02-Trickovic-Metodologija procene kvaliteta sedimenta.ppt · 2013-09-26 · dovešće do rastvaranja sulfida metala i njihovog oslobađanja u

MATCROSSHUSRB/1002/214/188

METODOLOGIJA PROCENE KVALITETA /EKOSISTEMA VODA/SEDIMENT

SA POSEBNIM OSVRTOM NA PROCENU KVALITETA SEDIMENTA ZA ODABIR

OPCIJA IZMULJIVANJAO C J U J J

Dr Jelena Tričković

Novi Sad, 3-4. septembar 2013.

Održivo upravljanje sedimentomOdrživo upravljanje sedimentom

• Kada i gde pratiti kvalitet sedimenta? Koliko često?

K k iti k lit t di t ? K k di t tič k lit t d ?• Kako proceniti kvalitet sedimenta? Kako sediment utiče na kvalitet vode?

– Koje metode koristiti?

– Koje polutante pratiti?

– Koje kriterijume kvaliteta koristiti? Da li je to dovoljno za donošenje zaključaka?

• Šta raditi kada kvalitet sedimenta ne zadovoljava?Šta raditi kada kvalitet sedimenta ne zadovoljava?

– Da li izmuljiti ili ostaviti?

• Šta raditi sa izmuljenim materijalom?

– Da li ga treba deponovati? Ili se može rasprostreti na obalu, okolno zemljište ili premestiti u drugu vodenu sredinu?

– Da li se može iskoristiti za dobijanje materijala?

– Kakav će uticaj imati uklanjanje sedimenta na akvatični sistem?

Kada i gde?Kada i gde?

1. Ocena hemijskog statusa i trenda kvaliteta sedimenta1. Ocena hemijskog statusa i trenda kvaliteta sedimentaWFD (2000/60/EC)

Svaka zemlja članica treba da izvrši identifikaciju zagađenih sedimenata koji zahtevaju remedijaciju Ako je kvalitet sedimentasedimenata koji zahtevaju remedijaciju. Ako je kvalitet sedimenta loš i utiče na postizanje dobrog ekološkog statusa, država članica mora u skladu sa članom 4 i članom 11 da inicira odgovarajuću akciju jer zagađeni sedimenti mogu predstavljati prepreku uakciju jer zagađeni sedimenti mogu predstavljati prepreku u postizanju dobrog ekološkog statusa vodnog tela.

2. U slučaju redovnog održavanja vodotokovaOd ž j l ihOdržavanje plovnih puteva

Snižavanje rizika od poplava

Uređivanja obala...

Kako?Kako?

• Odgovor delimično leži u tekstu Okvirne Direktive o vodama EU u članu 16.7 koji kaže “the Commission shall submit proposals for quality standards applicable to the concentrations of the priority substances in surface waters, sediments and biota”.

– “Ekosistemskim" načinom koncipiranja propisa i regulativa o kvalitetuEkosistemskim načinom koncipiranja propisa i regulativa o kvalitetu ambijentnih voda, zemlje EU uvode nove parametre ‐ pored fizičko‐hemijskih i mikrobioloških parametara uvode se i biološki parametri čime je okvir monitoringa proširen na sediment i biotu.j g p

– Međutim, WFD samo implicira praćenje kvaliteta sedimenata i daje samo okvire u okviru kojih se problem sedimenata mora i može rešavati na lokacijama na kojima je narušen ekološki status zbog degradiranog j j j g g gkvaliteta sedimenta.

Kvalitet sedimentaKvalitet sedimenta

Hemija sedimenta

ToksičnostPokazatelji in‐situstanjastanja

Složenost postupka procene kvaliteta di t

• Dinamika sistema

sedimenta

• Dinamika sistema

– Prostorno (horizontalna i vertikalna distribucija polutanata) –dizajn monitoringa

– Vremenski

• Sezonske promene

• Uticaj geohemije sedimenta i procesa “starenja” na biodostupnost polutanata

– Uslovi sredine– Uslovi sredine

• Njihova promena utiče na pokretljivost i biološku aktivnost izazivajući pozitivan ili negativan uticaj na biodostupnost

Složenost postupka procene kvaliteta di t

N l š t h ij k i k l šk t t

sedimenta

• Neusaglašenost hemijskog i ekološkog statusa

– Uticaji prouzrokovani prisustvom polutanata čije se prisustvo u sedimentima ne prati,p ,

– Sinergističko ili antagonističko dejstvo polutanata,

– Pojave zagađujućih materija u različitim hemijskim oblicima (npr. metali) što značajno utiče na njihovu toksičnost,

– Različite osetljivosti različitih organizama prema različitim vrstama polutanatavrstama polutanata.

