Gruiz Katalin, Vaszita Emese és Siki Zoltán. Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. zat- menedzsmentje

Átírás

1 Gruiz Katalin, Vaszita Emese és Siki Zoltán Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Bányászati eredető diffúz szennyezettség g környezeti k kockázat zat- menedzsmentje

2 Tartalom Cél Diffúz szennyezettség Modellterület ismertetése Környezeti kockázatmenedzsment koncepció alapja, szempontjai, részei Környezeti kockázatfelmérés és a kockázatcsökkentés célértéke Következtetések

3 CÉL Pontszerő és diffúz szennyezıforrások kockázatának felmérését és kockázatalapú remediációját támogató környezeti kockázatmenedzsment koncepció kidolgozása: környezeti kockázat felmérése (felszíni víz) kockázatcsökkentés célértékének meghatározása a kvantitatív kockázat függvényében

4 Diffúz szennyezettség eredete Mezıgazdasági Legelık, Állattartás Növényvédelem Mőtrágyahasználat Városi használat Közlekedés Benzinkút Parkolók Városi szennyvízelvezetés Ipari, bányászati Hulladéklerakatok Bányászati hulladékok

5 Jellemzıi A diffúz szennyezettség Térben nagy kiterjedéső : nagy fajlagos felület, nagy reaktív felszín Domináns kockázat a víz szennyezıdése A szennyezıanyag-terjedés bonyolultabb: a forrás végtelen sok pont Nem csak akut, hanem krónikus kockázat Kezelése Más megközelítés a kockázatmenedzsmentben: integrált kockázati modellen alapszik, de a terjedést nem lehet hagyományos módon modellezni A terjedés modellezése GIS alapú : kumulatív számítás GIS alapú transzport modellel Kiszámítható a kibocsátás: az elırejelezhetı környezeti kockázat Elırejelezhetı a kibocsátás csökkentés hatása Kiszámítható a remediáció célértéke Nem körülhatárolhatóak, nem távolíthatóak el Kockázat csökkentése a kibocsátás ill. a transzportútvonalak korlátozásával

6 Modellterület ismertetése Gyöngyösoroszi Toka patak vízgyőjtıje: 25km 2 Víz zóna: 10km 2 Üledék zóna Talaj zóna

7 A bányaszat fı objektumai Bányameddıhányók Bányameddıhányók Bányavíz-kezelı üzem Ipari víztározó Flotációs üzem Flotációs meddıhányó Mezıgazdasági víztározó Gyöngyösi tó

8 A modellterület ismertetése: Toka északi vízgyőjtıje Szennyezıforrások: pontszerő és diffúz ( bányameddıhányók) Szennyezıanyagok: Cd, Zn, Pb, (As) szulfidércekbıl Folyamatok: erózió meddıkızet mállása és fémek esı általi kilúgzása biológiai kioldással párosul (bioleaching) savas környezet fémmel telített savas csurgalék megoszlás Domináns kockázat: Felszíni víz fémtartalma Szennyezıanyag transzport: felszínen lefolyó víz

9 Környezeti kockázatmenedzsment koncepció alapja Transzport modell Forrás Pont vagy diffúz szennyezettség Talaj Felszín alatti víz Üledék Felszíni víz Levegı Környezeti elem Ember Természetes és mezıgazdasági Lebontók Expoziciós modell Termelık Fogyasztók Területhasználat

10 Környezeti kockázatmenedzsment lépései 1. A terület koncepció modelljének (doboz-modell) felállítása 2. GIS adatbázisának létrehozása 3. Lépcsızetes, területspecifikus környezeti kockázatfelmérés 4. A kívánatos kockázatcsökkentés kiszámítása a területszpecifikus célérték és a természetes kockázatcsökkentı kapacitás segítségével

11 1. A víz zóna koncepció modellje

12 Toka patak északi vízgyőjtıjének vízmérlege Területre érkezı víz Bejövı víz típusa Összes bejövı % Bejövı víz mennyisége Víz formája Csapadék 100% m 3 /nap/10km 2 Esı, hó Beszivárgó víz 42% m 3 /nap/10km 2 Pórusvíz, talajnedvesség Felszín alatti lefolyás 16% 3248 m 3 /nap/10km 2 Lefolyás Felszíni lefolyás 16% 3248 m 3 /nap/10km 2 Lefolyás Biomassza víztartalma 4% 767 m 3 /nap/10km 2 Növényi víztartalom Páratartalom 10% 2451 m 3 /nap/10km 2 Evapotranszpiráció Kifolyás 12% 2451 m 3 /nap/10km 2 Toka patak Összes 100% m 3 /nap/10km 2

