HULLADÉKGAZDÁLKODÁS IV. A vegyipar hulladékai, kezelésük és hasznosításuk Előadás anyag nappali tagozatos Környezetmérnöki MSc szakos hallgatóknak Készítette: Dr. Bodnár Ildikó, főiskolai tanár 2013. 1
A vegyipar felépítése Az emberiség fejlődésében, az ipari termelés növekedésében a vegyipar rendkívül fontos szerepet játszott és manapság is játszik. Ez az iparág rohamosan fejlődik, új eredményeket produkálva segíti a többi iparág dinamikus fejlődését is. A sok eredmény ellenére gyakran támadják a vegyipart és a kémiát, hogy az általa használt kémiai anyagok veszélyeztetik, károsítják a természeti környezetet és ezen belül magát az embert is. 2
A vegyipar felépítése Természetesen ez a veszély csak akkor áll fenn, ha az emberek helytelenül és felelőtlenül használják a kémiai anyagokat, azok hulladékait, és nem tartják be kezelésük szabályait. Továbbá nemcsak a vegyipari termelés, hanem minden más iparág termelése is - kezdve a mezőgazdaságtól az energiagyártáson át a gépiparig - a természet szennyezésével jár. 3
A vegyipar hulladékai Egy adott ipari folyamat megvalósíthatatlan emisszió nélkül és ennek a mértéke rendkívül eltérő lehet. A kibocsátott szennyezőanyagok koncentrációja a mérvadó, ugyanis kis koncentrációban kikerülő anyagok nem jelentenek környezetterhelést. A vegyiparban manapság már egyértelműen megfigyelhető, hogy a növekvő termelés ellenére egyre inkább csökken a kibocsátás, azaz egyre fontosabb a környezet védelme. 4
A vegyipar hulladékai Ezek figyelembevételével és a szükséges törvényi előírások betartásával a vegyipar megfelelően működhet, sőt köztudott, hogy a hatékony környezetvédelem lényege a környezeti szennyezések megelőzése és ebben a kémiának nagyon fontos szerep jut. Ez megvalósulhat: olyan technológiai folyamatok kidolgozásával, melynek hulladékai nem veszélyesek, illetve a képződött hulladékok hasznosítása és kezelése útján is. 5
A vegyipar hulladékai A vegyipari termelés esetén tehát fontos a megfelelő hulladékkezelés és hasznosítás, mely révén biztonságos és gazdaságos tevékenység valósulhat meg. Magyarországon és a világ más országaiban is fontos rendeletek és előírások szabályozzák a környezet védelmét, s ezen belül is számos előírás vonatkozik az ipari tevékenységek ellenőrzésére, felülvizsgálatára. 6
A vegyipar hulladékai Magyarországon a törvényi eszközök egyik fontos tagja az a kormányrendelet, amit a környezetszennyezés megelőzése érdekében az elérhető legjobb technika megvalósításával Egységes környezethasználati engedélyezési eljárás néven vezettek be. A hulladékgazdálkodásában az iparvállalatok számára betartandó az IPPC irányelv (Integrated Pollution Prevention and Control Integrált szennyezés-megelőzés és -ellenőrzés) mely előírás, az ún. elérhető legjobb technikák (BAT: Best Available Techniques) használatán alapszik. 7
A vegyipar hulladékai A BAT-ot Magyarországon a 98/2001. Kormányrendelet foglalja magába, mely: a korszerű technikai színvonalnak megfelelő módszer, üzemeltetési eljárás, berendezés, amelyet a kibocsátások, környezetterhelések megelőzése és -amennyiben az nem valósítható meg - csökkentése, valamint a környezet egészére gyakorolt hatás mérséklése érdekében alkalmaznak, és amely a kibocsátások határértékének, illetőleg mértékének megállapítása alapjául szolgál. 8
A vegyipar hulladékai Ennek értelmezésében: legjobb az, ami a leghatékonyabb a környezet egészének magas szintű védelme érdekében, az elérhető technika az, amelynek fejlesztési szintje lehetővé teszi az érintett ipari ágazatokban történő alkalmazását elfogadható műszaki és gazdasági feltételek mellett, figyelembe véve a költségeket és előnyöket, attól függetlenül, hogy a technikát az országban használják-e vagy előállítják-e, és amennyiben az az üzemeltető számára ésszerű módon hozzáférhető, a technika fogalmába beleértendő az alkalmazott technológia és módszer, amelynek alapján a berendezést (technológiát, létesítményt) tervezik, építik, karbantartják, üzemeltetik és működését megszüntetik. 9
