HULLADÉKLERAKÓK LEZÁRÁSA ÉS REKULTIVÁCIÓJA - tervezési, műszaki segédlet - Az itt közzétett anyag a GEOSZABÓ Mérnöki Iroda Bt. (3529 Miskolc, Derkovits Gy. u. 54) Dr. habil. Szabó Imre, Szabó Attila és a TERRAMED Bt. (3200 Gyöngyös, Diósmalom u. 21) Németh Csaba által készített dokumentum szerkesztett változata. 1. BEVEZETÉS A magyarországi hulladéklerakók helyzetének pontos felméréséhez hazánk az Európai Uniótól kapott segítséget egy Phare program keretében. A települési szilárdhulladék-lerakók országos felmérése során 2002-ben 2667 lerakót térképeztek fel Figyelembe véve a meglévő lerakók műszaki kialakításának színvonalát, területi megoszlását, regionális lerakóként való alkalmasságát, valamint azt a tényt, hogy 2009-től minden üzemelő lerakónak meg kell felelni az EU előírásoknak, a felmérés eredményeként az adódott, hogy: bezárandó 2540 lerakó, 2009. júliusáig átmenetileg még üzemeltethető 219, de utána bezárandó 90 lerakó, korszerűsítendő és 2009. júliusa után folyamatosan üzemeltethető: 42 lerakó. 2006. áprilisában megjelent a környezetvédelmi és vízügyi miniszter 20/2006. (IV.5.) KvVM rendelete a hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről, azaz a módosított új lerakós rendelet, amely a korábbi rendelethez képes számos új elemet tartalmaz, különösen a hulladéklerakók bezárását, utógondozását illetően. Az előzőekből következően szükségessé vált a hazai szakembergárda számára egy olyan útmutató, amely segít a rendelet meglévő lerakók bezárására és rekultivációjára vonatkozó előírásainak értelmezésében, megvalósításában és egyben áttekintést ad a nemzetközileg alkalmazott korszerű megoldásokról, technikákról. 2. A TELEPÜLÉSI SZILÁRDHULLADÉK LERAKÓK HELYZETE MAGYARORSZÁGON Települési szilárdhulladék lerakóval kapcsolatos jogi szabályozás gyakorlatilag a hulladékgazdálkodási törvény előtt nem volt hazánkban. Ebből adódóan alakult ki az a kedvezőtlen helyzet, hogy ahány település annyi hulladéklerakó üzemelt. A meglévő lerakók többsége egy-egy település hulladékát fogadja, sőt vannak olyan települések is, amelyeken több lerakó is található. Ezek a lerakók műszaki védelem és kellő körültekintés nélkül, többnyire évtizedekkel ezelőtt alakultak ki, elsősorban spontán módon, mindennemű műszaki tervezés nélkül. A korábban kialakított és jelenleg is nagy számban üzemelő lerakók kijelölésénél néhány esetben is csak a viszonylag kedvező földtani és topográfiai helyeket igyekeztek megkeresni. Az alföldi településekre az a jellemző, hogy a szeméttelep a külterület értéktelen földrészein, vagy a már használaton kívüli anyagnyerő helyeken (kubikgödör, vályogvető gödör) alakult ki. A hegy-, és dombvidéki településeken hulladéklerakás céljára előszeretettel használták a felhagyott bányákat és a mezőgazdasági szempontból értéktelennek tartott területeket (pl. vízmosások, erdőszélek, bozótosok). A még ma is üzemelő lerakók - kialakításukból adódóan - a vízre, a talajra és a levegőre mint
környezeti elemekre nézve potenciális szennyező forrást jelentenek. A konkrét szennyezés mértékére mérési eredmények csak korlátozott számban állnak rendelkezésre, de feltételezhető, sőt esetenként nyilvánvaló a lerakók felszín alatti és felszíni vizekre, talajra gyakorolt kedvezőtlen hatása, mivel helyük kiválasztásánál a vízföldtani adottságok vizsgálata csak néhány kivételes esetben történt meg. A magyarországi helyzet jellemzője, hogy a műszaki védelemmel épülő, rendezett lerakási technológiát megkövetelő hulladéklerakók mellett környezetvédelmi engedély nélkül továbbra is üzemelnek nagy számban olyan kisebb térséget, illetve településeket kiszolgáló lerakók, ahol semmilyen műszaki védelem kiépítésére sem került sor és a hulladéklerakási technológia a legkisebb ráfordítással történik. (Ez a költségmegtakarítás a környezeti elemek védelmét szolgáló ráfordítások elmaradásából származik, amely révén a környezet védelmét szolgáló ráfordítások áthárítása történik meg a jövő generációra.) Ezek a lerakók, az esetlegesen korábban kiadott ún. létesítési, illetve építési engedélyek birtokában, sokkal alacsonyabb díjtételért fogadják be a hulladékot, mint a korszerű, magas beruházási költséggel létesített hulladéklerakók. Ezen túlmenően az országban, a települések határában számos gödörfeltöltéses technológiával üzemeltett illegális lerakó található, amelyek semmiféle engedéllyel nem rendelkeznek és még a minimális környezetvédelmi és közegészségügyi követelményeket sem teljesítik. Ezeket a hatóságilag kijelölt hulladéklerakó helyeket az egykori városi vagy községi Tanács VB titkára jelölte ki. A megfelelő jogi és gazdasági szabályozás hiánya miatt a régi lerakók rekultiválásának a kötelezettsége nem volt előírás, hosszú távú gazdasági bizonytalanságot teremtve a piac azon résztvevőinek, akik már jelentős beruházásokat végeztek ezen a területen. A kérdés megoldása érdekében mérföldkőnek tekintendő a 99/31/EK tanácsi irányelvvel összhangban megjelent, a hulladéklerakók létesítésének, működtetésének és utógondozásának követelményrendszerét szabályozó 22/2001. (X.10.) KöM rendelet, amelynek megjelent a módosított változata, amely már a 33/2003 EK direktíva előírásait is figyelembe veszi. A tervezési segédlet már az új rendelet előírásainak az ismeretében született, ezért azt a továbbiakban 20/2006. (IV.5.) KvVM rendeletként említjük. Az Országos Hulladékgazdálkodási Terv (továbbiakban: OHT) célkitűzései között fogalmazza meg, hogy a nem megfelelően kialakított hulladéklerakók legkésőbb 2009-ig bezárásra, felszámolásra, illetve az előírásoknak megfelelően felújításra kerüljenek. A jogszabályok legfontosabb kötelme, hogy 2009-től csak azon hulladéklerakók üzemelhetnek, amelyek megfelelnek a 99/31 EU irányelven alapuló 20/2006. (IV.5.) KvVM rendelet szigorú előírásainak. Ennek érdekében 2003-ig felül kellett volna vizsgálni az ország területén működő hulladéklerakókat, és ütemtervet kellett volna kidolgozni azok korszerűsítésére vagy bezárására és rekultiválására annak érdekében, hogy 2009-ben már ne működhessen a környezetvédelmi követelményeket maradéktalanul ki nem elégítő lerakó. Sajnálatos módon a hulladéklerakók felülvizsgálata határidőre csak kevés esetben történt meg. A magyarországi hulladéklerakók helyzetének pontos felméréséhez az Európai Uniótól kapott és egy Phare program keretében az ország számára nyújtott segítség során 2002-ben 2667 lerakót térképeztek fel (2.1. ábra).