Dodatno:Dodatno:

• Složena i nedorečena regulativa,

• Nedostatak podataka o koncentracijama• Nedostatak podataka o koncentracijama jedinjenja i elemenata u sedimentu,

• Nedostatak podataka o referentnim uslovima,

• Ne postoji homogena klasifikacija sedimenta,

Akumuliranafrakcija

Receptor

,

• Ne postoje usaglašeni kriterijumima kvaliteta sedimenta,

K i l d i j iljDostupna frakcija

• Konvencionalne metode imaju za cilj određivanje ukupnih koncentracija polutanata u sedimentu, pa one nisu Ukupna koncentracija PAH

pogodne jer precenjuju biodostupnu frakciju.

Procesi biodostupnosti

Biološka membrana

Vezani kontaminant

DisocijacijaAsocijacijaKontaminant apsorbovan Mesto biološkog

Oslobođeni kontaminant

DisocijacijaAsocijacija apsorbovan u organizam odgovora

Procesi biodostupnosti (A, B, C i D)Procesi biodostupnosti (A, B, C i D)

Interakcije zagađujućih materija

Transport zagađujućih materija do

Prolazak između fizioloških

Cirkulacija kroz organizam, akumulacija u ciljnom organu, toksikokinetika i

AA B/CB/C DD EEj

između faza organizma membrana toksični efekti

•• Biodostupnost je u korelaciji sa koncentracijom Biodostupnost je u korelaciji sa koncentracijom rastvorenih polutanatarastvorenih polutanatarastvorenih polutanata.rastvorenih polutanata.

• C – rastvoreni polutant u pornoj vodi koji je biodostupan i može potencijalno difundovati u površinsku vodupovršinsku vodu

• DOM – rastvorena organska materija

• DOM‐C – frakcija polutanta vezanaDOM C frakcija polutanta vezana za rastvorenu organsku materiju

• C – frakcija polutanta vezana za čvrstu fazu

označava frakciju vezanog polutanta koja je j g p j jpotencijalno biodostupna (frakcija koja može biti desorbovana)

Primer: 3,4‐dimetilanilin (pKa = 5,28)

MEHANIZMI VEZIVANJA:

1) Frakcija molekula koja nije protonovana, može popuniti hidrofobne šupljine u prirodnim organskim materijamaorganskim materijama

2) Takođe, neprotonovani oblik može zameniti molekule vode u oblastima blizu mineralnih površina pzahvaljujući uspostavljanju Londonovih disperzionih i dipol‐dipol interakcija – koje predstavljaju generalni mehanizam za bilo kojigeneralni mehanizam za bilo koji organski molekul i prirodni sorbent

3) U svom protonovanom obliku, 3,4‐dimetilamonijum‐jon stupa u

4)2)

j j pelektrostatičke interakcije sa deprotonovanim OH grupama

4) 3,4‐anilin i sorbent mogu biti k l

3)

kovalentno vezani1)

Hemijski oblici metala u akvatičnom sistemu

U pornoj vodiU pornoj vodi

sistemu

Asocirani sa karbonatimaAsocirani sa karbonatima

Asocirani sa Fe, Mn oksidimaAsocirani sa Fe, Mn oksidima

UUKKUU

Kompleksirani sa organskim Kompleksirani sa organskim komponentamakomponentama

UUPPNN

Asocirani sa sulfidimaAsocirani sa sulfidima

U mineralnoj formiU mineralnoj formi

OO

Slobodni Slobodni jonijoni

Neorganski Neorganski kompleksikompleksi

Organski Organski kompleksikompleksijonijoni kompleksikompleksi kompleksikompleksi

Procesi koji utiču na biodostupnost

Procesi hemijske stabilizacije

j p

• “Starenje” (“ageing”) – smanjenje biodostupnosti

– Deo ovih efekata se pripisuje specifičnim geosorbentima prisutnim u sedimentu (npr. ugljeničnim materijalimaprisutnim u sedimentu (npr. ugljeničnim materijalima velike specifične površine)

– Za neorganske polutante (teške metale) efekat “starenja” podrazumeva retenciju putem procesa sorpcijepodrazumeva retenciju putem procesa sorpcije, precipitacije, koprecipitacije i inkorporacije u mineralnu i organsku frakciju sedimenta.