A vegyipar szerkezete Magyarországon 10
A vegyipar részterületei Az IPPC direktíva alapján a vegyipar részterületeit az alábbiak szerint lehet megadni: Szerves kémiai alapanyagok gyártása Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása Növényvédőszerek gyártása Gyógyszergyártás Robbanószerek gyártása 11
A vegyipar hulladékai A vegyiparban keletkező hulladékokat csoportosíthatjuk: a fenti részágazatok (azaz eredet) alapján, de elterjedt a halmazállapot szerinti osztályozás is, tehát ismertek a gáz (gőz), cseppfolyós és szilárd halmazállapotú hulladékok. (Gyakran lehet találkozni az iszapszerű hulladékok elnevezéssel, ami nem halmazállapotot jelöl, hanem egy megjelenési formát, gyakorlatilag szuszpenziót). 12
A vegyipar hulladékai A hulladék eredete szerinti besorolásban a hulladékok jegyzéke segít eligazodni, amelyben a veszélyes hulladékokat csillag (*) jelöli. Magyarországon egyébként a 2003-as adatok szerint a szerves kémiai folyamatokból származott a legtöbb vegyipari veszélyes hulladék (60 684 t), ami az év folyamán keletkezett összes veszélyes hulladéknak csupán 5,1 %-a. Innen is látszik, hogy a kémiai ágazatok már korántsem terhelik annyira a környezetet, mint az 1990-es évek elején, amikor a kémiai átalakítás hulladékai a második helyet foglalták el a veszélyes hulladékok között. 13
A vegyipari hulladékok jelentős része jellemezhető a Hulladékgazdálkodási törvény 2. sz. mellékletében felsorolt veszélyes tulajdonságok valamelyikével (ld. Táblázat). Jelölés H1 H2 H3-A Jellemző "Robbanó": folyékony, képlékeny, kocsonyás vagy szilárd anyagok és készítmények, amelyek a légköri oxigén nélkül is gyors gázfejlődéssel járó hőtermelő reakcióra képesek, és amelyek meghatározott kísérleti körülmények között, illetőleg nyomásra vagy hőre felrobbannak "Oxidáló": anyagok és készítmények, amelyek más, elsősorban gyúlékony anyagokkal érintkezve erősen hőtermelő reakcióba lépnek "Tűzveszélyes": 1. folyékony anyagok és készítmények, amelyek nagyon alacsony lobbanásponttal rendelkeznek (beleértve a fokozottan tűzveszélyes anyagokat és készítményeket is) 2. anyagok és készítmények, amelyek a levegőn, normál hőmérsékleten öngyulladásra képesek 3. szilárd anyagok és készítmények, amelyek gyújtóforrás rövid ideig tartó behatására könnyen meggyulladnak, majd a gyújtóforrás eltávolítása után tovább égnek vagy bomlanak 4. gáz halmazállapotú anyagok és készítmények, amelyek a környezeti hőmérsékleten és nyomáson a levegővel érintkezve tűzveszélyesek 5. anyagok és készítmények, amelyek vízzel vagy nedves levegővel érintkezve tűzveszélyes gázt fejlesztenek, veszélyes mennyiségben 14
A vegyipari hulladékok jelentős része jellemezhető a Hulladékgazdálkodási törvény 2. sz. mellékletében felsorolt veszélyes tulajdonságok valamelyikével (ld. Táblázat). H3-B H4 H5 H6 H7 H8 "Kevésbé tűzveszélyes": folyékony anyagok és készítmények, amelyek alacsony lobbanásponttal rendelkeznek Irritáló vagy izgató": nem maró anyagok és készítmények, amelyek a bőrrel vagy nyálkahártyával történő rövid idejű vagy hosszan tartó vagy ismételt érintkezésük esetén gyulladást okozhatnak "Ártalmas": anyagok és készítmények, amelyek belélegzésük, lenyelésük vagy a bőrön át történő felszívódásuk esetén halált vagy heveny egészségkárosodást okozhatnak "Mérgező": anyagok és készítmények (beleértve az erősen mérgező anyagokat és készítményeket is), amelyek belélegzésük, lenyelésük vagy a bőrön át történő felszívódásuk esetén kis mennyiségben is halált vagy heveny egészségkárosodást okozhatnak "Karcinogén": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön vagy a nyálkahártyán keresztül, vagy egyéb úton a szervezetbe jutva daganatot okoznak, vagy előfordulásának gyakoriságát megnövelik "Maró" (korrozív): anyagok és készítmények, amelyek élő szövettel érintkezve azok elhalását okozzák 15
