Környezeti kárelhárítás Dr. Fleit Ernő Egyetemi docens Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék fleit@vkkt.bme.hu 463-4260

Időrend és tantárgyi követelmények 14 hét (2x 14 óra) Kb. 6-8 esettanulmány November közepe: 1 ZH Vizsga: Írásbeli teszt (szóbeli/írásbeli javítási lehetőséggel) Konzultációk

Miről lesz szó – és miről nem? A tantárgy expozíciója Esettanulmányok Alapfogalmak Kockázatelemzési módszerek Szennyezőanyagok típusai Kármentesítés technológiák Jogszabályok (hazai és EU) Hazai intézményi háttér - költségek

A félév tematikus menete Környezeti kockázatelemzés - kockázatbecslés (határértékek megállapítása) Szennyezőanyagok (prioritásszennyezők, EQS értékek) Kis vízfolyások hazai problémái (Által-ér és fővárosi folyóvizeink) Olajszennyezések kárelhárítása (felszíni vizek) Talajkármentesítési módszerek – talajtani alapfogalmak Havária szennyezések (tiszai cianid, dunai piretroid) Kármentesítési előírások („menetrend”) és módszerek Biohazard: állati tetemek elhelyezése (madárinfluenza és SZKF) Újabb kihívások – EDS anyagok (gyógyszermaradványok, hormonok)

Esettanulmányok és tanulságok Felszíni vizek Által-ér havária helyzet (2003) Budapesti kisvízfolyások (2003) Tiszai cianid szennyezés (2000) Chinoin piretroid (1998) Szennyezett árterek (Sajó-Hernád) 1996-2000

Talajok és felszínalatti vizek Ipari „megasites” (DAM, SAC, TVK, BorsodChem) Felhagyás (bauxitbányák, erőművi zagyterek) Olajszennyezések (felszíni vízen is !!!) PCB szennyezések Vízbázis védelem Nemzeti Kármentesítési Program

Egyéb rehabilitációs témák Bányatavak rehabilitációja (Ócsa) Tókotrás (Göd, 2000, dunai holtágak) Állati tetemek elhelyezése (BSE-FMD járvány 2000)

Néhány alapfogalom és kérdés A környezet fogalma Környezeti közegek (elemek) Ökológiai környezet Épített környezet A környezeti károk fogalma A degradációs folyamatok és észlelésük (de gradatio ~ latin)

Mit lehet kármentesíteni? Felszín alatti víz: minden, a föld felszíne alatt a telített zónában elhelyezkedő víz, amely közvetlen érintkezésben van a földtani közeggel Földtani közeg: a föld felszíne és felszín alatti rétegei (a talaj, a kőzetek, beleértve az ásványokat és ezek természetes és átmeneti formáit) Talaj: a földtani közeg legfelső rétege, ami ásványi részecskékből, szerves anyagból, vízből, levegőből és élő szervezetekből áll Felszíni vizek

Fogalom meghatározások: 10/2000. (VI. 2 Fogalom meghatározások: 10/2000. (VI. 2.) KöM-EüM-FVM-KHVM együttes rendelet (A) háttér koncentráció: reprezentatív érték, egyes anyag természetes vagy ahhoz közeli állapotot jellemző koncentrációja a felszín alatti vízben, illetve a talajban (B)szennyezettségi határérték: felszín alatti víznél az ivóvízminőség és a vízi ökoszisztéma igényei, földtani közeg esetében a talajok multifunkcionalitásának és a felszín alatti vizek szennyezéssel szembeni érzékenységének figyelembevételével meghatározott kockázatos anyag koncentráció (Ci) intézkedési szennyezettségi határérték: egy adott terület - külön jogszabály szerinti ((Lásd: 33/2000. (III. 17.) Korm. r.)) - szennyeződés érzékenységétől függően meghatározott kockázatos anyag koncentráció, amelyet meghaladó érték esetén - (E) egyedi szennyezettségi határérték vagy (D) kármentesítési szennyezettségi határérték hiányában - a környezetvédelmi felügyelőségnek intézkednie kell (C1 = Fokozottan érzékeny-, C2 = Érzékeny-, C3 = Kevésbé érzékeny terület);