• Biorazgradnja

– Efekat stabilizacije ako ide do kraja, ali ne i ako nastaju toksičniji i pokretljiviji proizvoditoksičniji i pokretljiviji proizvodi

Procesi koji utiču na biodostupnost:

Procesi hemijske mobilizacijej j• Pri promeni uslova sredine (pH, redoks potencijal):

– oksidativna remobilizacija – povećanje redoks potencijala dovešće do rastvaranja sulfida metala i njihovog oslobađanja u pornu vodu. Ova promena nije postepena i dešava se naglo (dešava se i pri akcijama izmuljivanja zagađenognaglo (dešava se i pri akcijama izmuljivanja zagađenog anaerobnog sedimenta i njegovog deponovanja na zemljište).

• Hemijska mobilizacija polutanata iz sedimenta je često kompleksan nelinearan proces koji se ne može opisati kvantitativnim modelima, naročito u slučaju metala.kvantitativnim modelima, naročito u slučaju metala.

Organizmi - biodostupnost

Efektistabilizacije

Eroziona stabilnostStabilizacija biofilmomstabilizacije Stabilizacija biofilmom (prekrivanje sedimenta, mehanička stabilizacija, alineki egzopolimeri mogu biti dobri kompleksirajući

Vezivanje polutanata:sorpcijaprecipitacija

Biološka degradacija

+ +

dobri kompleksirajući agensi za mobilizaciju teških metala)

Promena hemijskih parametara:OksidacijaPromena pH (acidifikacija)

Zone erozijeTokovi i strujanja

+

HIDRAULIČKA HEMIJSKAEfekti

Kompleksiranje

HIDRAULIČKAMOBILIZACIJA

HEMIJSKAMOBILIZACIJA

Efektimobilizacije

Ocena statusaOcena statusa

• Upotreba samo kriterijuma kvaliteta kao “pass/fail” kriterijuma za ocenu kvaliteta sedimenta je zbog složenostikriterijuma za ocenu kvaliteta sedimenta je zbog složenosti sistema sediment/voda najčešće nedovoljan pristup procene kvaliteta sedimenta.

• Međutim, kriterijumi kvaliteta za sediment predstavljaju “alate” koje se koriste kao prvi korak u postupku procene kvaliteta sedimentakvaliteta sedimenta.

(DelValls i sar., 2004)

Standardi kvaliteta životne sredine (EQS) i EU(EQS) na nivou EU

• Direktiva 2008/105/EC/ /

– Postavljeni standardi kvaliteta za 33 prioritetne supstance ili grupe supstanci i 8 drugih supstanci.

• U ovom momentu EQS su postavljeni samo za površinsku vodu, osim za živu, heksahlorbenzen i heksahlorbutadien za koje su postavljeni EQS i za biotu j p j Qjer za njih nije moguće osigurati zaštitu od posrednih uticaja i sekundarnog trovanja.

D ž čl i bi b l i i d d• Države članice bi trebale uspostaviti standarde kvaliteta životne sredine za sediment i/ili biotu na nacionalnom nivou i primeniti ove EQS umesto EQS utvrđenih za vodu.

Lista prioritetnih supstanci i 8 drugih supstanci na listi 2008/105/ECsupstanci na listi 2008/105/EC

Prioritetne supstance Prioritetne hazardne supstance

Alahlor Nikl i njegova jedinjenja Antracen

Atrazin Oktilfenol Bromovanidifenil etri

Benzen Pentahlorfenol Kadmijum i njegova jedinjenja

Hlorfenvifos Simazin C10‐C13 hloralkani

Hlorpirifos Trihlorbenzeni Endosulfan

1,2‐dihloretan Hloroform Heksahlorbenzen

Dihlormetan Trifluralin Heksahlorbutadien

DEHP Heksahlorcikloheksan

Diuron Živa i njena jedinjenja

Fluoranten Nonilfenol (4‐nonilfenol)

Izoproturon Pentahlorbenzen

Olovo i njegovajedinjenja

PAH (benzo(a)piren, benzo(b)fluoranten, benzo(g,h,i)perilen, benzo(k)fluoranten, indeno(1,2,3‐cd)piren)


Naftalen Tributilkalajna jedinjenja

Druge supstance: Ugljentetrahlorid, Tetrahloreten, Trihloreten, DDT ukupni, Ciklodienski pesticidi (aldrin, dieldrin, endrin, isodrin)

Koji polutanti su zapravo relevantni za di ?sediment?

