Projekti / Programi
Vpliv geotehničnih zasipov iz recikliranih materialov na podzemno vodo
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P000 |
Naravoslovno-matematične vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
reciklirani odpadki, geotehnični kompozit, monitoring, izlužki, krožno gospodarstvo.
Raziskovalci (21)
Organizacije (4)
Povzetek
Pri različnih industrijskih procesih nastajajo znatne količine stranskih proizvodov in odpadnih materialov, ki jih je možno koristno uporabiti, zlasti v gradbeništvu. Nekateri od teh materialov se v geotehniki množično uporabljajo kot alternativna naravnim surovinam, predvsem naravnemu agregatu. Predpogoj za koristno uporabo recikliranih materialov je njihova okoljska sprejemljivost in njihova tehnična ustreznost. V primerjavi z naravnimi surovinami lahko reciklirani materiali vsebujejo večje koncentracije potencialno nevarnih snovi. To dejstvo vpliva na določene omejitve glede uporabe recikliranih materialov. Ob stiku recikliranega materiala z vodo lahko pride do sproščanja onesnaževal v okolje.
Z uporabo recikliranih materialov za proizvodnjo geotehničnih kompozitov (gre za skrbno načrtovano in izvedeno mešanje različnih recikliranih materialov) je mogoče pridobiti kemično inertne materiale, v katerih so potencialno nevarne snovi učinkovito imobilizirane. Dobljeni kompoziti se uporabljajo predvsem kot material za geotehnične zasipe. Vendar se glavna skrb glede uporabe novih kompozitov nanaša na nezadostno poznavanje okoljskih lastnosti teh materialov. Iz tega razloga je treba temeljito in celostno preučiti izluževanje potencialno nevarnih snovi iz omenjenih novih kompozitov.
Eden glavnih namenov projekta je preučiti usodo onesnaževal, ki se lahko sprostijo iz treh novih izbranih kompozitov proizvedenih in vgrajenih v geotehnične zasipe s strani podjetij TERMIT in HARSCO. Preučevani materiali imajo različne izluževalne potenciale. Ker je potencialno nevarne snovi sproščene iz kompozitov težko detektirati in posledično transportni procesi teh snovi v geološki podlagi niso v celoti pojasnjeni, predstavlja tu predlagana raziskava izziv tako iz znanstvenega, kot iz razvojnega vidika. Poudariti je treba, da danes obstaja vse večje zanimanje za razvoj zanesljivih, cenovno ugodnih in časovno čim bolj sprejemljivih orodij za spremljanje prisotnosti antropogenih onesnaževal v zemljini in podzemni vodi. V tu predlaganem projektnem predlogu naslavljamo prav te zahteve.
Kompoziti narejeni na osnovi recikliranih materialov bodo vgrajeni na pilotnem testnem polju v lasti podjetja TERMIT. Izbrani bodo materiali, ki so relativno pogosto zastopani, razmeroma težko reciklabilni in nekateri od njih vsebujejo komponente, ki jih je težko imobilizirati. Del kompozitov bo vgrajen v obliki klasično zgoščenega zasipa, del pa bo namenoma nezgoščen. V tem drugem primeru bomo simulirali manj ugodne pogoje, ki so povezani z večjo vodo-prepustnostjo kompozita. Izlužke bomo vzorčevali s pomočjo lizimetrov. V zbranih vzorcih bomo preučevali prisotnost /vsebnost onesnaževal. Uporabili bomo tudi pasivne vzorčevalnike za določanje sproščenih onesnaževal v zemljini in podzemni vodi.
Predlagani projekt ima sledeče cilje:
· Določiti prisotnost potencialno toksičnih snovi v izlužku iz preučevanih kompozitov (zanima izluževanje potencialno strupenih elementov iz geotehničnih zasipov).
· Določiti vpliv hidroloških dejavnikov na delež izlužka in njegov vpliv na kvaliteto podzemne vode, pri čemer bomo upoštevali transport potencialno toksičnih elementov skozi različne vrste zemljine.
· Izpopolniti metodo za vzpostavitev učinkovitega monitoringa potencialno toksičnih elementov sproščenih iz geotehničnih zasipov na osnovi recikliranih materialov v zemljino in podzemno vodo.
· Izdelava priporočil o izbiri in uporabi optimalne kombinacije metod za monitoring in priporočil za obdelavo in interpretacijo dobljenih podatkov.
· Izboljšati metodo za vključevanje podatkov o izlužkih, ki vplivajo na toksičnost podzemne vode, v LCA.
· Poiskati nove poslovne poti na področju krožnega gospodarstva in izboljšanje industrijsko simbiozo.
· Razviti orodja s katerimi bodo odločevalci in predstavniki industrije lahko sami ocenjevali trajnost uporabljenih postopkov.
· Vzpostaviti široko sociološko odobravanje uporabe recikliranih materialov tudi na področju geoteh
Pomen za razvoj znanosti
Pomeni za razvoj znanosti/stroke so naslednji:
1) Razvoj inovativnega postopka za izvedbo učinkovitega, enostavnega, ter cenovno in časovno ugodnega monitoringa vgrajenih gradbenih proizvodov iz recikliranih odpadkov na okolje (zemljina, podzemna voda);
2) nova spoznanja na področju izluževanja gradbenih proizvodov iz recikliranih odpadkov v geološko podlago (razvoj novih modelov mobilizacije onesnažil v različnih zemljinah);
3) validacija laboratorijskih modelov izluževanja na osnovi konkretnih podatkih iz terena;
4) razvoj novih modelov računanja vplivov na okolje v okviru LCA metode na osnovi dejanskih podatkov iz laboratorija in terena, zlasti v kategorijah ekotoksičnosti, zakisovanja in evtrofikacije.
