0

1

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

Žemės ūkio inžinerijos fakultetas

Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra

Jūratė Nadzeikienė

Aplinkos apsaugos inžinerija

Mokomoji knyga

AKADEMIJA

2012

2

UDK 62-784.3:504.6 (075.8)

Jūratė Nadzeikienė

Aplinkos apsaugos inžinerija Mokomoji knyga

Recenzavo:

doc. dr. Ričardas Butkus, Aleksandro Stulginskio universitetas

doc. dr. Eglė Jotautienė, Aleksandro Stulginskio universitetas

Aprobuota:

Aleksandro Stulginskio universiteto Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos

katedroje 2011-12-07, protokolo Nr. 803-303

Aleksandro Stulginskio universiteto Žemės ūkio inžinerijos fakulteto tarybos

metodinėje komisijoje 2011-12-22, protokolo Nr. 81

Aleksandro Stulginskio universiteto metodinėje komisijoje 2012-01-18,

protokolo Nr. 49

Viršelį kūrė Danguolė Raudonienė

Kalbą redagavo Laima Jonikienė

Leidinio išleidimas paremtas projekto Lietuvos žemės ūkio universiteto pirmosios

studijų pakopos programų atnaujinimas (projekto kodas Nr. VP1-2.2-ŠMM-07-K-01-092),

finansavimo ir administravimo sutarties Nr. VP1-2.2-ŠMM-07-K-01-092 lėšomis.

ISBN 978-609-449-017-0

© Jūratė Nadzeikienė, 2012

© Aleksandro Stulginskio universitetas, 2012

3

PRATARMĖ

Lietuva, kaip ir visos Europos Sąjungos šalys, pripažįstančios ir besivadovaujančios

150 šalių atstovų 1992 metais pasirašyta Rio de Žaneiro deklaracija dėl aplinkos apsaugos ir

plėtros, stengiasi įgyvendinti subalansuotos plėtros siekius. Viena iš subalansuotos plėtros

įgyvendinimo priemonių yra visuomenės aplinkosauginis švietimas, kečiantis žmonių požiūrį

į aplinkos apsaugos klausimus, būsimųjų žemės ūkio, inžinerijos specialistų žinių, gebėjimų ir

atsakomybės ugdymas sveikos aplinkos išsaugojimo klausimais. Siekiant studijų kokybės

atnaujinamos studijų programos, stiprinamas studijų metodinis aprūpinimas. Mokomoji knyga

,,Aplinkos apsaugos inžinerija“ paruošta pagal Aleksandro Stulginskio universiteto pirmosios

studijų pakopos atnaujinimo projektą (kodas Nr. VPI-2.2-ŠMM-07-K-01-092). Jos paskirtis

yra suteikti žinių apie inžinerines priemones ir jų panaudojimą, sprendžiant aplinkos apsaugos

klausimus agrariniame sektoriuje. Mokomosios knygos įvade aptariama aplinkosaugos

istorinė raida, šiuolaikinės aplinkos apsaugos problemos. Pirmajame skyriuje glaustai

aprašoma gamtos ir aplinkos apsaugos bei jos taršos samprata, antrajame skyriuje plačiau

analizuojami atmosferos apsaugos klausimai, susiję su žemės ūkio gamybos technologijų:

deginamo kuro, karvidžių, metalų suvirinimo, medienos apdirbimo, akumuliatorių priežiūros

ir remonto, kalvystės darbų keliama tarša, apžvelgiami būdingi mechaninių ir dujinių teršalų

iš oro valymo būdai, įrenginiai ir aparatai. Trečiajame skyriuje pateikiamos pagrindinės žinios

apie vandens išteklius, jų naudojimą, taršą bei nuotekų valymo būdus ir įrenginius.

Ketvirtajame skyriuje pateikiamos glaustos žinios apie dirvožemį, jo taršą ir apsaugos būdus

bei technologijas. Atliekų tvarkymo, aplinkosaugos vadybos ir kiti aplinkosaugos klausimai

leidinyje neanalizuojami dėl knygos ribotos apimties ir šių klausimų pateikimo kituose minėto

projekto leidiniuose.

Mokomoji knyga skirta Aleksandro Stulginskio universiteto pirmosios studijų pakopos

Bendrosios agroinžinerijos studijų programos studentams dalyko Aplinkosaugos inžinerija

studijoms, tačiau ja gali naudotis ir Universiteto kitų studijų programų bei kitų aukštųjų

mokyklų studentai.

Knygos autorė dėkoja projekto rėmėjams už finansinę paramą, recenzentams doc. dr.

Ričardui Butkui, doc. dr. Eglei Jotautienei, kolegoms už pareikštas pastabas, dalykiškus

patarimus, knygos redaktorei, dizainerei ir leidėjams.

Pastabas ir pasiūlymus autorė prašo siųsti adresu:

Jūratė Nadzeikienė,

Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra,

Studentų g. 15b, LT-53362 Akademija, Kauno raj.,

tel. (8-37) 75 23 76, el. paštas: jurate.nadzeikiene@asu.lt

4

TURINYS ĮVADAS ..................................................................................................................................... 5

1. APLINKOS APSAUGOS APIBŪDINIMAS ........................................................................ 7

1.1. Aplinkos apsaugos samprata .......................................................................................... 7

1.2. Aplinkos tarša, taršos šaltiniai ir teršalai ......................................................................... 8

2. ATMOSFEROS APSAUGA ................................................................................................ 11

2.1. Deginamo kuro sukeliama aplinkos oro tarša ............................................................... 11

2.2. Mašinų, turinčių vidaus degimų variklius, sukeliama aplinkos oro tarša .......................... 15

2.3. Teršalų susidarymas žemės ūkio gamybos procesuose ................................................. 16

2.4. Mechaninių teršalų valymas iš oro ................................................................................ 22

2.4.1. Kietųjų dalelių, dulkių ir aerozolių charakteristika ................................................ 22

2.4.2. Oro apsauga nuo kietųjų dalelių (dulkių) ............................................................... 26

2.4.3. Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvai ....................................................................... 27

2.4.4. Šlapieji dulkių valymo iš dujų (oro) metodai ir aparatai ........................................ 34

2.5. Cheminių teršalų valymas iš oro ................................................................................... 42

2.5.1. Absorbcinis dujų valymas ...................................................................................... 42

2.5.2. Adsorbcinis dujų valymas ...................................................................................... 46

2.5.3. Terminis dujinių teršalų nukenksminimas .............................................................. 48

2.6. Biologinis dujų nukenksminimas ................................................................................. 52

3. HIDROSFEROS APSAUGA ............................................................................................... 54

3.1. Vandens ištekliai, savybės ir reikšmė ............................................................................ 54

3.2. Vandenų klasifikacija ir tarša ........................................................................................ 56

3.3. Vandens naudojimo mažinimas technologiniuose procesuose ...................................... 58

3.4. Geriamojo vandens kokybės gerinimas ......................................................................... 60

3.5. Nuotekų valymas ........................................................................................................... 63

3.5.1. Nuotekų apibūdinimas ............................................................................................ 63

3.5.2. Nuotekų šalinimo ir valymo būdai ......................................................................... 67

3.5.3. Mechaninis nuotekų valymas ................................................................................. 71

3.5.4. Biologinis nuotekų valymas pusiau gamtinėmis sąlygomis ................................... 79

3.5.5. Biologinių nuotekų valymas dirbtinėmis sąlygomis .............................................. 87

4. DIRVOŽEMIO APSAUGA ................................................................................................. 91

4.1. Dirvožemio ištekliai, sudėtis ir reikšmė ........................................................................ 91

4.2. Dirvožemio savybės ...................................................................................................... 93

4.3. Dirvožemio tarša, žalojimas, naikinimas ir degradacija ............................................... 95

4.4. Dirvožemio erozija ........................................................................................................ 99

4.5. Dirvožemio apsaugos nuo erozijos priemonės ............................................................ 103

4.6. Pažeistų žemių rekultivacija ........................................................................................ 109

4.7. Užteršto dirvožemio valymas ...................................................................................... 110

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS ............................................................................. 114

5

ĮVADAS

Po Antrojo pasaulinio karo ir šiame šimtmetyje labai padidėjo prieštaravimai tarp

žmonijos materialinių poreikių ir biosferos. Intensyvėjant gamtos išteklių naudojimui, augant

pramonei, energetikai, transportui, žemės ūkiui ir kitoms ūkio šakoms, gamta vis labiau

niokojama, teršiamos žmonių gyvenamoji, poilsio ir darbo aplinkos. Šiuolaikinis mokslas,

technika ir technologijos stengiasi patenkinti didėjančius žmonijos poreikius, tačiau tuo pačiu

kelia kritinę situaciją tarp gamtos ir žmogaus.

Žmogus supranta galimas šios situacijos liūdnas pasekmes, ieško būdų ir priemonių jai

normalizuoti. 1945 m. spalio 25 d. įkurtoji Jungtinių Tautų Organizacija (JTO) 1945 m.

lapkričio 16 d. įsteigė UNESCO (Jungtinių Tautų Organizacijos švietimo, mokslo ir kultūros

organizaciją), kurios būstinė nuo 1958 m. lapkričio 3 d. yra Paryžiuje. UNESCO iniciatyva 18

vyriausybių, 7 tarptautinės organizacijos ir 107 nacionalinės gamtosaugos organizacijos 1948

m/ spalio 15 d. „Steigiamąjį aktą“ dėl IUCN (International Union for Conservation Nature

and Natural Resources) įkūrimo, kuri rūpinasi gamtos biologine įvairove, klimato kaita,

tvariąja energija, „žaliąja“ ekonomika, žmogaus gerove.

1968 m. buvo sukurtas Romos klubas – tarptautinė savarankiška organizacija, kurios

veikla atspindėjo didelį susirūpinimą aplinkos būkle ir civilizacijos plėtros perspektyva.

Anksčiau ir dabar plėtojama daug tarptautinių programų, kuriose pateikiami aplinkos

apsaugos pagrindiniai principai. 1972 m. vasarą Stokholme įvyko JTO konferencija (žinoma

kaip Stokholmo konferencija) dėl žmogaus aplinkos. Joje buvo nagrinėjamas aplinkos

poveikis žmonijos sveikatingumui, sukurta Aplinkos valdymo taryba. 1987 m. Monrealyje

pasirašytas protokolas „Dėl ozono sluoksnį ardančių medžiagų naudojimo sumažinimo“. 1991

m. buvo pasirašyta Verslo chartija harmoningai plėtrai (ICC), kurioje fiksuojama 16

aplinkosaugos vadybos principų. 1992 m. Rio de Žaneire įvyko Jungtinių Tautų (JT) aplinkos

apsaugos ir plėtros konferencija (Žemės pasitarimas). Joje daugiau kaip 150 valstybių atstovų

(tarp jų ir Lietuvos) pasirašė deklaraciją dėl aplinkos ir plėtros bei Darbotvarkę XXI amžiui –

tarptautinę strategiją siekiant subalansuotos plėtros. Subalansuota plėtra – ilgalaikė, nuolatinė

visuomenės plėtra, siekiant tenkinti žmonijos poreikius dabar ir ateityje, racionaliai naudojant

bei papildant gamtos išteklius, išsaugant Žemę ateities kartoms. 1997 m. pasirašytas Kioto

protokolas dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų naudojimo. 2002 m. įvykusiame Žemės

viršūnių susitikime buvo pasirašyta Johanesburgo deklaracija dėl subalansuotos plėtros

veiksmų plano įgyvendinimo. 2009 m. įvyko Jungtinių Tautų klimato kaitos konferencija,

visuotinai žinoma kaip Kopenhagos viršūnių susitikimas, siekiant sukurti veiksmingą

pasaulinę anglies dvideginio rinką.

6

Aplinkos apsaugos klausimai aktualūs ir mūsų Valstybėje. Lietuvos Respublikos

Konstitucijos 53 str. įtvirtina bendrą Valstybės ir kiekvieno asmens pareigą saugoti aplinką

nuo kenksmingų poveikių, o 54 str. numato pagrindines šios pareigos realizavimo kryptis.

Konstitucijoje pabrėžiama, kad Valstybė rūpinasi natūralios gamtinės aplinkos, gyvūnijos ir

augalijos, atskirų gamtos, ypač vertingų vietinių objektų apsauga, prižiūri, kad saikingai būtų

naudojami, atkuriami ir gausinami gamtos ištekliai. Lietuvoje žmogaus ir gamtos santykiai

pradėti reguliuoti karaliaus Kazimiero 1468 metų teisyne nustatyta bebrų gaudymo tvarka.

Pirmajame Lietuvos Statute (1529 m.) yra straipsnių, reguliuojančių laukinių žvėrių

medžioklę, draudžiančių svetimuose vandenyse gaudyti žuvis. XVI a. pradėta rūpintis miškų

apsauga. Tarpukario Lietuvoje įstatymų aktai reguliavo medžioklę ir žūklę. 1921 m. Juozo

Tumo-Vaižganto iniciatyva buvo įsteigta Lietuvai pagražinti draugija. Kiek vėliau susikūrė

visuomeninė Gamtos mylėtojų draugija. Pokario metais aplinkos apsaugos klausimus sprendė

Valstybinis gamtos apsaugos komitetas, o rajonuose – Valstybinės gamtos apsaugos

inspekcijos, Gamtos apsaugos komisijos. Šiuo metu pagrindinis rūpestis gamtos ir aplinkos

apsauga yra pavestas Lietuvos aplinkos ministerijai, aplinkos apsaugos rajoniniams

departamentams, Aplinkos ministerijos pavaldžioms institucijoms ir tarnyboms.

Ūkinius subjektus ir gyventojus rūpintis aplinkos apsauga įpareigoja Lietuvos

Respublikos aplinkos apsaugos, aplinkos oro apsaugos, aplinkos monitoringo ir kiti įstatymai

bei norminiai aktai. Apsaugoti aplinką vien teisiniais, norminiais aktais, vadybinėmis

priemonėmis ir visuomenės tinkamu dėmesiu aplinkai neįmanoma. Be šių priemonių,

svarbiausią reikšmę turi ekonominės investicijos ir inžinerinės priemonės. Pastarąsias

priemones projektuoja, įgyvendina ir naudoja aplinkos apsaugos specialistai bei įmonių

vadovai. Šie asmenys kompetenciją aplinkos apsaugos klausimais įgyja studijuodami aplinkos

apsaugos, aplinkos apsaugos inžinerijos ir kitus gamtosauginius bei techninius dalykus.

Aplinkos apsaugos inžinerija yra techninių priemonių sistema, skirta aplinkos kokybei

užtikrinti. Sprendžiant aplinkos apsaugos inžinerinius klausimus agrariniame sektoriuje

pasigendama metodinės mokomosios literatūros, todėl šios mokomosios knygos tikslas –

suteikti studijuojantiems žinių apie aplinkos taršą, jos poveikį aplinkai ir žmonėms, apie

aplinkos apsaugos būdus ir inžinerines priemones bei ugdyti gebėjimą parinkti techninius

sprendimus aplinkosaugos srityje.

7

1. APLINKOS APSAUGOS APIBŪDINIMAS

1.1. Aplinkos apsaugos samprata

Žmogus sąvoką „aplinka“ suvokia įvairiai, nes ji yra plati ir daugialypė. Žmogų supa

gamtinė, gyvenamoji, darbo, socialinė ir kitos aplinkos. Žmogus sąveikauja su biosfera,

technosfera, noosfera.

UNESCO „aplinką“ apibrėžia dvejopai. Siaurąja prasme „aplinka“ suprantama kaip

erdvė, kurioje žmogus gyvena, dirba ir ilsisi, o plačiąja prasme – kaip žmogaus egzistavimo

sfera, susidedanti iš gamtos, antropogeninių (žmogaus sukurtų) objektų ir visuomenės. Pagal

UNESCO priimtą apibrėžimą „aplinka“ – tai pasaulio dalis, kurią žmogus naudoja, joje veikia

ir prie kurios prisitaiko. Ją sudaro įvairiai sąveikaujantys gyvosios ir negyvosios gamtos

elementai, jų įvairovė. Pagal Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos įstatymą (LR AAĮ,

2010) aplinka apibrėžiama kaip gamtoje funkcionuojanti tarpusavyje susijusių elementų

(žemės paviršiaus ir gelmių, oro, vandens, dirvožemio, augalų, gyvūnų, organinių ir

neorganinių medžiagų, antropogeninių komponentų) visuma bei juos vienijančios

natūraliosios ir antropogeninės sistemos. Žmogus, būdamas gyvosios gamtos subjektu,

aplinką dažnai suvokia kaip biosferą, technosferą ir noosferą. Biosfera – Žemės rutulio

paviršiaus dalis, kurioje gyvena organizmai, ekosistemų visuma. Tai dirvos (litosferos),

vandens (hidrosferos) ir oro (atmosferos) sluoksniai, kuriuose egzistuoja gyvybė.

Technosfera – žmogaus veiklos iš pagrindų paveikta (įrengiant techninius ar technologinius

objektus) biosferos dalis. Noosfera – Žemės planetos ir ją supančios erdvės dalis, kurioje

reiškiasi žmogaus veikla.

Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos įstatymas aplinkos apsaugą charakterizuoja

kaip aplinkos saugojimą nuo fizinio, cheminio, biologinio bei kitokio neigiamo poveikio,

atsirandančio naudojant gamtos išteklius. Plačiąja prasme aplinkos apsauga – tai visuomenės

ir valstybės priemonių, užtikrinančių harmoningą visuomenės ir aplinkos sąveikos raidą,

visuma. Aplinkos apsaugos prasmė yra platesnė, nei gamtos apsaugos, nes ji apima ne tik

ekologines, gamtos turtų tausojimo problemas, bet ir visus tuos aplinkos klausimus, kurių

spendimas dabar, tuo labiau ateityje, garantuoja žmogui normalią egzistenciją, komfortišką

būtį ir materialinę bei dvasinę visuomenės raidą. Gamtos apsauga – priemonių sistema

sąveikai tarp žmogaus veiklos ir gamtinės aplinkos palaikyti. Ji padeda racionaliai naudoti ir

atkurti gamtinius išteklius, saugoti gamtą ir žmonių sveikatą nuo kenksmingų tiesioginio ar

netiesioginio ūkinės veiklos poveikio padarinių. Gamtos apsauga apsiriboja žmogaus ir

gamtinės aplinkos santykių organizavimu, bet nesprendžia klausimų, susijusių su

antropogenizuotos gamtinės aplinkos poveikio žmogaus vystymuisi pasekmėmis. Aplinkos

apsaugos inžinerija (AAI) yra aplinkos apsaugos mokslo šaka, analizuojanti technologines,

8

technines, urbanistines ir organizacines priemones aplinkos apsaugai užtikrinti. AAI yra

glaudžiai susijusi su inžinerine ekologija, ekologine teise, vadyba ir kitais gamtosauginiais

mokslais.

1.2. Aplinkos tarša, taršos šaltiniai ir teršalai

Aplinkos tarša apibrėžiama įvairiai. Aplinkos tarša – žmonių veiklos sukeliamas

medžiagų, virpesių, šilumos arba triukšmo tiesioginis arba netiesioginis išmetimas į orą,

vandenį ar žemę, kas gali kenkti žmogaus sveikatai arba aplinkai, daryti žalą materialiniam

turtui arba kenkti arba sudaryti nepatogumus ir daryti kitokią neigiamą įtaką įteisintam

naudojimuisi aplinka (TIPK TAISYKLĖS, 2009). Lietuvos Respublikos vandens įstatymo

pakeitimo ir papildymo įstatyme (LR VANDENS ĮSTATYMAS, 2009) nurodoma, kad tarša –

tai žmogaus veiklos tiesioginis ar netiesioginis medžiagų ar energijos išleidimas į vandenį ar

žemę, galintis turėti žalingą poveikį žmonių sveikatai ar ekosistemoms, dėl ko gali būti

padaryta žala materialiniam turtui ir aplinkai. Taigi, aplinkos teršimas suprantamas kaip

cheminiai, fiziniai ir biologiniai aplinkos ar atskirų jos komponentų pokyčiai, kurie neigiamai

veikia žmogų ir kitus gyvus organizmus bei fizinius aplinkos komponentus.