Szennyezőanyag típusok „Hagyományos” szennyező anyagok Szerves mikroszennyező anyagok (TPH, PAH, PCB, egyéb) Szervetlen mikroszennyezők (toxikus nehézfémek) BTEX vegyület csoport Dioxinok és más rákkeltő anyagok Peszticidek

„Hagyományos” szennyező anyagok Ammónia/ammónium Disszociációs egyensúly Toxicitás Nitrit és nitrát Methaemoglobinaemia Hipertónia Karcinogén hatások Eutrofizációs hatások

Ammónia – ammónium (nyers, betöményedett szennyvizek és ipari balesetek) Ionizálatlan NH3 a teljes (NH4+NH3) ammónium tartalom %-ban kifejezve (hőmérséklet és pH függése) % NH3 (összes ammónium) Temp (F) pH 6.5 pH 7.0 pH 7.5 pH 8.0 pH 8.5 68 .13 .40 1.24 8.82 11.2 77 .18 .57 1.77 5.38 15.3 82 .22 .70 2.17 6.56 18.2 86 .26 .80 2.48 7.46 20.3

Az ammónia toxicitása (édesvízi halak) Letális ammónia koncentrációk (pH, és expozíciós idő függvényében) pH Időtartam Letális ammónia koncentrációk (mg/l) Összes NH3 (szabad) 6.5 1-hr 14.3 0.036 4-d 0.73 0.002 7.0 1-hr 11.6 0.093 4-d 0.74 0.006 7.5 1-hr 7.3 0.181 4-d 0.74 0.019 8.0 1-hr 3.5 0.26 4-d 0.47 0.035 8.5 1-hr 1.3 0.26 4-d 0.17 0.035

pH, hőmérséklet és szabad (nem-ionizált ammónia): Boulder Creek, Colorado

tart a membrán két oldalán pH és NH3 A pH napszakos ciklusa Sejt belső Véráram Az ammónia egyensúlyt tart a membrán két oldalán

Mi az ammónia? Az ammónia színtelen, de erősen szúrós szagú gáz. Nagyon jól oldódik vízben és általában vizes oldatában árulják. Az ammóniát az ammonifikációs folyamatokban baktériumok állítják elő (növényi, állati és emberi hulladékokból). Az ammónia esszenciális vegyület sok biokémiai folyamatban. A termelt ammónia zömét műtrágyaként hasznosítják. Keletkezik továbbá a textil, műanyag, robannóanyag gyártáskor, ill. papír és tisztítószeriparban, ill. hűtőközegként is használják (hűtőgépekben).

Hasznos tudnivalók (NH3) Az ammónia természetes és mesterséges eredetű gáz is lehet. Folyékony ammóniát sok háztartási tisztítószer is tartalmaz (pl. Welldone). Az ammónia irritálja a szemet, bőrt, orrot, torkot és a tüdőt. Magas expozíciós szintek égést okoznak. Az USA-ban az ismert 1613 „high priority” szennyezett terület közül 134 esetében az ammónia is problémát jelent (US EPA).

Ammónia expozíció Mindenki, rendszeresen ki van téve alacsony szintű ammónia expozíciónak (levegő, táplálék, talaj és víz). CIGARETTA!!! Az ammóniának erős, irritáló szaga van ezért hamarabb megérezzük, mintsem, hogy kárt okozzon. A földre kiszórt ammónia műtrágyát belélegezzük, illetve még nagyobb részével a talajvizet szennyezzük. Ammónia expozíció bekövetkezhet ipari balesetektől, lukadásoktól, vasúti vagy közúti szállítás közben

Nitrit és nitrát Hatásukra methaemoglobin képződik a vérben, és ezzel a vér oxigénszállító funkciója csökken. Abnormálisan megnövekvő methaemoglobin szintet okozhatnak még a különböző toxikus hatások is: pl. nitritek, vagy indirekt oxidánsok, mint pl. a metilén kék, nitroglicerin, ezüst nitrát, nátrium nitrát és szulfonamidok. Az ilyen vérnek sötét, ‘csokoládé' színe van, szemben a cianotikus vér sötét-kékes színével.