2.1. ábra A HU 9911-01 Phare projektben felmért lerakók hálózata (Royal Haskoning CANOR, 2003.) Az összes felmért hulladéklerakót kockázatbecslési eljárás alkalmazásával, a környezet veszélyeztetése szempontjából négy fő kockázati tényező alapján rangsorolták, melyek a következők: a lerakóban keletkezett gáz kezelése, a felszíni vizek veszélyeztetettsége, a felszín alatti víz veszélyeztetettsége, a műszaki kialakítás, a védelmi rendszer színvonala. A lerakók meglévő műszaki védelme szerinti csoportosítását a 2.1. táblázat foglalja össze. Látható, hogy 72 olyan lerakó van, amelynél az alsó szigetelőrendszer tartalmaz geomembránt (12-16 csoportba tartozó lerakók) és emellett valamilyen felszíni vízelvezetéssel, illetve csurgalékvízgyűjtő rendszerrel van ellátva. Ebből a kategóriából választják ki: a 2009. júliusa után is megmaradó, folyamatos lerakásra alkalmas lerakókat (EU követelményeknek megfelelően korszerűsítve); az átmeneti hulladéklerakásra alkalmas, 2009. júliusáig üzemeltethető lerakókat (korszerűsítés nélkül, üzemelés 2009. júliusáig). További 93 olyan lerakó van, amelynek legalább természetes anyagú aljzatszigetelő-rendszere van, és közülük egynéhány elfogadható színvonalú csurgalékvízgyűjtő rendszerrel rendelkezik. Ebből a kategóriából kerülnek ki az átmenetileg üzemeltethető hulladéklerakók, de csak akkor, ha a 12-16 csoportban szereplő lerakók (kapacitásuk miatt) kevésnek bizonyulnak. Rendkívül kedvezőtlen, hogy a felmérés időpontjában 2405 olyan lerakó volt, amely semminemű műszaki védelemmel nem rendelkezett, azaz az új regionális hálózat kiépítésével egyidejűleg be kell zárni éppúgy, mint az 1-5 kategóriába tartozó 97 lerakót. Összességében, figyelembe véve a meglévő lerakók műszaki kialakításának színvonalát, területi megoszlását, regionális lerakóként való alkalmasságát, valamint azt a tényt, hogy 2009. év után minden üzemelő lerakónak meg kell felelni az EU előírásoknak, a végső kategorizálás az alábbiak szerinti alakult: bezárandó 2540 lerakó, 2009. júliusáig átmenetileg még üzemeltethető 219, de utána bezárandó 90 lerakó,
korszerűsítendő és 2009. júliusa után folyamatosan üzemeltethető: 42 lerakó. Tekintettel arra, hogy a megmaradó 42 db, valamint az ISPA keretében épült/épülő további 22 lerakó nem elegendő, további mintegy 10 új lerakó építésére is szükség van, valamint meg kell építeni, illetőleg bővíteni kell az átrakóállomások számát. A meglévő lerakók kialakítása, műszaki színvonala (Royal Haskoning CANOR, 2003.) 2.1. táblázat Védelmi intézkedések Alsó szigetelés: agyag Alsó szigetelés: geomembrán Alsó szigetelés: geomembrán + agyag Csapadékvízelvezetés Csapadékvízelvezetés és kezelés Csurgalékvízgyűjtés Csurgalékvízgyűjtés és - kezelés Biogázgyűjtő rendszer Lerakók száma szintenként Lerakók száma fő kategóriánként A figyelembe vett védelmi intézkedések (kombinációi) a felmért lerakóknál Védelmi intézkedések (kombinációi) leltári szintjei 10-0 1-2 - 3 4-5 6-7 - 8 9 12 11 Alsó szigetelés nélküli Alsó szigetelés = kizárólag agyag 13-14 16-15 Alsó szigetelés = geomembrán / geomembrán + agyag Lerakók száma X X X 93 X X X 15 X X X 57 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 27 2405 57-13 - 6 20-1 50-15 - 6 1 20-1 4 1-8 - 41 18 2405 97 93 72 2667 Az előzőekből adódóan a tervezett/javasolt lerakók száma 2009 után 74 db, míg az átrakóállomások száma 2009 után 33 db lenne. A 2005-2009 közötti, illetőleg a végleges regionális lerakó hálózatot a 2.2.-2.3. ábrák szemléltetik. 175 128
2.2. ábra A 2005-2009 között üzemelő lerakók hálózata (216 db)(royal Haskoning CANOR, 2003.) 2.3. ábra A 2009 utáni végleges hulladéklerakó és átrakóállomás hálózat Magyarországon (Royal Haskoning CANOR, 2003.) A régi, nem megfelelő biztonságú lerakók felszámolására egyrészt az Országos Környezeti Kármentesítési Programon belül, másrészt a települési hulladéklerakók rekultivációs programján belül kerül sor. A hulladéklerakók felszámolása, rekultivációja tekintetében az utóbbi időben felgyorsultak az események, tekintettel az európai uniós támogatással (ISPA, Kohéziós Alap) épülő regionális hulladékkezelési rendszerekre, amely projektek része az addig az időpontig megtűrt, de már funkcióját vesztett lerakók felszámolása, illetve rekultivációja is. Szükséges tisztázni a rekultiváció fogalmát, mivel ez a fogalom alapvetően emberi tevékenység által roncsolódott terület termelésbe való visszaállítását jelenti. Hulladéklerakók esetében azonban akár a mezőgazdasági, akár az erdőgazdasági hasznosítás nem vagy csak korlátozott mértékben valósítható meg, a beépítésük pedig nagy nehézségekbe ütközik. Legfontosabb feladat tehát a tájseb eltüntetése és a hulladéklerakóból történő szennyezőanyag kibocsátás megszűntetése, illetve minimalizálása.
A hulladéklerakók rekultivációjának végrehajtása több célt szolgál. Egyrészt szükséges megvalósítása tájképi szempontok miatt, másrészt gondoskodni kell arról, hogy a műszaki felhagyás után a további környezetszennyezést megakadályozzuk (víz, talaj, levegő), és új funkció meghatározásával el kell érni, hogy ökológiai szempontból a legkedvezőbb állapotot eredményező helyzet jöjjön létre. Olyan körülményeket kell teremteni, hogy a természet visszafoglalja a hulladékelhelyezés révén roncsolt területet, azaz biológiai életteret kell biztosítani. A régi lerakók rekultivációja alatt olyan intézkedések sorozatát értjük, amelyekkel: kizárható a korábbiakban lerakott hulladékrétegbe a csapadékvíz beszivárgása, megakadályozva ezzel az átszivárgás következtében fellépő talaj- és talajvíz-szennyezést, megoldható a lefedett lerakó felszínén összegyűlő nem szennyezett csapadékvíz elvezetése, megoldható a biogázok elvezetése, megfelelő növényzet telepítésével biztosítható a racionális területhasználat elve. Előzőek alapján rekultiváción a települési szilárdhulladék lerakók felszíni és felszín alatti környezetszennyező hatásának, azaz a környezeti elemek terhelésének csökkentését, további terhelésük megakadályozását értjük, a tájjelleg esztétikai szempontjainak, a tájba illesztés feltételeinek együttes figyelembevételével. A 20/2006. (IV.5.) KvVM rendelet általában a hulladéklerakás kérdéskörét szabályozza. Ez a jogszabály, hasonlóan az EU szabályozásokhoz, lényegében együtt kezeli a működő és a régi, felhagyott lerakók rekultivációjával kapcsolatos teendőket, így egyben közös műszaki megoldások alkalmazását is írja elő. 3. A REKULTIVÁCIÓVAL KAPCSOLATOS SZABÁLYOZÁS ÁTTEKINTÉSE A hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről a 20/2006. (IV.5.) KvVM rendelet rendelkezik. A hulladéklerakó bezárása Az üzemeltető a hulladéklerakó ideiglenes vagy végleges bezárására irányuló döntését - a hulladék átvételi tevékenységének megszüntetését megelőző 30 nappal - köteles bejelenteni a Felügyelőségnek. (Engedély nélkül vagy az engedélytől eltérően működtetett hulladéklerakó üzemeltetőjét a Felügyelőség a hulladéklerakó bezárására kötelezi.) Ha az üzemeltető a bezárás okait a bezárásra vonatkozóan kiadott határozat jogerőre emelkedésétől számított 1 éven belül nem szünteti meg, a Felügyelőség az üzemeltetőt a hulladéklerakó lezárására és utógondozására, illetve rekultivációjára kötelezi. (Tehát bezárás az a tevékenység, amikor hulladékot már nem vesz át a lerakó, de még nem történtek lépések, intézkedések a végleges felhagyás -ra vonatkozóan, tehát nincs döntés arról, hogyan lehet és kell végrehajtani a lerakó felületének elszigetelését a környezettől.) A hulladéklerakó lezárása, utógondozása, rekultivációja A hulladéklerakó egészének vagy egy részének lezárása a Felügyelőség engedélyével végezhető. Az engedély iránti kérelemnek tartalmaznia kell: a tevékenység felhagyására vonatkozóan külön jogszabályban előírt teljes körű környezeti felülvizsgálati dokumentációt, a felülvizsgálat alapján a környezet védelme érdekében szükséges intézkedéseket, a lezárásra és az utógondozásra vonatkozó tervdokumentációt.