Aplinkos tarša (1.1 pav.) gali būti natūrali (gamtinė), antropogeninė, globalinė,

regioninė, lokalinė, atmosferos, hidrosferos, dirvožemio, ūkinės veiklos.

1.1 pav. Pagrindinės aplinkos taršos rūšys

Vulkanų

išsiveržimai, miškų gaisrai, smėlio

audros, augalų dulkės, druskų

garavimas ir kt.

APLINKOS TARŠA

GAMTINĖ Žmogaus

veikos – transportas, energetika,

pramonė, žemės ūkis, komunalinis

ūkis, statybos ir kt.

ANTROPOGENINĖ

Apima visą

Žemės rutulį, gali keisti klimatą

GLOBALINĖ

Teršalų migracija

didelėse teritorijose, pvz., Černobylio,

Fukušimos AE avarijos

REGIONINĖ

Kelios ar viena

įmonė, užteršiančios miesto ar kitas

teritorijas

LOKALINĖ

ATMOSFEROS

HIDROSFEROS

DIRVOŽEMIO

Pagal aprėptį

Pagal biosferos dalis

9

Aplinkos teršimą sąlygoja teršalų išmetimas, kuris Europos Parlamento ir Tarybos

Direktyvoje 2008/1/EC (DIRECTIVE 2008/1/EC) apibrėžiamas kaip medžiagų, virpesių,

šilumos arba triukšmo tiesioginis arba netiesioginis išleidimas iš įrenginio pavienių arba

paskleistų šaltinių į orą, vandenį ar dirvą. Aplinka gali būti teršiama mechaniniais, cheminiais,

fizikiniais, biologiniais ir vizualiniais būdais (1.2 pav.).

1.2 pav. Aplinkos teršimo būdai (ŠEŠELGIS K., 1991)

Aplinkos taršos šaltinius galima skirstyti į gamtinius (natūraliuosius) ir

antropogeninius (žmogaus veiklos). Gamtiniai šaltiniai gali būti išskirstytieji (pvz., kosminių

dulkių iškritimas), trumpalaikiai (gaisrai, ugnikalnių išsiveržimai), ilgalaikiai (ultravioletinė,

infraraudonoji Saulės spinduliuotė). Antropogeniniai taršos šaltiniai yra labai įvairūs.

Pagrindiniais jų laikomi transportas, pramonė, energetika ir kiti. Transporto taršos šaltiniai

išskiria apie 60–64 % (UHEREK E. et al., 2010; EYRING V. et al., 2010), energetika – 11 %,

pramonė – 27 % teršalų (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008).

Įvairios medžiagos, veiksniai ar objektai teršalais tampa tada, kai jų tam tikras kiekis

aplinkoje sutrikdo energijos ir / ar medžiagų apykaitą tarp biotinės ir abiotinės aplinkos dalių

ir kai gyviesiems organizmams kenksmingų medžiagų kiekis viršija aplinkos pajėgumą jas

absorbuoti, sunaudoti ir / ar nukenksminti.

Teršimas tik mechaninį poveikį

aplinkai

darančiais veiksniais

Nusistovėjusių aplinkos

cheminių savybių pakitimas

Nepatrauklūs objektai ir

jų deriniai

kraštovaizdyje

I. MECHANINIS II. CHEMINIS V. VIZUALINIS

III. FIZIKINIS IV. BIOLOGINIS

Triukšmas

Vibracija Elektro-

magnetinės

bangos

Šiluma

Šviesa Jonizuojan-

čioji

spiduliuotė

Biotinis Mikrobio-

loginis

Tri

ukšm

o l

ygis

,

did

esnis

už

fonin

į

Skli

ndan

tys

bio

sfer

oje

mec

han

inia

i vir

pes

iai

Pak

itusi

os

elek

trom

agnet

inės

apli

nkos

savybės

Pak

itusi

apli

nkos

tem

per

atūra

Sum

ažėj

ęs a

rba

akin

anti

s ap

švie

tim

as

Did

esnė

už

nat

ūra

lų

foną

radia

cija

Ter

itori

joje

dau

gėj

a

terš

alų

Dau

gėj

a pat

ogen

inių

ir

nai

kin

anči

ų

mik

roorg

aniz

mų

10

Teršalai gali būti klasifikuojami pagal įvairius kriterijus: kilmę, būvį, prigimtį,

stabilumą, poveikį gyviems organizmams, gebėjimą migruoti ir kauptis aplinkoje, vartojimo

paskirtį, šaltinį ir t. t. Pagal kilmę teršalai klasifikuojami analogiškai teršimo būdams, t. y.

juos teršalus galima suskirstyti į: natūraliuosius (gamtinius), dirbtinius, o pagal prigimtį – į

cheminius, biologinius, fizikinius, vizualinius. Natūralieji teršalai – tai dulkės, gaisrų ir

ugnikalnių kietosios dalelės ir dujos, iš vandenynų išgaravusios druskos, žiedadulkės, vėjo

pustomas dirvožemis ar kopų smėlis ir kt. Dirbtiniams teršalams priskiriamos cheminės

medžiagos, gamybinės, žemės ūkio ir komunalinės atliekos, degimo produktai, užterštos

nuotekos, jų dumblas ir kt. Cheminiai teršalai dažniausiai skirstomi į tokias stambias

grupes: anglies, azoto ir sieros oksidai, kietosios dalelės – dulkės, sunkieji metalai,

aromatiniai angliavandeniliai, halogeninti angliavandeniliai, biogeninės medžiagos, naftos

produktai, greitai yrančios organinės medžiagos, patvarūs organiniai junginiai, oksiduojančios

medžiagos (ozonas ir kt.). Biologiniai teršalai dažniausiai susidaro agrariniame sektoriuje.

Jiems priskirtini organinės kilmės dulkės bei atliekos, augalų kenkėjai, graužikai,

kraujasiurbiai vabzdžiai, mikroorganizmai ir kt. Fizikiniams teršalams priskiriama perteklinė

šiluma, triukšmas, vibracija, ultravioletinė spinduliuotė, akinanti šviesa, radioaktyvioji

spinduliuotė ir kt. Atskira teršalų grupe išskiriami vadinamieji vizualiniai teršalai – tai

nepatrauklūs objektai ir jų deriniai kraštovaizdyje.

Pagal agregatinį būvį teršalai būna: kietieji, skystieji, dujiniai, o pagal struktūrą:

dujos, aerozoliai (dulkės, dūmai, rūkas), dalelės.

Priklausomai nuo gamybos įvairovės į aplinką išskiriami skirtingi teršalai. Pavyzdžiui,

mineralinių trąšų gamybos metu į aplinką patenka žaliavų dulkės, SO2, NOx, NH3, HF, HCl,

neorganinių rūgščių aerozoliai, neorganinių atliekų dulkės; galvanikos procesų metu – metalų

druskų, rūgščių ir šarmų aerozoliai, lakūs organiniai junginiai; medžio ir metalo gaminių

lakavimo, dažymo, klijavimo procesų metu – lakūs ir nelakūs organiniai junginiai, pigmentų

aerozoliai; gyvulininkystės objektai aplinką teršia kvapiosiomis medžiagomis, organinėmis

dulkėmis, anglies dvideginiu, amoniaku, metanu ir kt.; traktorių, mašinų junginiai – anglies,

azoto oksidais, nesudegusiais angliavandeniliais, sukelia triukšmą, vibracijas, dulkes ir kt.

Teršalai turi neigiamą poveikį biosferai (atmosferai, hidrosferai, litosferai), gyvajai

gamtai (žmonėms, gyvūnams. augalams) ir materialinėms vertybėms.

11

2. ATMOSFEROS APSAUGA

Žemės ūkio gamybos technologiniai procesai ir kaimo komunalinis ūkis aplinkos orą

teršia mechaniniais, fizikiniais, cheminiais, biologiniais ir mišriais teršalais. Atmosfera

kaimiškosiose vietovėse, kaip ir mieste, teršiama aerozoliais (dulkės, dūmai, rūkas), anglies

junginiais (CO2, CO, CH4), sieros junginiais (SO2, H2S), azoto junginiais (NO, NO2, NOx),

žiedadulkėmis, mikroorganizmais ir kt. teršalais. Antropogeninę taršą kaimiškosiose

gyvenvietėse kelia deginamas kuras, transporto priemonių ar suvirinamų metalų deginiai,

soduose, šiltnamiuose bei javų laukuose išpurškiami ar išbarstomi agrochemikalai, fermose ir

tvartuose – pašarų dulkės, sieros vandenilis, amoniakas ir kt. Pavasarį ir vasarą, kai įdirbamos

dirvos, pjaunami javai, atmosferos orą labiausiai teršia mobiliųjų mašinų deginiai, dulkės, o

žiemą kūrenamų krosnių išmetamos dujos ir kietosios dalelės.

2.1. Deginamo kuro sukeliama aplinkos oro tarša

Kaimo gyventojai buityje ar ruošdami gyvuliams pašarus sudegina nemažai kuro –

medienos, durpių, akmens anglių, mazuto, suskystintųjų dujų, šiaudų, degančių atliekų ir

kitokio kuro. Degant kurui susidaro pelenai, anglies, sieros, azoto, vanadžio oksidų ir kitokios

dujos. Apskaičiuojant sanitarinių apsaugos zonų pločius, parenkant oro valymo įrenginius

būtina žinoti susidarančių teršalų kiekius.

Lakiųjų pelenų (kietųjų dalelių) apskaičiavimas. Išmetamų lakiųjų pelenų kiekis (g/s),

deginant kurą katilinėse ir krosnyse, apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991;

DENAFAS G., 2000 a):

𝑀 = 10 𝐵 𝐴 𝜒(1 − 𝜂) g/s, (2.1)

čia Mp – išmetamų lakiųjų pelenų kiekis g/s;

Bs – sekundinis kuro sunaudojimas kilogramais kg/s (arba m3/s dujiniam kurui);

An – kuro naudojamosios masės peleningumas % (2.1 lentelė);

χ – koeficientas, apibūdinantis degiųjų medžiagų kiekį šlake ir jų dalį lakiuosiuose

pelenuose (2.2 lentelė);

η – lakiųjų pelenų gaudytuvų gaudymo laipsnis (nustatomas pagal gaudytuvų

eksploatacines ar technines charakteristikas: kai yra valymo įrenginiai, η=0,97, kai

deginamo kuro pelenai negaudomi, η=0).

Kai kuro sąnaudos skaičiuojant imamos t/m arba g/s, tai formulė (2.1) bus tokio

pavidalo:

1n

sp ABM t/m arba g/s. (2.2)

Tuomet Mp kiekis bus išreikštas atitinkamai t/m arba g/s.

12

2.1 lentelė. Kai kurių kietojo ir skystojo kuro rūšių sudėtis ir energetinė vertė (DENAFAS G.,

2000 a)

Kuro rūšis Sudėtis % pagal masę Qri

kJ/kg C H S O N A W

Antracitas 76,4 1,5 1,7 1,3 0,8 13,3 5 27200

Akmens anglis 62,4 3,8 3,6 4,3 1,1 18,8 6 25000

Rusvoji anglis 29,1 2,2 2,9 8,7 0,6 23,5 33 10600

Skalūnai 23,6 3,0 1,6 3,7 0,1 54,5 13,5 9800

Durpės 30,9 3,2 0,2 17,8 1,3 6,6 40 10800

Mediena 30,3 3,6 – 25,1 0,4 0,6 40 10100

Orimulsija 60,0 7,5 2,7 0,2 0,5 0,25 30,0 25500

Mazutas:

sieringas

mažai sieringas

83,4

10,0

2,9

0,2

0,2

0,3

3

38500

85,4 10,2 0,5 0,4 0,2 0,3 3 39000

Čia: A – peleningumas, W – drėgnis, Qri – energetinė vertė, C, H, S, O, N – cheminiai elementai.

2.2 lentelė. Dydžių χ, q3 ir q4 reikšmės priklausomai nuo pakuros tipo ir kuro rūšies

(DENAFAS G., 2000 a)

Pakuros tipas Kuro rūšis χ, q3 q4

Nejudančios grotelės, rankinis

kuro tiekimas

Rusvoji ir akmens anglis 0,0023 0,5 6/3

Antracitas 0,0030 0,5 13,5/10

Nejudančios grotelės, pneumatinis

kuro tiekimas

Rusvoji ir akmens anglis 0,0026 0,5 6/3

Antracitas 0,0088 0,5 13,5/10

Judančios grotelės Antracitas 0,0020 0,5 13,5/10

Akmens anglis 0,0035 0,5 5,5/3

Šachtinė pakura Kietasis kuras 0,0019 2 2

Buitinių šilumos agregatų

sluoksninės pakuros

Malkos 0,0050 3 3

Rusvoji anglis 0,0011 3 3

Akmens anglis 0,0011 3 3

Antracitas 0,0011 3 3

Kamerinės pakuros:

garo ir vandens šildymo katilai,

buitinės šilumos generatoriai

Mazutas 0,010 0,03 0,5

Dujos 0,01 0,5

Gamtinės dujos 0,01 0,5

Krosninis kuras 0,010 0,03 0,5

Anglies viendeginio (CO) kiekio apskaičiavimas. Anglies viendeginio, pavojingo

žmonių gyvybei, kiekis apskaičiuojamas pagal formulę (ŠVENČIANAS P., 1994):

1001 4q

BCM sCOCO g/s, (2.3)

čia MCO – anglies viendeginio kiekis dūmuose g/s;

CCO – anglies viendeginio kiekis, susidarantis deginant kietąjį, skystąjį ar dujinį kurą kg/t,

kg/tūkst. m3;

Bs – kuro sunaudojimas kg/s, m3/s;

q4 – šilumos nuostoliai dėl kuro nevisiško mechaninio sudegimo %, priklausantys nuo

pakuros tipo ir kuro rūšies (2.1 lentelė).

Parametras CCO apskaičiuojamas pagal formulę:

13

1013

3

n

žCO

QRqC

kg/t (arba kg/tūkst. m

3), (2.4)

čia q3 – šilumos nuostoliai dėl kuro nevisiško cheminio sudegimo % (šis dydis kiekvienam

kūryklos tipui priklauso nuo kuro tiekimo ir maišymosi su oru pobūdžio (2.2

lentelė);

R – koeficientas, įvertinantis šilumos nuostolius dėl CO dujų buvimo dūmuose. Kietajam

gabaliniam kurui R=1, dulkių pavidalo kietajam ir skystajam kurui – 0,65, dujoms –

0,5;

n

žQ – kuro naudojamosios masės žemutinė degimo šiluma kJ/kg, kJ/m3.

Kai kuro sąnaudos būna išreikštos t/m arba g/s, (2.1) formulė bus tokio pavidalo:

1001001,0 4q

BCM sCOCO t/m; g/s . (2.5)

Sieros dvideginio apskaičiavimas. Sieros junginių daugiausia yra iškastiniame kure.

Deginant tokį kurą susidaro sieros dioksidas, kurio kiekis apskaičiuojamas pagal formulę

(ŠVENČIANAS P., 1994; DENAFAS G., 2000 a):

"'

2221120 SOSO

n

sSO SBM g/s, (2.6)

čia 2SOM – sieros dvideginio kiekis g/s;

Bs – kuro sąnaudos kg/s;

Sn – sieros kiekis kuro naudojamojoje masėje % (2.2 lentelė);

'

2SO – sieros oksidų dalis, susijungianti su lakiaisiais pelenais katilo dūmuose. Šis

koeficientas priklauso nuo kuro rūšies ir jį galima priimti: akmens angliai – 0,10;

durpėms – 0,15; skalūnams – 0,80; mazutui – 0,02; dujoms – 0;

"

2SO – kietųjų dalelių sulaikymo įrenginiuose sulaikoma SO2 dalis. Sausi pelenų

gaudytuvai (ciklonai, elektros filtrai), taip pat neutraliu vandeniu drėkinami

skruberiai SO2 praktiškai nesulaiko ir "

2SO = 0. Naudojant šarmingą vandenį "

2SO =

0,02–0,05. Kai yra valymo įrenginiai, priimama, kad "

2SO = 0,97.

Kai kuro sąnaudos išreikštos t/m arba g/s, tai (2.6) formulė turės pavidalą:

"'

2221102,0 SOSO

n

CO SBM t/m; g/s. (2.7)

Azoto oksidų apskaičiavimas. Azoto oksidai deginant kurą susidaro esant aukštai

temperatūrai. Iš pradžių susidaro azoto monoksidas NO, o esant pakankamai deguonies, jis

virsta NO2, kurio kiekis apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991):

14

1001,022 NO

n

žNO KQBM t/m; g/s; tūkst. m3/m; m

3/s, (2.8)

čia 2NOM – azoto dioksido kiekis t/m, g/s, tūkst. m

3/m, m

3/s;

B – kuro sąnaudos t/m, g/s, tūkst.m3/m, m

3/s;

n

žQ – kuro naudojamosios masės žemutinė degimo šiluma MJ/kg, kJ/m3

(2.1 lentelė);

2NOK – parametras, apibūdinantis susidarančių azoto oksidų kiekį tenkantį 1 GJ šilumos;

β – koeficientas, įvertinantis azoto oksidų susidarymo sumažėjimą dėl panaudotų

techninių parametrų.

Jei kuro sąnaudos imamos kg/s, formulė (2.8) yra modifikuota:

122 NO

n

žNO KQBM g/s. (2.9)

Parametras 2NOK , priklausantis nuo krosnies ar katilo galingumo, apskaičiuojamas

pagal formulę (DENAFAS G., 2000 a):

n

f

NOQ

QK

84

5,22

, (2.10)

čia Qf – vidutinis katilo (krosnies) našumas GJ/h;

Qn – nominalusis katilo (krosnies) našumas GJ/h.

Deginant skystą ar dujinį kurą koeficientas β = 1,0, kai oro pertekliaus koeficientas

α > 1,05; β = 0,9, kai α = (1,03–1,05); β = 0,75, kai α < 1,03. Deginant kietąjį kurą,

β apskaičiuojamas pagal formules (DENAFAS G., 2000, I):

β = 0,178+0,47Nd , kai α ≤ 1,25; (2.11)

β = (0,178+0,47)Nd α/1,25 , kai α ≥ 1,25. (2.12)

čia Nd – azoto kiekis % kuro degiojoje masėje (2.1 lentelė);

α – oro pertekliaus koeficientas.

Vanadžio pentoksido apskaičiavimas. Deginant mazutą, orimulsiją, jų pelenuose būna

sunkiųjų metalų – vanadžio oksidų (V2O5), kurie labai padidina žalą aplinkai. V2O5 kiekis

apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS G., 2000 a):

snOVOV BGM 11105252

6 t/m, g/s, (2.13)

čia 52OVM – vanadžio pentoksido kiekis dūmuose t/m, g/s;

B – kuro sąnaudos t/m, g/s;

52OVG – vanadžio oksidų kiekis skystajame kure, perskaičiavus į V2O5 g/t;

ηn – vanadžio oksidų nusėdimo ant katilo šildomųjų paviršių koeficientas. Jei šildomieji

paviršiai valomi katilą sustabdžius, koeficientas ηn = 0,06, o kitais atvejais ηn = 0;

15

ηs – suodžių dalis, sugaunama valymo įrenginiuose. Šis dydis pasirenkamas iš

eksploatavimo duomenų. Nesant valymo įrenginių ηs = 0.

Kai kuro sąnaudos būna kg/s, tai formulė (2.13) turi tokį pavidalą:

snOVOV BGM 11105252

3 g/s. (2.14)

Vanadžio oksidų, perskaičiuotų į V2O5, kiekis apskaičiuojamas priklausomai nuo kuro

sieringumo:

6,314,9552

n

OV SG g/t, (2.15)

čia S – sieros kiekis kure, % (2.1 lentelė).