Methaemoglobinaemia Fötális (magzati) hemoglobin „Blue baby” betegség (cianózis)

Minamata megbetegedések: Higany W. E. Smith & A. M. Smith

A hatvanas évek felfedezettjei: mikroszennyezők mg-μg/liter mennyiségekben 1 μg/liter = 1 ppb = 1/1 000 000 000

További meglepetés forgatókönyvek (1) Interszex, halak, emlősök hermafroditizmusa (2) Az aktív spermaszám csökkenése és tumorok (teszticuláris, prosztata, etc.)

Okok: számos anyagféleség Vegyi ipari és mezőgazdasági anyagok (DDT, PCB, atrazin, dioxinok, nehézfémek, lágyítók, „plasticiser” - ftalátok etc.) Gyógyszerek (fájdalomcsillapítók, antibiotikumok, béta blokkolók, etc.) Hormonális készítmnyek (orális kontraceptívumok, thyroid gyógyszerek) Természetes hormonok (fito-ösztrogének) Kozmetikumok … ezeket EDS anyagoknak hívjuk, melyek akár a ng/liter koncentrációban hatnak - nanoszennyezők

Szerves mikroszennyező anyagok (TPH, PAH, PCB) TPH – total petroleum hydrocarbon PAH – polyaromatic hydrocarbons PCB – polychlorinated biphenyls BTEX – benzol, toluol, etil-benzol, xilol

TPH határértékek (mg/kg) talaj és (μg/l) talajvíz A B C1 C2 C3 50 100 300 3000 5000 Összes alifás szénhidrogén (TPH) C5-C40 MSZ 21470-94: GC-FID

Benzol és alkilbenzolok (BTEX)

BTEX - alapok BTEX (akronima: benzol, toluol, etilbenzol és xilolok). Ezek olajipari termékek. Az etilbenzol a gázolajban és a kerozinban (repülés) használt segédanyag. Benzolt a szintetikus anyag gyártásban használnak sokat: szintetikus gumi, műanyagok, nylon, rovarölőszerek és festékek. Toluolt festékek, bevonatok, gumik, olajok és gyanták hígítására használnak. Etilbenzol: festékek, tinták, műanyagok és peszticidekben használnak. Xilolokat: nyomdaipar, gumigyártás és bőripari alkalmazásokban találhatunk. Többnyire együtt, egymással keverten fordulnak elő!

BTEX - pl. a benzinkutak hatása (http://www.clu-in.org/remed1.htm)

Mik a PAH-ok? (Policiklikus aromás szénhidrogének) Naftalin Acenaftilén Acenaftén Fluorén Fenantrén Antracén Fluorantén Pirén Benz(a)antracén Krizén Benz(b)fluorantén Benz(k)-fluorantén Benz(e)pirén Benz(a)pirén Indenol(1,2,3-cd)-pirén Dibenz(a,h)-antracén

PAH Már a norvég fjordok sem a régiek… élelmiszer tilalom (kagyló) az Alterneset-Andfiskĺ területen (PAH és nehézfém szennyezés miatt).

PAH-ok eredete és felhasználása Bizonyos PAH-okat gyártanak is, a tiszta PAH-ok szintelen, fehér, vagy sárga szilárd anyagok. PAH-okat találhatunk: szénkátrányban, nyersolajban, tetőfedő és útburkoló kátrányokban és szurkokban, néhányat a festékipar, gyógyszerészet és peszticid ipar is felhasznál. Bizonyított rákkeltők és teratogének

PCB (poliklórozott bifenilek) A molekula szerkezete (200 db. feletti molekulaféleség)

PCB-k - tulajdonságok Bioakkumulációs hajlam Magas zsíroldékonyság Lassú degradáció (fizikai és biológiai) Karcinogenitás, idegrendsszeri és immunhatások, endokrin hatások 1979 óta tilos a felhasználásuk és gyártásuk (US EPA) http://www.epa.gov/opptintr/pcb/effects.html

Kezelés/felhagyás/lezárás Termális destrukció PCB tartalmú kábelek és transzformátorok bontása Kémiai deklorináció Vegyi hulladék lerakók Fizikai szeparáció Kármentesítés (komplex) Égetés (incineráció) Csővezetékek eltávolítása/kármentesítése

Nehézfémek – tox. fémek Higany Kadmium Arzén (ez nem-fémes elem!!) Réz Cink Ólom Nikkel

Nehézfém források, nyelők és expozíciós utak

Nagy kommunális SZVT átlagos nehézfém kibocsátásai