A vegyipari hulladékok jelentős része jellemezhető a Hulladékgazdálkodási törvény 2. sz. mellékletében felsorolt veszélyes tulajdonságok valamelyikével (ld. Táblázat). H9 "Fertőző": életképes mikroorganizmusokat vagy azok toxinjait tartalmazó anyagok, amelyek ismert módon vagy megalapozott feltételezések szerint betegséget okoznak az emberben vagy más élő szervezetben H10 "Reprodukciót és az utódok fejlődését károsító": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön, a nyálkahártyán keresztül vagy egyéb úton a szervezetbe jutva megzavarják, általában gátolják a reprodukciót, illetve az utódokban morfológiai, illetőleg funkciós károsodást okoznak, vagy előfordulásának gyakoriságát megnövelik H11 H12 H13 H14 "Mutagén": anyagok és készítmények, amelyek belégzéssel, szájon át, a bőrön, a nyálkahártyán keresztül vagy egyéb úton a szervezetbe jutva genetikai károsodást okoznak vagy megnövelik a genetikai károsodások gyakoriságát Anyagok és készítmények, amelyek vízzel, levegővel vagy savval érintkezve mérgező vagy nagyon mérgező gázokat fejlesztenek Anyagok és készítmények, amelyek hajlamosak arra, hogy belőlük a lerakást követően valamely formában - pl. kimosódás - a felsorolt tulajdonságok bármelyikével rendelkező anyag keletkezzék "Környezetre veszélyes": anyagok és készítmények, amelyek a környezetbe jutva a környezet egy vagy több elemét azonnal vagy meghatározott idő elteltével károsítják, illetve a környezet állapotát, természetes ökológiai egyensúlyát, biológiai sokféleségét megváltoztatják 16
Méregerősség szerinti osztályozás (forrás: 44/2000. (XII. 27.) EüM rendelet 1. sz. melléklet) Kategória Orális LD 50, ALD patkány, mg/kg Dermális LD 50, ALD patkány vagy nyúl, mg/kg Inhalációs LC 50, ALC patkány, mg/liter/4 óra 1 Nagyon mérgező <25 <50 <0,25 Mérgező 25-200 50-400 0,25-1 Ártalmas >200-2000 >400-2000 >1-5 Ezekből a megjegyzésekből is érzékelhető, hogy a hulladék veszélyességének megnevezése és jelölése gyakran vizsgálatokat igényel. 17
A hasznosítás műszaki és környezetvédelmi feltétele, vizsgálati módszerek A veszélyes hulladékok esetében azoknak az emberre és a környezetre káros hatásait ki kell küszöbölni: azaz kémiai reakciókban át kell őket alakítani, hasznosítani vagy végső esetben ártalmatlanítani. A tárolás illetve lerakás nem jelent biztonságos megoldást, de bizonyos esetekben - pl. radioaktív hulladékok, tűz- és robbanásveszélyes anyagok - nincs más lehetőség. 18
A vegyipar hulladékai Az IPPC direktíva segíti a vegyipari technológiák és produktumok vizsgálatát és ellenőrzését, mely a hulladékkezelés gazdaságos és biztonságos megvalósításában is iránymutatásként szolgál. Természetesen az optimális cél az ún. hulladékszegény technológiák megvalósítása és bevezetése lenne, melyek magyarországi elterjedése sajnos még gyerekcipőben jár. A világ fejlett országaiban ezek a technológiai folyamatok elterjedtebbek, így ezeken a helyeken a hulladékok kezelésével is kevesebb a probléma. 19
A vegyipar hulladékai A hagyományos környezetvédelemmel szemben ma már az ún. termelésbe integrált környezetvédelem valósul meg, melynek alapvető célja a hasznosítható hulladékok környezetet kímélő felhasználása, ami nyersanyag-takarékosságot is jelent. 20