2.2. Mašinų, turinčių vidaus degimų variklius, sukeliama aplinkos oro tarša

Kaimo gyvenvietėse ir laukuose važinėja ir dirba nemažai transporto priemonių,

traktorių ir kitų mobiliųjų bei stacionariųjų mašinų, turinčių vidaus degimo variklius.

Mobiliųjų mašinų varikliai, degindami skystąjį ar dujinį kurą, skleidžia į aplinką nuodingus

(toksiškus) ir nenuodingus deginius. Degalai susideda iš įvairių angliavandenilių (CmHn),

kuriems visiškai sudegus susidaro visiško degimo produktai: anglies dioksidas (CO2),

vandens (H2O) garai ir išsiskiria šiluma (Q) (2.1 pav.). Kai degalai sudega nevisiškai trūkstant

deguonies, deginiuose dar būna anglies viendeginio (CO), nesudegusių angliavandenilių

(CmHn), aldehidų (RCHO), suodžių ir benzpireno (C20H12).

2.1 pav. Degalų degimo schema ir jų pagrindiniai deginiai (pagal JUČAS P., 2001)

Kaip natūralių priemaišų, degaluose būna sieros (pagal EN 590:2004 dyzeline jos gali

būti ne daugiau kaip 0,05 % masės). Anksčiau antidetonacinės benzino savybės būdavo

gerinamos švino (Pb) junginių priedais, kurie dabar ES keičiami nekenksmingais

oksigenatais, tačiau atvežtiniame benzine švino junginių pėdsakų dar gali pasitaikyti. Kartu su

deguonimi į variklio cilindrą įsiurbimo metu patenka ir pagrindinis oro komponentas azotas

(N2). Ekologiniu požiūriu visi deginių komponentai, išskyrus H2O ir Q, yra kenksmingi arba

nuodingi. Deginant benziną ir dyzeliną išsiskiria skirtingas nuodingų medžiagų kiekis:

sudeginus 1 kg benzino išsiskiria apie 500 g nuodingų medžiagų, o dyzeliną – apie 50 g. Nors

CO; CmHn; RCHO; C20H12 Nevisiško degimo produktai

CmHn + O2 CO2 + H2O + Q Visiško degimo produktai

N2

2

Priemaišos,

priedai NOx; SOx ; Pb

Papildomi degimo produktai

16

dyzeliniai varikliai, lyginant su Otto varikliais, išskiria apie 10 kartų mažiau nuodingų

medžiagų, tačiau jų deginiai turi 5 kartus daugiau suodžių, kuriuose yra ne tik anglies, bet, be

vandenilio ir deguonies, – dar sudėtingų aromatinių angliavandenilių, tarp jų kancerogeniško

C20H12.

Mobiliųjų ir stacionariųjų mašinų, turinčių vidaus degimo variklius, išmetamų deginių

kiekį galima apskaičiuoti remiantis šiuo metu Lietuvoje naudojama Teršiančių medžiagų

vertinimo metodika (TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ VERTINIMO METODIKA, 1998).

2.3. Teršalų susidarymas žemės ūkio gamybos procesuose

Žemės ūkio gamyboje susidaro įvairių teršalų. Gyvulininkystės darbuotojai patiria

gyvulių ir laikomo mėšlo išskiriamų dujų kvapus, mašinų remontininkai – suvirinamo metalo

dujas ir purslus (dulkes), pastatų remontininkai – apdirbamos medienos dulkes, dažų, lakiųjų

organinių junginių kvapus, mobiliųjų mašinų operatoriai – šilumos perteklių kabinose

karštomis vasaros dienomis. Toliau aprašomas kai kurių teršalų apskaičiavimas minėtuose

darbuose.

Karvidėje susidarančių dujinių teršalų kiekio iš karvių ir mėšlo apskaičiavimas.

Karvidėje susidarančių dujinių teršalų kiekį galima apskaičiuoti pagal jų lyginamųjų verčių

apskaičiavimo metodiką (МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫДЕЛЕНИЙ..., 1999).

Karvidėje susidarantis dujinių teršalų bendrasis kiekis i

bM priklauso nuo laikomų

galvijų skaičiaus, jų fiziologinių procesų, mėšlo tvarkymo ir jo laikymo būdo. Jis

apskaičiuojamas pagal formulę:

i

m

i

g

i

b MMM g/s, (2.16)

čia i

gM – i-ųjų teršalų, kuriuos generuoja laikomi galvijai, kiekis g/s;

i

mM – teršalų kiekis, kuris garuoja iš laikomo ir tvarkomo mėšlo g/s.

Bendrasis teršalų kiekis i

bM , susidarantis per vieną sekundę, dažnai vadinamas

susidarančių (išsiskiriančių) teršalų galia. Galvijų generuojama visų teršalų galia

apskaičiuojama pagal formulę:

1n

i

n

i

g MM , g/s. (2.17)

Kiekvieno teršalo (i-ojo, pvz., NH3) galia apskaičiuojama pagal formules:

qNYM i

n

i

n g/s, (2.18)

arba per metus

qNYKM i

n

i

n g/m, (2.19)

17

čia i – teršalų sąlyginis pažymėjimas;

n – sąlyginis galvijų grupės numeris (pvz., melžiamos karvės, veršeliai, penimi galvijai ir

kt.);

i

nY – atskiros galvijų grupės lyginamasis i-ojo teršalo kiekis. Jis parenkamas priklausomai

nuo mėšlo šalinimo iš tvarto periodiškumo;

N – galvijų skaičius grupėje;

q – vidutinė galvijų grupės vieno galvijo masė centneriais. Sandauga N·q gali būti pakeista

visų galvijų mase;

K – koeficientas dėl g/s perskaičiavimo į t/m , K= 31,5.

Maksimali vienkartinė galia (g/s) apskaičiuojama analogiškai, tačiau šiuo atveju

imami duomenys, turintys maksimalias vertes.

Teršalų kiekis dėl tvarkomo ir laikomo mėšlo apskaičiuojamas atskirai kiekvienam

metų laikotarpiui (periodui) taip:

j

j

i

j

i

m MM1

g/periodui. (2.20)

Teršalų galia i

jM apskaičiuojama taip:

qNYM i

j

i

j g/s, (2.21)

qNYCKM i

jp

i

j g/m, (2.22)

čia j – metų periodas (šiltasis – Š, pereinamasis – P, šaltasis – Ž);

K – koeficientas dėl g/s perskaičiavimo į t/m, К= 31,5;

Cp – parų skaičius skaičiuojamame metų periode;

i

jY – lyginamasis i-tojo teršalo kiekis, priklausantis nuo metų laikotarpio ir galvijų

kiekio;

N – galvijų kiekis vnt.;

q – vidutinė galvijo masė centneriais.

Metalų suvirinimo darbų tarša. Priklausomai nuo suvirinimo būdo, elektrodų ir fliusų

suvirinimo dūmuose ir dujose būna chromo, nikelio, arseno, mangano silicio, berilio, kadmio

vanadžio, volframo, aliuminio, titano, cinko, vario, azoto oksidų, fosgeno, akroleino, fluoro

junginių, anglies monoksido, ozono ir kitų teršalų. Suvirinimo teršalus sudaro suvirinamo

metalo ir elektrodų metalų dalelės, glaistų ir dažų, kuriais gali būti padengtas suvirinamasis

metalas ar elektrodas, dalelės, naudojamų suvirinimo metu medžiagos. Dujinio suvirinimo

metu, kai į degiklį tiekiamos suslėgtos degiosios dujos, į atmosferos orą gali patekti acetileno,

vandenilio, propano ir kitų dujų.

18

Susidarančių suvirinimo metu teršalų kiekį priimta apskaičiuoti pagal lyginamuosius

teršalų kiekius, tenkančius 1 kg sunaudotų suvirinimo medžiagų (elektrodų, vielos), pagal

suvirinimo siūlės arba pjaustomo metalo ilgį (g/m) ir kt.

Daugelyje Europos Sąjungos šalių maksimali leistina suvirinimo dūmų koncentracija

suvirinant mažaanglį plieną sumažėjo nuo 5 iki 3,5 mg/m3.

Teršalų kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal formulę (СОСТАВ И РАСЧЕТ

ВЫБРОСОВ..., 2010):

Mdi = mldi · Na · k (1 - η) kg, (2.23)

čia Mdi - suvirinimo dūmų i-tojo teršalo masė kg;

mldi – i-ojo teršalo lyginamoji masė (kiekis) kg;

Na – skaičiuojamasis parametras (sunaudota elektrodų masė, suvirinimo siūlės ilgis,

perpjauto metalo ilgis);

k – koeficientas, įvertinantis gamybinio proceso ypatumus;

η – valymo įrenginių efektyvumas. Nesant valymo įrenginių η = 0.

Daugiausia teršalų išsiskiria virinant metalus rankiniu būdu. Teršalų lyginamoji masė

yra labai įvairi. Laikoma, kad, suvirinant plieną sunaudojus 1 kg elektrodų, susidaro apie 40 g

dulkių, 2 g fluoro vandenilių, 1,5 g anglies ir azoto oksidų, o suvirinant ketų – iki 45 g dulkių

ir 1,9 g fluoro vandenilių (СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ..., 2010). Suvirinant metalus

automatizuotu arba pusiau automatizuotu būdais, susidaro 1,5–2 kartus teršalų mažiau, o

suvirinant po fliusais 4–6 kartus mažiau.

Medienos apdirbimo keliama oro tarša. Apdirbant medieną mechaniniu būdu susidaro

dulkančios pjuvenos, drožlės, šlifavimo dulkės, o dažant, lakuojant, klijuojant, džiovinant

lukštą (šponą) išsiskiria formaldehidų, fenolio, amoniako, aromatinių angliavandenilių, eterio

spirito garai.

Pjuvenų, drožlių ir šlifavimo dulkių susidarantis kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal

formulę (ТИЩЕНКО Н.Ф., 1991):

G = Go · kd kg/h, (2.24)

čia G – dulkančių atliekų kiekis kg/h;

Go – vidutinis atliekų susidarantis kiekis, priklausantis nuo medienos apdirbimo įrenginio,

kg/h (2.3 lentelė);

kd – koeficientas, įvertinantis mažesnių kaip 200 μm dalelių kiekį dulkėse.

Dulkių (dalelių) kiekis, patenkantis į pneumotransporto (medžiagų gabenimas

vamzdžiais oro srautu) ar aspiracijos (vietinės vėdinimo sistemos, šalinančios dulkėtą orą)

sistemas apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991):

Ga = Go · kd ·kvn kg/h, (2.25)

19

čia Ga – dulkių kiekis patenkantis į pneumotransporto ar aspiracinę sistemas kg/h;

kvn – koeficientas, įvertinantis dulkių nusiurbimo vietinį efektyvumą, priklausantį nuo

siurbiamo oro kiekio, siurbtuvų išdėstymo vietos ir kt. Šio koeficiento vertė

skaičiuojant dažnai priimama 0,9 dydžio.

2.3 lentelė. Mechaniniu būdu apdirbamos medienos atliekų kiekis (pagal ТИЩЕНКО Н. Ф.,

1991)

Staklės

Staklių

markė

Atliekų

vidutinis

kiekis

kg/h

Vidutinis dulkių mažesnių kaip

200 μm kiekis

% kg/h

Apskritiminės pjovimo C6-2 29,7 36 10,69

Universaliosios apskritiminio pjovimo UP 21,0 30 6,30

Obliavimo su rankine pastūma SF-3 33,0 25 8,25

Obliavimo su mechanine pastūma SF-4 97,0 25 24,25

Frezavimo FL,FLA,

FSŠ-1

24,0 20 4,80

Frezavimo FA-1 44,0 20 8,80

Išilginio pjovimo ŠO-10 4,6 16 0,74

Juostinės pjovimo LO-80 29,0 34 9,86

Gręžimo 2N, 125L 26,0 21 5,46

Šlifavimo ŠlPS-5P 2,8 100 2,80

Šlifavimo diskinės ŠlDB-4 12 67 8,04

Dulkių kiekis, patenkantis į atmosferą, apskaičiuojamas pagal formulę:

Gat = Go · kd · kvn · (1 – kdg) kg/h, (2.26)

čia kdg – koeficientas, įvertinantis dulkių sugavimą valymo įrenginyje (pvz., ciklono,

skruberio ir kt.).

Akumuliatorių baterijų priežiūros ir remonto keliama tarša. Ūkininkai,

eksploatuodami mobiliąją techniką, kartais turi įkrauti akumuliatorių baterijas, o kai kurie

ūkininkai jas ir remontuoja. Įkraunant akumuliatorių baterijas išsiskiria iš rūgštinių

akumuliatorių sieros rūgšties, o iš šarminių – natrio hidroksido dujos.

Išsiskiriančių iš akumuliatorių, juos įkraunant, sieros rūgšties arba natrio hidroksidų

dujų kiekį galima apskaičiuoti pagal formules (АККУМУЛЯТОРНЫЕ РАБОТЫ, 2009):

9

2211 10...9,0 nn

A

i aQaQaQqM t/m, (2.27)

čia A

iM – išsiskiriančių teršalų kiekis per metus t/m;

q – lyginamasis sieros rūgšties arba natrio hidroksido dujų talpumas. Sieros rūgšties

q = 1 mg/Ah, o natrio hidroksido q = 0,8 mg/Ah;

nQ 1 – nominalinis kiekvienos akumuliatorių baterijų rūšies talpumas ampervalandomis (Ah);

na 1 – akumuliatorių baterijų įkrovimų kiekis vnt.

20

Apskaičiuojant vienkartinį maksimalų teršalų išsiskyrimą įkraunant akumuliatorių

baterijas, kai naudojamas maksimalus įkrovimo režimas, apskaičiuojamas pirmiausia

išsiskiriantis teršalų kiekis per parą:

9' 109,0 nQqM A

p t/parą, (2.28)

čia A

pM – teršalų kiekis t/parą;

Q – nominalusis didelių akumuliatorių talpumas Ah;

n‘

– maksimalus paminėtų akumuliatorių, kurie įkraunami vienu metu, kiekis vnt.

Išsiskiriantis vienkartinis maksimalus sieros rūgšties ar natrio hidroksido dujų kiekis

apskaičiuojamas pagal formulę:

m

MM

A

pA

v

3600

106

g/s, (2.29)

čia A

vM – vienkartinis maksimalus teršalų išsiskyrimas g/s;

m – akumuliatorių įkrovimo ciklo trukmė h. Priimama m = 10 h.

Surenkant po remonto akumuliatorių baterijas naudojama bituminė mastika, kurią

kaitinant išsiskiria tepalo aeorozolis. Liejant švininius gnybtus ir plokštelių grupių jungtis

išsiskiria švino garai. Tepalo aerozolio ir švino garų išsiskiriantis metinis kiekis

apskaičiuojamas pagal formulę:

610 nSmM i

tš

i t/m, (2.30)

čia tš

iM – metinis tepalo aerozolio arba švino garų kiekis t/m;

mi – lyginamasis i-ojo teršalo išsiskyrimas, tenkantis lydimo tiglio veidrodinio paviršiaus

vienetui g/s·m2 (2.4 lentelė);

n – tiglio įkaitinimo kartai;

S – tiglio, kuriame kaitinamas švinas ar bituminė mastika, veidrodinio paviršiaus plotas m2;

τ – išlydyto švino (bituminės mastikos) buvimo laikas tiglyje s.

2.4 lentelė. Lyginamieji teršalų išsiskyrimo parametrai, tenkantys kaitinimo tiglio

veidrodiniam paviršiui, remontuojant akumuliatorių baterijas, g/s·m2 (АККУМУЛЯТОРНЫЕ

РАБОТЫ, 2009)

Technologinio proceso

pavadinimas

Naudojamo

medžiagos Temperatūra °C

Išsiskiriančių teršalų

pavadinimas lyginamasis

kiekis, g/(s·m2)

Gnybtų ir plokštelių grupių

jungčių remontas

Švino lydalas 300–500 Švino garai 0,0013

Bituminės mastikos

paruošimas akumuliatorių

remontui

Mastikos

lydalas

100–150 Mineralinis

(naftos tepalo

aerozolis)

0,003

21

Išsiskiriantis vienkartinis maksimalus švino garų ir tepalo aerozolio kiekis

apskaičiuojamas pagal formulę:

SmM i

tš

v g/s, (2.31)

čia tš

vM – išsiskiriantis vienkartinis švino garų ir tepalo aerozolio kiekis g/s.

Kalvystės darbų keliama oro tarša. Kaitinant žaizdre ruošinius ar detales išsiskiria

anglies monoksidas, sieros dioksidas, azoto oksidai, vanadžio mazuto pelenuose oksidai,

kietosios dalelės (suodžiai). Grūdinant ar atleidžiant ruošinius tepalo voniose išsiskiria

mineralinio tepalo garai. Maksimalus vienkartinis skirtingų teršalų išmetimas gali būti

apskaičiuojamas pagal formules (КУЗНЕЧНЫЕ РАБОТЫ, 2009):

nMM kdkd 3600/106' g/s, (2.32)

nMM COCO 3600/106' g/s, (2.33)

nMM SOSO 3600/1022

6' g/s, (2.34)

nMM NONO 3600/1022

6' g/s, (2.35)

čia '

kdM – maksimalus vienkartinis kietųjų dalelių (pelenų), CO, SO2, NO2 išmetimas g/s;

Mkd, MCO, 2SOM

2NOM – metinis teršalų kiekis t/m;

τ – žaizdro darbo trukmė per dieną h;

n – žaizdro darbo dienų skaičius per metus vnt.

Išmetamų teršalų bendrasis kiekis per metus apskaičiuojamas pagal 2.1–2.8 formules.

Azoto oksidų išmetamas bendrasis kiekis gali būti apskaičiuojamas paprasčiau:

mqMNO

3

3102

t/m, (2.36)

čia 2NOM – azoto oksido kiekis t/m;

q3 – lyginamasis azoto oksidų išsiskiriantis kiekis kg/t arba kg/(tūkst. m3) (2.5 lentelė).

2.5 lentelė. Azoto oksidų išsiskirimo lyginamosios vertės deginant kurą

Kuro pavadinimas Lyginamosios vertės

kg/t, kg/(tūkst. m3) Kuro pavadinimas

Lyginamosios vertės

kg/t, kg/(tūkst. m3)

Akmens anglis: Mazutas:

Donecko 2,21 Mažai sieringas 2,57

Karagandos 1,87 Didelio sieringumo 2,46

Kuznecko 2,23 Gamtinės dujos 2,15

Grūdinant arba atleidžiant ruošinius bendras teršalų kiekis nustatomas pagal formulę:

rrr mgM 610 t/m, (2.37)

čia Mr – bendrasis teršalų kiekis per metus t/m;

gr – lyginamasis išsiskiriančių teršalų kiekis g/kg (2.6 lentelė);

mr – apdirbamo ruošinio masė per metus kg/m.

22

2.6 lentelė. Išsiskiriančių teršalų lyginamieji kiekiai termiškai apdirbant metalus

Technologinė operacija

Naudojama

medžiaga

Išsiskiriančio teršalo

pavadinimas lyginamasis

kiekis g/kg

Dalių grūdinimas tepalo vonioje Mineraliniai tepalai Naftos mineralinis tepalas 0,10

Detalės atleidimas tepalo vonioje Mineraliniai tepalai Naftos mineralinis tepalas 0,08

Maksimalus vienkartinis išsiskiriančių teršalų kiekis apskaičiuojamas pagal formulę:

3600/bgM r

s

r g/s, (2.38)

čia b – grūdinamų ar atleidžiamų ruošinių (detalių) masė kg;

τ – „tikrasis“ sugaištamas laikas apdirbant detales per darbo dieną h. „Tikrasis“ laikas – tai

laikas, kai iš grūdinimo-atleidimo vonios išsiskiria garai ir aerozoliai, t. y. laikas nuo

detalės panardinimo į vonią iki jos ataušimo, kai iš vonios nustoja išsiskirti garai.