• Kriterijumi za odabir polutanata:j p

– Perzistencija

– Bioakumulacija/sorpcija: log Kd ≥ 3

sd

CKC

=

Relevantnost na datom lokalitetu (prisustvo izvora

wC

– Relevantnost na datom lokalitetu (prisustvo izvora zagađivanja), uzimajući u obzir i ukupan unos jedinjenja (akcidentno ili kontinualno ispuštanje)

– Ekotoksičnost



– Perzistencija


min , ,oc oc surf ex surf ex surf rxn surf rxn surfd

C f C A C A C AK

C Cσ σ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅

=


, ,d

w neut w ionC C+


– Ekotoksičnost



– Perzistencija


d ococ

K CKf C

= =oc ocd

C fKC⋅

=


oc wf CwC


– Ekotoksičnost


• Kriterijumi za odabir polutanata:

P i t ij– Perzistencija

– Bioakumulacija/sorpcija: log Kd ≥ 3• Za organske polutante surogat parametar je KZa organske polutante surogat parametar je KOW

– log KOW > 5: jedinjenje je relevantno za sediment

– log KOW < 3: jedinjenje nije relevantno za sediment

– log 3 > KOW > 5: opciono, u obzir se uzimaji drugi faktori

• Hemija metala je daleko složenija za predviđanje tako da je najsigurnije izmeriti sadržaj toksičnih metala

– Relevantnost na datom lokalitetu (prisustvo izvora zagađivanja), uzimajući u obzir i ukupan unos jedinjenja (akcidentno ili kontinualno ispuštanje)(akcidentno ili kontinualno ispuštanje)

– Ekotoksičnost




Atrazin Oktilfenol Bromovanidifenil etri

Benzen Pentahlorfenol Kadmijum i njegova jedinjenja

Hlorfenvifos Simazin C10‐C13 hloralkani

Hlorpirifos Trihlorbenzeni Endosulfan

1,2‐dihloretan Hloroform Heksahlorbenzen

Dihlormetan Trifluralin Heksahlorbutadien


Diuron Živa i njena jedinjenja







Druge supstance: Ugljentetrahlorid, Tetrahloreten, Trihloreten, DDT ukupni, Ciklodienski pesticidi (aldrin, dieldrin, endrin, isodrin)




Oktilfenol Bromovanidifenil etri

Pentahlorfenol Kadmijum i njegova jedinjenja

Hlorfenvifos C10‐C13 hloralkani

Hlorpirifos Endosulfan

Heksahlorbenzen

Trifluralin Heksahlorbutadien


Živa i njena jedinjenja







Druge supstance: DDT ukupni Ciklodienski pesticidi (aldrin, dieldrin, endrin, isodrin)

Osim prioritetnih supstanci...Osim prioritetnih supstanci...

• Drugu važnu grupu polutanata čine oni koji za sada nisu regulisani, a to su polutanti specifični za rečni sliv ili podsliv, odnosno sve ostale supstance koje se u značajnim količinama ispuštaju u vodno telo, a zadovoljavaju kriterijume relevantnosti za sediment.telo, a zadovoljavaju kriterijume relevantnosti za sediment.

Klasa jedinjenja Primeri predstavnika grupe

Organohlorna jedinjenjaPolihlorovani bifenili, polihlorovani dibenzo‐p‐dioksini i furaniu a

Usporivači gorenja Tetrabromo bisfenol A, heksabromociklododekanIndustrijski aditivi i agensi EDTA, benzen, benzotiazoliDodaci gorivu Dialkiletri, metil‐t‐butiletarPovršinski aktivne materije iPovršinski aktivne materije i njihovi degradacioni proizvodi

Alkilfenol etoksilati, alkilfenol karboksilati i dikarboksilati

Sredstva za ličnu higijenu Kamfor, benzofenon, metilbenzilidenSteroidi i hormoni Estron, estriol, etinil estradiol

LekoviPenicilini, tetraciklini, sulfonamidi, ibuprofen, diklofenak, diazepam, karbamazepin, propranolol

Osim specifičnih organskih polutanata i lmetala...