13 2. GIS adatbázis létrehozása Területre esı átlag éves csapadékmennyiség: 756 mm/év Vízmérleg, kvantitatív kockázatfelmérés Víz zónából kifolyó vízmennyiség és vízminıség Vízmérleg, remediáció célérték számítás Meddıhányók, környezı talaj fémkoncentrációja in situ mérésekkel Szennyezett területek lehatárolása és térképezése

14 As, Pb, Zn eloszlása a talajban a Toka patak mentén

15 3. Lépcsızetes, iteratív területspecifikus környezeti kockázatfelmérés Kvalitatív kockázatfelmérés Kvalitatív kockázati pontszám Rangsorolás pontszám alapján Kvantitatív veszélyfelmérés Kvantitatív kockázatfelmérés Kvantitatív veszély a forrás kibocsátása alapján Kvantitatív kockázat a legérzékenyebb területhasználat alapján Rangsorolás és döntés a kockázatcsökkentésrıl Célérték meghatározása Kockázatcsökkentési módszer kiválasztása Pontszerő források remediációja Diffúz források remediációja Költségszámítás

16 Kvalitatív kockázatfelmérés Célja: Elızetes kockázatfelmérés Elve: Integrált kockázati modell ( forrás- transzportútvonalreceptorok) Pontszámokra fordítja a kockázat mértékét (nem használ mennyiségi adatokat, csak pontszámokat, egy területés probléma-specifikusan összeállított adatlap alapján Eredménye: relatív eredményt ad, a valós kockázat mértéke nem becsülhetı meg, csak az egyes szennyezı-források relatív sorrendje

17 Pontszerő és diffúz szennyezıforrások rangsorolása pontszám szerint ( Kvalitatív kockázatfelmérés) Szennyezıforrások Kockázati pontszám Mennyiség tonna Javaslat kockázat-csökkentı intézkedésre Flotációs meddıhányó Teljes izolálás 14 meddıhányó a szállítási útvonalon eltávolítás Altáró meddıhányó 84, in situ remediáció Károly táró meddıhányó 81, eltávolítás Új Károly-táró I meddıhányó 79, eltávolítás Új Károly-táró II, bányameddı 79,5 800 eltávolítás Péter-Pál akna, bányameddı 75, eltávolítás Katalin táró, bányameddı 73, eltávolítás 14 meddıhányó diffúz szennyezıforrás in situ remediáció 15 meddıhányó diffúz szennyezıforrás > revegetáció

18 Cél Kvantitatív veszélyfelmérés a forrás kibocsátásának kvantitatív felmérése Paraméterek a területrıl távozó vízmennyiség = lefolyó víz csapadékból + átfolyó víz területre máshonnan érkezı átfolyó vízmennyiség. (GIS Lefolyási modell alapján, ArcGIS 9 ArcView ) egységnyi vízzel kioldható fémmennyiség (talaj mikrokozmosz kioldási kísérletbıl) Eredmény a pont és/vagy diffúz forrásból kibocsátott fémmennyiség = területrıl távozó vízmennyiség * egységnyi vízzel kioldható fémmennyiség Elırejelezhetı környezeti koncentráció (PEC) az elızetes rangsorolás finomítása

19 Kvantitatív veszélyfelmérés Felületre érkezı csapadék Területre máshonnan érkezı átfolyó víz + Területrıl távozó átfolyó víz Felületrıl távozó víz

20 Kvantitatív veszélyfelmérés Területrıl távozó vízmennyiség m 3 /év Szennyezıforrások Felszín Vízgyőjtı terület Lefolyó víz csapadékból Átfolyó víz m 2 m 2 m 3 /év m 3 /év (15) pontforrás összege (14*+15**) diffúz forrás maradó diffúz (15) * diffúz I: kémiai + fitostabilizáció ** diffúz II: revegetáció

21 Kvantitatív veszélyfelmérés Egységnyi vízzel kioldható fémmennyiség (talaj mikrokozmosz kémiai és biológiai kioldási kísérletbıl) Fém Minimum Átlagos Maximum kibocsátás kibocsátás kibocsátás µg/lit µg/lit µg/lit As Cd Cu Pb Zn

22 Kvantitatív veszélyfelmérés Fémkibocsátás direkt csapadékkal minimum és maximum közötti intervallumban, a legkisebb és legnagyobb szennyezettségő bányameddı csoport szerint Csapadékból felszínrıl lefolyó vízzel kioldott fém (kg/i. év) As Cd Cu Pb Zn

23 Kvantitatív veszélyfelmérés Fémkibocsátás átfolyó vízzel, minimum és maximum közötti intervallumban, a legkisebb és legnagyobb szennyezettségő bányameddı csoport szerint As Átfolyó vízzel kioldott fém (kg/i. év) Cd Cu Pb Zn