Ha a hulladéklerakó egészének vagy egy részének lezárására a Felügyelőség hivatalból indít eljárást, az üzemeltetőt az előbbiekben leírtak teljesítésére is kötelezi. A hulladéklerakó lezárására a lerakott hulladék szervesanyag-tartalmától függően két ütemben kerülhet sor, ha a hulladékban lévő szerves összetevők biológiai lebomlásának meggyorsítása és a hulladéktest stabilizálódása érdekében átmeneti felső záróréteg rendszer alkalmazása indokolt. A bomlást követően, ha a stabilizálódási folyamat a hulladéktestben gyakorlatilag befejeződött, sor kerülhet a végleges felső záróréteg rendszer kialakítására. A hulladéklerakó lezárására vonatkozó határozatban a Felügyelőség utógondozási időszakot határoz meg. Az utógondozási időszak meghatározásakor figyelembe veszi azt az időtartamot, ameddig a hulladéklerakó még veszélyt jelenthet a környezetre. A lezárt hulladéklerakó karbantartásáért, megfigyeléséért és ellenőrzéséért az utógondozási időszakban az üzemeltető felelős. Az üzemeltető köteles az utógondozás időszakában észlelt környezetszennyezésről a Felügyelőséget - az észleléstől számított 8 napon belül - értesíteni. Míg az előzőekben leírtak a jogszabályok előírásai szerint létesített lerakókra vonatkozó bezárási, lezárási folyamatokat határozzák meg, addig a szabályozás időpontjában még működő olyan hulladéklerakó, amely nem felel meg a műszaki követelményeknek, és ezért 2009. január 1-ig be kell zárni, valamint a szabályozást megelőzően bezárt, de nem rekultivált hulladéklerakó, illetve hulladék elhelyezésére használt terület rekultivációja esetében más szabályokat kell alkalmazni. Ilyen rekultivációhoz a Felügyelőség engedélye szükséges. Az engedély iránti kérelemnek tartalmaznia kell: a tevékenység felhagyására vonatkozóan előírt teljes körű környezeti felülvizsgálati dokumentációt, a felülvizsgálat alapján a környezet védelme érdekében szükséges intézkedéseket, a rekultivációra vonatkozó tervdokumentációt. Ha a hulladéklerakó rekultivációjára a Felügyelőség hivatalból indít eljárást, az üzemeltetőt vagy a terület tulajdonosát az előzőekben előírtak teljesítésére is kötelezi. A hulladéklerakó rekultivációjára a lerakott hulladék szervesanyag-tartalmától függően kettő ütemben kerülhet sor. Az első ütemben átmeneti felső záróréteg rendszerrel kell lezárni a hulladéklerakót a hulladéktest biológiailag lebomló szerves összetevőinek biológiai stabilizálódásáig, de legfeljebb 10 évig. A végleges felső záróréteg rendszer kialakítására a stabilizálódási időtartam leteltét követően kerülhet sor. A hulladéklerakó rekultivációja esetén a Felügyelőség utógondozási időszakot határoz meg. A Felügyelőség az utógondozási időszak meghatározásakor figyelembe veszi azt az időtartamot, ameddig a hulladéklerakó még veszélyt jelenthet a környezetre. A rekultiváció időszakában a hulladéklerakó karbantartásáért, megfigyeléséért és ellenőrzéséért a Felügyelőség határozatában (engedélyben, illetve kötelezésben) meghatározott üzemeltető vagy a terület tulajdonosa a felelős. Az engedélyes vagy kötelezett köteles az utógondozási időszakban észlelt környezetszennyezésről a Felügyelőséget - az észleléstől számított 8 napon belül - értesíteni. Meglévő (de a követelményeknek nem megfelelő) hulladéklerakó, illetve hulladék
elhelyezésére használt terület felszámolása a Felügyelőség engedélyével végezhető. Az engedély iránti kérelemnek felszámolási tervet kell tartalmaznia. 4. LERAKÓ FELÜLVIZSGÁLATA A rekultiváció megkezdése előtt elvégzendő vizsgálatok A rekultiváció feladatainak, műszaki megoldásainak meghatározása előtt mindenképpen szükség van a lerakónak és környezetének felmérésére, felülvizsgálatára. Különösen fontos ez a munkafázis a régi, műszaki védelemmel egyáltalán nem rendelkező lerakók esetében. A lerakó felmérésénél a vizsgálandó paraméterek többségét tulajdonképpen meghatározza a 20/2006 (IV.5.) KvVM rendelet, ha figyelembe vesszük a rendeletnek a lerakó létesítésére, kialakítására vonatkozó követelményrendszerét is. Ahhoz, hogy a lerakó veszélyeztető potenciálját, környezeti kockázatát meg tudjuk határozni minimálisan a következő adatokra van szükség: 1. Az üzemi viszonyokra vonatkozó adatok: az üzemeltetés kezdete, az üzemeltetés vége, a lerakott hulladék fajtája, összetétele, az éves lerakás mennyisége, a lerakó által használt terület, a lerakómedence mélysége (medencés lerakás esetén), a lerakó magassága, a lerakott hulladék átlagos vastagsága, műszaki kiépítettség, gépek, a tömörítés, beépítés módja, rendezettség. 2. A műszaki kialakításra vonatkozó adatok: az aljzatszigetelő rendszer felépítése, lezárás, zárószigetelés kialakítása, ideiglenes, napi takarás, a csapadékvíz elvezetés, a csurgalékvízgyűjtő rendszer kialakítása, a csurgalékvíz kezelése, hulladéklerakó-gáz gyűjtés, hasznosítás. 3. A természeti adottságokra vonatkozó adatok: talajrétegződés, földtani, hidrogeológiai viszonyok, az altalaj vízzárósága, szivárgási tényezője, talajvíz terepszint alatti mélysége, vízbázistól, potenciális vízbázistól, illetve annak kijelölt vagy kijelölés alatt álló védőidomától való távolság, az esetlegesen meglévő hidrogeológiai A illetve B védőterület távolsága/viszonya a lerakótól/lerakóhoz, legközelebbi felszíni víz távolsága, belvíz-, árvíz-veszélyeztetettség (18/2003. (XII.9.) KvVM-BM egy. rend),