A vegyipar hulladékai A szemléletváltás további lépcsőjét az ún. termékbe integrált környezetvédelem jelenti, mely a termék sorsát végigköveti az eladástól a végső kezelésig. Ennek egyik fontos eszköze az Európai Unió 2007-től érvényes új vegyianyag-szabályozása, a REACH (Registration, Evaluation, Authorization of CHemicals), amelynek lényege, hogy egyetlen rendeletben alapvetően megváltoztatják a vegyi anyagokkal kapcsolatos gyártói-importálói és hatósági feladatokat. 21
Vegyipari hulladékok kezelése, A kezeléshez: hasznosítása a hulladékot össze kell gyűjteni, átmenetileg tárolni, s mindez - a pl. tűz- és robbanásveszélyes vagy toxikus illetve rákkeltő anyagoknál - speciális intézkedéseket és megoldásokat jelent. Ilyen nehézségek ellenére is a különböző vegyipari üzemek törekszenek a lehető legjobb és leggazdaságosabb megoldás megvalósítására, melynek eredményeképpen akár üzemen belül más technológiai folyamatban hasznosítható anyagokat tudnak produkálni. A vegyipari hulladékok nagy része veszélyes hulladék révén mennyiségileg jól nyomon követhető, ugyanis ezeket az 22 anyagokat szigorú nyilvántartási rendszer dokumentálja
Vegyipari hulladékok vizsgálata A hasznosításhoz megfelelő vizsgálati módszerek is szükségesek, melyek a vegyipari hulladékokat azonosítják, illetve megállapítják az esetleges szennyezőanyag tartalmat. Ezen vizsgálatok ismeretében a kezelés és a hasznosítás biztonságosabban és optimálisabban végezhető el. A hulladékok környezeti veszélyességének megállapítására irányuló vizsgálatokat a 98/2001. Kormányrendelet 1.sz. melléklete tartalmazza. 23
Vegyipari hulladékok vizsgálata A hulladék általános jellemzéséhez használják pl. az összes szerves széntartalom (TOC) és a biológiai oxigénigény (BOI) mérését, továbbá a nedvesség- illetve szárazanyag-tartalom meghatározását. Vizsgálhatjuk még a vízáteresztő-képességet, vízoldhatóságot is. Gyakori hulladék-vizsgálati módszer az éghetőség, öngyulladóképesség, tűz- és robbanásveszélyesség meghatározása is. Bizonyos vegyipari hulladékoknál a szaghatást, a bomlékonyságot és a porszennyező hatást is azonosítani kell. Fontosak még a kémiai jellemzők is, így a ph és a 24 vezetőképesség meghatározása.
Vegyipari hulladékok kezelése, hasznosítása A vegyipari hulladékok egy része égetéssel ártalmatlanítható, amikor pl. a következő jellemzők vizsgálata szükséges: halmazállapot, kémiai összetétel, éghetőanyag-tartalom, fűtőérték, gyulladás- és lobbanáspont, sűrűség, térfogattömeg, szemcseméret-eloszlás, szilárdanyag-tartalom, ph, továbbá speciális tulajdonságok (pl. korrozív tulajdonságok, 25 stb.).
Vegyipari hulladékok kezelése, hasznosítása Lerakáskor pedig a szivárgási tulajdonságok tanulmányozása fontos. Ekkor elvégzik az áramoltatásos oszloptesztet alulról felfelé, továbbá a szemcsés hulladékok és iszapok szivárgási tulajdonságainak szabványosított vizsgálatát. A szivárgási tulajdonságok ellenőrzésekor a keletkező csurgalékra írják elő a kritériumokat, így szerepelnek a DOC (oldott szerves szén), a TDS (összes beoldódott szilárd anyag), valamint a következő komponensek határértékei: As, Ba, Cd, Cr (összes), Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn, Cl -, F - 26, SO 2-4.
1. Szerves kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A szerves kémiai alapanyagok csoportjába elsősorban a különböző szénhidrogének, oxigén-, kén-, nitrogén- és halogénatom tartalmú szénhidrogének csoportja tartozik, valamint egyéb szerves oldószerek, szerves fémvegyületek, műanyagok és gumik, festékek és színezékek, illetve a felületaktív anyagok csoportja. A vegyipar területén elsődleges hulladékforrásként 27 magát a kőolaj-feldolgozó ipart szokták emlegetni.