• Fizičko‐hemijski parametrij p

– Opšti elementi kvaliteta (temperaturni uslovi, kiseonični režim, acidifikacija, salinitet, nutrijenti)

– Omogućavaju interpretaciju podataka biološkog monitoringa

– Omogućavaju klasifikaciju ekološkog statusaOmogućavaju klasifikaciju ekološkog statusa

Osim specifičnih organskih polutanata i lmetala...

• Naročito je važan ciklus fosforaPovršinski sloj bogat Fe(III)-

k idj

FeOOH-POrg P

O2

oksidom

g

Fe3+

veže PO43-

VodaO2

Oslobađanje PO43-Brzo oslobađanje Fe2+ i

brza oksidacija

FeOOH-POrg P

Fe2+; PO43-

Rastvoreni

jAnaerobni sediment Rastvaranje Fe i P

ČvrstiFeSMikrobiološka redukcija Fe3+=rastvorno Fe2+

H2S


FeS2

jHemijska redukcija Fe2+ sa H2S=FeSH2S se formira mikrobiološkom redukcijom SO42-

Standardi kvaliteta sedimenta u SrbijiStandardi kvaliteta sedimenta u Srbiji

• Uredba o graničnim vrednostima zagađujućih materija u g g j jpovršinskim i podzemnim vodama i sedimentu i rokovima za njihovo dostizanje (Sl. glasnik RS, br. 50/12):

O t t– Ocena statusa

– Pri izmuljivanju sedimenta iz vodotoka

Ocena statusaOcena statusa

1. Ocena hemijskog statusa i trenda kvaliteta sedimentaj g

Obuhvata arsen, teške metale, PAH, PCB, organohlorne pesticide, i l ljmineralna ulja

Izmuljavanje radi održavanjaIzmuljavanje radi održavanja

2. U slučaju redovnog održavanja vodotokovaj g j

Obuhvata arsen, teške metale, PAH, PCB, organohlorne pesticide, mineralna uljamineralna ulja

Šta raditi sa izmuljenim materijalom?Šta raditi sa izmuljenim materijalom?

Korekcija graničnih vrednostiKorekcija graničnih vrednosti

• Za metale:

• Za organske polutante:

Međutim, kvalitet sedimenta nije lista koncentracija hemijskih supstanci...

Da bi se procenilo da li koncentracija hemijskog sastojka smanjuje upotrebnu vrednost vodnog tela, neophodno je da se na samom lokalitetu proceni da li su konstituenti prisutni u kritičnoj koncentraciji u toksičnom/dostupnom obliku

dovoljno dugo da bi izazvali negativne efekte na akvatični živi svet koji je bitandovoljno dugo da bi izazvali negativne efekte na akvatični živi svet koji je bitan za upotrebnu vrednost datog vodnog tela.

Problem biodostupnosti i dodatna istraživanja

• Komplementarni podaci:

– Sekvencijalna ekstrakcijaj j

– AVS/SEM

– Hemijske metode za procenu biodostupnosti organskih polutanata

Podaci o prirodnom nivou polutanata (naročito za metale)– Podaci o prirodnom nivou polutanata (naročito za metale)

– Ekotoksičnost, struktura zajednice bentosa, bioakumulacija

Problem biodostupnosti i dodatna

Geohemijske osobine sedimenta Značaj

istraživanja

Granulometrijski sastav Ukazuje na brzinu sedimentacije, potencijal za resuspenziju, potencijal za akumulaciju polutanata

• pesak (2000‐63 µm) Mali kapacitet za akumulaciju polutanatap ( µ ) p j p

• organski mulj (63‐2 µm) Visok kapacitet za akumulaciju organskih i neorganskih polutanata, potencijal za resuspenziju

• glina (< 2 µm) Visok kapacitet za akumulaciju metala, potencijal za resuspenziju

Organska materija (organski ugljenik)

Kapacitet za akumulaciju organskih polutanata i pojedinih metala (Hg, Cd)

Gvožđe, mangan Visok kapacitet za vezivanje organskih i neorganskih polutanata, uključujući fosfor

Oksidoredukcioni potencijal Ukazuje na postojanje aerobnih/anaerobnih l č k l l f fuslova, utiče na akumulaciju metala i fosfora

Most između hemije i ekotoksikologije Most između hemije i ekotoksikologije metode za merenje biodostupnostimetode za merenje biodostupnosti

Indirektna merenja(surogat)