2.4. Mechaninių teršalų valymas iš oro

2.4.1. Kietųjų dalelių, dulkių ir aerozolių charakteristika

Kietosios dalelės – tai smulkūs kietieji kūnai, kurių energetinė būsena pasižymi

patvaria forma, atsparumu mechaniniam poveikiui ir kitomis savybėmis. Kietosios dalelės

skirstomos į pirmines, kurios tiesiog išmetamos į orą (dirvožemio, vieškelių, ventiliacinių

sistemų dulkės), ir antrinės, kurios susidaro atmosferoje iš dujų, tokių kaip sieros dioksidas,

azoto oksidai, amoniakas. Kietosios dalelės būna įvairios: labai smulkios – nuo 0,01 iki 5 μm

(tabako dūmai, dažų pigmentai, suodžiai); smulkios – nuo 5 iki 10 μm (atmosferos dulkės,

jūros druskų dalelės); vidutinės – nuo 10 iki 20 μm (portlandcementas, lakieji pelenai);

stambios – nuo 20 iki 40 μm (formavimo žemės metalo liejiniams); labai stambios – didesnės

kaip 40 μm (kopų smėlis, trąšos); biologinės kilmės – nuo 0,001 iki 0,01 μm (virusai,

bakterijos, žiedadulkės, sporos); dalelės, susiformavusios atmosferoje cheminių reakcijų metu

– nuo 0,001 iki 100 μm (sieros, suodžių junginiai). Nemažai kietųjų dalelių susidaro kaimo

buityje, kūrenant krosnis ne tik iškastiniu kuru, bet ir malkomis. Kietųjų dalelių kiekis,

sudegus medienai, būna nuo 0,3 % iki 5 % (BALTRĖNAS P. ir kt., 2007).

Tarp kietųjų dalelių svarbią vietą užima dulkės. Dulkėmis vadinamos kietosios nuo 1

iki 150 μm dydžio dalelės, susidarančios įdirbant dirvas, smulkinant, sijojant, gabenant

biriąsias medžiagas, šlifuojant, poliruojant metalus, pjaustant medieną ir pan.

Didžiausia dulkių koncentracija laukuose būna pavasarį ir vasaros pradžioje, kai

akėjamos dirvos, kultivuojami pasėliai, sėjamos grūdinės kultūros ar žolės (2.2 pav.).

Daugiausia dulkių susidaro iš 1–5 μm mineralinių dalelių.

Dulkių koncentracija dirbant traktoriui pasiekia 1400 mg/m3, o traktoriui važiuojant

pavėjui, ji gali siekti 3000 mg/m3. Daug dulkių susidaro lentpjūvėse, stalių dirbtuvėse, grūdų

23

malūnuose, pjaunant kombainais javus, valant sandėliuose grūdus, kalkinant dirvas ir kt.

Lietuvos higienos normoje HN 23:2011 nurodoma, kad darbo vietoje ilgalaikio poveikio

ribinis įkvepiamų dulkių koncentracijos dydis turi neviršyti 10 mg/m3, o gyvenamojoje

aplinkoje neorganinių dulkių, turinčių 20–70 % silicio dioksido, didžiausia leidžiama

vienkartinė koncentracija pagal HN 35:2007 reikalavimus turi neviršyti 0,3 mg/m3.

2.2 pav. Oro užterštumo dulkėmis priklausomybė nuo ratinio traktoriaus atliekamų

darbų. 1 – rudenį suartos dirvos akėjimas (lėkščiavimas); 2 – grūdinių kultūrų sėja; 3 –

pavasarinis arimas; 4 – akėjimas; 5 – kukurūzų sėja; 6 – žolių sėja; 7 – pašarinių kultūrų

pirmasis kultivavimas; 8 ir 10 – transporto darbai; 9 – pašarinių kultūrų antrasis kultivavimas;

11 – ūkiniai vidaus darbai; 12 – javapjūtė ir šiaudų tvarkymas; 13 – kukurūzų nuėmimas

silosui; 14 – rudeninis arimas (pagal (МИХАЙЛОВ М. В., ГУСЕВА С. В., 1997)

Pagal susidarymo būdą jos klasifikuojamos į dezintegracines ir kondensacines.

Dezintegracinės dulkės susidaro medžiagas malant, gręžiant ar kitaip smulkinant, o

kondensacinės – iš metalų, metaloidų arba jų junginių garų, kurie aušdami virsta kietosiomis

dalelėmis. Jos daug mažesnės už dezintegracines. Dezintegracinės dulkės yra netaisyklingos

formos, nuolaužų pavidalo, o kondensacinės – purūs agregatai, susidedantys iš taisyklingų

kristalų arba rutulio formos. Pagal kilmę dulkės skirstomos į organines (augalų, gyvulių,

polimerų), neorganines (mineralų, metalų) ir mišrias (susidaro šlifuojant metalus, valant

liejinius).

Žemės ūkio gamybinėje bei gyvenamojoje aplinkoje yra ir kiti mechaniniai teršalai –

aerozoliai. Aerozoliai – dispersinės sistemos, susidedančios iš dujų (oro) ir jose

plūduriuojančių kietųjų arba skystųjų dalelių. Aerozoliai skirstomi į rūkus ir dūmus. Rūką

sudaro dujinėje aplinkoje (ore) disperguoti skysčio lašeliai, kuriuose gali būti ištirpusių

cheminių medžiagų arba suspenduotų kietųjų dalelių. Dalelių dydis būna nuo 0,1 iki 10 μm

(DENAFAS G., 2000 b). Dūmai – aerodispersinės sistemos, kurias sudaro mažos

24

sedimentacijos (nusėdimo) greičio kietosios dalelės. Dalelių dydis, aprašomas literatūroje,

įvairus – nuo 0,001 iki 10 μm. Dūmams priskiriami ir kuro deginimo produktai, užteršti

suodžiais.

Kietosios dalelės (dulkės) malūnuose, stalių dirbtuvėse, lentpjūvėse, pašarų ruošimo,

trąšų ar pesticidų sandėliuose ir kituose žemės ūkio gamybos „dulkėtuose“ padaliniuose gali

sukelti gaisrus ar sprogimus. Kelio, dirvos dulkės ir rūkas sumažina mobiliųjų mašinų

operatorių matomumą. Kietųjų dalelių pavojingumas priklauso nuo jų fizinių-cheminių ir

technologinių procesų ypatumų. Jiems priklauso: dalelių dispersiškumas, jų drėgnis,

koncentracija, sudėtis, forma, užsidegimo temperatūra ir kitos savybės.

Dulkių sprogimo pavojus būna tuo didesnis, kuo dalelės yra smulkesnės. Smulkių

dalelių bendrasis paviršius yra didesnis, jis efektyviau oksiduojasi, reikalinga mažesnė dulkių-

oro mišinio uždegimo energija bei savaiminio užsiliepsnojimo temperatūra. Aplinkos

temperatūra ts, kuriai esant gali įvykti savaiminis užsidegimas, gali būti apskaičiuojama pagal

T. Monachovo (КОРОЛЬЧЕНКО А. Я.,1986) pasiūlytas formules:

lgts = Ap + np · lgS °C, (2.39)

čia ts – savaiminio užsidegimo temperatūra °C;

Ap, np – koeficientai, įvertinantys dalelių savybes;

S – lyginamasis dalelės paviršiaus plotas m-1

.

Koeficientai Ap ir np apskaičiuojami pagal formules:

Ap = lg tsį , (2.40)

sį

rp

t

tn lg457,0 , (2.41)

čia tsį – savaiminio įkaitimo temperatūra °C;

tr – rusenimo temperatūra °C;

Dalelės paviršiaus lyginamasis plotas S gali būti apskaičiuojamas pagal formules:

V

FS m

-1, (2.42)

zyxS

1112 m

-1, (2.43)

čia F – kietosios dalelės paviršiaus plotas m2;

V – kietosios dalelės tūris m3;

x, y, z – dalelės išmatavimai koordinačių x, y, z kryptimi (pvz., stačiakampiui gretasieniui:

x – ilgis, y – plotis, z – aukštis; cilindrui: x=y=Dcil, z – aukštis; rutuliui: x=y=Drut ir t. t).

Sprogimo sukeltas maksimalus slėgis (P) ir jo plitimo greitis (dP/dτ), mažėjant dalelių

dydžiui, didėja (2.3 pav.). Smulkios organinės dulkės sudega kaip dujos. Organinių aerozolių

25

forma praktiškai neturi įtakos sprogimo pavojui, nes organinės dalelės sudega esant dujinei

fazei. Metalo dalelių forma tam turi esminę įtaką, nes degimo reakcija vyksta dalelių

paviršiuje. Pavyzdžiui, sprogus magnio aerozoliui, turinčiam sferines daleles, sprogimo slėgis

pasiekia 5,7 kPa, o plokščias – 7,2 kPa.

2.3 pav. Dalelių dydžio įtaka aerozolių sprogimo parametrams. 1– metilceliuliozė;

2 – miltai; 3 – polietilenas; 4 – polivinilchloridas (pagal КОРОЛЬЧЕНКО А. Я.,1986)

Dalelių aerozolio sprogimui esminę įtaką turi jų drėgnis. Dalelių drėgniui didėjant,

žemutinė ribinė užsiliepsnojimo koncentracija didėja, o sprogimo sukeltas slėgio greitis mažėja.

Sprogstant aerozoliams, susidaro didelės smūginės bangos: pavyzdžiui, sprogus anglies

dulkėms slėgis pasiekia 800–1000 kPa, o aliuminio pudrai (baltajai bronzai) – apie 1138 kPa.

Smulkinant, malant ar transportuojant medžiagas pneumatiniais transporteriais, jų dulkės

įsielektrina ir elektrostatinių krūvių išlydžiai gali būti gaisrų ir sprogimų priežastis.

Į žmogaus organizmą dulkės patenka per kvėpavimo takus, akių gleivinę, odą, net

virškinimo traktą. Dulkių poveikis priklauso nuo jų dispersiškumo, kilmės, koncentracijos

dydžio, tirpumo organizmo skysčiuose, cheminės sudėties, fizinio darbo sunkumo. Didžiąją

žemės ūkyje dulkių dalį (59–98,9 %) sudaro smulkios iki 4 μm dydžio dalelės (МЕДВЕДЬ Л.

И., 1981), nors pasitaiko ir 400–700 μm dalelių. Žemės ūkio gamyboje dažniausiai žemdirbius

veikia dirvožemio ir augalinės dulkės (2.7 lentelė). Pavojingiausiomis sveikatai yra mažesnės

kaip 5 μm dydžio dulkės, kurios patenka į plaučius ir jų alveoles. Į alveoles patenka apie 10 %

įkvėptų dulkių, o 15 % praryjama su seilėmis. Dulkės, kurių dalelės didesnės kaip 10 μm,

susilaiko viršutiniuose kvėpavimo takuose, o mažesnės kaip 0,25 μm dalinai iškvepiamos.

Dažniausiai pasaulyje ir Lietuvoje pasitaikančios pneumokoniozės yra silikozė, antrakozė,

asbestozė ir beriliozė.

26

2.7 lentelė. Dažniausia žemės ūkio gamyboje pasitaikančios dulkės (pagal OBELENIS

V. ir kt., 2002; МЕДВЕДЬ Л. И., 1981)

Dulkių

apibūdinimas poveikis

Silicio dioksido (kvarcas, tridimitas,

kristabolitas)

Per 10–15 metų išsivysto silikozė. Kai SiO2 dulkių labai

daug (90 %), per 2–3 metus

Linų perdirbimo dulkės Chroniškas bronchitas, pneumosklerozė, bisinozė

(pneumokoniozės rūšis)

Medžių ir augalų žiedadulkės Alerginiai susirgimai

Grūdų dulkės (turi mineralinių

priemaišų, grybelių, bakterijų), miltai

Galima susirgti: rinitu (nosies gleivinės uždegimas – sloga);

faringitu (ryklės uždegimas); tracheitu (trachėjos gleivinės

uždegimas); bronchitu (ūminis kvėpavimo takų uždegimas);

pneumokoniozėmis; konjunktyvitu (akių jungties

uždegimas); blefaritu (akies vokų kraštų uždegimas);

dermatitu (odos uždegimas) ir kitomis ligomis

Kombinuotųjų pašarų. Jų sudėtyje

būna įvairių priedų: antibiotikų,

mikroelementų, vitaminų, kreidos,

konservantų ir kt.

Pastebima darbuotojų, turinčių ilgą kontaktą su

kombinuotųjų pašarų dulkėmis, padidinta cholesterolio

koncentracija kraujyje, padidintas gliukozės proteidų serume

kiekis ir vitaminų B1 ir B12 ekskrecija (šalinimasis) su

šlapimu, o taip pat silicio padidėjimas kraujyje. Pasireiškia

citotoksinis poveikis μm

Asbestas Kancerogeninis poveikis

Pesticidai Toksinis, kancerogeninis poveikis

Transporto deginių kietosios dalelės Sąlygoja smogo susidarymą

2.4.2. Oro apsauga nuo kietųjų dalelių (dulkių)

Atmosferos oro apsaugos būdai priklauso nuo taršos šaltinių. Žemės ūkio gamyboje

kietąsias daleles (dulkes) generuoja pašarų ruošimo, javų auginimo ir nuėmimo technologijos,

mobiliosios mašinos, gamybiniai cechai (lentpjūvės, katilinės), gyvenamieji namai ir kiti

objektai. Dulkių poveikį žemės ūkyje labiausiai patiria traktorių, kombainų ir kitų mobiliųjų

mašinų operatoriai. Siekiant sumažinti dulkių ir variklių deginių skvarbą, mašinų kabinos

patikimai sandarinamos, sudarant didesnį oro slėgį, eliminuojantį dulkių skverbtį. Dirvožemio ir

vieškelių dulkėjimą (dulką) galima mažinti sumažinant žemės ūkio technikos darbinius ir

važiavimo greičius, o gyvenvietėse, sodybose praktikuojamas dulkančių paviršių laistymas.

Iš gamybinių patalpų, kuriose atliekami dulkes keliantys technologiniai procesai,

šalinamos dulkės paprastai valomos dulkių gaudytuvais. Siekiant sumažinti į gaudytuvus

patenkančių dulkių kiekį ir padidinti gaudytuvų efektyvumą, prieš juos įrengiami dulkių

siurbtuvai, iš kurių dulkės nukreipiamos į jų surinkimo vietas: bunkerius, maišus,

transporterius ir kt. Pagal dulkių ir smulkių atliekų (pvz., pjuvenų šalinimo nuo mechaninio

medžiagų apdorojimo įrenginių) pobūdį siurbtuvai skirstomi į (JUODIS E., 1998):

1. Ekonominius, kuriais atliekos šalinamos darbo įrankio suteikta energija, siurbiamo oro

kryptis sutampa su dulkių srauto kryptimi (2.5 pav.);

2. Didelio tūrio, neekonomiškus, veikiančius tik esant dideliems šalinamo oro kiekiams.

27

Geriausiu iš ekonomiškų siurbtuvų laikomas sraigės formos siurbtuvas (2.5 pav.) su

kreipiamosiomis plokštumomis, nuo kurių atliekos nebeatšoka ir skrieja iš inercijos.

2.5 pav. Frezos siurbtuvas. 1– oro šalinimo anga; 2 – kreiptuvas; 3 – freza (JUODIS E.,1998)

2.4.3. Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvai

Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvus įprasta vadinti bendruoju oro valymo įrenginių

pavadinimu. Visi valymo įrenginiai gali būti skirstomi į dvi grupes: tiekiamo į patalpas oro

valymo įrenginius ir dulkių gaudytuvus, valančius iš patalpų šalinamą orą. Šalinamo iš

patalpų oro valymo nuo dulkių įrenginiai pagal išvalymo laipsnį skirstomi į pirminio ir

švariojo valymo įrenginius, o pagal valymo metodą į sausuosius ir šlapiuosius (2.6 pav.).

Lietuvoje dažniau naudojami sausieji valymo įrenginiai, nes jie pigesni, nereikia

vandens valymo įrenginių, šildomų patalpų. Dulkių (kietųjų dalelių) valymas sausuoju būdu

dažniausiai atliekamas inerciniais, išcentriniais, besifiltruojančiais įrenginiais, o valymas šlapiuoju

būdu – skruberiais, filtrais. Esant dideliam oro dulkėtumui, dulkės gali būti valomos keletu

įrenginių. Pagal valymo pakopų skaičių oro valymo įranga gali būti vienos, dviejų ir rečiau trijų

pakopų. Valant keliomis pakopomis, valymo kokybė būna geresnė, bet brangesnė.

Sausieji dulkių gaudytuvai. Sausieji pirminio valymo įrenginiai veikia gravitacinių-

inercinių jėgų principu. Dulkės, veikiamos sunkio jėgos, dažniausiai nusėda nusodinimo

kamerose, priešsrovinio srauto posūkiuose ar žiediniuose nusodintuvuose (2.7 pav.).

Dulkių nusodinimo kameros (2.7 pav., a) yra paprasčiausi oro valymo įrenginiai,

kuriuose nusodinamos didesnės kaip 40 μm dalelės. Kuo dulkių srauto greitis ir kameros

aukštis mažesni, o ilgis didesnis, tuo dulkių išvalymo efektyvumas yra didesnis. Kai oro

srauto judėjimo greitis yra nuo 0,2 iki 0,8 m/s, išvalymo efektyvumas siekia nuo 40 iki 50 %.

Galintis nusėsti kameroje mažiausias dalelių dydis apskaičiuojamas pagal formulę

(DENAFAS G., 2000 b):

gl

hwd

d

18min m, (2.44)

čia dmin – dalelių dydis m;

μ – oro klampumo dinaminis koeficientas. Oro μ = 0,0182, esant t = 20 °C ir p =101,3 kPa.

28

2.6 pav. Kietųjų dalelių (dulkių) iš oro valymo įrenginiai (pagal BALTRĖNAS P., ir

kt., 2007; DENAFAS G., 2000 b)

h – kameros aukštis m;

w – dujų srauto linijinis greitis horizontaliąja kryptimi m/s;

ρd – dalelės tankis kg/m3;

g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;

l – kameros ilgis m.

Dulkių nusodinimo kameros našumas Vo apskaičiuojamas pagal formulę

(BALTRĖNAS P. ir kt., 2007):

nn

o blwh

whbl

lhbV

m3/s, (2.45)

čia τ – dalelės buvimo kameroje laikas s;

b – kameros plotis m;

wn – dalelės nusėdimo greitis m/s.

Žiediniai

nusodintuvai Išcentriniai Vienzoniai

Dvizoniai

Plokšteliniai Posūkiniai

nusodintuvai

Priešpriešinio

srauto

nusodintuvai

Nusodinimo

kameros

Gravitaciniai

Sukūriniai

Žaliuziniai

Multiciklonai

Ciklonai

Inerciniai

Pirminio valymo SAUSIEJI Švariojo valymo

KIETŲJŲ DALELIŲ (DULKIŲ) VALYMO ĮRENGINIAI

Pirminio valymo ŠLAPIEJI Švariojo valymo

Grūdėtieji

Pluoštiniai

Audininiai

Filtrai

Vamzdiniai

Išlydžio

Elektrostatiniai

Elektriniai filtrai

Skruberiai Filtrai

Spartieji turbulentiniai

skruberiai (Venturi)

Plovimo bokštai

Tuščiaviduriai

Su įkrova

Išcentriniai

Alyvos

Pluoštiniai

Barbotavimo

aparatai

Smūginiai inerciniai

rotoklonai

Putų aparatai

Rotaciniai (Venturi)

Koaguliaciniai išcentriniai

29

2.7 pav. Gravitaciniai dulkių nusodintuvai. A – stambios dalelės; b – smulkios dalelės;

c – valomų dulkių srauto linijos; a) – paprastoji kamera; b) – kamera su lentynomis; c) –

kamera su pertvaromis; d) – priešpriešinio srauto nusodintuvas; e) – priešpriešinio srauto

nusodintuvas su pertvaromis; f) – posūkinis nusodintuvas; g) – posūkinis nusodintuvas su

pertvara; h) – nusodintuvas su nestaigiu oro krypties posūkiu; i) – žiedinis nusodintuvas

(DENAFAS G., 2000 b)

Dalelių nusėdimo greitis apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS G., 2000 b):

18

2 gdw d

n

m/s, (2.46)

čia ρ – oro tankis kg/m3;

d – dalelių dydis m.

