAM, SAC, TVK, BorsodChem) • Felhagyás (bauxitbányák, erőművi zagyterek) • Olajszennyezések (felszíni vízen is !!!) • PCB szennyezések • Vízbázis védelem • Nemzeti Kármentesítési Program

7. Egyéb rehabilitációs témák • Bányatavak rehabilitációja (Ócsa) • Tókotrás (Göd, 2000, dunai holtágak) • Állati tetemek elhelyezése (BSE-FMD járvány 2000)

8. Néhány alapfogalom és kérdés • A környezet fogalma • Környezeti közegek (elemek) • Ökológiai környezet • Épített környezet • A környezeti károk fogalma • A degradációs folyamatok és észlelésük (de gradatio~ latin)

9. Mit lehet kármentesíteni? • Felszín alatti víz: minden, a föld felszíne alatt a telített zónában elhelyezkedő víz, amely közvetlen érintkezésben van a földtani közeggel • Földtani közeg: a föld felszíne és felszín alatti rétegei (a talaj, a kőzetek, beleértve az ásványokat és ezek természetes és átmeneti formáit) • Talaj: a földtani közeg legfelső rétege, ami ásványi részecskékből, szerves anyagból, vízből, levegőből és élő szervezetekből áll • Felszíni vizek

10. Fogalom meghatározások: 10/2000. (VI. 2.) KöM-EüM-FVM-KHVM együttes rendelet • (A) háttér koncentráció: reprezentatív érték, egyes anyag természetes vagy ahhoz közeli állapotot jellemző koncentrációja a felszín alatti vízben, illetve a talajban • (B)szennyezettségi határérték: felszín alatti víznél az ivóvízminőség és a vízi ökoszisztéma igényei, földtani közeg esetében a talajok multifunkcionalitásának és a felszín alatti vizek szennyezéssel szembeni érzékenységének figyelembevételével meghatározott kockázatos anyag koncentráció • (Ci) intézkedési szennyezettségi határérték: egy adott terület - külön jogszabály szerinti ((Lásd: 33/2000. (III. 17.) Korm. r.)) - szennyeződés érzékenységétől függően meghatározott kockázatos anyag koncentráció, amelyet meghaladó érték esetén - (E) egyedi szennyezettségi határérték vagy (D) kármentesítési szennyezettségi határérték hiányában - a környezetvédelmi felügyelőségnek intézkednie kell (C1 = Fokozottan érzékeny-, C2 = Érzékeny-, C3 = Kevésbé érzékeny terület);

11. Szennyezőanyag típusok • „Hagyományos” szennyező anyagok • Szerves mikroszennyező anyagok (TPH, PAH, PCB, egyéb) • Szervetlen mikroszennyezők (toxikus nehézfémek) • BTEX vegyület csoport • Dioxinok és más rákkeltő anyagok • Peszticidek

12. „Hagyományos” szennyező anyagok • Ammónia/ammónium • Disszociációs egyensúly • Toxicitás • Nitrit és nitrát • Methaemoglobinaemia • Hipertónia • Karcinogén hatások • Eutrofizációs hatások

13. Ammónia – ammónium (nyers, betöményedett szennyvizek és ipari balesetek) Ionizálatlan NH3 a teljes (NH4+NH3) ammónium tartalom %-ban kifejezve (hőmérséklet és pH függése) % NH3 (összes ammónium) Temp (F) pH 6.5 pH 7.0 pH 7.5 pH 8.0 pH 8.5 68 .13 .40 1.24 8.82 11.2 77 .18 .57 1.77 5.38 15.3 82 .22 .70 2.17 6.56 18.2 86 .26 .80 2.48 7.46 20.3

14. Az ammónia toxicitása (édesvízi halak) Letális ammónia koncentrációk (pH, és expozíciós idő függvényében) pH Időtartam Letális ammónia koncentrációk (mg/l) Összes NH3 (szabad) 6.5 1-hr 14.3 0.036 4-d 0.73 0.002 7.0 1-hr 11.6 0.093 4-d 0.74 0.006 7.5 1-hr 7.3 0.181 4-d 0.74 0.019 8.0 1-hr 3.5 0.26 4-d 0.47 0.035 8.5 1-hr 1.3 0.26 4-d 0.17 0.035

15. pH, hőmérséklet és szabad (nem-ionizált ammónia): Boulder Creek, Colorado

16. pH és NH3 A pH napszakos ciklusa Sejt belső Véráram Az ammónia egyensúlyt tart a membrán két oldalán

17. Mi az ammónia? • Az ammónia színtelen, de erősen szúrós szagú gáz. Nagyon jól oldódik vízben és általában vizes oldatában árulják. • Az ammóniát az ammonifikációs folyamatokban baktériumok állítják elő (növényi, állati és emberi hulladékokból). • Az ammónia esszenciális vegyület sok biokémiai folyamatban. • A termelt ammónia zömét műtrágyaként hasznosítják. Keletkezik továbbá a textil, műanyag, robannóanyag gyártáskor, ill. papír és tisztítószeriparban, ill. hűtőközegként is használják (hűtőgépekben).

18. Hasznos tudnivalók (NH3) • Az ammónia természetes és mesterséges eredetű gáz is lehet. • Folyékony ammóniát sok háztartási tisztítószer is tartalmaz (pl. Welldone). • Az ammónia irritálja a szemet, bőrt, orrot, torkot és a tüdőt. • Magas expozíciós szintek égést okoznak. • Az USA-ban az ismert 1613 „high priority” szennyezett terület közül 134 esetében az ammónia is problémát jelent (US EPA).