a terület szennyeződésérzékenységi kategóriája (219/2004(VII. 21.) Korm. rendelet), természetvédelmi területektől való távolság, lakóterülettől, beépített területtől való távolság. A felsoroltakon túl, amennyiben a lerakó nem rendelkezik monitoring rendszerrel, talajra és a talajvízre gyakorolt hatást is meg kell vizsgálni, amihez további feltárások telepítése szükséges. A talajmechanikai feltáró fúrásokkal mindenképpen a talajvíz szintjéig kell lemenni, de legalább a 10-15 méter mélységet el kell érni, a földtani, hidrogeológiai adottságoktól függően. Mintákat kell venni mind a talajból, mind a talajvízből és azokat a hulladéklerakó jellegéből adódó releváns paraméterekre elemezni kell annak eldöntése érdekében, hogy a lerakó okozott-e vagy sem környezetszennyezést. A lerakó körül, külön előírás hiányában, minimálisan 3 db fúrást kell mélyíteni, és az elhelyezésüknél figyelembe kell venni a talajvíz áramlásának az irányát. A veszélyeztető potenciál meghatározása Annak érdekében, hogy a lerakó bezárásáról, annak módjáról, az egyidejűleg bezárandó lerakók közötti sorrendről, prioritásról dönteni lehessen, a paraméterek értékelésénél szükség van azok számszerűsítésére is. A következőkben két lehetséges megoldást ismertetünk, egy viszonylag egyszerű, az ERM Hungária Kft Greentech Kft (2003) által kidolgozott pontozásos rendszert, amennyiben kevesebb adat áll rendelkezésre és egy általunk kidolgozott, több paramétert súlyozottan figyelembe vevő kockázatelemzéses módszert (SZABÓ A. 2004, 2005), amennyiben a lerakóról széleskörű információval rendelkezünk. Az ERM Hungária Kft Greentech Kft által kidolgozott módszer: A módszer előnye az egyszerűség és az értékelési alapadatok egyszerű hozzáférhetősége, mert az általuk figyelembe vett paraméterek többsége a HU 9911-01. számú Phare projektben található HIR (Linsy) adatbázisból (Royal Haskoning CANOR, 2003) beszerezhető. Az általuk kidolgozott értékelési módszer főbb jellemzői a következők (4.1. táblázat): egy adott lerakó környezeti hatását 15 adat felhasználásával határozták meg (ebből 6 adat a lerakó területi adottságaira, 9 adat pedig a lerakó műszaki kialakítására, üzemelési körülményeire vonatkozik), az egyes adatok esetében a környezetterhelés figyelembe vételével 3 válaszlehetőséget határoztak meg, egy adott lerakó esetében a vizsgált adatra vonatkozó választ jellemzően a HIR adatbázisából határozták meg (ha felülvizsgálati dokumentáció is rendelkezésre áll, értelemszerűen akkor abból is meghatározásra kerülhet a válasz), egy adat jellemzéséhez tartozó válaszokhoz 0-3 között pontértéket rendeltek o 0 pont: környezetterhelés nem valószínűsíthető, o 1-3 pont: a környezetterhelés valószínűsíthető mértéke 1 pont esetén kicsi, 2 pont estén közepes, 3 pont esetén nagy, mind a 15 adathoz egy 1-3 közötti súlyszámot is rendeltek, amely súlyszámok az egyes adatoknak a környezetterhelés szempontjából eltérő mértékű jelentőségét fejezik ki.
A SZABÓ A. (2004) által kidolgozott egyszerűsített kockázatelemzési módszer: A SZABÓ A. (2004) által kidolgozott egyszerűsített kockázatelemzési módszer lényegesen több paramétert értékel, ugyanakkor az adatok alapján becsülhető a lerakó környezetre gyakorolt hatása. Az értékelő folyamat több főmodulból áll, amelyek további almodulokból épülnek fel. Az értékelő folyamat főmoduljai a következők: A lerakó területének értékelése Az aljzatszigetelő rendszer hatékonysága A csurgakékvízgyűjtő rendszer hatékonysága A lerakott hulladék környezeti kockázata A monitoring rendszer eredményeinek értékelése A hulladéklerakó-gáz veszélyeztető potenciálja
4.1. táblázat Az ERM Hungária Kft Greentech Kft által kidolgozott értékelő rendszer kérdés száma 1 2** 3 4 5 kérdés Hulladákkal fedett Talajrétegződés, Talajvíz terepszint Legközelebbi felszíni víz Belvíz-, árvíz veszélyes terület nagysága pont vízáteresztő képesség pont alatti mélysége (m) pont távolsága pont terület pont súlytényező 1 3 3 2 2 <0,5 ha 1 vízzáró 0 10 m 0 >500 m 0 C 0 értékek 0,5-2 ha 2 félig vízáteresztő 3 3-10 m 3 100-500 m 2 B 2 >2 ha 3 vízáteresztő 9 0-3 m 9 100 m> 6 A 6 84 kérdés száma 6 7 8 9 10 kérdés Szennyeződésérzékenységi kategória pont Üzemelés kezdete pont Bezárás időpontja pont mennyisége pont Alsó szigetelés pont Lerakott összes hulladék súlytényező 3 1 1 3 3 C 0 0-10 év 1 >10 év 0 <10 Em3 3 jogszabály szerint 0 értékek B 3 10-20év 2 5-10 év 1 10-100 Em3 6 van, de nem kielégítő 3 A 9 >20 év 3 <5 év + működő 2 >100 Em3 9 nincs 9 kérdés száma 11 12 13 14 15*** kérdés Műszaki kiépítettség, Hulladékréteg gépek pont Lerakási technológia pont vastagsága pont Egyéb hulladék fogadása pont Egyéb megjegyzés pont súlytényező 2 1 2 1 3 szig, csurg, csap, dep 0 völgy+rendezett 0 0-2 m 2 nincs 0 egyik sem 0 értékek szig, csap 2 domb+rend-tt, v+r-etlen 1 2-5 m 4 inert (ha >20%) 1 1-re van negatív utalás 3 egyik sem, csak egy 6 terepszint+rendezetlen 3 >5 m 6 szennyvíz/szv. iszap (>10%) 3 1<-re van negatív utalás 9 ** jellemző talajtípus 2,5-7,5 m mélységben kavics, homok: vízáteresztő iszap: félig vízáteresztő *** a figyelembe vett adatok: lakott terület 500 m-en belül természetvédelmi terület, vagy egyéb védettség
A módszer alkalmazása elsősorban az inert- és településihulladék-lerakók esetében javasolt. 1. főmodul: A lerakó területének az értékelése A lerakóból esetlegesen kijutó szennyezés terjedésének elsődleges teherviselője a hulladéklerakó altalaja és a talajvíz. A hulladékból a csugalékvíz kijutása révén a szennyező összetevők a talajvízbe jutnak, a talajvíz áramlásával távolabbi területekre is eljuthatnak. A lerakó területének értékelési modulját hat alrészre osztottuk, amely alegységek alapos vizsgálatával választ kapunk arra a kérdésre, hogy a lerakótestből esetlegesen kijutó szennyezés esetében mekkora az esélye annak, hogy az a közvetítő közegben (talajvíz) tovaterjedjen. A főmodulban a lerakó értékelése az alábbi almodulokban történik: A lerakó elhelyezkedése A lerakó altalaja A talajvíz felszín alatti mélysége Vízbázisvédelmi szempontok A terület szennyeződés-érzékenysége Felszíni vizek és vízfolyások távolsága A lerakó elhelyezkedésével kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.2. - 4.3. táblázatok tartalmazzák. A hulladéklerakó elhelyezkedése I. A lerakó elhelyezkedése Adható pontszámok Lakott terület 7-10 Ipari, mezőgazdasági terület Védett terület közelében 5-10 7-10 Egyéb 0-10 Az almodulban adható maximális pontszám: 10 pont Az almodulhoz tartozó súlyozás értéke: 0,5 A hulladéklerakó elhelyezkedése II. A lerakó altalaja Adható pontszámok Agyag 0-3 Minimum kritérium lakosságot kevésbé érintő terület létesítményekre, környezetre alacsony kockázat védett terület veszélyeztetettsége alacsony környezetre való veszélyesség alacsony Minimum kritérium közepes, kövér agyagok nem repedezett, homogén, megfelelő vastagság 4.2. táblázat Maximum kritérium lakosságot közvetlenül veszélyeztető terület létesítményekre, környezetre magas kockázat védett terület veszélyeztetettsége magas környezetre való veszélyesség magas 4.3. táblázat Maximum kritérium sovány agyag, repedezett, kis vastagság Iszap 4-6 kis vastagság, iszapra jellemző, de alacsonyabb vízzáróság nagy vastagság, iszapokhoz képest jó vízzáróság, szennyezőanyag