Nusodinimo kamerose su lentynomis (2.7 pav., b) lygiagrečiai dugnui yra įrengiamos

lentynos, kurios padidina dulkėms nusėsti būtiną plotą ir sumažina nusėdimo aukštį.

Nusodinimo kameros su pertvaromis (2.7 pav., c) yra kompaktiškesnės, dalelės greičiau

nusėda atsitrenkdamos statmenai į pertvaras. Priešpriešinio srauto nusodintuvuose (2.7 pav.,

d) dulkėtas oras kyla iš apačios į viršų per įtekėjimo tūtą, iš kurios ištekančio oro srauto

greitis smarkiai sumažėja, o dalelių nusėdimo greitis viršija srauto greitį, todėl dalelės sėda

priešinga dujų srautui kryptimi. Priešpriešinio srauto nusodintuvuose su pertvaromis dulkių

nusodinimo efektas dėl atsitrenkimo į pertvaras yra didesnis, negu nusodintuvuose be pertvarų

(2.7 pav., e). Posūkiniuose nusodintuvuose oro judėjimo kryptis pakeičiama priešinga

kryptimi. Posūkyje dalelės, veikiamos ne tik sunkio, bet ir išcentrinės jėgos, nusėda į bunkerį

(2.7 pav., f). Posūkiniuose nusodintuvuose su pertvaromis (2.7 pav., g) prailginamas užteršto

30

dulkėmis oro srauto kelias, pagerėja sulaikymo efektyvumas. Nusodintuvai su nestaigiu oro

srauto krypties posūkiu (2.7 pav., h) dažnai montuojami dujų transportavimo vamzdžiuose.

Oro judėjimo greitis būna apie 1 m/s, sulaikoma apie 60–80 % dulkių, kurių dydis apie 20–

30 μm. Žiediniai nusodintuvai (2.7 pav., i) laikomi efektyviausiais gravitaciniais

nusodintuvais, kuriuose pasiekiamas didesnis nei 80 % efektyvumas. Valomas oras,

judėdamas iš apačios į viršų, prateka tarp žiedų ir nuolat keičia savo kryptį, atsitrenkdamas į

aukščiau esančius mažesnio skersmens žiedus. Valomų dujų srautas padalinamas į du srautus:

gerai išvalytą ir didelės dulkių koncentracijos, kuris nukreipiamas į kitą valymo įrenginį.

Išcentriniai dulkių nusodintuvai – tai įrenginiai, kuriuose dulkės nusodinamos veikiant

išcentrinėms ir inercijos jėgoms. Plačiausiai iš jų naudojami ciklonai.

Ciklonai – pirminio sausojo dulkių valymo aparatai, veikiantys išcentrinių jėgų

principu. Jie naudojami medžio apdirbimo cechuose, katilinėse, biomasės džiovyklose,

ventiliacinėse sistemose, malūnuose, grūdų sandėliuose ir kt. Ciklonai pasižymi tokiais

privalumais: neturi judančių dalių; patvariai dirba, esant aukštai valomų dujų temperatūrai (iki

500 °C); galima nusodinti abrazyvines daleles, apsaugant ciklono paviršių specialiomis

dangomis; valomos sausos dulkės; gerai dirba esant ir dideliam dujų slėgiui; paprasta gamyba;

gerai valo įvairių frakcijų smulkumo dulkes, esant ir didelei jų koncentracijai; beveik pastovus

aparato hidraulinis pasipriešinimas. Dalelių nusodinimo aparatų hidraulinis pasipriešinimas

(∆p) charakterizuoja į aparatą patenkančio (pp) ir iš aparato išeinančio (piš) dujų srautų slėgio

skirtumą, kuris nustatomas eksperimentiškai arba apskaičiuojamas pagal formulę (БЕЛОВ С.

В. и др., 2004):

2/2wppp išp N/m2, (2.47)

čia ξ – aparato hidraulinio pasipriešinimo koeficientas;

ρ ir w – dujų tankis kg/m3 ir greitis m/s skaičiuojamajame aparato pjūvyje.

Ciklonams būdingi šie trūkumai: didelis hidraulinis pasipriešinimas (1205–1500 Pa);

blogai išvalo dujas (orą), esant mažesnėms kaip 5 μm dalelėms; nevalo lipnių dulkių. Ciklonai

pagal dulkėto oro (dujų) tiekimo į aparatą kryptį būna tangentiniai, ašiniai, spiraliniai,

sraigtiniai. Ciklonuose dalelės nusodinamos išcentrinių jėgų, atsirandančių besisukant aparate

dulkėtam oro srautui, ir dulkių inercijos jėgos, atsirandančios dėl išeinančio iš aparato oro srauto

krypties pasikeitimo. Dulkės ciklonuose sukamąjį judesį įgauna įvairiai: dėl didelio į aparatą

tiekiamo oro srauto greičio, spiralinės oro tiekiamojo kanalo formos, tiekiamo oro srauto

tangentinės (liečiamosios) krypties aparato korpusui, sukimą sukeliančių įtaisų. Ciklonų

korpusai būna cilindriniai su kūgio formos apatine dalimi (2.8 pav.). Kai reikia išvalyti didelius

oro srautus, įrengiami ne pavieniai, o grupiniai ciklonai iš 2, 4, 6, 8, rečiau 16 aparatų.

Naudojami bateriniai ciklonai, kai viename korpuse yra sumontuojama keletas nedidelio

31

diametro (iki 250 mm) ciklonų. Ciklonų efektyvumas vidutiniškai siekia 70–80 %, priklauso

nuo dalelių dydžio, tankio, ciklono skersmens, oro srauto greičio ir kt. Tarp dalelių sugavimo

laipsnio η ir nesugautų dalelių laipsnio ς galioja priklausomybė (ŠVENČIANAS P., 1994):

o

d

DD

und

2

7,0exp11 , (2.48)

čia ς– nesugautų dalelių laipsnis;

ρd – dalelės tankis kg/m3;

d – dalelės skersmuo m;

u – dalelės judėjimo ciklone greitis m/s;

n – valomo oro srauto apsisukimų skaičius ciklone;

μ – dujų dinaminio klampumo koeficientas Pas;

D, Do – ciklono ir ciklono vidinio vamzdžio skersmuo, m.

Dalelių gaudymo efektyvumas ciklone didėja esant stambesnėms dalelėms (d),

didėjant dujų greičiui u ciklone, esant mažesniam ciklono skersmeniui (D).

Sūkuriniai gaudytuvai. Šiuose gaudytuvuose dulkės nusodinamos, kaip ir ciklonuose,

išcentrinės jėgos, tačiau juose yra du sūkuriniai srautai – vidinis ir išorinis (2.9 pav.).

2.9 pav. Ciklono NIIO bendras vaizdas ir oro

srauto schema. 1– oro srauto įėjimo atvamzdis; 2 –

sraigtinio pavidalo dangtelis; 3 – išmetamasis

vamzdis; 4 – ciklono korpuso cilindrinė dalis; 5 –

ciklono korpuso kūginė dalis; 6 – dulkių

išleidžiamoji anga; 7 – bunkeris; 8 – oro (dujų)

išleidimo sraigė; 9 – išvalyto oro (dujų) ortakis; 10

– dulkių skląstis (КОЗЛОВА С. А. и др., 2007)

2.9 pav. Sūkurinio dulkių gaudytuvo

schema (DENAFAS, 2000 a)

32

Valomo oro vidinis srautas, įsuktas nejudančių menčių, kyla į viršų. Švaraus oro išorinis

srautas į gaudytuvą tiekiamas tangentine kryptimi. Pastarasis srautas pagauna daleles, kurios dėl

išcentrinės jėgos artėja prie gaudytuvo sienelių, ir nuneša žemyn į bunkerį. Valymo efektyvumas

(92–98,5) % μm. Šių gaudytuvų trūkumas – yra didesnis energijos sąnaudos dėl išorinio srauto

sudarymo.

Pagal filtruojančiųjų elementų tipą (konstrukciją) filtrai skirstomi į bekarkasinius

(rankovinius) ir su kietuoju karkasu (karkasas aptemptas austine arba neaustine

medžiagomis). Rankoviniuose filtruose oras, iš kurio valomos dulkės, tiekiamas į rankovės

vidų, kuri palaiko savo formą dėl tiekiamo oro slėgio (2.10 pav.). Karkasiniai filtrai būna

įvairių formų (cilindriniai, plokštieji, pleištiniai, žvirgždiniai ir kt.), jų forma nesikeičia

filtracijos proceso metu. Užsiteršusių filtrų aktyviosios pertvaros gali būti pakeičiamos

naujomis arba regeneruojamos. Filtrų regeneracija atliekama dažniausiai dviem būdais:

prapučiant filtrus priešinga filtruojamojo oro kryptimi per perforuotus vamzdžius (2.11 pav.)

arba suardant (deformuojant) susikaupusių dulkių sluoksnį filtro aktyviajame paviršiuje (2.12

pav.).

2.10 pav. Rankovinio audeklinio filtro

schema. 1 – išvalytų dujų išmetimo

kanalas, 2 – pertvara; 3 – valomų dujų

tiekimo kanalas, 4 – bunkeris, 5 – sraigtinis

transporteris pašalinti, 6 – rankovė

(ŠVENČIANAS P., 1994)

2.11 pav. Karkasinio pleišto formos

audeklinio filtruojančio cheminio elemento

schema. 1 – gofruota sienelė, 2 – tinklas, 3 –

perforuotas vamzdis, 4 – audinys (DENAFAS

G., 2000 a)

Audeklinių filtrų dalelių sulaikymo efektyvumas gali būti apskaičiuojamas pagal

formulę (DENAFAS G., 2000 b):

cD

Hc sl

1

4exp1 1

, (2.49)

čia c – santykinis filtro medžiagos tankis;

η1sl – vienos audinio gijos storio filtruojančiojo sluoksnio efektyvumas;

H – filtruojančiojo audinio storis m;

D – audinio gijos skersmuo (laikant, kad gijos skerspjūvis yra cilindro formos) m.

33

2.12. pav. Dulkių nukratymo iš rankovių schemos; a – horizontaliai judinant viršutinį

rankovės žaidą, b – vertikaliai judinant viršutinį rankovės žaidą, c – vibruojant rankovę

(ŠVENČIANAS P., 1994)

Filtrai, kurių akytosios pertvaros yra grūdinės medžiagos, vadinami įkrautiniais

arba grūdėtaisiais filtrais. Grūdėtieji filtrai dažniausiai naudojami užterštam lipniomis ir

abrazyvinėmis dulkėmis orui valyti, kai yra aukšta valomų dujų (oro) temperatūra. Tokiais

filtrais iš oro valomos cemento, kalkių dulkės, užpildas būna žvyras, smėlis, keramika,

aktyvioji anglis, plastmasės rutuliukai ir medžiagos. Šios medžiagos turi būti chemiškai ir

mechaniškai atsparios, kai norima filtrus regeneruoti. Naudojant užpildą aktyviąją anglį,

kalkakmenius, įkrova veikia kaip chemosorbentas.

Valomas oras pirmiausia patenka

į grūdėtojo filtro (2.13 pav.) pirmąją

sekciją 2, kuri užpildyta 24–26 mm

dydžio grūdeliais. Iš oro išvalomos

stambios dalelės, vėliau oras patenka į

antrąją sekciją 3, užpildytą 18–20 mm

dydžio grūdeliais. Trečiojoje sekcijoje 4,

kurioje grūdelių dydis siekia 10–12 mm,

iš oro išvalomos smulkios dulkės.

Sugautosios dalelės patenka į bunkerį 9.

Grūdeliai regeneruojami vibratoriumi 7.

Filtro efektyvumas siekia 75 %, valant orą

nuo dulkių, kurių skersmuo didesnis kaip

1,5 μm.

2.13 pav. Grūdėtojo filtro schema. 1 – filtro

korpusas, 2 – didelio grūdėtumo užpildas, 3 –

vidutinio grūdėtumo užpildas, 4 – smulkaus

grūdėtumo užpildas, 5 – dulkėto oro ortakis, 6 –

švaraus oro ortakis, 7 – vibratorius, 8 –

amortizuojančiosios atramos, 9 – bunkeris

(BALTRĖNAS P. ir kt., 2008)

34

Tokių filtrų našumas gali siekti 1500–1600 m3/h. Grūdėtuosiuose filtruose užpildas

gali būti ir slenkantis, „verdantis“ – oro srauto greitis būna didelis kaip 6–9 m/s, grūdeliai

(rutuliukai) pakimba filtre ir geriau išsivalo orą.

Įkrautinių filtrų efektyvumui skaičiuoti tinka tos pačios formulės, kaip ir skaičiuojant

audinio filtro efektyvumą. Šiuo atveju formulėje (2.49) d yra filtro įkrovos dalelių skersmuo,

o c – filtro įkrovos piltinio tankio ir įkrovos medžiagos faktinio tankio santykis.

Elektrostatiniai nusodintuvai. Elektrostatiniai nusodintuvai dažnai vadinami

elektrofiltrais (arba E filtrais). Jie yra vieni iš progresyviausių kietųjų dalelių valymo iš oro

įrenginiai. Jų sulaikymo efektyvumas, esant dalelių dydžiui mažesniam kaip 1 μm, siekia iki

99,9 %, kai dujų debitas yra net didesnis kaip 100000 m3/h. Aparato hidraulinis

pasipriešinimas siekia tik 100–200 Pa. Filtrų veikimas yra paremtas skirtingo poliariškumo

elektros krūvių principu. Oras, iš kurio valomos dulkės, pirmiausia patenka į difuzorių (2.14

pav.).

2.14 pav. Dviejų zonų elektrostatinio

filtro, sukurto VGTU Aplinkos apsaugos

katedroje, schema. 1 – priekinis pirminio

valymo filtras, 2 – jonizatorius, 3 –

kolektoriaus (dulkių nusodinimo blokas, 4 –

užpakalinis apsauginis filtras (P. BALTRĖNAS

ir kt., 2008)

Jame valomas oras pradeda

sklaidytis, o toliau patenka į pirminio

valymo filtrą 1, sudarytą iš trijų tankaus

metalinio tinklelio sluoksnių. Filtre

sulaikomos maždaug 50 μm dydžio

dalelės. Vėliau oro srautas patenka į

jonizatorių 2, kuriame dalelės

įelektrinamos, tada į kolektorių 3, kuriame

dalelės nusėda. Už kolektoriaus yra

įrengtas apsauginis filtras 4, sudarytas iš

kelių metalinių tinklelių arba aktyviosios

anglies filtro, kuris papildomai išvalo orą

nuo kenksmingų dujų ar kvapų.

2.4.4. Šlapieji dulkių valymo iš dujų (oro) metodai ir aparatai

Šlapieji dulkių valytuvai plačiai naudojami smulkiadispersinių, sprogių ir aukštos

temperatūros dulkių valymui iš oro ir dujų. Šie valytuvai pagal sulaikomų dalelių dydį užima

tarpinę vietą tarp ciklonų ir medžiaginių bei elektrostatinių filtrų. Šlapieji gaudytuvai, lyginant

su sausaisiais, pasižymi tokiais privalumais: efektyviau sulaiko pakibusias didesnes kaip

0,1 μm, aukštos temperatūros, lengvai užsidegančias ir sprogias daleles. Kartu su dulkėmis

vienu metu sulaikomi garų ir dujinio pavidalo komponentai. Šlapieji gaudytuvai turi tokių

trūkumų: dulkės sulaikomos esant dumblo būviui, todėl reikia valyti nuotekas, sunaudoti

35

daugiau energijos; skysčio lašeliai kartu su dulkėmis gali patekti į dūmų ar dujų vamzdžius;

valant agresyvias dulkes, koroduoja valymo aparatų paviršiai, juos reikia padengti

antikorozinėmis medžiagomis. Kai valytuvuose naudojamas vanduo, esant minusinei oro

temperatūrai, gaudytuvą reikia apsaugoti nuo užšalimo. Šlapieji dulkių gaudytuvai dažnai

vadinami skruberiais (scrubber – angliškai skruberiu vadinamas bet koks šlapiojo valymo

aparatas).

Šlapiųjų valymo aparatų veikimas grindžiamas dalelių prilipimu prie vandens (ar kito

naudojamo skysčio) lašelių ar skysčio paviršiaus, esant inercijos jėgoms ir Brauno difuziniam

judėjimui. Inercijos jėgos priklauso nuo dalelių ir lašelių masės, nuo jų judėjimo greičio.

Mažesnės kaip 1 μm dalelės nepasižymi pakankama energija, todėl priartėjusios prie lašelių

apgaubia juos ir nėra jų sulaikomos. Norint pagerinti Brauno judėjime dalyvaujančių smulkių

dalelių sulaikymą, reikia sumažinti oro (dujų) srauto greitį aparate. Be šių jėgų, dalelių

sulaikymas labai priklauso nuo jų vilgumo vandeniui (skysčiams), turbulentinės difuzijos,

įelektrintų dalelių tarpusavio sąveikos, skysčių kondensacijos, garavimo ir kt.

Skruberių veikimas pasižymi tokiais pagrindiniais principais (DENAFAS G., 2000 b):

mažų dalelių kontaktas su daugi didesniais ploviklio lašeliais (dažniausiai vandens);

dalelių pašalinimas su lašeliais;

plovimo vandens valymas ir pakartotinis naudojimas.

Dalelių išvalymas būna tuo efektyvesnis, kuo yra geresnis ploviklio ir dalelių

kontrastas. Kontrastas priklauso nuo dalelių dydžio ir tankio, ploviklio lašų dydžio, dalelių ir

lašelių susidūrimo santykinio greičio. Užteršto dalelėmis oro ir ploviklio kontaktas gali būti

įvairus (2.17 pav.).

2.15 pav. Kontakto tarp valomų dujų ir ploviklio skruberiuose būdai. a – oro srautas

pereina per skysčio sluoksnį; b – dalelės sulaikomos ant kietojo drėkinamo paviršiaus; c –

dujų srautui susiduriant su ploviklio paviršiumi; d – dalelių sulaikymas tolygiais oro (dujose)

paskirstytais ploviklio, įpurškiamo purkštuvu, lašeliais (pagal DENAFAS G., 2000 b)

36

Dalelės sulaikomos geriau, kai ploviklis įpurškiamas – lašeliai susmulkinami iki

optimalaus dydžio, padidėja santykinis dalelių ir lašelių susidarymo greitis, inercijos jėgos.

Efektyviausiai dalelės sulaikomos Venturi skruberyje.

Šlapieji valymo gaudytuvai klasifikuojami įvairiai, atsižvelgiant į dalelių kontrasto su

skysčiu charakterį (lašeliniai, plėveliniai, barbotiniai), arba pagal veikimo būdą: tuščiaviduriai

dujų plautuvai (drėkinamosios kameros; tuščiaviduriai su purkštuvais skruberiai); įkroviniai

skruberiai; lėkštiniai dujų plautuvai (barbotiniai ir putų aparatai); dujų plautuvai su judančia

įkrova; inercinio-smūginio veikimo šlapieji aparatai; išcentrinio veikimo šlapieji aparatai;

mechaniniai dujų plautuvai (mechaniniai skruberiai, dinamiškieji skruberiai); greituminiai

dujų plautuvai (Venturi skruberiai, ežektoriniai skruberiai). Dujų srauto technikos požiūriu

skruberiai skirstomi į 5 pagrindinius tipus (DENAFAS G., 2000 b): plovimo bokštai; sukūriniai

skruberiai; Venturi skruberiai; dezintegratoriai ir rotoriniai skruberiai; čiurkšliniai skruberiai.