1. Szerves kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A hulladékok nagy része ebben az esetben a berendezésekből kikerülő olajos emúlzió, mely szennyvíz formájában keletkezik. Kezelésére meglehetősen összetett eljárásokat alkalmaznak. Népszerű az olajok adszorpciós úton történő megkötése, mely további hulladékot eredményez, ezek ún. szennyezett derítőföldek, melyek olajtartalma 5-6 %. Biztonságos kezelésük égetéssel oldható meg. Szintén égetéssel ártalmatlanítják a desztillációs maradékokat, melyek nagy része alacsony dermedéspontú polimereket tartalmazó anyag. 28
1. Szerves kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A kőolaj-feldolgozó üzemek jelentős veszélyes hulladéka a kénsavas kezelés során keletkező savgyanta-hulladék. Ezeket semlegesítés után ugyancsak égetik. A fenti anyagok mellett a hulladékok jelentős része gázhalmazállapotú, ami főleg hidrogént, szén-monoxidot, kénhidrogént, merkaptánokat és bizonyos szénhidrogéneket jelent. Ezek általában kis koncentrációban vannak jelen, így gazdaságos feldolgozásuk nem megoldott. Természetesen a környezetbe nem lehet kivezetni ezeket az anyagokat, így leggyakrabban égetéssel ártalmatlanítják az ilyen típusú hulladékokat. 29
1. Szerves kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai Üzemanyagtartályok meghibásodásakor vagy szabálytalan használatakor a különféle szénhidrogének gőzei a levegőbe juthatnak, melyet szükség szerint el kell kerülni. Hulladékként jelentkeznek az elhasznált motorolajok és üzemanyagok, melyek mennyisége akár több tíz millió tonna is lehet. A gépjárművek üzemelésekor, vagy olajipari vezetékek, tárolótartályok meghibásodásakor keletkező fáradt olajok szennyezőanyagai főleg szénhidrogénekből keletkező oxidációs termékek, adalékanyagok bomlástermékei, korom, víz. 30
1. Szerves kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A szerves vegyipar hulladékainak további részét a szerves oldószer hulladék jelenti, melyek kapcsán legfontosabb a megelőzés és a recirkuláció, azaz a desztilláció utáni újrahasználat. Más kezelés hiányában az oldószer hulladékokat is égetéssel lehet ártalmatlanítani. A műanyagok előállítása és használata során keletkező hulladékokkal, valamint ezek kezelésével és hasznosításával külön foglalkozunk. 31
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A szervetlen alapanyagok közé különféle: gázok (ammónia, klór, hidrogén-klorid, szén-oxidok, kénvegyületek, hidrogén, foszgén), savak (sósav, salétromsav, kénsav, foszforsav, stb.) és lúgok (kálium- és nátrium-hidroxid, ammónium-hidroxid), sók (ammónium-klorid, kálium-karbonát, ezüst-nitrát, stb.), nemfémek, fémoxidok és egyéb szervetlen vegyületek sorolhatók (ólom, kadmium, higany, ciánvegyületek stb.). A szervetlen alapanyagok gyártása is rendkívül változatos hulladékokat eredményez. Halmazállapot szerint lehetnek: gáz (gőz), folyékony illetve szilárd halmazállapotúak. 32
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A kénsavgyártás például kén-dioxidot és kéntrioxidot jutat a levegőbe, melyek kibocsátást természetesen EU-s előírások szabályoznak. Ezeket a gázokat illetve gőzöket a kibocsátás helyén ártalmatlanítani kell. Megoldást jelenthet a kondenzáció, mely általában hűtéssel választja le a gázokban megtalálható gőzöket és alakítja folyadékká. Előnyös megoldás lehet még a cseppleválasztás, az adszorpció, az abszorpció vagy az oxidatív kezelés is. 33
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai Hasonló a helyzet a salétromsav előállításánál, ahol főleg nitrózus gázok (NO x ) keletkeznek hulladékként. Ezek mennyiségének csökkentése nyomás alatti gázabszorpció révén valósulhat meg. Ez azonban csak nitrogén-dioxid kezelése esetén jelent hatékony módszert, nitrogén-monoxidot tehát oxidálni kell, hogy kezelhető legyen. 34