A talajvíz felszín alatti mélysége Vízbázisvédelmi szempontok A felszín alatti vizek érzékenysége Homok, homokliszt, kavics 0-1,5 m között 5-10 1,5-5 m között 3-5 5 m alatt 0-2 Nem érintett terület 0 A lerakó vízbázis területén helyezkedik el, de a vízbázis nem sérülékeny A lerakó sérülékeny vízbázis területén található Kiemelten érzékeny területen helyezkedik el Fokozottan érzékeny területen helyezkedik el Érzékeny területen helyezkedik el Kevésbé érzékeny területen helyezkedik el 6-10 - 1-5 5-10 8-10 6-8 3-6 0-2 Felszíni vizek, < 500 m 6-10 vízfolyások 500-1500 m 3-6 távolsága > 1500 m 0-3 A lerakó környezetében az éves csapadék mennyisége 700 mm alatt 700-2000 mm 3 2000 mm felett 5 Az almodulban adható maximális pontszám: 55 pont Az almodulhoz tartozó súlyozás értéke: 1,0 0 A lerakó műszaki védelemmel rendelkezik A lerakó műszaki védelemmel rendelkezik Megfelelő műszaki védelemmel rendelkező lerakók visszatartó képesség kategóriának megfelelő alacsony szivárgási tényező talajvízszint 0-0,5 m között található A lerakó műszaki védelemmel nem rendelkezik A hidrogelógiai A védőterületen belül található a lerakó Műszaki védelemmel nem rendelkező lerakók 2. főmodul: Az aljzatszigetelő rendszer értékelése A műszaki védelem megléte jelentősen lecsökkenti a lerakótestből a szennyezés kijutásának a kockázatát. A műszaki védelem nem jelent garanciát arra, hogy a hulladéklerakóból nem jut ki szennyeződés. A műszaki védelmi rendszer vizsgálatánál figyelembe kell venni a műszaki védelem elemeit, az egyes elemek beépítéskori minőségellenőrzési dokumentumait. Vizsgálni, és a vizsgálatok alapján értékelni kell, hogy nem következett-e be a hulladéklerakó üzemelése során olyan káresemény, amely a műszaki védelemben valamilyen kedvezőtlen, a védelmi feladat ellátásában visszafordíthatatlan változást okozott. A 2. főmodulban a lerakó értékelése az alábbi almodulokban történik:
Az aljzatszigetelő rendszer megléte, felépítése, természetes anyagú-, mesterséges anyagú-, kombinált szigetelő rendszer Az aljzatszigetelő meghibásodását észlelő rendszer A lerakó aljzatszigetelő-rendszerével kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.4. táblázat tartalmazza. 4.4. táblázat Az aljzatszigetelő rendszer értékelése Adható pontszámok Minimum kritérium Maximum kritérium I. A hulladéklerakó épített szigeteléssel nem rendelkezik A lerakó altalaja Vízzáró, műszaki védelmet ellát 3-5 minimálisan 1 m vastagságú k <1 x 10-9 m/s szivárgási tényezővel rendelkező homogén agyagréteg, maximális talajvízszint legfeljebb 1,5-2,0 m [Szabó 1999.] minimálisan 1 m vastagságú k <1 x 10-9 m/s szivárgási tényezővel rendelkező homogén agyagréteg, maximális talajvízszint < 1,0 m Vízzáró, műszaki védelmet részben ellát 6-8 homogén, vízzáró (k< 1 x 10-9 m/s) agyagréteg, melynek vastagsága <1 m Nem vízzáró 10 Vízáteresztő altalaj II. A hulladéklerakó épített szigeteléssel Az épített szigetelelés Kombinált 0-1 Az épített szigetelőrendszer megfelel a 20/2006(IV.5.) KvVM rendelet előírásainak, az építés során a megfelelő minőség folyamatosan, szakszerűen ellenőrzött
rendelkezik Csak természetes anyagú 2-4 min. 1m vastagságú, vízzáró (k< 1 x 10-9 m/s) épített agyagréteg, vagy ezzel egyenértékű rétegek, mely az építés során folyamatosan ellenőrzött Csak mesterséges anyagú 4 Szenzorrendszerrel nem rendelkezik 0 Szenzorrendszerrel rendelkezik -1 a szenzorrendszer bizonyíthatóan működik Az almodulban adható maximális pontszám: 10 pont Az almodulhoz tartozó súlyázás értéke: 3,0 3. főmodul: A csurgalékvízgyűjtő rendszer értékelése A lerakó csurgalékvízgyűjtő rendszerével kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.5. táblázat tartalmazza. A csurgalékvízgyűjtő rendszer értékelése A hulladéklerakó csurgalékvízgyűjtő rendszerrel nem rendelkezik A csurgalékvízgyűjtő medence szigetelése A csurgalékvízgyűjtő medence szenzorrendszerrel rendelkezik A csurgalékvíz kezelésének módja Adható pontszámok 10 Kombinált 0-2 Csak természetes anyagú Csak mesterséges anyagú 3-5 5-6 Igen -1 Nem 0 Gyűjtés-elszállítás 0 Gyűjtésvisszaforgatás 3-4 Minimum kritérium 4.5. táblázat Maximum kritérium A teljes keletkező csurgalékvíz-mennyiség elszállításra kerül Gyűjtés-kezelés 0-2 A csurgalékvíz kezelése során a kijutó
kezelt víz a környezetet egyáltalán nem veszéleztetheti Nincs 6 A főmodulban adható maximális pontszám: 16 pont A főmodulhoz tartozó súlyozás értéke: 0,75 4. főmodul: A lerakott hulladék értékelése A 4. főmodulban a lerakó értékelése az alábbi részterületeken történik: A hulladék összetétele A hulladéklerakás módja A lerakott hulladék mennyisége A lerakott hulladék vastagsága A hulladéklerakás kezdete, a lerakó kora A lerakott hulladékkal kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.6. táblázat tartalmazza. A lerakott hulladék értékelése A hulladék összetétele A hulladéklerakás módja Adható pontszámok Nem ismert 10 Nem veszélyes hulladék Veszélyes hulladék Inert hulladék 2 Ellenőrzött, rendezett 6 8 0-2 Nem rendezett 6-10 Illegális 10 Minimum kritérium 4.6. táblázat Maximum kritérium A hulladék összetétele nem ismert, az összetételt nem vizsgálták A lerakóra bizonyítottan csak nem veszélyes hulladék került beszállításra A lerakóra bizonyítottan csak inert hulladék került beszállításra A lerakó működése óta a hulladéklerakás ellenőrzött, rendezett A lerakott hulladék becsült mennyisége A lerakott hulladék vastagsága A 1.000 m 3 alatt 1 1.000-10.000 m 3 között 10.000-100.000 m 3 között 100.000-300.000 m 3 között 300.000-600.000 m 3 között 600.000 m 3 felett 10 5 m alatt 1 5-10 m 3 10-15 m 5 15-20 m 7 20 m felett 10 Nem ismert 10 2 4 6 8