Izpusti iz gradbenih proizvodov iz recikliranih materialov, uporabljenih v geotehnične namene kot so sanacija rudarskih prostorov, so še vedno slabo preučeni. V okviru projekta bomo razvili in kritično ovrednotili učinkovitost novih predlaganih metod za validacijo okoljskih vplivov proizvodov iz recikliranih materialov, ki so kombinacija laboratorijskih izluževalnih testov in terenskega monitoringa. Ovrednotili bomo nove standardne laboratorijske modele za izluževanje, ki so trenutno v postopku javne obravnave in jih kalibrirali s podatki iz terena. Projekt bo prav tako imel neposredni učinek na nagradnjo orodij za analizo življenjskega cikla z novimi modeli, ki bodo povezovali dejanske izmerjene vrednosti izluževanja v zemljino in podzemno vodo z okoljskimi vplivi tekom celotnega življenjskega cikla. Pri razvoju novih modelov se bomo med drugim oprli na rezultate kratkotrajnih in dolgotrajnih izluževalnih modelov.
Projekt je izrazito interdisciplinaren in se ukvarja z aktualno slovensko in svetovno problematiko izrabe naravnih virov v gradbeništvu ter ostalimi okoljskimi problemi ter mitigacijo problema z uporabo odpadkov kot sekundarnih surovin. Pričakujemo, da bo imel pozitiven vpliv na povezovanje znanstvenih ved varstvo okolja, geologije (ohranjanje naravnih virov mineralnih surovin in ohranjanje kvalitete podzemne vode) in gradbeništvom. Kot pravi Blankendaal et al. (2013), je potencial za zmanjšanje izrabe primarnih virov zaradi recikliranja lahko zelo izrazit, saj so aktivnosti povezane z gradbeno industrijo odgovorne za porabo 40 % vseh materialov v svetovni ekonomiji. Te aktivnosti proizvedejo tudi 50 % vseh svetovnih toplogrednih izpustov.
VIR:
Blankendaal, T., Schuur, P., Voordijk, H., 2013. Reducing the environmental impact of concrete and asphalt: a scenario approach. Journal of Cleaner Production 66, 27-36.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt neposredno rešuje problem družbene sprejemljivosti novih krožnih ekonomskih poslovnih modelov z uporabo sekundarnih surovin, saj obstaja veliko nezaupanje med deležniki, da gre za »ravnanje z odpadki«, ne pa za pridobivanje sekundarnih surovin, ki je ena izmed glavnih alinej krožnega gospodarstva.
TERMITOV poslovni model recikliranja različnih odpadkov v gradbene proizvode za sanacijo rudarskih prostorov je eden izmed najbolj razvitih modelov industrijske simbioze v Sloveniji, kjer odpadek enega postane surovina drugega in ki vključuje številne deležnike iz različnih industrijskih panog (metalurgija, papirništvo, komunala), gradbeništva in rudarstva. Poslovni model povečuje konkurenčnost vseh vključenih sektorjev zaradi nižje cene prevzema odpadkov, nižje cene surovin, hkrati pa zmanjšuje vplive na okolje. Neposredni učinki projekta na TERMIT in TERMITOVO vrednostno/dobavno verigo so naslednji:
1) Rezultati analiz, izvedenih v projektu, bodo omogočili boljše komuniciranje na osnovi znanstvenih dejstev z različnimi deležniki, zlasti z odločevalci in lokalno skupnostjo. To bo prispevalo k boljšemu sprejemanju poslovnega modela in uspešnemu pridobivanju t.i. družbene licence, kjer lokalna skupnost prepozna njegove številne dobrobiti (nova delovna mesta, boljša prepoznavnost skupnosti ipd.) in pomen za lokalno skupnost.
2) Vključevanje več akterjev v vrednostno/dobavno verigo (več recikliranja, več proizvodov iz sekundarnih surovin) zaradi boljše prepoznavnosti modela.
3) Izboljšanje lastne snovne, okoljske in ekonomske učinkovitosti z uporabo novih hibridnih orodij za preverjanje ekonomske in okoljske učinkovitosti (npr. identifikacija in odpravljanje vročih točk v procesih…).
Boljša prepoznavnost Termitovega krožnega poslovnega modela bo imel neposreden učinek na razvoj trajnostnega slovenskega gradbeništva (ki je največji porabnik surovin!). Gradbena zakonodaja že omogoča in spodbuja uporabo sekundarnih surovin, ki pa je v praksi slaba, med drugim tudi zaradi številnih miselnih ovir gradbenih podjetij in investitorjev kot so nezaupanje v proizvode, dragi začetni stroški testiranja in kontrole v primerjavi s konvencionalnimi proizvodi ipd.. Večja prepoznavnost Termitovega modela zaradi projekta bo omogočil efekt vala pri razvoju podobnih poslovnih modelov, zlasti med SMP, ki v gradbeništvu prevladujejo. Pričakujemo, da bo projekt prav tako vplival na razvoj različnih spodbud za uporabo sekundarnih surovin v gradbeništvu (npr. v okviru zelenih javnih naročil), zaradi katerih bo uporaba sekundarnih surovin v gradbeništvu postala obveza in ne samo možnost.
Z vpeljavo novih načinov preverjanja okoljskih vplivov gradbenih proizvodov iz sekundarnih surovin bo projekt neposredno vplival tudi na nekatere okoljske in zakonodajne postopke, kot so npr. vpeljava »end-of-waste« kriterijev ter poenostavitev/sinhronizacija postopkov na področju prehoda odpadka v proizvod s stališča vseh zakonodaj, okoljske, gradbeniške in rudarske.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