Skruberiai gali būti klasifikuojami ir pagal sunaudojamos energijos dydį: žemo slėgio

(hidraulinis pasipriešinimas neviršija 1500 Pa (šiai grupei priklauso skruberiai su purkštuvais,

barbotavimo aparatai (barboteriai), šlapieji išcentriniai aparatai ir kt.); vidutinio slėgio, kurių

hidraulinis pasipriešinimas siekia nuo 1500 iki 3000 Pa (tai dinamiškieji skruberiai,

smūginiai-inerciniai dujų plautuvai, ežektoriniai skruberiai); didelio slėgio, kai hidraulinis

pasipriešinimas didesnis kaip 3000 Pa (tai Venturi skruberiai ir aparatai su įkrova).

Tuščiaviduriai dujų plautuvai. Šiuose

plautuvuose užterštas dulkėmis oras pereina per

išpurškiamo skysčio uždangą, prie kurios lašelių

prilimpa dulkių dalelės. Plačiausiai iš tokio tipo

plautuvų naudojami skruberiai su purkštuvais.

Tokie skruberiai – apvalūs arba stačiakampiai

cilindrai, kurių viename ar keliuose aukštuose

įrengiama 14–16 purkštuvų (2.16 pav.). Lašeliai

turi būti stambūs, kad jų neišneštų valomo oro

srautas, judantis 0,6–1,2 m/s greičiu. Jei oro

srauto greitis viršija 5 m/s greitį, už plautuvo

įrengiamas lašelių gaudytuvas. Aparato aukštis

– 2,5 karto didesnis už jo skersmenį.

2.16 pav. Skruberio su purkštuvais

schema. 1 – korpusas, 2 – dujų

skirstomosios grotelės, 3 – purkštuvai

(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ

ФАЗЫ ..., 2004)

37

Tuščiaviduriai skruberiai su purkštuvais naudojami valant iš oro (dujų) stambias dulkes,

o taip pat aušinant dujas, kondicionuojant orą. Dujų išvalymo efektyvumas gali būti įvertintas

pagal formulę (BALTRĖNAS, P. ir kt., 2008):

llo

llos

p

gp

vdV

HvvQ

C

CC

2

3exp1

, (2.50)

čia Cp, Cg – dalelių koncentracija į skruberį patenkančiose ir iš jo išeinančiose išlakose;

Qs – skysčio išeiga m3/s;

vo , vl – oro ir lašelių nusėdimo greičiai m/s;

ηl – dulkių surinkimo vandens lašeliais efektyvumas;

H – skruberio aukštis m;

Vo – oro tūris m3/s;

dl – skysčio lašelių skersmuo m.

Priešpriešinio skysčio ir dujų judėjimo srauto skruberiuose, dulkių valymo

efektyvumas yra tuo didesnis, kuo yra mažesni skysčio lašeliai ir didesnis oro (dujų) judėjimo

greitis. Geriausias efektyvumas būna, kai skysčio lašelių skersmuo yra 0,8 mm ir įpurškiamas

skystis 0,3–0,4 MPa slėgiu. Valant iš oro didesnes kaip 10 μm daleles, tuščiavidurių skruberių

efektyvumas siekia 99 %, o esant dalelių dydžiui mažesniam kaip 5 μm, tokių skruberių

efektyvumas nedidelis.

Skruberiai su įkrova. Tai kolonos, pripildytos rutuliukų, žiedų ar kitos formos

įkrova, pavidalo aparatai (2.17 pav.). Įkrova padidina dulkių ir skysčio kontakto paviršių.

Tokie skruberiai naudojami gerai drėkstančioms dulkėms, esant nedidelei jų koncentracijai,

valyti. Esant didesnei dulkių koncentracijai, greitai užsiteršia įkrova, todėl dažniau naudojami

įkroviniai skruberiai su skersiniu drėkinimu (2.18 pav.). Tokiuose skruberiuose įkrova būna

pasvirusi 7–10° kampu oro srauto kryptimi. Tuomet padidėja įkrovos kontaktinio paviršiaus

su oru plotas, geriau drėkinamas (gal geriau – vilgomos) dulkės. Priešsroviniuose skysčio ir

oro srauto skuberiuose sunaudojama 1,3–2,6 l/m3, o skruberiuose su skersiniu drėkinimu –

0,15–0,5 l/m3 skysčio dulkėms sudrėkinti. Didesnių kaip 2 μm dalelių sulaikymo efektyvumas

siekia daugiau nei 90 %, hidraulinis pasipriešinimas – didesnis kaip 160 kPa.

Barbotavimo ir putų dulkėgaudžiai naudojami gerai sudrėkstančioms ir nedidelės

koncentracijos dulkėms iš oro (dujų) valyti. Tokių dulkėgaudžių veikimas yra pagrįstas

valomo oro srauto skvarba per skysčio sluoksnį, esantį virš lentynos. Kai oro srauto greitis

nedidelis (iki 1 m/s), oras burbuliukų pavidalu kyla į viršų per skysčio sluoksnį – vyksta

barbotavimas. Efektyviai sulaikomos didesnės kaip 5 μm skersmens dulkės. Kai oro srauto

greitis didesnis (daugiau nei 1 m/s), vyksta turbulencija, susidaro putos, todėl tokie

dulkėgaudžiai vadinami putų aparatais. Jie efektyviai sulaiko didesnes kaip 2 μm daleles. Putų

38

aparatai skirstomi į dulkėgaudžius su horizontaliai tekančiu skysčiu (2.19 pav.) ir su

priešpriešais tekančiu skysčiu bei oro srautu (2.20 pav.).

Dulkėgaudžių korpusas gali būti kampuotas ir apvalus. Kampuotuose geriau

pasiskirsto skystis, o apvaliuose – valomosios dujos ar oras. Dulkėgaudžiuose su horizontaliai

tekančiu skysčiu lentynos dažniausiai gaminamos iš perforuoto metalo lakšto su 3–8 mm

skersmens skylutėmis. Priešpriešinių srautų dulkėgaudžių lentynos būna ir su 45 mm pločio

plyšiais. Skylučių ar plyšių plotas sudaro apie 0,2–0,25 m2/m

2 visos lentynos ploto. Putų

dulkėgaudžiai efektyviai veikia valant ventiliacinių sistemų dujas, kai jų temperatūra būna ne

aukštesnė kaip 100 °C, o dulkėtumas ne didesnis kaip 200–300 g/m3. Lyginamasis skysčio

sunaudojimas gaudytuvuose su horizontaliai tekančiu skysčiu siekia 0,2–0,3 l/m3, o su

priešpriešiniu srautu – 0,8–0,9 l/m3. Vandens sluoksnio storis virš lentynų – 70–100 mm,

hidraulinis pasipriešinimas – 300–1000 Pa. Pagrindinis gaudytuvų trūkumas – kartu su išvalytu

oru (dujomis) išpučiama nemažai vandens lašų (kai oro srauto greitis viršija 1,5 m/s).

Rekomenduojamas valomų dujų tūris viename gaudytuve neturi viršyti 14 m3/s. Jei tenka valyti

didesnius dujų tūrius, reikia montuoti gaudytuvų baterijas. Valymo efektyvumas svyruoja nuo 90

iki 95 % ir priklauso nuo dalelių dydžio.

2.17 pav. Priešsrovinio skruberio su

įkrova schema. 1 – skruberio korpusas, 2 – įėjimo

atvamzdis, 3 – įkrova; 4 – įkrovos grotelės, 5 –

skysčio tiekimo vamzdis, 6 – išvalytų dujų

išėjimo atvamzdis, 7 – skysčio nukreipiamasis

kūgis, 8 – dumblo (šlamo) pašalinimo sklendė

(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ

ФАЗЫ..., 2004)

2.18 pav. Skruberio su įkrova ir

skersiniu drėkinimu schema. 1 – korpusas,

2 – purkštuvai, 3 – drėkinimo įrenginys,

4 – atraminis tinklas, 5 – įkrova, 6 –

dumblo rinktuvas (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ

ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ..., 2004)

39

2.19 pav. Dulkėgaudžio su horizontaliai

tekančiu skysčiu schema. 1 – korpusas,

2 – lentyna, 3 – skysčio kamera, 4 – slenkstis,

5 – dumblo kamera (ŠVENČIANAS P.,

1994)

2.20 pav. Dulkėgaudžio su priešpriešais

tekančiais dujų ir skysčio srautais schema.

1 – korpusas, 2 – laistymo įrenginys, 3 –

lentyna (ŠVENČIANAS P., 1994)

2.21 pav. Cilindrinio dulkėgaudžio su

judančia įkrova schema. 1 – atraminė lentyna,

2 – rutuliukų įkrova, 3 – rutuliukų atatrankos

lentyna, 4 – purkštuvas, 5 – lašų gaudytuvas

(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ

ФАЗЫ..., 2004)

Dulkėgaudžiai su judančia įkrova

(2.21 pav.) yra efektyvesni negu putų

aparatai. Juose įkrova yra tuščiaviduriai ir

vientisi rutuliai iš polimerinių medžiagų,

stiklo arba akytos gumos. Įkrovos gali būti

įvairios formos (žiedai, balneliai ir kt.).

Įkrovos medžiaga būna mažesnio tankio už

oro ir skysčio tankį, kad galėtų laikytis

pakibusi tame mišinyje. Dulkėgaudžiuose

su judančia įkrova oro srauto greitis siekia

5–6 m/s ir 2–3 kartus viršija greitį putų

aparatuose.

Smūginiai-inerciniai dulkių gaudytuvai. Tokiuose aparatuose valomo oro srautas

kontaktuoja su skysčiu dėl atsimušančio į skysčio paviršių srauto. Susidariusi suspensija

toliau pereina pro įvairių konfigūracijų kiaurymes arba patenka į skystosios fazės separatorių.

Susidaro 300–400 μm dydžio lašeliai. Dulkės, veikiamos inercijos ir gravitacinių jėgų,

nusėda dumblo vonioje. Vienas iš paprasčiausių tokios rūšies gaudytuvų yra dulkių

gaudytuvas su centriniu nuleidžiamuoju vamzdžiu (2.22 pav.). Šiame aparate nevalytas oro

srautas dideliu greičiu atsimuša į skysčio paviršių, 180° kampu pakeičia judėjimo kryptį ir

išvalytas išteka pro 4 atvamzdį. Tobulesnis yra Doilio skruberis (2.23 pav.), kuriame įrengtas

siaurėjantis kūgis, leidžiantis padidinti oro srauto greitį iki 35–55 m/s. Atsimušus dulkėtam

40

orui į skystį, susidaro lašelių uždanga. Hidraulinis aparato pasipriešinimas siekia 500–

4000 Pa, sunaudojama apie 3 l skysčio 1 m3

oro išvalyti.

Greituminiai dulkių valytuvai – tai

efektyviausieji mikroninių ir submikroninių

dulkių iš oro (dulkių) valymo aparatai. Dujų

(oro) srauto greitis juose siekia nuo 60 iki

150 m/s. Greituminiams dujų valytuvams

priskiriami (2.24 pav.): Venturi skruberiai,

diafragminiai (droseliniai skruberiai),

skruberiai su slankiąja diskine sklende.

2.24 pav. Greituminių dujų valytuvų

schemos. a – Venturi, b – diafragminis, c –

su diskine sklende (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ

ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ..., 2004)

Greituminių skruberių konstrukcijos yra įvairios. Visi tokie aparatai pasižymi aukštu

išvalymo efektyvumu, iš dujų (oro) valo mikronines ir submikronines dulkes, tačiau jie turi

nemažą hidraulinį pasipriešinimą, būtina juose įrengti lašelių gaudytuvą. Labiausiai iš tokių

aparatų paplitę Venturi skruberiai, kuriuose dulkės sulaikomos skysčio lašelių paviršiuje (2.25

pav.). Jie susideda iš dviejų pagrindinių dalių: Venturi vamzdžio (tūtos) ir lašelių gaudytuvo

(ciklono) 5. Venturi vamzdį sudaro konfuzorius 2, cilindrinė dalis 3 ir difuzorius 4. Į

konfuzorių 15–20 m/s greičiu tiekiamas valomas oras, o purkštuvu 1 – skystis (dažniausiai

vanduo). Įgreitintas konfuzoriuje oro srautas (iki 60–150 m/s ir daugiau) įpurškiamą skystį

jame ir cilindrinėje dalyje 3 suskaido į smulkius lašelius. Dalelių nusėdimą ant skysčio lašelių

sąlygoja skysčio masė, didelis lašelių paviršinis plotas ir didelis santykinis skysčio lašelių ir

dulkių greitis. Difuzoriuje, sumažėjus oro srauto greičiui iki 15–20 m/s, skysčio lašeliai su

sulaikytomis ant jų dalelėmis koaguliuoja (sulimpa) ir veikiami išcentrinės ir gravitacinės

jėgų nusėda dumblo pavidalu ciklone 5.

2.22 pav. Smūginio-inercinio

dulkių gaudytuvo su nuleidžiamuoju

vamzdžiu schema. 1 – nevalyto oro įleidimo

vamzdis, 2 – rezervuaras su skysčiu, 3 – tūta

(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ

ФАЗЫ ..., 2004)

2.23 pav. Doilio skruberio schema.

1 – vamzdis; 2 – dulkėtas oras (dujos), 3 –

pertvara, 4 – išvalytas oras, 5 – skystis, 6 –

dumblas (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕР-

СНОЙ ФАЗЫ ..., 2004)

41

2.25 pav. Venturi skruberio schema. 1 – skysčio purkštuvas, 2 – konfuzorius, 3 – cilindrinė

dalis (gerklė), 4 – difuzorius, 5 – lašelių rinktuvas (ciklonas) (pagal МОКРЫЕ

ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ, 2011)

Siekiant Venturi vamzdyje sudaryti optimalias dujų srautui tekėjimo sąlygas, reikia,

kad cilindrinės dalies ilgis l2 būtų 0,15 d2 dydžio, esant dujų srauto greičiui cilindre (60–

150 m/s). Konfuzoriaus siaurėjimo kampas būna 15–28o, o difuzoriaus α2 6–8

o. Maksimalūs

konfuzoriaus ir difuzoriaus skersmenys d1, d3 gali būti apskaičiuojami pagal formulę:

v

Ldd

3600

4, 31 m, (2.51)

čia L – skruberio našumas m3/h;

v – dujų (oro) srauto greitis 15–20 m/s.

Skaičiuojant cilindrinės dalies skersmenį d2 priimama, kad oro judėjimo greitis v2 = (60–

150) m/s.

Konfuzoriaus ir difuzoriaus ilgiai apskaičiuojami pagal formules (МОКРЫЕ

ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ, 2011):

22 1

211

tg

ddl

m, (2.52)

22 2

232

tg

ddl

m, (2.53)

čia l1, l3 – konfuzoriaus ie difuzoriaus ilgis m;

d2 – Venturi vamzdžio cilindrinės dalies skersmuo m;

α1, α2 – konfuzoriaus ir difuzoriaus kūgiškumo kampai laipsniais.

Venturi skruberio efektyvumas, valant iš oro 1–2 μm dydžio ir iki 100 g/m3

koncentracijos dulkes, siekia 0,96–0,98 vertes. Vandens sunaudojama apie 0,4–0,6 l vienam

kubiniam metrui oro išvalyti, galima išvalyti 2000–500000 m3/h užteršto oro.

42

2.5. Cheminių teršalų valymas iš oro

Žemės ūkio gamyboje orą dujomis labiausiai teršia gyvulininkystės kompleksai,

fermos, katilinės, transporto priemonės ir kiti gamybiniai objektai. Aplinkos tarša nuo dujinių

teršalų gali būti mažinama tobulinant gamybos technologijas, hermetizuojant įrenginius,

diegiant aspiracijų (vėdinimą), įrengiant aukštus kaminus ir kt. Tokios priemonės teršalų

mažinimo problemą sprendžia tik iš dalies, nes teršalai patenka į kitas vietas, tolimesnius

rajonus.

Cheminių teršalų valymo iš oro metodai parenkami, atsižvelgiant į teršalų kilmę, jų

chemines savybes, kiekį, koncentraciją, technines sąlygas, ekonominius rodiklius ir kt.

Oro valymo nuo cheminių teršalų dažniausiai naudojami prevenciniai bei end–of–pipe

metodai. Naudojant prevencinį metodą, keičiami daug teršalų išskiriantys procesai mažiau

taršiais, tobulinamos technologijos, įrenginiai, ventiliacinės sistemos ir pan. Naudojant end–

of–pipe metodą yra valomos išmetamosios dujos. Dujos gali būti valomos absorciniais,

adsorbciniais, oksidaciniais, kondensaciniais, cheminiais, membraniniais ir kitais būdais.

2.5.1. Absorbcinis dujų valymas

Dujų absorbcijos procesas apibrėžiamas kaip masės kaitos procesas, kai dujas ar garus

(absorbtyvą) sugeria skystis (absorbentas). Absorbcija būna fizikinė ir cheminė. Fizikinės

absorbcijos metu absorbentas (vanduo, organiniai tirpalai) sugeria dujas arba garus

(absorbtyvą), bet tarp jų nevyksta cheminė reakcija. Kai tarp absorbento ir absorbtyvo vyksta

cheminė reakcija, tokia absorbcija vadinama chemine arba chemosorbcija. Fizikinė absorcija

(dažnai vadinama tiesiog absorbcija) yra selektyvusis ir grįžtamasis procesas. Selektyvusis

procesas naudojamas tada, kai dujų ar garų mišinius reikia išskirstyti į atskirus komponentus.

Šiuo atveju galima parinkti tokį absorbentą, kuris sugertų tik tam tikrus mišinio teršalus. Po

fizikinės absorbcijos dažnai atliekama desorbcija (grįžtamasis procesas), kurios metu, šildant

absorbentą arba virš jo sumažinant slėgį, išskiriami vienas ar keli absorbuoti komponentai. Po

chemosorbcijos naudotasis absorbentas regeneruojamas cheminiais metodais arba kaitinant

absorbentą. Naudojant kartu absorbcijos ir desorbcijos procesus, galima iš dujų ar garų

mišinio išskirti ne tik grynus tam tikrų dujų komponentus, bet ir kelis kartus naudoti tą patį

absorbentą. Absorbcija naudojama katilinėse, šalinant iš kūryklų dujų sieros junginius,

organinių tirpiklių (alifatiniai ir aromatiniai angliavandeniliai, halogeninti angliavandeniliais,

alkoholiai ir kt.) rekuperacijai, organinių ir neorganinių junginių, sieros vandenilio, aldehidų,

fenolių nukenksminimui, kritusių gyvulių kūnų utilizavimui ir kt. Įrenginiai (aparatai),

kuriuose vykdoma absorbcija, vadinami absorberiais.

43

Absorberiai priklausomai nuo dujų lietimosi su absorbento paviršiumi būna

paviršiniai-plėveliniai, barbotiniai, purkštuviniai. Paviršiniuose-plėveliniuose absorberiuose

dujos ar garai kontaktuoja su skysčio veidrodiniu paviršiumi arba tekančio skysčio plėvele.

Šiai grupei taip pat priskiriami įkrautiniai absorberiai, kuriuose įkrova yra žiedai, gabalinės

kietosios medžiagos ir kt., taip pat mechaniniai plėveliniai absorberiai. Barbotiniuose

absorberiuose dujos kontaktuoja su skysčio burbuliukais arba srovelėmis. Purkštuviniams

absorberiams priklauso aparatai, kuriuose skystis išpurškiamas smulkiais lašeliais dujų sraute.

Ši absorberių klasifikacija yra tik sąlyginė, nes ji atspindi ne konstrukcijos, o dujų kontakto

charakterį su skysčiu. Šiuo metu labiausiai paplitę yra įkrautiniai ir barbotiniai lėkštiniai

absorberiai.

Įkrautinius absorberius sudaro kolonos, užpildytos įkrova iš įvairios formos kietųjų

kūnų (2.26 pav.). Įkrova dedama ant atraminių tinklelių. Siekiant, kad skystis geriau drėkintų

įkrovą, ji kolonoje užpildoma sekcijomis (2.26 b pav.). Įkrautiniuose absorberiuose dujos ir

skystis teka priešpriešiais, o plėveliniuose absorberiuose skystis plėvele teka visame aukštyje.