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai Klórgáz keletkezik a nátrium-klorid oldat higanykatódos elektrolízise során, melyet nátrium-hidoxid oldattal vagy más lúgoldattal lehet átalakítani, vagy akár a gáz sósav előállítására is használható, mely hulladékgazdálkodási szempontból előnyös megoldást jelent. A fenti eljárásnak veszélyes hulladéka lehet az esetlegesen kikerülő higany, mely az üzem különböző részein lehet jelent, így a szigorú kezelési illetve technológiai utasításokat nagyon pontosan be kell tartani. Az egyes technológiai lépések esetén többféle védekezési lehetőség használatos, melyek egyik lehetősége az aktívszenes vagy egyéb adszorpciós eljárás. A technológia szempontjából a legkézenfekvőbb megoldást a membráncellás szintézis alkalmazása jelenti. 35
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A legolcsóbb erős ásványi sav a kénsav, így a kikerülő savhulladékok nagy része elterjedt használatából adódóan ezt jelenti. A hulladék savak híg oldat formájában kerülnek ki és gyakran szennyezettek. Ártalmatlanításuk semlegesítéssel történhet, amelyre olcsó mésztejet vagy ammóniát használnak. A semlegesítés során ebben az esetben kalcium- illetve ammónium-szulfát keletkezik, amit a mezőgazdaságban talajjavításra lehet felhasználni. 36
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai A sókat tartalmazó hulladék oldatok is nagy mennyiségben keletkeznek a vegyipar különböző területein, melyek közvetlen hasznosítása nem megoldott, így bepárlás után főleg hulladéklerakókban helyezik el ezeket az anyagokat vagy elégetik. A nátrium-klorid oldat elektrolízissel hasznosítható, így belőle értékes nyersanyagok állíthatók elő. 37
2. Szervetlen kémiai alapanyagok gyártása és hulladékai Redukáló fémek, katalizátorok használatakor gyakran nehézfémsó hulladék is marad vissza, melyek veszélyes részét az oldható sók jelentik. Ezek bekerülését a vízforgalomba szigorúan meg kell akadályozni. A galvánipar szennyvizeinek fémtartalma ioncserés eljárással visszanyerhető, majd az oszlop regenerálása után a gyanta ismét használható. 38
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai A növénytermeléshez elengedhetetlenül szükségesek a műtrágyák és a kártevők elleni szerek. Ezen anyagok pótolják a talajból elvont növényi tápanyagokat, valamint növelik is azt, így használatukkal köztudottan jelentős hozamnövekedést lehet elérni. A műtrágyák használata - a szerves trágyázással szemben - jól gépesíthető is, csökkentve az élőmunka-igényt, melynek eredményeképpen a műtrágyázás hatására a termés növekedés közvetlenül az adott évben jelentkezhet. 39
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai A műtrágyák nem megfelelő használata illetve a helytelen hulladékkezelés azonban nagyon sok problémát jelent. Túladagolásuk ugyanis szennyezi vizeinket és a talajt. Környezetünkre főleg a talajból kimosódott és a talajvízbe vándorló nitrogén hat károsan, egyrészt a felszíni vizek eutrofizálása miatt, másrészt a kutak és az ivóvízbázis nitrát-tartalmának növekedése által. A túlzott mértékű műtrágyázás a kalcium kilúgozásának fokozásával hosszú távon elsavanyítja a talajt, mely a meszezett talajoknál csökkenti a talajjavítás tartamhatását. A növények minőségében is jelentkezhetnek kedvezőtlen hatások, melyek szintén a műtrágyázással kapcsolatosak, erre példa, hogy a spenótban a műtrágyázás miatt nő a nitrát-tartalom. 40
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai Az említett problémák mellett a talaj mikroelem-tartalma is változhat, illetve kedvezőtlen tapasztalat az is, hogy a gyomnövények is jobban fejlődnek a műtrágyázott területeken, mely mechanikus vagy kémiai úton kompenzálható. A fenti példák is bizonyítják, hogy a helyes műtrágya használat elengedhetetlen a környezet védelme érdekében, továbbá az is fontos, hogy a gyártás során keletkező hulladékokat is megfelelően kezeljük. 41
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai A szuperfoszfát műtrágyagyártás során gázhalmazállapotú szennyezőanyagok is kikerülhetnek a természeti környezetbe, melyek nagy része hidrogén-fluorid és szilícium-fluorid. Ezek szintén feldúsulhatnak a növényekben, a takarmányban, így az emberre is veszélyt jelentenek. Megkötésükről és kezelésükről gondoskodni kell. A fenti gázok vízben elég jól oldódva abszorpciós úton kezelhetők, miközben szilikofluorid (H 2 SiF 6 )-oldat keletkezik. Ez az oldat az alumíniumgyártásban a kriolit előállítására alkalmazható. 42