hulladéklerakás kezdete 5 év óta 2 5-10 év 4 10-15 év 6 15 év felett 8 A főmodulban adható maximális pontszám: 50 pont A főmodulhoz tartozó súlyázás értéke: 0,5 5. főmodul: A monitoring rendszer A monitoring rendszerrel kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.7. táblázat tartalmazza. A monitoring rendszer értékelése A hulladéklerakó monitoring rendszerrel nem rendelkezik A hulladéklerakó monitoring rendszerrel rendelkezik A talajvíz minőségére korábbi vizsgálati eredmények nem állnak rendekezésre A talajvíz minőségére korábbi vizsgálati eredmények rendelkezésre állnak A monitoring rendszer működése és ellenőrzése folyamatos A monitoring rendszer működése nem folyamatos A vizsgálati eredmények nem mutatnak ki szennyezést A vizsgálati eredmények szennyezést mutatnak ki A főmodulban adható maximális pontszám: 15 pont A főmodulhoz tartozó súlyázás értéke: 0,75 Adható pontszámok 15 7 0-3 4-5 0 Minimum kritérium 4.7. táblázat Maximum Kritérium Vizsgálati eredmények rendelkezésre állnak, de az észlelések alkalomszerűen történtek 6-10 A szennyezés mértékétől függően 6. főmodul: A hulladéklerakó-gáz gyűjtése, kezelése A hulladéklerakó-gáz gyűjtésével, kezelésével kapcsolatban a konkrét, értékelendő szempontokat és a javasolt, adható pontszámokat a 4.8. táblázat tartalmazza. 4.8. táblázat
A hulladéklerakó-gáz-rendszer értékelése A hulladéklerakóban keletkezik(zett) gáz? Nem, a hulladék összetétele nem ad lehetőséget gáz keletkezésére Igen Nem, a lerakótestben a gázképződést befolyásoló folyamatok lezajlottak A gázt nem gyűjtik Adható pontszámok 0 2 6 Gyűjtött 2-4 Gyűjtött, kezelt A főmodulban adható maximális pontszám: 6 pont A főmodulhoz tartozó súlyázás értéke: 0,5 0-2 Minimum kritérium Passzív gázmentesítő rendszer Maximum Kritérium Aktív gázmentesítő rendszer A kockázatok értékelése Az értékelés során egy hulladéklerakó kockázatát a súlyozott maximális pontérték százalékában kapjuk meg. Egy hulladéklerakó környezetre gyakorolt kockázata az előzőekben részletezettek alapján a következőképpen alakul (4.9. táblázat). Környezeti kockázat mértéke 0-25 % Alacsony, csekély 26-50 % Közepes 50-75 % Jelentős 76-100 % Nagyon magas 4.9. táblázat Megjegyzés: Az ismertetett kockázatértékelési rendszer egy sok szempontot figyelembe vevő, komplex értékelő rendszer, amelynek a kipróbálása még csak viszonylag kis számú hulladéklerakón történt meg. Az elméleti alapok jók, átgondoltak, kidolgozottak, a pontozásos rendszer valószínűleg további finomításra szorul, de úgy gondoljuk, hogy jelen formájában alapját képezheti a lerakók környezeti kockázata felmérésének.
5. A REKULTIVÁCIÓ TERVEZÉSÉHEZ SZÜKSÉGES ELŐZETES VIZSGÁLATOK 5.1. A lerakó várható süllyedése, konszolidációja A hulladék várható konszolidációjának az ismerete igen fontos, mert a deformációkat figyelembe kell venni mind a záró szigetelőrendszer, mind a gázgyűjtő rendszer mechanikai méretezésénél, kialakításánál. Ma még nem áll rendelkezésre kellő mennyiségű tapasztalat, amely lehetővé tenné a pontos számításokat. A hulladék várható összenyomódását elméletileg a talajmechanikából jól ismert konszolidációs elmélettel lehet közelíteni, azonban figyelembe kell venni, hogy a hulladék: a szokásos talajokhoz képest lényegesen változatosabb, inhomogénebb; a fizikai paramétereinek pontos meghatározása lényegesen nehezebb. Az előzőeken túl nehezíti a probléma megoldását, hogy a hulladék konszolidációja nemcsak a mechanikai terhelés (önsúly) hatására bekövetkező tömörödés, hanem a különböző alkotórészek kémiai-biológiai lebomlásával rendszerint együtt járó térfogatcsökkenés eredménye is. A süllyedés várható mértékét tehát számos tényező befolyásolja, amelyek a következők: a lerakott hulladék kezdeti tömörsége, hézagtényezője, térfogatsűrűsége; a feltöltés magassága; a biológiailag lebomló, illetőleg nem-lebomló hulladékmennyiség aránya; a hulladék lerakás előtti és közbeni kezelése; a csurgalékvíz szintje, ingadozása; környezeti tényezők (nedvességtartalom, hőmérséklet, a biogáz-képződés folyamata, fázisa). A konszolidáció már a lerakó feltöltése során elkezdődik. Több lerakónál mért süllyedések időbeni alakulását szemlélteti az 5.1. ábra. A süllyedések üteme az idő előrehaladtával lassul. A kezdeti szakaszban az önsúly hatására bekövetkező süllyedések dominálnak (elsődleges konszolidáció), mértéke általában 5-30 %-a a feltöltési vastagságnak, és a süllyedések zöme a feltöltés utáni első évben lejátszódik. Az elsődleges konszolidációt követi a másodlagos konszolidáció szakasza, ami időben hosszan elnyúló, a hulladékban lejátszódó folyamatoktól is jelentősen függő folyamat. A hulladék várható süllyedésének meghatározására számos javaslat ismert, általában mindegyik megegyezik abban, hogy a végső süllyedéseket két részre bontja: egy terhelésfüggő és egy időfüggő szakaszra, s az eredmény a kettő összegződéséből adódik. Használjuk azonban bármely javasolt módszert is, soha ne feledjük, hogy a kapott eredmény csak durva közelítés, becslés. Az 5.2. ábra a települési szuilárd hulladékok idealizált süllyedés-idő görbéjét tünteti fel, KÖNIG és munkatársai (1996.) működő és már bezárt lerakókon végzett mérései alapján. A várható süllyedések a következőképpen becsülhetők:
5.1. ábra Különböző lerakóknál mért felszínsüllyedések (KÖNIG et al., 1996.) 5.2. ábra A települési szilárd hulladékok idealizált süllyedés-idő görbéje (KÖNIG et al., 1996.)