24 4. Kockázatcsökkentés célértéke Paraméterek: aktuális kibocsátás pontforrások eltávolítása után (közepes kibocsátás a mikrokozmosz kísérletbıl) Toka patakban mért koncentráció (Tmk) természetes kockázatcsökkentési kapacitás (TKCsK) szennyezıforrások minimum kibocsátása során (konzervatív megközelítés) elırejelezhetı károsan még nem ható koncentráció (PNEC), ami területspecifikus hatáson alapuló célkoncentráció (HAH) (Toka patak mint érzékeny ökológiai élıhely és terület háttérkoncentrációja figyelembevételével) Eredmény: megengedett maximum kibocsátás (MMK) = kockázatcsökkentés célértéke

25 A terület természetes kockázatcsökkentı kapacitása és a megengedett maximum kibocsátása számítása Kibocsátás: Kc min, Kc közepes, Kc max As: µg/l Cd: µg/l Pb: µg/l Zn: µg/l TKcsK: : Természetes kockázatcs zatcsökkentı kapacitás (TKcsK min = Kc min /Tmk) As: : 3.0 (66%) Cd: 50 (98%) Pb: 3.4 (70%) Zn: : 30 (97%) MMK: Megengedett maximum kibocsátás (MMK= MMK=TKcsK min * HAH max ) As: : 30 µg/l Cd: 50 µg/l Pb: 33 µg/l Zn: : 3000 µg/l Tmk: Toka patakban mért koncentráció As: 50 µg/l Cd: 2 µg/l Pb: 30 µg/l Zn: 800 µg/l HAH max : Hatáson alapuló cél/határérték (PNEC) As: 10 µg/l Cd: 1 µg/l Pb: 10 µg/l Zn: 100 µg/l

26 A kémiai k stabilizáci ció hatása Átlagos kibocsátás (Kc max ) As: 350 µg/l Cd: 300 µg/l Pb: 200 µg/l Zn: µg/l Kémiai stabilizáció (pernye) As: 33% Cd: 99% Pb: 50% Zn: 99% Kémiai stabilizáci cióval csökkentett kibocsátás As: 230µg/l Cd: 3 µg/l Pb: 100 µg/l Zn: 540 µg /l Természetes kockázatcsökkentés As: : 66% Cd: 98% Pb: 70% Zn: : 97% Csökkentett kibocsátás s kémiai k stabilizáci ció + természetes kockázatcs zatcsökkentés s hatására As: : 76 µg/l Cd: 0.2 µg/l Pb: 30 µg/l Zn: 16 µg/l

27 4. Kockázatcsökkentés célértéke Következtetés/Összefoglalás MMK: Megengedett maximális kibocsátás kevésb sbé érzékeny* és érzékeny** vízhasznv zhasználat esetén * As: 30µg/l Cd: 50 µg/l Pb: 33 µg/l Zn: µg /l ** As: 9µg/l Cd: 15 µg/l Pb: 6,6 µg/l Zn: 600 µg /l Kémiai stabilizáci cióval csökkentett kibocsátás As: 230µg/l Cd: 3 µg/l Pb: 100 µg/l Zn: 540 µg /l Csökkentett kibocsátás s kémiai k stabilizáci ció + természetes kockázatcs zatcsökkentés s hatására As: : 76 µg/l Cd: 0.2 µg/l Pb: 30 µg/l Zn: 16 µg/l

28 KÖVETKEZTETÉSEK Szennyezett területek komplex kockázatmenedzsmentjének fontosabb feladatait ismertettük: a kockázat felmérése, a célérték meghatározása és a szüksége kockázatcsökkentés tervezése. Az alkalmazás pontszerő szennyezıanyag-forrás szintjérıl indul, majd áttér diffúz forrás szintre vízgyőjtı szintő térinformatikai modellezés (GIS) segítségével. Kiterjeszthetı regionális szintre is. Helyszín-specifikus kockázati modell alapján dolgoztunk, domináns kockázatot a víz fémtartalma jelenti. Kockázatfelmérés lépcsızetes, iteratív, PEC/PNEC alapú, harmonikusan illeszkedik a kvalitatív és félkavanitatív elıszőrı, rangsoroló kockázatfelmérési módszerekhez. Elırejelezhetı a kockázatcsökkentési módszer várható eredménye, kiszámítható a remediáció célértéke.

29 TÁMOGATÓK Diffuse Pollution from Mining Industry ( DIFPOLMINE projekt) - EU LIFE Bányászati tevékenységbıl származó diffúz szennyezıforrások kockázatának csökkentése immobilizáción alapuló integrált remediációs technológiákkal (BÁNYAREM projekt) GVOP Modern Mérnöki Eszköztár Környezet Kockázat Megalapozásához (MOKKA projekt) - NKFP-3-020/2005

30 Köszönöm a figyelmet!