2.26 pav. Įkrautiniai absorberiai: a – su vientisu įkrovos sluoksniu, b – su į sekcijas

pakrauta įkrova:1 – atraminiai tinkleliai, 2 – įkrova, 3 – skysčio skirstytuvas, 4 – skysčio

skirstytuvas, 5 – latakas, 6 – vamzdelis (pagal ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ, 2011)

Įkrautinius absorberius stengiamasi užpildyti įkrova, kurios savitasis paviršius būtų

kuo didesnis. Įkrovos gaminamos iš metalų, keramikos, plastikų ir kt. Dažniausiai naudojami

Rašigo žiedai (2.27 pav.), kurių skersmuo lygus jų aukščiui.

Įkrautiniai absorberiai pasižymi paprasta konstrukcija ir mažu hidrauliniu

pasipriešinimu, bet turi šių trūkumų: sunkai aušinami, blogai drėkinama įkrova su mažo

tankio skysčiais, reikia didesnių įkrovos tūrių. Tobulesni yra barbotiniai lėkštiniai absorberiai.

44

2.27 pav. Įkrovos rūšys. a – Rašigo žiedų įkrova; 1 – atskiri žiedai, 2 – netvarkingai

supilti žiedai, 3 – reguliarioji įkrova; b – fasoninė įkrova; l – Pallio žiedai, 2 – balno formos

įkrova, 3 – žiedai su kryžiaus formos pertvaromis, 4 – keramikos blokai, 5 – iš vielos susukta

įkrova, 6 – žiedai su vidine spirale, 7 – propelerinė įkrova, 8–medžio strypelių įkrova

(BALANDIS A. ir kt., 2007)

Lėkštiniai adsorberiai yra vertikalūs apvalieji (rečiau keturkampiai) cilindrai –

kolonos, kuriuose tam tikrais tarpais įrengtos horizontalios pertvaros – lėkštės. Skystis

dažniausiai teka iš viršutinės lėkštės į apatinę, o dujos iš apačios į viršų. Kiekvienoje lėkštėje

vyksta skysčio ir dujų kryžminis judėjimas arba skysčio maišymasis. Lėkštės pagal skysčio

persipylimo principą būna su skysčio persipylimo elementais ir be jų arba ištisinio tekėjimo.

Kolonos su skysčio persipylimo elementais būna su gaubtuvinėmis, tinklinėmis,

vožtuvinėmis ir kitokiomis lėkštėmis (2.28 pav.).

2.28 pav. Kolonos su skysčio

persipylimu ir lėkščių su kapsulių formos

gaubteliais schemos: a – kolona su lėkštėmis,

b – dvi gretimos lėkštės, c, d – kapsulių

formos gaubteliai; 1 – lėkštės,2 – garų

vamzdeliai, 3 – apvalūs gaubteliai, 4 –

persipylimo pertvaros arba vamzdžiai su

slenksčiais, 5 – hidraulinės užtvaros, 6 –

kolonos korpusas (BALANDIS A. ir kt.,

2007)

2.29 pav. Kolonos su tinklinėmis

lėkštėmis, turinčiomis persipylimo latakus

schema: a – kolona su lėkštėmis, b – dvi

gretimos lėkštės; 1 – lėkštės, 2 – persipylimo

pertvaros, 3 – hidraulinės užtvaros, 4 –

korpusas (BALANDIS A. ir kt. 2007).

45

Tokiose kolonose skystis teka nuo vienos lėkštės į kitą (2.28 pav., a). Dujos pereina

pro lėkščių gaubtelių įpjovas, patenka į virš lėkščių tekantį skystį, sudaro putų sluoksnį,

kuriame vyksta absorbcijos procesas. Tinklinės kolonos turi daug 2–8 mm skersmens skylučių

(2.29 pav.). Dujos pro tokias lėkštes turi tekėti pakankamu slėgiu ir greičiu, kad per skylutes

nepratekėtų žemyn skystis.

Vožtuvinio tipo lėkštėse (2.30 pav.) skylutes dengia vožtuvai, kurių atsidarymo tarpas

priklauso nuo dujų srauto debito. Dujų greitis tokiuose tarpuose ir virš lentynos esančiame

skystyje būna beveik pastovus, tokios lentynos dirba efektyviai.

2.30 pav. Lėkščių su vožtuvais schema: a – dvi gretimos lėkštės su apvaliais vožtuvais,

b–vožtuvų darbo principas; 1 – lėkštė, 2 – vožtuvas, 3 – persipylimo pertvara su slenksčiu, 4 –

hidraulinė užtvara, 5 – kolonos korpusas, 6 – vožtuvo diskas, 7 – vožtuvo pakilimo ribotuvas,;

c – apvalūs vožtuvai su viršutiniais ribotuvais (I) ir su papildomu svoriu (II): 1 – disko formos

vožtuvas,2 – ribotuvas, 3 – papildomas svoris (BALANDIS A. ir kt., 2007)

Purkštuviniuose absorberiuose skysčio ir dujų sąlyčio paviršius padidinamas

išpurškiant skystį dujų sraute arba jį paverčiant purslais panašiai kaip skruberiuose (2.16;

2.22; 2.23 pav.). Tokie absorberiai gali būti suskirstyti į tris grupes: 1) absorberiai, kuriuose

skystis išpurškiamas lašelių pavidalo purkštuvais; 2) absorberiai, kuriuose lašeliai išgaunami dėl

dujų srauto kinetinės energijos; 3) absorberiai, kuriuose skystį išpurškia besisukančios detalės.

Parenkant absorberius reikia nustatyti skysčio kiekį Ga , kurio reikia dujoms sugerti,

dujų ir skysčio sąlyčio plotą S ir papildomus parametrus (siurblio našumą, rezervuarų dydį ir

kt.). Skysčio kiekis Ga gali būti išreiškiamas iš formulės (МЕДВЕДЕВ В.Т., 2002):

1221 xxGyyGm ad g/s, (2.54)

čia m – sugertoji skystyje komponento masė g/s;

Gd, Ga – dujų ir skysčio debitas m3/s;

y1, y2 – pradinė ir galutinė dujinio komponento koncentracija valomosiose dujose g/m3;

x1, x2 – pradinė ir galutinė dujinio komponento koncentracija sugeriamajame skystyje

(absorbente) g/m3.

46

Dujų ir skysčio sąlyčio plotas apskaičiuojamas pagal formulę (МЕДВЕДЕВ В.Т.,

2002):

va pkmS /103 m

2, (2.55)

čia ka – absorbcijos koeficientas (masės mainų koeficientas) kg/(m2·h·Pa);

∆pv – absorbcijos vidutinė varos jėga Pa (arba N/m2).

Absorbcijos koeficientas, charakterizuojantis dujinio komponento tirpimo (sugėrimo)

greitį skystyje, nustatomas pagal bendrąjį difuzijos per skystį ir dujas pasipriešinimą

(МЕДВЕДЕВ В.Т., 2002):

25,0

25,075,06

7,13

18,00011,0107,53

ekv

ad

TMk

kg/(m

2·h·Pa), (2.56)

čia M – molinė sugeriamo komponento masė kg;

ω – dujų greitis laisvajame skruberio pjūvyje m/s;

T – absoliučioji temperatūra K;

d – ekvivalentinis įkrovos skersmuo, kuris lygus keturgubam įkrovos gyvajam pjūviui,

padalintam iš jo lyginamojo paviršiaus m.

Chemosorbcija grindžiama dujų ir garų sugėrimu skystyje arba kietame absorbente,

kuriame susidaro mažai lakūs arba mažai tirpūs cheminiai junginiai. Chemosorbcijos

sugeriamosios savybės beveik nepriklauso nuo slėgio, todėl chemosorbcija labiau naudotina

esant nedidelei dujų koncentracijai. Daugelis chemosarbcijos reakcijų yra egzoterminės

(atiduodančios šilumą) ir grįžtamosios, todėl pakilus skysčio temperatūrai, sugertosios dujos

skyla į pradinius komponentus. Šiuo principu yra pagrįsta chemosorbento desorbcija.

Chemosorbcijos įrenginiai būna: įkrautinės kolonos, barbotiniai, putų ir Venturi

skruberiai, mechaniniai purkštuvai. Naudojami įkrautiniai su judančia įkrova aparatai yra

didelio našumo, mažo hidraulinio pasipriešinimo. Chemosorbcija plačiai naudojama valant iš

dujų jų oksidus. Pagrindinis trūkumas yra tai, kad sumažėja valomųjų dujų temperatūra, dėlto

pablogėja jų emisija (išsklaidymas) atmosferoje. Chemosorbcijos metu susidaro nemažai

dumblo, kurį prieš šalinimą reikia nukenksminti.

2.5.2. Adsorbcinis dujų valymas

Adsorbcija – reiškinys, kai skysčio ir kietojo kūno paviršiuje iš dujų ar tirpalo kaupiasi

kokia nors medžiaga. Adsorbcija yra pagrįsta kai kurių kietųjų kūnų fizikine savybe savo porų

paviršiumi arba tūriu selektyviai sugerti ir koncentruoti valomų dujų, garų komponentus arba

ištirpusias medžiagas. Sugeriamasis komponentas (medžiaga) vadinama adsorbtyvu, o

adsorbento sugertoji medžiaga – adsorbatu.

Adsorbcija skirstoma į fizikinę ir cheminę. Fizikinės adsorbcijos metu adsorbento

paviršiuje prilimpa molekulės, veikiamos Vander der Valso tarpmolekulinių traukos jėgų.

47

Adsorbcijos proceso metu priklausomo nuo traukos jėgos dydžio išsiskiria į aplinką nuo 2 iki

20 kJ/mol šilumos kiekis. Cheminės adsorbcijos metu sugeriamoji medžiaga reaguoja su

adsorbentu jo paviršiuje ir susidaro naujos cheminės medžiagos. Adsorbcijos procesai yra

selektyvūs (atrankūs) ir grįžtamieji. Adsorbcijos grįžtamasis procesas vadinamas desorbcija.

Tai adsorbcijos pagrindinis privalumas, kai naudinga rekuperuoti adsorbuotas dujas ar

adsorbentą.

Adsorbcijos proceso metu naudojami adsorbentai. Tai poringieji kūnai, kurie turi

didelį porų tūrį. Pagal kilmę (cheminę sudėtį) adsorbentai skirstomi į anglinius (aktyviosios

anglys, nedervingos kietojo kuro rūšys, anglinės pluoštinės medžiagos), ne anglinius

(silikageliai, ceolitai, aktyvusis aliuminio oksidas, aliuminio geliai, molingosios padermes) ir

jonitus. Adsorbentai turi gebėti adsorbuoti tam tikras reikalingas medžiagas (esant nedidelei jų

koncentracijai), būti mechaniškai atsparūs, pigūs ir regeneruotini. Plačiausiai iš adsorbentų

naudojama aktyvioji anglis, silikagelis, ceolitai, jonitai.

Aparatai, kuriais atliekama adsorbcija valant dujas ar skysčius, vadinami adsorberiais.

Adsorberiai būna periodinio ir nuolatinio veikimo, vertikalūs, horizontalūs, žiediniai, su

judančia įkrova, rotoriniai ir kt. Adsorberiai taikomi kaukėse (dujokaukėse), respiratoriuose

(puskaukėse, ketvirtinėse kaukėse) žmogaus kvėpavimo organams apsaugoti nuo kenksmingų

dujų, jų organinės ir neorganinės kilmės garų (chloro, sieros, vandenilio, fosforo, azoto

oksidų, benzino, acetono, spirito, amoniako, sieros vandenilio ir kt.).

Periodinio veikimo tipui priskiriami vertikalieji, horizontalieji, žiediniai (2.31 pav.) ir

vamzdiniai adsorberiai. Jie gali būti su nejudančia (stacionaria) ir „verdančia“ adsorbento

įkrova. Periodinių su nejudančia įkrova adsorberių privalumas yra tai, kad juose tarpusavyje

nesitrina adsorbento dalelės, jie pasižymi dideliu dujų išvalymo laipsniu. Pagrindinis

trūkumas – nedidelis dujų srauto greitis, adsorbcijos procese dėl netolygaus dujų srauto

pasiskirstymo dalyvauja ne visas adsorbento kiekis. Adsorberiuose gali vykti adsorbcijos,

desorbcijos, adsorbento džiovinimo ir atšaldymo procesai.

2.31 pav. Periodinio veikimo adsorberių schemos : a – vertikalusis; b – horizontalusis;

c – žiedinis ( pagal РАЗНОВИДНОСТИ УСТАНОВОК..., 2011)

48

Kai reikia išvalyti didelius dujų mišinio kiekius (ne mažesnius kaip 30000 m3/h,

naudojami horizontalieji adsorberiai. Žiediniai adsorberiai naudojami nedidelės teršalų

koncentracijos dujoms valyti. Jie kompaktiškesni, lyginant su vertikaliaisiais ir

horizontaliaisiais adsorberiais, turi mažą hidraulinį pasipriešinimą, yra didelio našumo.

Naudojant periodinio veikimo adsorberius ir norint, kad procesas vyktų nepertraukiamai,

lygiagrečiai sujungiami keletas adsorberių. Adsorbcijos procesas vyksta daug intensyviau,

naudojant nuolatinio veikimo adsorberius (2.32 pav.).

2.32 pav. Adsorberio su „verdančiu“ adsorbentu schema (DYNAMICALLY

OPTIMIZED RECIRCULATION, 2005)

Nepertraukiamas procesas pasiekiamas cirkuliuojant adsorbentui uždaroje sistemoje ir

paskirstant kolonoje lokalines zonas, taip, kad jose vyktų vienas iš adsorbcijos, šildymo,

desorbcijos, šaldymo ar kitų procesų. Tokių procesų reikalavimus geriausia atitinka

adsorberiai su adsorbento judančiu („verdančiu“) sluoksniu.

2.5.3. Terminis dujinių teršalų nukenksminimas

Dujiniai teršalai, kuriuose yra degiųjų komponentų, dažnai nukenksminami terminiais

metodais. Terminis nukenksminimas gali būti atliekamas vienu iš trijų būdų: tiesioginiu

deginimu, termine oksidacija ir kataliziniu deginimu.

Tiesioginio deginimo būdas naudotinas tada, kai degančių medžiagų koncentracija

dujose didesnė, negu žemutinė užsidegimo (sprogstamumo) riba, kai priemaišų degieji

komponentai išskiria ne mažiau kaip pusę deginimui reikiamos šilumos. Be papildomo kuro

galima deginti dujų mišinius, kurių degimo šiluma siekia 3300–3800 kJ/m3. Deginimo

temperatūros geriausias intervalas yra nuo 700 iki 900 °C. Deginant dujų mišinius, kuriuose

yra angliavandenilių, azoto ir chloro junginių deginimo temperatūra pasiekia 1100–1300 °C.

49

Kai temperatūra pasiekia pastarąją vertę bei yra deguonies perteklius, o dujų buvimo degimo

kameroje laikas viršija 0,3 s, susidaro kenksmingi azoto oksidai. Esant dujų mišinyje sieros,

fosforo, halogenų, gali susidaryti daug kenksmingesni deginiai, negu jų pradiniai

komponentai. Deginant organinės kilmės dujas deguonies nepritekliaus sąlygomis, susidaro

kenksmingos CO dujos. Tiesioginiu deginimu geriausiai nukenksminti organines medžiagas.

Tiesioginis deginimas vykdomas atvirame liepsnos fakele arba įvairios konstrukcijos

krosnyse. Siekiant, kad fakelo liepsna būtų nerūkstanti, papildomai tiekiami vandens garai,

kuriem reaguoja su angliavandeniliais − susidaro vandenilis ir anglies oksidas.

Deginimo metu gautų dujinių degimo produktų kiekiai gali būti apskaičiuoti pagal

formulę (ŠVENČIANAS P., 1994):

dad

oookk

d

žd

ct

tcVtcQV

m

3/m

3, (2.57)

čia d

žQ – dujinių degiųjų elementų žemutinė degimo šiluma kJ/m3;

tk – degiųjų dujų temperatūra oC;

ck – degiųjų dujų specifinė šiluma kJ (m3∙K);

Vo – teoriškai degimui reikiamo oro ar kito oksidatoriaus tūris m3/m

3;

to – degimui tiekiamo oro ar kito oksidatoriaus temperatūra oC;

co – oro ar kito oksidatoriaus specifinė šiluma kJ/(m3∙K);

α – oro pertekliaus koeficientas;

tad – adiabatinė degimo temperatūra oC;

cd – dujinių degimo produktų specifinė šiluma kJ/(m3∙K).

Terminė oksidacija naudojama esant didelei nukenksminamųjų dujų temperatūrai ir

nepakankamam deguonies kiekiui bei esant degančiųjų priemaišų nepakankamai

koncentracijai, kuri užtikrintų reikiamą šilumos kiekį degimui palaikyti. Terminė oksidacija

vyksta esant reikiamai temperatūrai, turbulentiškumui ir oksidavimosi trukmei. Dujų

oksidavimasis degimo kameroje užtrunka 0,3–0,8 s. Turbulentiškumas charakterizuoja gerą

deguonies maišymąsi su nukenksminamųjų dujų komponentais. Tuomet oksidavimosi

temperatūra priklauso nuo degančiųjų komponentų charakteristikų. Pavyzdžiui,

angliavandeniliai oksiduojasi esant 500–700 °C temperatūrai, anglies monoksidas – 680–

800 °C, nemalonūs kvapai – 480–680 °C. Kai nukenksminamosios dujos yra aukštos

temperatūros, jų oksidavimuisi turi būti papildomai tiekiamas neužterštas oras. Kai dujų

temperatūra yra nepakankama oksidacijai vykti, jos papildomai šildomos šilumokaityje, tada

tiekiamos į degimo kamerą, kurioje deginamos gamtinės ar kitos kaloringos dujos.

Paprasčiausiame terminės oksidacijos įrenginyje (2.23 pav.) nukenksminamos dujos

atvamzdžiu 1 yra tiekiamos į šilumokaitį 2, o iš jo pašildytos į V formos kolektoriaus ertmę 3.

50

Čia nukenksminamosios dujos pasiekia reikiamą temperatūrą ir oksiduojasi su esančiu tose

dujose deguonimi. Dujos baigia oksiduotis (degti) sumaišymo kameroje 4, kurioje degimo

fakelo uodega kontaktuoja su dujomis, turbulizuojamomis dėl pertvarų. Ištekančios per

vamzdį 5 išvalytos dujos patenka į atmosferą arba į šilumokaitį, kad rekuperuotų dujų šilumą.

Terminės oksidacijos pagrindinis privalumas yra tai, kad oksidacijos procesas vyksta

santykinai neaukštoje temperatūroje, o tai leidžia sumažinti išlaidas degimo kamerai įrengti ir

išvengti azoto oksidų susidarymą.

2.33 pav. Terminės oksidacijos įrenginio schema. 1 – nukenksminamųjų dujų tiekimo

atvamzdis, 2 – šilumokaitis, 3 – degiklis, 4 – degimo kamera, 5 – nukenksmintų dujų išėjimo

vamzdis (pagal БЕЛОВ С. В. и др., 2004)

Optimalus nukenksminamųjų dujų, pratekančių per degiklio tūtą, greitis turėtų siekti

4,5–7,5 m/s. Degimo kameros skersmuo projektuojamas priklausomai nuo dujų oksidavimo

trukmės ir turbulencijos intensyvumo.

Katalizinis degimas dažnai vadinamas katalizine oksidacija. Katalizė – cheminės

reakcijos greitinimas, veikiant pridėtoms į reakcijos terpę medžiagoms – katalizatoriams.

Katalizatorius dalyvauja reakcijoje, sudaro tarpinius junginius su reagentais, bet po reakcijos

lieka chemiškai nepakitęs. Katalizinis deginimas iš esmės skiriasi nuo terminės oksidacijos,

nes jis vyksta trumpesnį laiką, jam būdinga 300–500 °C temperatūra, energijos sąnaudos daug

mažesnės. Dažniausiai katalizatoriai būna metalai (platina, paladis ir kiti taurieji metalai) arba

jų junginiai (vario, mangano oksidai ir kt.). Naudojamų katalizatorių aktyvumas bėgant laikui

mažėja, nes susikaupus priemaišų sumažėja jų aktyvusis paviršius. Stabilieji katalizatoriai gali

būti aktyvūs daugiau kaip 10 metų. Nukenksminant dujų mišinius, kuriuose yra geležies,

švino, silicio, fosforo ar sieros junginių katalizatorių aktyvumas ir naudojimo laikas labai

sumažėja.