a terhelés okozta süllyedések: igen rövid idő alatt lejátszódó, a hulladék önsúlyából adódó terheléssel arányos süllyedések H 0 dz s s = σh (5.1.) E 0 s ( σ) ahol: σ h : a hulladék önsúlyából adódó hatékony normálfeszültség, E s (σ): a hulladékra jellemző, az előterheléstől függő összenyomódási modulus. az időarányos süllyedések a másodlagos konszolidáció számításából ismert következő összefüggésből becsülhetők: s t 1 k = Cα, ε H 0 lg (5.2.) t 2 ahol: C α,ε : a hulladékra jellemző másodlagos konszolidációs együttható, t 1 és t 2 : a vizsgált időintervallum, H 0 : a feltöltés magassága. Tekintettel arra, hogy a másodlagos konszolidáció üteme nagymértékben függ a lerakó bezárása óta eltelt időtől, KÖNIG és szerzőtársai a másodlagos konszolidáció szakaszát további két részre javasolják bontani: = a rövid idejű másodlagos konszolidációs süllyedések szakaszát egy laposabb süllyedés-idő görbe jellemzi (lásd 5.3. ábrán), és meghatározása az s t r i,r k,r = H0 Cα, ε lg (5.3.) t1,r összefüggés alapján történhet, ahol: t i,r : a feltöltés befejezése után eltelt idő (10 nap < t i,r < t 2,r ), t 1,r : a rövid idejű süllyedések kezdete (t 1,r 10 nap), t 2,r : a rövid idejű süllyedések vége, r : a friss hulladékokra jellemző másodlagos konszolidációs együttható. C α, ε = a hosszú idejű másodlagos konszolidációs süllyedések szakaszát egy meredekebb süllyedés-idő görbe jellemzi, és meghatározása az előző analógia alapján: s t h i,h k,h = H 0 C α, ε lg (5.4.) t1,h ahol a már ismert jelöléseken túl: h : az érett hulladékokra jellemző másodlagos konszolidációs együttható, C α, ε a t i,h idő múlva bekövetkező teljes (összegzett) süllyedés: s = s + s + s ö s k,r k,h (5.5.) Az 5.1.-5.4. összefüggések a talajmechanikából jól ismertek, elméletileg igazak. A becsült süllyedés értékének a megbízhatósága elsősorban a hulladékokra vonatkozó fizikai
paraméterek pontosságától függ. Ezen a téren még elég kevés adattal rendelkezünk, hiszen részben nagyon költséges laboratóriumi és nagyon hosszú időintervallumot átfogó helyszíni mérésekre lenne szükség. A terhelés okozta süllyedések számításához a hulladékra jellemző összenyomódási modulus értékre van szükségünk, amit általában nagyméretű laboratóriumi kompressziós kísérletek (5.3. ábra) adataira támaszkodva nyerhetünk, amennyiben saját mérési adattal nem rendelkezünk. Megállapítható, hogy az összenyomódási modulus (E s ) értéke erősen függ az alkalmazott normálfeszültség (σ n ) értékétől, és általában a következő formában írható fel: E s = a + b σ (5.6.) n 5.3. ábra Különböző korú hulladékokon nagyméretű kompressziós kísérlettel meghatározott összenyomódási modulus értékek (JESSBERGER-KOCKEL, 1993.) KÖNIG (1996.) mintegy 21 különböző németországi lerakón végzett vizsgálatai alapján azt kapta, hogy E E s,min (MPa) = 0,294 + 10, 9 s,max (MPa) = 0,106 + 12, 5 σ σ n n A másodlagos konszolidáció alatt bekövetkező süllyedések becslésére szolgáló 5.3.-5.4. összefüggésekben szereplő másodlagos konszolidációs együttható, illetőleg időintervallumok értékére KÖNIG (1996.) az 5.1. táblázatban szereplő értékeket mérte és javasolta.
5.1. táblázat A másodlagos konszolidáció együtthatójának és szakaszainak jellemző értékei helyszíni mérések alapján (KÖNIG, 1996.) r C α, ε (-) h C α, ε (-) t = 2,r t 1,h (nap) A mérések száma 16 20 20 Átlag 0,03 0,102 425 Szórás 0,017 0,077 472 A 95%-os konfidencia intervallumhoz tartozó felső érték A 95%-os konfidencia intervallumhoz tartozó alsó érték 0,039 0,138 645 0,021 0,066 204 Felhasználhatjuk a számításainkhoz az 5.2. táblázatban szereplő értékeket is (OWEIS- KHERA, 1990.). Ekkor célszerű az 5.2. összefüggéssel számítani a másodlagos konszolidáció okozta süllyedéseket, de figyelembe kell venni a kúszási (másodlagos konszolidációs) index (C α ) és másodlagos konszolidációs együttható (C α,ε ) közötti következő összefüggést: C α, ε Cα = 1+ e 0 5.2. táblázat Településihulladék lerakók esetén mért kompressziós index (C c ) és kúszási index (C α ) értékek (OWEIS-KHERA, 1990.) Lerakó C c C α 15 éves lerakó (Boston, Massachusetts) 0,26 e 0 0,24 Laboratóriumi vizsgálat 0,30 Régi lerakó, (NY-Virginia) 0,04 Kis szervesanyag-tartalmú lerakó 0,15 e 0 0,024 Nagy szervesanyag-tartalmú lerakó 0,55 e 0 0,072 Településihulladék lerakó (Melbourne) 0,1 e 0 0,06 15-20 éves lerakó (Michigan) 0,02 10 éves lerakó (Elizabeth New-Jersey) 0,02 Harrison lerakó (New Jersey) 0,25 e 0 Újratömörített háztartási hulladék-talaj keverék e 0 : a lerakott hulladék kezdeti hézagtényezője 0,14-0,034 Tapasztalataik alapján a következő átlagértékek jellemzőek a települési hulladékokra: konszolidációs együttható c c = 0,015-0,5 m 2 /d kompressziós index C c = (0,15 0,25) e 0 kúszási index (friss lerakó) C α = 0,13-0,32
kúszási index (10 év elteltével) C α = 0,01-0,02 Pontosíthatók a prognózisok, ha a lerakó feltöltése után megkezdik a felszínsüllyedések mérését, és a kezdeti mérések adataira támaszkodva adják meg a várható süllyedéseket. Minél hosszabb mérési idősor áll rendelkezésre, annál pontosabb lesz a becslés. A süllyedéselőrejelzés menetét ebben az esetben az 5.4. ábra szemlélteti.. 5.4. ábra A várható süllyedések előrejelzése mérési adatokra támaszkodva (KÖNIG et al., 1996.) A különböző zárószigetelések eltérő nagyságú süllyedést, illetve süllyedéskülönbségből adódó megnyúlást tudnak elviselni káros deformációk nélkül. Az 5.5. ábra néhány gyakran alkalmazott zárószigetelés estében szemlélteti a megengedhető deformációkat. A megengedhető átlagos értékek a következők:
Ásványi/természetes anyagú szigetelés: ε max = 0,1 3,0 % és az értéke jelentősen függ az alkalmazott agyag minőségétől. Aszfalt hordozóréteg: ε max = 1,75 %, értéke gyakorlatilag az egyirányú húzásnál a tönkremenetelhez tartozó deformációval egyezik meg. Aszfalt szigetelőréteg: ε max = 0,85 %, értéke gyakorlatilag az egyirányú húzásnál a tönkremenetelhez tartozó deformációval egyezik meg. HDPE lemezek: ε max = 6 %, értéke a 25 o C mellett tartósan megengedett deformáció. Bentonitszőnyegek: ε max 10 15 %. 0 A süllyedési teknő mélysége[m] 0 1 2 3-0.1 A süllyedés mélysége [m] -0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8 Aszfaltbeton szigetelés Ásványi anyagú szigetelés HDPE geomembrán (tartós igénybevétel esetén) HDPE geomembrán (tönkremenetelkor) 5.5. ábra A különböző zárószigeteléseknél megengedhető deformációk (BAM, 2003.) 5.2. A hulladék lebomlása, a hulladéklerakó-gáz képződés 5.2.1. A hulladéklebomlási folyamat A hulladéklebomlási folyamat eredményeként hulladéklerakó-gáz és csurgalékvíz keletkezik. Laboratóriumi mérések (STEGMAN-SPENDLIN, 1985.) és tapasztalatok alapján a lebomlási folyamatot öt jellegzetes fázisra osztják, amit az 5.6. ábra szemléltet CHRISTENSEN- KJELDSEN (1989.) nyomán.