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai Az ammónium-nitrát műtrágya gyártása során főleg légszennyező anyagok kerülhetnek ki, mely savcseppeket, esetleg ammóniát jelentenek. Ezek felfogásáról, megkötéséről gondoskodni kell. A granulátum előállításakor is jelentős szennyezőanyag mennyiség juthat a környezetbe, ami ammónium-nitrát és vízgőz keveréke vagy por. Ezeket az anyagok a többi technológiai egységben keletkező egyéb gázokkal együtt tisztításra kerülnek. A szórótorony technológiai átalakítása jelenthet még megoldást, melynek során ún. porlasztókúp alkalmazásával a keletkező szennyezőanyagok mennyisége csökkenthető. 43
3. Foszfor, nitrogén, kálium alapú műtrágyák gyártása és hulladékai Ammóniából szén-dioxiddal karbamidot lehet előállítani, mely szintén elterjedt műtrágya. Ebben a technológiai folyamatban gázhalmazállapotú szennyezőanyagként ammónia, illetve szén-dioxid kerülhet a levegőbe, melyeket célszerű vízben elnyeletni vagy az ammóniát közömbösíteni. A granulálásnál hasonló problémák jelentkeznek, mint az ammónium-klorid előállításánál. 44
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai Mezőgazdasági területen rendkívüli a jelentősége a különböző növényvédőszerek, azaz peszticidek alkalmazásának. Ebbe a fogalomkörbe sorolható minden olyan anyag, mely alkalmas a mezőgazdasági haszonnövények, termények károsodásának gátlására. A károsodást előidéző élőlény alapján, illetve attól függően, hogy milyen károkozóra hat a növényvédőszer lehet: Víruspusztító (viricid) Baktériumölő (baktericid) Gombaölő (fungicid) Állati kártevőt írtó (zooicid) Rovarírtó (insecticid) Gyomírtó (herbicid) növényvédő szer. 45
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai A peszticidek a kereskedelemben különféle segédanyagokkal együtt találhatók meg, így a hatóanyag és a szer megkülönböztetése rendkívül fontos. A hatóanyag az a kémiai vegyület, mely a kárt okozó élőlényt elpusztítja, a szer pedig a késztermék, amely a felhasználóhoz eljut. A segédanyagok elsősorban a hatóanyag oldékonyságát, tapadó képességét, nedvesítő képességét, stb. segítik elő. 46
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai Ezek tehát nem ártalmatlan szerek, de helyes mértékű használatuk nem jár veszéllyel. Igen nagy számú növényvédőszer van kereskedelmi forgalomban, melyek maguk is és hulladékaik is rendkívül veszélyesek, sok esetben a bomlástermékeik mérgezőek. A peszticidek szennyezhetik a talajt, a kimosódás által pedig a hidroszférát is. Gyakran a legnagyobb veszélyt az jelenti, hogy esetlegesen nemcsak a kárt okozókat pusztítják el, hanem más élőlényekre is veszélyt jelenthetnek. 47
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai A peszticidek használatával akár ritka növények vagy állatfajok is kipusztulhatnak vagy éppen esetlegesen túlszaporodhatnak, ami további nem várt természeti következményekkel járhat. Ezért fontos kritérium, hogy a peszticidek szelektívek legyenek, azaz az élőlények csupán kisebb csoportjára fejtsenek ki mérgező hatást és így kíméljék a hasznos vagy közömbös élőlényeket. 48
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai A növényvédő szerek esetén a toxikusság vizsgálata mellett nagyon fontos elvárás, hogy a természeti környezetben ezen vegyületek rövidéletűek legyenek, vagyis gyorsan lebomoljanak, ugyanakkor ezen rövid idő alatt fejtsék is ki a peszticid hatást. Fontos a helyes dózis megállapítása és használata is, melyhez különféle biológiai és kémiai eljárásokat hívnak segítségül, s így az optimális és a természet egyensúlyát védő növényvédőszereket fejlesztenek ki. 49
4. Növényvédőszerek gyártása és hulladékai A növényvédőszerek esetén alkalmazott gyártási folyamat mindenképpen zárt rendszerű technológia kell, hogy legyen, mert a keletkező hatóanyagok többsége nagyon veszélyes méreg. A felhasználásra nem került szereket mindenképpen kémiai úton ártalmatlanítani kell (hidrolízis, oxidáció). Nagyon gyakori kezelési forma az égetés, melyet elsősorban a szerves növényvédőszereknél és a göngyölegeknél alkalmaznak. Ebben az esetben az égetés melléktermékeit is nagy gonddal kell kezelni. A növényvédőszer gyártás során gázhalmazállapotú hulladékok is keletkeznek, melyeket alkalmas mosóberendezésekben lehet ártalmatlanítani. 50