Direktna merenja–– metode za merenje biodostupnostimetode za merenje biodostupnosti

(surogat)Ukupne koncentracije

Ek t k ij

Hemijske metode ?Ekstrakcije rastvaračimaEkstrakcije na jadsorbentima

Uređaji za uzorkovanje koji oponašaju koji oponašaju

biološke sistemeBiološke metode Testovi toksičnosti Bioakumulacija

Biomarkeri, biosenzori

PROBLEMI I OGRANIČENJA:

• Metode za određivanje biodostupnosti nisu standardizovanestandardizovane, – Osim sekvencijalne ekstrakcije prema BCR, a za ovu metodu čak postoji referentni materijalmetodu čak postoji referentni materijal.

– Metode za procenu biodostupnosti metala često precenjuju stvarnu biodostupnost zbog promene pH vrednosti i oksido‐redukcionog potencijala tokom manipulacije uzorcima i ekstrakcije u odnosu na uslove u akvatičnoj sredini što može u izvesnoj meri dau akvatičnoj sredini, što može u izvesnoj meri da promeni prvobitni način vezivanja metala.

• Ovaj pristup je i dalje previše skup za rutinski monitoring.Ovaj pristup je i dalje previše skup za rutinski monitoring.

Bezbedno izmuljavanje i odlaganje disedimenta

• Izbor odgovarajuće alternative za g jizmuljavanje/remedijaciju baziran je na balansiranju brojnih zahteva u pogledu:

– tehničke izvodljivosti,

ekonomske prihvatljivosti i– ekonomske prihvatljivosti i

– zaštite životne sredine što podrazumeva Ć Š ŠONEMOGUĆAVANJE ŠIRENJA ŠTETNIH MATERIJA

U OKOLINU.

Osnovni putevi gubitaka polutanata tokom izmuljivanja tretmana i odlaganjatokom izmuljivanja, tretmana i odlaganja

sedimenta:

1. Resuspenzija sedimenta

2 Rastvaranje/desorpcijaVoda

2. Rastvaranje/desorpcija polutanata

3 IzluživanjeSuspendovani sediment

3. Izluživanje

Istaloženi sedimentIstaloženi sediment

Procena gubitka polutanata tokom izmuljivanja

D l b đ j l t t i t f

g p j j

• Do oslobađanja polutanata iz vezane u rastvorenu formu tokom izmuljavanja dolazi zbog pomeranja ravnoteže sediment/voda i zbog promene uslova sredine:/ g p

– promena oksido‐redukcionog potencijala, oksidacija sulfida i oslobađanje metala – strogo zavisno od kinetikesu da os obađa je eta a st ogo a s o od et e

– desorpcije organskih polutanata

• Model ravnotežne raspodele:

42

p

⋅ pS CCC

1+⋅=

pd

pSW CK

C

Cw = koncentracija polutanta u vodi (mg/l)

CS = koncentracija polutanta u sedimentu (mg/kg)

Cp = prosečna koncentracija suspendovanih čestica u posmatranoj zapremini na mestu izmuljavanja (kg/l)

Kd = koeficijent raspodele organskog jedinjenja između sedimenta i vode (l/kg)

Primena modela ravnotežne raspodele ima brojne nedostatke p j(ne uzima u obzir “ireverzibilnu” adsorpciju, difuziju) – stoga predstavlja vrlo konzervativan pristup.

Najtačniji način procene količine polutanta koji tokom izmuljavanja dospevaju u površinsku vodu usled rastvaranja jesu laboratorijski testovi u kojima se simuliraju uslovi mešanja ilaboratorijski testovi u kojima se simuliraju uslovi mešanja i razblaživanja.

Ovakvi testovi su praktično neophodni za procenu ponašanja p p p p jmetala koji podležu kompleksnim reakcijama uslovljenim brojnim uslovima sredine pa ja matematičko modelovanje

l žsistema složeno.