5.6. ábra A hulladéklerakó-gáz és csurgalékvíz összetevőinek alakulása a lebomlási fázisban I.: aerob lebomlás; II-IV.: anaerob lebomlás (CHRISTENSEN - KJELDSEN, 1989.) Az aerob lebomlás (I. fázis) Az I. fázis egy rövid abiotikus szakasz, rögtön a hulladék elhelyezése után, amikor a rendelkezésre álló oxigén (levegő) mellett a hulladékban jelenlevő vagy kívülről származó mikroorganizmusok a szerves anyag aerob lebontását végzik. A folyamatot részben a lerakóban csapdázódott levegő, a felszínközeli rétegeknél pedig az atmoszférából bejutó oxigén táplálja. Az aerob fermentáció eredménye a szén-dioxid, az ammónia és a víz, illetve az egyéb alkotórészek oxidációs termékei. A folyamat fontos tényezője a nedvesség, ami a mikroorganizmusok számára 60 %-nál optimális. A nedvesség egyaránt származhat magából a hulladékból vagy a lerakóba bejutó csapadékból történő utánpótlódásból. A folyamat exoterm, és a lezárást követő néhány nap, illetve hét alatt a hőmérséklet elérheti a 60-70 C-ot
is. A nagy hőmérséklet gyakran öngyulladáshoz is vezethet. A lerakó átlagos belső hőmérséklete ebben a fázisban 40-60 C. Az anaerob lebomlás fázisai (II-V) A lerakó/biogázképződés körülményeit az anaerob (oxigénmentes) lebomlás jellemzi, a számára kedvező, elsősorban közepes (30-75 C) hőmérsékleti tartományban. A biogázképződés (termelés) szempontjából a legfontosabb három fő vegyületcsoport (a szénhidrátok, fehérjék, és a zsírok) anaerob erjedési-lebomlási folyamatát az 5.7-5.9. ábrák szemléltetik BÁNHEGYI (1993.) munkája nyomán. Az anaerob lebomlás kezdeti szakaszában (II. fázis az 5.6. ábrán) illékony zsírsavak, szén-dioxid és hidrogén keletkezik az erjesztő és acetogén baktériumok hatására. A savas kémhatású csurgalékvíz (a ph alakulását lásd az 5.6. ábrán) nagy koncentrációban tartalmazhat zsírsavakat, kalciumot, vasat, nehézfémeket és ammóniát. A gáz nitrogéntartalma csökken a szén-dioxid- és hidrogénképződés következtében. A redoxipotenciál csökkenésével a kezdeti magas szulfáttartalom lassan lecsökken. A keletkező szulfid kicsapja a vasat, mangánt és a nehézfém elemeket, amelyek eddig oldott állapotban voltak. A III., ún. második közbülső anaerob fázis a metanogén baktériumok lassú növekedésével kezdődik. A metánkoncentráció nő, mialatt a hidrogén, a szén-dioxid és a zsírsavak koncentrációja csökken. Tovább csökken a szulfátkoncentráció a folytatódó szulfátredukció révén. A zsírsavak átalakulása a ph és alkalitás (lúgosság) növekedésével jár, ami a kalcium, a vas, a mangán és a nehézfémek oldhatóságának a csökkenését vonja maga után, amelyek később valószínűleg szulfidokként csapódnak ki. Továbbra is szabadul fel ammónia, ami az anaerob környezetben nem alakul át. A IV., ún. metán fázisban 50-60 % metántartalomnál stabilizálódik a gázképződés, ami a zsírsavak és a hidrogén alacsony szinten történő tartását eredményezi. Az V. fázisban csak az ellenálló szerves szén marad az elhelyezett hulladékban. A metántermelődés jelentősen visszaesik, koncentrációja olyan kicsi lesz, hogy nitrogén jelenik meg a gázokban a légköri diffúzió miatt. Aerob zónák és a metán képződéshez túl magas redox-potenciálú zónák jelennek meg a felső rétegekben. A lerakóban lejátszódó folyamatok követelményeit és következményeit az 5.3. táblázat foglalja össze. 5.3. táblázat A lerakóban lejátszódó folyamatok követelményei és következményei (KISS, 1992.) folyamat anaerob bomlás aerob bomlás átmosódás követelmények levegőhiány rendelkezésre álló oxigén a lerakót érő csapadék következmények a hulladék nedvességtartalma szilárdulás oldhatóság csökken tömörödés, ásványosodás kevesebb nedvesség szivacsos szerkezet oldhatóság nő termékek CH 4, CO 2, H 2 S CO 2, NH 3, H 2 O szerves savak permeábilis fedőréteg Áteresztőképesség nő szalinitás, oldott anyagtartalom lefelé nő (bemosódás) csurgalékvíz
szénhidrátok I. szakasz sötét, oxigénhiányos környezet gombák tejsavbaktériumok propionsavbaktériumok kolibaktériumok vajsavbaktériumok butilbaktériumok stb. gázok: alkoholok: zsírsavak: egyéb savak: etanol szén-dioxid propanol hidrogén butanol stb. hangyasav ecetsav propionsav vajsav stb. tejsav borostyánkősav pirosszőlősav stb. II. szakasz sötét, oxigénmentes környezet metánbaktériumok szulfátredukáló baktériumok denitrifikáló baktériumok szén-dioxid metán 3C H 6 12 glźlźk 3 3 3 O 4CH CH COO 6 2 6CH COO 2 4CH CH + 6H 6CH CH COO 3 2 propionsav + 3H 2 2 COO + 2CH COO O 6HCO + 2CH COO 3 3 3 3 ecetsav O 4CH COO + 6CH 4 + 2HCO 3 + 2HCO + HCO + 8H 3 3 + H + 8H 9CH + 3CH + + 4 + 4 + 9CO 5.7. ábra A szénhidrátok anaerob lebontásának vázlata és egyszerűsített kémiai képlete (BÁNHEGYI, 1993.) 2
zsírok I. szakasz sötét, oxigénhiányos környezet zsírbontó baktériumok és gombák zsírsavak glicerin kolibaktériumok propionsavbaktériumok vajsavbaktériumok stb. gázok: szén-dioxid hidrogén savak: hangyasav ecetsav propionsav n-vajsav tejsav borostyánkősav stb. alkoholok: etanol butanol II. szakasz sötét, oxigénmentes környezet metánbaktériumok denitrifikáló baktériumok szulfátredukáló baktériumok C H 3 5 szén-dioxid metán ( C H COO) + 3H O... C H ( OH ) 12 35 trisztearin 3 CH 3 ( CH ) 3 2 2 16 2 2 vajsav 4C H 3 COOH + 8H 5 3 5 glicerin ( OH ) 3 + 2H + 3C O + 13CH 2 3 2 O + 5CH 2 17 35 sztaerinsav CH CH CH COOH + 2H O + 5CH H 25CH 4 4 4 4 COOH + 5CO + 3CO + 3CO + 13CO 21: 2 2 2 5.8. ábra A zsírok anaerob lebontásának vázlata és egyszerűsített kémiai képlete (BÁNHEGYI, 1993.) 2