Projekti / Programi
Sedimenti v vodnih okoljih: geokemična in mineraloška karakterizacija, remediacija ter njihova uporabnost kot sekundarna surovina
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.06.01 |
Naravoslovje |
Geologija |
Mineralogija in petrologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P420 |
Naravoslovno-matematične vede |
Petrologija, mineralogija, geokemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
sedimenti, antropogeno onesnaženje, geokemija, mineralogija, remediacija, sekundarna surovina, aplikacije v gradbeništvu, trajnostno ravnanje.
Raziskovalci (24)
Organizacije (8)
Povzetek
Predlog projekta se nanaša na problem kopičenja sedimentov v celinskih vodnih telesih in obalnem morju in s tem zmanjševanja nekatere pomembnih funkcij, ki jih imajo ti objekti. Pri tem so še posebno kritične lokacije oziroma sedimenti, ki jih je količnsko veliko in so poleg tega antropogeno onesnaženi. Prvi od teh je sediment v Luki Koper, katerega je za vzdrževanje plovnih poti do terminalov potrebno odstraniti 0,45 mio m3 letno. Ta sediment je mulj, onesnažen s težkimi kovinami in kloridi in kot takšen nenevaren odpadek, za katerega na Obali ni deponijskega prostora. Druga skupina so rečni sedimenti v akumulacijah hidroenergetskih objektov na reki Savi (HE Moste in HE Vrhovo) in reki Dravi HE Dravograd, HE Vuzenica in HE Mariborski otok), ki jih sedaj koncesionarji obvladujejo tako, da jih iz koristnega volumna akumulacije prelagajo v nekoristni del, kar pa generalno gledano pomeni, da se skupna količina sedimentov permanentno povečuje in s tem zmanjšuje volumen akumulacije. Ker so glede na razpoložljive informacije vsi antropogeno onesnaženi, morebitni izredni dogodki, kot so denimo poplave, polutante presedimentirajo na poplavna področja izven struge reke, ki so v nekaterih primerih tudi kmetijska zemljišča. Tretja skupina sedimentov so sedimenti v zaprtih ali polzaprtih jezerih (Blejsko jezero, Šmartinsko jezero), kjer zaradi hidroloških razmer samih in zunanjega onesnaževanja s hranili prihaja do zamuljevanja, evtrofikacije in posledično do prekomernega razvoja alg.
Vsi opisani tipi sedimentov po načelu "Odpadek je surovina" predstavljajo potencialne surovine, predvsem v gradbeništvu, in sicer iz dveh razlogov: (a) v tej panogi je možno porabiti velike količine sedimentov in (b) različnimi postopki remediacije je v gradbenih kompozitih možno nevarne snovi trajno imobilizirati. Sestava sedimentov iz evtotrofno prizadetih jezer je potencialno perspektivna tudi za predelavo v umetne humusne substrate za ekološko sanacijo na nekmetijskih zemljiščih.
Da bi določili optimalen način manipulacije in končno uporabnost za posamezne predlagane tipe sedimentov, je potrebno izvesti sklop raziskav, v katerih bodo pridobljene informacije o: (I) kemičnih, mineraloških in mehansko-fizikalnih karakteristikah materiala, (II) stopnji in vrsti onesnaženja, zlasti o vsebnosti biološko lahko dostopnih polutantov, (III) tehnologijah odstranjevanja sedimenta, primernih za posamezen tip glede na njegove lastnosti in nevarnost širjenja onesnaženja pri manipulaciji pri in po odstranjevanju iz vodnega telesa, (IV) primernih postopkih odstranjevanja vode, morebitnega ločevanja inertnega deleža od onesnaženega in remediacije onesnaženega deleža, (V) optimalnih možnostih okoljsko varne in tehnološko funkcionalne implementacije sedimentov v gradbene proizvode in konstrukcije v skladu z načeli trajnostnega gradbeništva in (VI) načinu predelave sedimentov iz evtotrofno prizadetih jezer v biološke zemljine. Pri vseh aktivnostih, ki so opisane v točkah od III do VI bodo upoštevane morebitne zahteve in/ali omejitve, ki jih nalaga obstoječa zakonodaja ali zakonodaja, za katero je znano, da je na evropskem nivoju že sprejeta ali pa bo sprejeta v kratkem in jo Slovenija mora privzeti v svoj pravni red.