19. Ammónia expozíció • Mindenki, rendszeresen ki van téve alacsony szintű ammónia expozíciónak (levegő, táplálék, talaj és víz). CIGARETTA!!! • Az ammóniának erős, irritáló szaga van ezért hamarabb megérezzük, mintsem, hogy kárt okozzon. • A földre kiszórt ammónia műtrágyát belélegezzük, illetve még nagyobb részével a talajvizet szennyezzük. • Ammónia expozíció bekövetkezhet ipari balesetektől, lukadásoktól, vasúti vagy közúti szállítás közben

20. Nitrit és nitrát Hatásukra methaemoglobin képződik a vérben, és ezzel a vér oxigénszállító funkciója csökken. Abnormálisan megnövekvő methaemoglobin szintet okozhatnak még a különböző toxikus hatások is: pl. nitritek, vagy indirekt oxidánsok, mint pl. a metilén kék, nitroglicerin, ezüst nitrát, nátrium nitrát és szulfonamidok. Az ilyen vérnek sötét, ‘csokoládé' színe van, szemben a cianotikus vér sötét-kékes színével.

21. Methaemoglobinaemia • Fötális (magzati) hemoglobin • „Blue baby” betegség (cianózis)

22. Minamata megbetegedések: Higany W. E. Smith & A. M. Smith

23. A hatvanas évek felfedezettjei: mikroszennyezők mg-μg/liter mennyiségekben MIKROSZENNYEZŐK 1 μg/liter = 1 ppb = 1/1000000 000

24. További meglepetés forgatókönyvek (1) Interszex, halak, emlősök hermafroditizmusa (2) Az aktív spermaszám csökkenése és tumorok (teszticuláris, prosztata, etc.)

25. Okok: számos anyagféleség • Vegyi ipari és mezőgazdasági anyagok (DDT, PCB, atrazin, dioxinok, nehézfémek, lágyítók, „plasticiser” - ftalátok etc.) • Gyógyszerek (fájdalomcsillapítók, antibiotikumok, béta blokkolók, etc.) • Hormonális készítmnyek(oráliskontraceptívumok,thyroid gyógyszerek) • Természetes hormonok (fito-ösztrogének) • Kozmetikumok … ezeket EDS anyagoknak hívjuk, melyek akár a ng/liter koncentrációban hatnak - nanoszennyezők

26. Szerves mikroszennyező anyagok (TPH, PAH, PCB) • TPH – total petroleum hydrocarbon • PAH – polyaromatic hydrocarbons • PCB – polychlorinated biphenyls • BTEX – benzol, toluol, etil-benzol, xilol

27. TPH határértékek (mg/kg) talaj és (μg/l) talajvíz A B C1 C2 C3 50 100 300 3000 5000 Összes alifás szénhidrogén (TPH) C5-C40 MSZ 21470-94: GC-FID

28. Benzol és alkilbenzolok (BTEX)

29. BTEX - alapok BTEX (akronima: benzol, toluol, etilbenzol és xilolok). Ezek olajipari termékek. Az etilbenzol a gázolajban és a kerozinban (repülés) használt segédanyag. Benzolt a szintetikus anyag gyártásban használnak sokat: szintetikus gumi, műanyagok, nylon, rovarölőszerek és festékek. Toluolt festékek, bevonatok, gumik, olajok és gyanták hígítására használnak. Etilbenzol: festékek, tinták, műanyagok és peszticidekben használnak. Xilolokat: nyomdaipar, gumigyártás és bőripari alkalmazásokban találhatunk. Többnyire együtt, egymással keverten fordulnak elő!

30. BTEX - pl. a benzinkutak hatása (http://www.clu-in.org/remed1.htm)

31. Mik a PAH-ok? (Policiklikus aromás szénhidrogének) Naftalin Acenaftilén Acenaftén Fluorén FenantrénAntracén Fluorantén Pirén Benz(a)antracén Krizén Benz(b)fluorantén Benz(k)-fluoranténBenz(e)pirén Benz(a)pirén Indenol(1,2,3-cd)-pirén Dibenz(a,h)-antracén

32. PAH • Már a norvég fjordok sem a régiek… élelmiszer tilalom (kagyló) az Alterneset-Andfiskĺ területen (PAH és nehézfém szennyezés miatt).

33. PAH-ok eredete és felhasználása • Bizonyos PAH-okat gyártanak is, a tiszta PAH-ok szintelen, fehér, vagy sárga szilárd anyagok. • PAH-okat találhatunk: szénkátrányban, nyersolajban, tetőfedő és útburkoló kátrányokban és szurkokban, néhányat a festékipar, gyógyszerészet és peszticid ipar is felhasznál. • Bizonyított rákkeltők és teratogének

34. PCB (poliklórozott bifenilek) • A molekula szerkezete (200 db. feletti molekulaféleség)

35. PCB-k - tulajdonságok • Bioakkumulációs hajlam • Magas zsíroldékonyság • Lassú degradáció (fizikai és biológiai) • Karcinogenitás, idegrendsszeri és immunhatások, endokrin hatások • 1979 óta tilos a felhasználásuk és gyártásuk (US EPA) • http://www.epa.gov/opptintr/pcb/effects.html

36. Kezelés/felhagyás/lezárás Termális destrukció PCB tartalmú kábelek és transzformátorok bontása Kémiai deklorináció Vegyi hulladék lerakók Fizikai szeparáció Kármentesítés (komplex) Égetés (incineráció) Csővezetékek eltávolítása/kármentesítése

37. Nehézfémek – tox. fémek • Higany • Kadmium • Arzén (ez nem-fémes elem!!) • Réz • Cink • Ólom • Nikkel

38. Nehézfém források, nyelők és expozíciós utak

39. Nagy kommunális SZVT átlagos nehézfém kibocsátásai