5. Gyógyszeripar és hulladékai A gyógyszeripar is sokfajta veszélyes hulladékot, pl. a gyógyszergyártáskor keletkező szennyezett oldószert, gyártási anyalúgot, üstmaradékot bocsát ki. A legnagyobb mennyiségben az oldószerek jelentkeznek, melyek főleg kristályosítási, extrakciós vagy valamilyen mosási folyamatban keletkeznek. Bizonyos részüket desztillációs úton regenerálni lehet, de a szigorú gyógyszerkönyvi előírások szabályozzák az újbóli használatukat. Használható eljárás az adszorpció is, akkor ha pl. a desztilláció hatékonyan nem valósítható meg. Ezzel a módszerrel a szerves oldószergőzök szintén visszanyerhetők. A leggyakrabban alkalmazott adszorbensek: zeolitok, alkáliföldfém-alumíniumszilikátok, molekulasziták. 51
5. Gyógyszeripar és hulladékai A gyártási maradékok rendkívül változatosak, tulajdonságaikban, veszélyességükben is jelentősen különböznek. Többségük desztillációs maradék, használt adszorbens, extrakciós maradék vagy valamilyen szennyezett göngyöleg. Ezeket össze kell gyűjteni, átmenetileg tárolni, majd ezt követően égetéssel ártalmatlanítani. A gyógyszergyártás fermentációs folyamatai gyakran rendkívül bűzösek, így a keletkező véggázokat kezelni kell. A kezelés általában a kellemetlen szagot okozó kémiai anyagok abszorpciós vagy adszorpciós úton történő töményítésével kezdődik, majd a koncentrált anyagok deszorpció után tökéletes égetéssel ártalmatlaníthatók. 52
5. Gyógyszeripar és hulladékai A gyógyszergyártás során a tabletták, keverékek előállítása esetlegesen porszennyezéssel is járhat, ami zárt rendszerek alkalmazása mellett visszaszorítható. Biztonsági okokból a por felfogása megfelelő porleválasztó rendszerek és berendezések segítségével biztonságosan megoldható. Erre a célra zsákos vagy ciklonos porleválasztókat illetve elektrosztatikus elven működő berendezéseket alkalmazhatunk. 53
6. Robbanószeripar és hulladékai A szakirodalom megkülönböztet robbanóanyagokat és robbanásra képes anyagokat. Az előbbiek polgári vagy katonai célra alkalmazott robbanásra képes anyagok, melyek hatása jól kiszámítható, és megfelelő használatuk biztonságos, míg utóbbiak egy vagy többkomponensű kémiai anyagokat jelentenek és gyakran instabilak, kezelésük veszélyes. Ezen anyagokat gyakran békés célokra alkalmazzuk, így fontos szerepük van a bányászatban, épület-bontásokban, roncsok eltávolításában is. Érdekes alkalmazási területeik még a porhegesztés, a felületi edzés, olajfúrások, átkristályosítás, fémmegmunkálás. 54
6. Robbanószeripar és hulladékai Kémiai összetételük alapján a robbanásra képes anyagok lehetnek: nitro-vegyületek, nitrátok (salétromsav-észterek, alifás- és aromás nitro-vegyületek), klorátok, perklorátok, peroxidok, azidok, acetilidek. Kevésbé elterjedt robbanásra képes kémiai anyagok még a nitronátok, nitrozo-vegyületek, stb. Természetesen a felhasználási területek alapján is lehet csoportosítani a fenti anyagokat: brizáns (ipari és katonai robbanóanyagok, pl: TNT, paxit, dinamitok) robbanóanyagokra, iniciáló robbanóanyagokra (ólom-azid, tetrazén), tolóhatású robbanóanyagokra (lőporok), illetve pirotechnikai elegyekre (hang-, fény-, füst- és világító elegyek). 55
6. Robbanószeripar és hulladékai A robbanóanyagok rendkívül változatos összetételűek, így kezelésük nagy körültekintést igényel. A robbanóanyagok gyártása és használata után ezen anyagok is hulladékként maradnak vissza. A keletkező hulladéktípusokat a keletkezés helye alapján bontják csoportokra és ezeket eltérő módon kezelik. A robbanóanyagok gyártása során keletkező hulladékot leggyakrabban égetéssel ártalmatlanítják, míg a tárolás során a hatóanyagok nagy része instabillá válva könnyebben kezelhető. Ez utóbbi csoportot szintén égetéssel vagy felszíni robbantással ártalmatlanítják. 56
Felhasznált és ajánlott szakirodalom HEFOP 3.3.I.-P-2004-09-0152/1.0: Hulladékgazdálkodás/6.10. A vegyipar hulladékai, kezelésük és hasznosításuk (Dr. Földényi Rita, Dr. Bodnár Ildikó), elektronikus tananyag, 2007. Ollár Péter (MMSZ): Magyarország műanyagipara 2009-2010, Észak- Magyarországi Műanyagipari Klaszter III. Műanyagipari Konferencia, Budapest, 2011.április 27. 57