Procena gubitka polutanata tokom predtretmana – Predviđanje kvaliteta efluentapredtretmana – Predviđanje kvaliteta efluenta

Procena in-situ zapremine sedimenta.Procena kvaliteta sedimenta.

k ij d ih i

Evaluacija relevantnih podataka o izmuljavanju i Procena koncentracije suspendovanih čestica u

influentu (~145 g/l).Brzina punjenja, hidraulički faktor efikasnosti.

podataka o izmuljavanju i lokaciji odlaganja

uent

a

Testovi izluživanja Testovi u kolonama

teta

efl

Procena rastvorene frakcije polutanata

Procena koncentracije suspendovanih čestica

na k

vali

Procena ukupne koncentracije polutanata u efluentu

Pro

cen

Evaluacija zona mešanja i poređenje sa

kriterijumima kvaliteta

Procena gubitka polutanata tokom odlaganja – Izluživanjeodlaganja Izluživanje

• Putevi izluživanja: j– Porna voda nakon primarne sedimentacije.

– Kišnica ili voda nakon topljenja snega.

– Podzemna voda ako je u kontaktu sa izmuljenim materijalom.

A d ij d li ič di i ši k d– A za deponije delimično u vodi, i površinska voda.

• Izlužena voda ima sastav porne vode, a izluživanje predstavlja kombinaciju međufaznog prelaza polutanatapredstavlja kombinaciju međufaznog prelaza polutanata sa izmuljenog materijala u pornu vodu i konsekutivnog kretanje porne vode.

KonceptKoncept lokalne

ravnoteže

PORNA VODA U SVAKOM INKREMENTU DOLAZI U RAVNOTEŽU SA ČESTICAMA SEDIMENTA U DATOM INKREMENTU PRE NEGOSA ČESTICAMA SEDIMENTA U DATOM INKREMENTU PRE NEGO

ŠTO NASTAVI KRETANJE KA SLEDEĆEM INKREMENTU

FAZNI PRELAZI I

FAKTORI KOJI IH

KONTROLIŠUKONTROLIŠU

Sd

W

CKC

=

• Organski polutanti se sorbuju za huminske i fulvinske kiseline koje čine rastvorenu organsku materiju. Budući da je rastvorena organska materija mobilna, rastvoreni organski ugljenik predstavlja faktor mobilizacije polutanataorganski ugljenik predstavlja faktor mobilizacije polutanata sa čvrste faze, a koncentracija polutanta u pornoj vodi može da se izračuna prema sledećoj jednačini:

( ) ( )d

CCSCCWPW K

CKCCKCC +=+=

11dK

CPW = koncentracija polutanta u pornoj vodi (mg/l)PWCC = koncentracija rastvorenog organskog ugljenika (kg/l)KC = koeficijent raspodele između organskog ugljenika i vode (l/kg)

• Koncept raspodele za metale nije primenljiv jer ukupna koncentracija metala u uzorcima sedimenta nije dostupna za izluživanje.

• Neophodna je modifikacija modela ravnotežne raspodele da

C

p j j pbi se mogla proceniti koncentracija metala u pornoj vodi:

SLW

d

CCK

=

CSL = koncentracija metala koja može biti izlužena sa sedimenta (mg/kg)

Kd i CSL su zavisne od tipa sedimenta, a dodatno zavise od brojnihKd i CSL su zavisne od tipa sedimenta, a dodatno zavise od brojnih faktora uključujući redoks potencijal, pH, sadržaj ugljenika, sumpora, gvožđa i sadržaja soli.

POČETNA KARAKTERIZACIJA ZAGAĐENJA

PLANIRANJERADOVA Algoritam za

bezbedno

NeKvalitet

sedimenta zadovoljava kriterijume?

izmuljivanje sedimenta

I FAZA – početna karakterizacija i procena rizika

Da

Da

Opasnost od

Ne

Dapdesorpcije polutanata?

II FAZA – kontrola radova na izmuljavanju

Izmuljavanje i deponovanje uz sprovođenje posebnih mera zaštite

Izmuljavanje i deponovanje bez posebnih mera zaštite

NeIII FAZA – kontrola deponovanog materijala i ocednih voda sa

Izluživanje sa deponije?

DaPrivremeni prekid radova i razmatranje neke od opcija

stabilizacije izmuljenog materijala. Posle toga nastavak radova uz

planirane mere zaštite.

Nastavak radova uz povremenumaterijala i ocednih voda sa deponije i mere zaštite

Nastavak radova uz povremenu kontrolu ocedne vode

Nadzorni monitoring deponije, ocedne i podzemnih voda

IV FAZA – nadzorni monitoring

Hvala na pažnji!p j

Documents

02-Trickovic-Metodologija procene kvaliteta sedimenta.ppt · 2013-09-26 · dovešće do rastvaranja sulfida metala i njihovog oslobađanja u