Ključni cilj projekta je postaviti trajnostni okvir za ravnanje z onesnaženimi sedimenti iz vodnih teles na nacionalnem nivoju, s poudarkom na ponovni uporabi v gradbeništvu in okoljskih ureditvah.
Pomen za razvoj znanosti
Odstranjevanje sedimentov iz vodnih teles se v Sloveniji izvaja sporadično, ko pa se, se odstranjeni sediment odloži kot odpadek. S tem na eni strani izgubljamo dragocene vire, na drugi strani pa imajo vodna telesa zaradi nakopičenih sedimentov zmanjšane ključne funkcije. V projektu smo dokazali, da je možno z različnimi tehnološkimi postopki te materiale uporabiti v gradbeniških aplikacijah, v primeru, da so onesnaženi, pa z inovativnimi kombinacijami z drugimi materiali na osnovi odpadkov zagotoviti dolgoročno remediacijo strupenih snovi. Na področju remediacije onesnažene zemljine (kar vključuje tudi sedimente) je vložena prijava mednarodnega patenta, v katerem se s cenenim ter tehnično in zakonodajno izvedljivim postopkom kontaminirana zemljina reciklira v gradbeni proizvod za nasipe. Del raziskav je potekal tudi na področju remediacije onesnažene vode, pri čemer smo uporabili nanodelce ničvalentnega železa. V okviru raziskav so bili proučeni mehanizmi remediacije in optimizirani sami postopki, kar je bistven prispevek k razvoju znanosti na področju uporabe in remediacije sedimentov ter remediacije vode, tako na nacionalnem kot tudi na mednarodnem nivoju. Iz mednarodne povezave z University "Goce Delcev"-Stip, Faculty of Natural and Technical Sciences je bil objavljen en članek. Projekt je prispeval tudi k izobraževanju enega mladega raziskovalca za dosego doktorata (ki sicer še poteka), v okviru katerega še naprej raziskuje remediacijo onesnaženih materialov in vode.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskava je temelj, kako v slovenskem prostoru pristopiti k sanaciji vodnih objektov z veliko količino akumuliranih sedimentov in zlasti, kakšne remediacijske tehnologije uporabiti glede na tip sedimenta in vrsto morebitnega antropogenega onesnaženja. Tematiko projekta so predlagali industrijski partnerji, med katerimi so takšni, ki jim predstavlja ravnanje s sedimenti ključno aktivnost ali pa to zaradi različnih razlogov identificirajo kot problem, in tudi takšni, ki se s temi materiali v praksi direktno ne ukvarjajo (pač pa z drugimi vrstami odpadkov), vendar so prepoznali, da z ekstrapolacijo in optimizacijo rešitve na tem področju lahko integrirajo v svojo prakso (npr. na področje blat iz komunalnih čistilnih naprav ali muljev iz galvanizacijskih postopkov). To zadnje potrjuje, da je tematika širšega nacionalnega pomena. Rezultati raziskovalnega projekta bodo tako na razpolago in v pomoč v prvi vrsti sofinancerjem, preko Priročnika in nadaljnje diseminacije razultatov pa tudi širši strokovni javnosti (upravljavcem vodnih teles, imetnikom odpadkov – iz različnih področij dejavnosti – gradbenikom in projektantom). Pričakovana sinergija na področju uporabe in remediacije sedimentov z industrijskimi odpadki in nove prakse na področju ravnanja z drugimi vrstami odpadkov (vse za končno rabo v gradbeništvu) bo prinesla pozitivne okoljske in ekonomske učinke. S tem se bo zmanjšalo obremenjevanje okolja, saj to pomeni manjšo porabo naravnih surovin, boljšo izkoriščenost lokalnih surovin, zaradi uporabe novih materialov in postopkov tudi manjšo porabo energije in izpustov toplogrednih plinov. Samo odstranjevanje sedimentov bo vplivalo tudi na večjo funkcionalnost vodnih objektov ter izboljšalo kakovost teh ekosistemov. Z ohranjanjem in izboljševanjem okolja pa se bo nedvomno tudi povečala kvaliteta življenja prebivalcev Republike Slovenije. Projekt je dal tudi produkt, ki je že validiran tudi na testnem polju, kar pomeni, da je praktično na stopnji trženja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