Kataliziniai dujų nukenksminimo metodai naudojami autotransporto deginių

biologinės kilmės kvapų, lakų, dujinių teršalų nukenksminimui, cheminių medžiagų sintezei ir

kt. Dujų nukenksminimas atliekamas įvairių konstrukcijų kataliziniuose reaktoriuose (2.34

pav.), kurie dažnai paprasčiausiai vadinami katalizatoriais.

51

2.34 pav. Katalizinių reaktorių schemos; a – su nejudančiu katalizatoriaus sluoksniu,

b – tas pats, bet su šaldymu, c – daugiasluoksnis su šaldymu, d –s u pseudo skystuoju

sluoksniu, e – tas pats, bet su šaldymu, f – daugiapakopis su pseudo judančiu sluoksniu, g – su

judančiu sluoksniu; 1 – nejudantis sluoksnis, 2 – šaldytuvas; 3 – pakilęs sluoksnis, 4 –

regeneratorius, 5 – judantis sluoksnis, 6 – elevatorius (pagal ОБОРУДОВАНИЕ

ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ, 2011)

Automobiliniuose katalizatoriuose katalizuojančia medžiaga dažniausiai naudojami

platina, paladis, rodis. Platina ir paladis dalyvauja oksiduojant anglies monoksidą (CO) ir

nesudegusius angliavandenilius (CmHn), o rodis – redukuojant azoto oksidus (NOx).

Katalizatoriuose gali vykti tokios oksidacijos reakcijos:

222 22 COOCO , (2.58)

OHn

mCOOn

mHC nm 22224

. (2.59)

Azoto oksidai neutralizuojami

redukcijos reakcijos metu, jiems reaguojant

su CO arba H2 dujomis:

222

1CONCONO . (2.60)

OHNHNO 222

1 . (2.61)

Katalizatorių nešiklių (karkasų)

korėtieji narveliai gaminami iš sunkiai

išsilydančių metalų oksidų (pvz., Al2O3)

(2.35 pav.). Katalizatoriaus kontaktinio

paviršiaus plotas apytikriai siekia 20000 m2

(УСТРОЙСТВО... КАТАЛИЗАТОРОВ).

2.35 pav. Automobilio katalizatoriaus

sandara (GALDIKAS A., 2010)

52

2.6. Biologinis dujų nukenksminimas

Daugelis žemės ūkio gamybos objektų, jos produktų perdirbimo ir saugojimo įmonės

skleidžia ne tik kenksmingas, bet ir nemalonaus kvapo dujas. Tokie kvapai dažnai

nukenksminami biologiniais metodais – mikroorganizmų sugebėjimu skaidyti, oksiduoti ar

asimiliuoti sulaikytus teršalus. Biologinio teršalų nukenksminimo gera ypatybė yra tai, kad

panaudojami ekologiniu požiūriu racionalūs, nekenksmingi aplinkai, be cheminių reagentų

procesai. Dujos yra leidžiamos per mikroorganizmų turinčią terpę. Kai teršalai kontaktuoja su

terpės medžiaga, jie ne tik adsorbuojami, bet mikroorganizmų metabolizuojami iki CO2, H2O

ir kitų bekvapių dujų. Biologiniai nukenksminimo procesai yra nebrangūs, jie naudojami

esant nedidelei teršalų koncentracijai, kai neapsimoka ekonomiškai juos rekuperuoti ar

deginti.

Biologinių dujų nukenksminimas gali būti realizuojamas:

filtrais su drėgno juodžemio, durpės, komposto, medžio (pušinio) žievės sluoksniu, per

kurį skverbiasi valomosios dujos. Tokie filtrai, išskyrus medžio žievės filtrus, dažnai

vadinami gruntiniais.

filtrais su inertinių medžiagų įkrova, kurios paviršiuje dirbtinai išauginama biologinė

plėvelė. Jie vadinami aerofiltrais;

barbotiniais aparatais su aktyviuoju dumblu. Tai biologinio valymo absorberiai arba

bioskruberiai;

biokataliziniu dujinių teršalų valymu.

Gamtiniai filtrai dažniausiai naudojami mėsos cechuose, taukų lydyklose, žuvies

miltų, kaulų klijų, muilo gamyklose, gyvulininkystės fermose, nuotekų dujoms, turinčioms

sulfidų, valyti ir kituose objektuose. Gruntiniais filtrais galima nukenksminti nemalonius

organinių medžiagų kvapus, esant filtrų aktyviosios masės apkrovai iki 100 mg/(kg∙h).

Gruntinių filtrų svarbiausias elementas yra mikroorganizmų nešiklis – įkrova (2.36 pav.).

2.36 pav. Biofiltro konstrukcijos schema (didžiaplotis biofiltras) (DENAFAS G., 2000 b)

53

Organinių medžiagų įkrova naudojama 2–5 metus, jos tankis – apie 0,4 t/m3, sluoksnio

storis 0,5–1,5 m. Biofiltro įkrovos medžiaga parenkama pagal teršalų pobūdį.

Mikroorganizmai ne tik maitinasi įkrovos medžiagomis, bet jas ir regeneruoja. VGTU

Aplinkos apsaugos institutas rekomenduoja lakiuosius organinius junginius (LOJ) iš oro

valyti biofiltrais su suaktyvinta pušų žievės įkrova.

Filtruose su inertinių medžiagų įkrova filtruojančiuoju sluoksniu yra uolienų skalda,

žvyras, keramzitas, plastikų grūdeliai ir kt. Filtruojančiosios įkrovos, kuria gali būti ir

aktyvioji anglis, grūdelių paviršiuje susidaro biologinė plėvelė iš aerozolinių mikroorganizmų.

Tokiuose filtruose mikroorganizmai turi būti maitinami medžiagomis, turinčiomis azoto,

fosforo, kalio ir mikroelementų, turi pakakti deguonies bei drėgmės.

Valomo oro buvimo filtre reikiamas laikas apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS

G. 2000 b):

L

nhF

100 s, (2.62)

čia τ –reakcijos laikas s;

F – filtro paviršiaus plotas m2;

h – įkrovos aukštis m;

n – įkrovos porėtumo tūris %;

L – ištakų debitas m3/h.

Biofiltrai skirstomi į didžiapločius pakopinius (2.36 pav.), korių pavidalo, bokštinius.

Didžiapločių filtrų paviršiaus ploto apkrova būna nuo 20 iki 300 m3/(m

2∙h), įkrovos aukštis

0,5–1,5 m, įkrovos skerspjūvio plotas – iki 2000 m2. Pakopiniuose biofiltruose dujos teka per

nuosekliai sujungtus kelis filtro sluoksnius, tokie filtrai užima mažiau ploto, negu

didžiapločiai. Korių pavidalo filtruose įkrova būna statmenuose koriuose, kurie sudaro didelį

skerspjūvio plotą, leidžiantį didesnes filtro apkrovas. Bokštiniuose filtruose įkrovos aukštis

siekia iki 6 m, užima mažą plotą.

Absorberiai (bioskruberiai) dažniausiai naudojami turinčioms sieros junginių dujoms

valyti (pvz., fermų sieros vandeniliui). Tokiuose absorberiuose veiklioji terpė yra chloralė

(žaliadumblis Chlorella). Bioskruberiuose teršalai pirmiausia absorbuojami vandens plovikliu,

paskui nukreipiami į aktyviojo dumblo ar biologinį vandens filtrą, kuriuose biologiškai

suskaldomi. Biofiltrai turi ir trūkumų: jie nejautrūs teršalų pasikeitimui dujose,

mikroorganizmai nesugeba greitai adaptuotis prie kitokių teršalų ar pakitusios jų

koncentracijos, dujos per organinių medžiagų filtrą skverbiasi lengviausiu keliu, neužsilieka

reaktoriuje tiek, kiek reiktų teršalams nukenksminti.

54

3. HIDROSFEROS APSAUGA

3.1. Vandens ištekliai, savybės ir reikšmė

Hidrosfera – Žemę gaubiantis vandens sluoksnis (vandenynai, jūros, atmosferos ir

sausumos vandenys). Manoma, kad vanduo Žemėje susidarė prieš 250–300 mln. metų.

Vandens atsargos Žemėje sudaro apie 1,39∙109 km

3 ir užima 510∙10

6 km

2, arba 70 % jos

teritorijos, vandens masė − apie 1,32∙1018

t, arba 0,022 % visos Žemės masės. Vidutinis

hidrosferos gylis yra 3554 m. Jei visas vandens sluoksnis tolygiai pasiskirstytų Žemės

paviršiuje, jo storis siektų 2718 m. Pagrindinė vandens apytaka vyksta tarp Žemės paviršiaus

(vandenynų, sausumos) ir atmosferos. Į planetos paviršių iškrenta per metus apie 577∙1012

m3

kritulių, atmosferoje susikaupia apie 12,9∙1012

m3 vandens garų, todėl metinis vandens

apytakos ciklų kiekis siekia 45 ciklus.

Gėlas vanduo, kuriame yra mažiau kaip 0,01 % ištirpusių druskų, sudaro apie 2,53 %

visų planetos vandens atsargų (3.1 lentelė), ¾ jų kiekio yra sunkiai pasiekiamose vietose.

3.1 lentelė. Pasaulio vandens atsargos (pagal КРИВОШЕИН Д. А., 2003; GLEICK P.

H., 1996)

Vandens šaltinis arba rūšis

Tūris

km3

Pasiskirstymo

teritorija

tūkst. km2

Sluoksnio

storis m

Vandens dalis nuo

pasaulinių atsargų %

visų gėlo

vandens

Vandenynai, jūros įlankos 1338000000 361300 3700 96,5 -

Gruntiniai (požeminiai) vandenys: 23400000 134000 174 1,7 -

gėlasis vanduo 10530000 134800 78 0,76 30,10

dirvos drėgmė 16500 82000 0,2 0,001 0,05

Ledynų ir nuolatinių sniegynų: 24064100 16227,5 1463 1,74 68,70

Antarktida 21600000 13980 1546 1,56 61,70

Grenlandija 2340000 1802,4 1298 0,17 6,68

Arktika 83500 226,1 369 0,006 0,24

Kalnų viršūnių 40600 224 181 0,003 0,12

Amžinojo įšalo gruntinis ledas 300000 21000 14 0,022 0,86

Vandens atsargos ežeruose: 176400 2058,7 - 0,013 -

- gėlasis 91000 1236,4 73,6 0,007 0,26

- druskingas 85400 822,3 103,8 0,006 -

Pelkės 11470 2682,6 4,48 0,0008 0,03

Upių vagos 2120 148800 0,014 0,0002 0,006

Biologinis vanduo 1120 510000 0,002 0,0001 0,003

Atmosfera 12900 510000 0,025 0,001 0,04

Bendrosios vandens atsargos 1385984610 510000 2428 100 -

Gėlas vanduo 35029210 148800 2350 2,531 -

Ledynuose, kalnų viršūnėse, nuolatiniuose netirpstančiuose sniegynuose yra susikaupę

68,7 % visų gėlojo vandens atsargų, iš jų Antarktidoje – 61,7 %, gruntiniuose Žemės

sluoksniuose – 30,1 %, upių vagose – 0,006 %, atmosferoje – 0,04 %, arba apie 7 kartus

daugiau nei upėse. Apie 80 % gėlojo vandens poreikių žmonija patenkina iš upių vandens

(2∙103 km

3) (МЕДВЕДЕВ В. Т., 2002).

55

Pastaruoju metu pasaulyje didžiausias vandens vartotojas yra žemės ūkio gamyba.

Išauginant 1 t kviečių sunaudojama 1500 m3 vandens, 1 t ryžių – per 7000 m

3, 1 t medvilnės –

apie 10000 m3. Antrasis stambus vandens naudotojas – pramonė. Pvz., 1 t plieno pagaminti

reikia 15–20 m3 vandens, 1 t plastmasės – 500–1000 m

3 vandens, 1 t sintetinio kaučiuko –

2000–3000 m3. Pasaulio pramonės šakos (be energetikos) kasmet sunaudoja apie 215 km

3

vandens, energetika – 240 km3. Pagal specialistų prognozes vandens poreikiai XXI amžiuje

kasmet augs po 3 %. Šiuo metu apie 2 mlrd. žmonių patiria apsirūpinimo vandeniu sunkumus,

o 2025 m. pusė Žemės gyventojų kentės nuo gėlo vandens stygiaus. Prognozuojama, kad

gėlojo vandens atsargas žmonijai reikės papildyti sugėlinant vandenynų druskingą vandenį ar

gabenant ledą iš Antarktidos. Naudojamas ir paviršinis gėlasis vanduo, tačiau jis yra labiau

užterštas nei gruntinis požeminis, paviršinį vandenį reikia papildomai valyti. Vandens

saugyklose sukaupta per 5∙103 km

3 paviršinio vandens.

Lietuvoje gausu vandens išteklių. Kasmet čia iškrenta 48,8 km3 vandens (748 mm

kritulių), išgaruoja – 33,4 km3, o 15,4 km

3 vandens nuteka paviršiumi bei požemiu į upes, ežerus,

jūrą, iš kitų valstybių upėmis atiteka dar 10,8 km3 vandens. Pagrindinis geriamojo šaltinis

Lietuvoje – požeminiai vandenys. Gėlo požeminio vandens ištekliai vertinami 13 mln. m3 per

parą, suvartojama – 3,2 mln. m3 per parą (ŠAULYS V., 2007). Didelė kaimiškųjų teritorijų

gyventojų dalis geriamąjį vandenį naudoja iš šachtinių šulinių.

Vanduo – labiausiai paplitęs Žemėje skystis, kuris nulinėje bei žemesnėse

temperatūrose užšąla ir virsta kietuoju kūnu – ledu, o virimo ir teigiamose temperatūrose,

esant sausam orui, garuoja ir virsta dujomis. Vanduo, palyginus su kitais skysčiais, turi didelę

šiluminę talpą (4,1868 kJ/kg). Dėl šios savybės vanduo naktį (arba analogiškai pereinant iš

vasaros į žiemos metų laiką) aušta iš lėto, o dieną (arba pereinant iš žiemos į vasarą) įšyla iš

lėto. Dėl didelės šilumos talpos vanduo yra temperatūros Žemėje reguliatorius.

Kita svarbi vandens savybė yra jo tankis. Vandens tankis, skirtingai nuo kitų skysčių,

didėja šylant nuo 0 iki +4oC temperatūros ir esant +4

oC temperatūrai vandens tankis yra

didžiausias (siekia 1 g/cm3). Šildant vandenį toliau, jo tankis mažėja, 20

oC temperatūros

vandens tankis siekia 0,9982 g/cm3. Vėstant vandeniui žemiau 4

oC, tankis mažėja iki

0,917 g/cm3 (ledo tankis). Taigi, esant 4

oC temperatūrai, vandens tankis viršija ledo tankį.

Vėstantis rudenį tvenkinyje vanduo leidžiasi į dugną, kol pasiekia 4 oC temperatūrą, o

šildamas toliau kyla į viršų.

Iš visų skysčių, išskyrus gyvsidabrį, vanduo turi didžiausią paviršiaus įtempimą.

Grynas vanduo, neturintis ištirpusių druskų, yra blogas elektros laidininkas. Pagal ištirpusių

cheminių medžiagų kiekį, t. y. mineralizaciją, gamtiniai vandenys skirstomi į gėluosius (iki 1

g/l), sūrokus (1–10 g/l), sūriuosius (10–50 g/l) ir sūrymus (>50 g/l).

56

Vandens kvapas rodo, kad vandenyje vyksta biocheminis puvimo procesas arba jame

yra kažkokių priemaišų. Pvz., ištirpęs sieros vandenilis suteikia supuvusio kiaušinio kvapą.

Vandens kvapas daugiausia priklauso nuo bakterijų, kurios ardo organines medžiagas,

veiklos. Požeminiai vandenys dažniausiai neturi kvapo, yra skaidrūs.

Vandens skonis taip pat priklauso nuo priemaišų kiekio. Pvz., ištirpęs natrio

chloridas sukelia sūrų skonį, magnio sulfatas – kartų, organiniai azoto junginiai – saldoką.

Geriamojo vandens kokybės reikalavimus reglamentuoja Lietuvos Respublikos higienos

norma HN 24:2003. Buityje naudojamo karšto vandens temperatūra turi būti 50–60 oC

temperatūros, sudarant prielaidas vandens šildytuve karšto vandens temperatūrą padidinti iki

66 oC, o vartotojų čiaupuose – iki 60

oC.

Vanduo turi neįkainojamą reikšmę. Jis sudaro vidutiniškai apie 70 % gyvųjų

organizmų masės, dalyvauja tų organizmų medžiagų apykaitos procesuose ir yra tų procesų

terpė. Žmogaus kūne yra apie 50−60 % vandens, skaitant nuo visos kūno masės. Vandenyje

ištirpsta įvairios maisto medžiagos, kurias organizmas pasisavina, o atsiskiedusias,

nereikalingas medžiagas pašalina inkstai. Vanduo dalyvauja organizmo termoreguliacijos

procese žmogui prakaituojant, padeda palaikyti pastovią žmogaus kūno temperatūrą. Trijų

„penketų“ taisyklė nurodo, kad žmogus gali išgyventi 50 parų be maisto, 5 paras – be vandens

ir 5 minutes – be oro. Sumažėjus organizme iki 10 % vandens, pasireiškia troškinimas,

silpnumas, galūnių virpėjimas, gali atsirasti traukuliai, skauda galvą, pritemsta sąmonė.

Vandens trūkumas tirština kraują. Įprastai per parą žmogus turėtų sunaudoti 1,5–2 l vandens,

dirbdamas vidutinio sunkumo darbą – 4 l, labai sunkų – 5 l, o karštuose cechuose, kalvėse –

iki 11 l per parą.

Vanduo palaiko šilumos balansą pasaulyje: vandenynai, jūros, ežerai ir kiti vandens

telkiniai sugeria apie 22 % į Žemę Saulės spinduliuojamos šiluminės energijos, kurios

padedamas vėliau garuoja į atmosferą ir cirkuliuodamas tarp pasaulio vandenyno, sausumos ir

atmosferos perneša šilumą iš karštų Žemės platumų į vėsesnes.

Vanduo skatina geologinius pokyčius – išsigraužia vienose ir susikaupia kitose

vietose, sukelia grunto nuošliaužas. Vanduo išnešioja ištirpusias druskas, dujas, tarpininkauja

paskirstant maisto medžiagas (pvz., dirvožemyje). Žemės drebėjimų, vėjo sukeltos vandens

bangos generuoja sugriovimus, žmonių žūtis ir kitokias nelaimes.

3.2. Vandenų klasifikacija ir tarša

Vandenys skirstomi į požeminius ir paviršinius (3.1 pav.). Požeminiai vandenys

klasifikuojami: pagal ištirpusių druskų kiekį į gėlą ir mineralinį; pagal slūgsojimo gylį – į

podirvio, gruntinį ir tarpsluoksninį; pagal temperatūrą – į šiltus ir karštus (terminiai

vandenys).

57

3.1 pav. Požeminio vandens struktūrinė schema (pagal NELSON D. O., 2011)

Podirvio vandenys yra arčiausiai žemės paviršiaus, kaupiasi dirvožemyje ir nesudaro

ištisinio sluoksnio. Šis vanduo labai svarbus augalams. Vanduo, prasisunkęs pro dirvožemį ir

susilaikęs virš pirmojo vandeniui nelaidaus sluoksnio (vandensparos), sudaro gruntinį

vandenį. Lietuvoje gruntinis vanduo slūgso negiliai, vidutiniškai 3−10 m gylyje. Gruntinį

vandenį papildo kritulių vanduo. Visi gilesni vandeningieji sluoksniai, įsprausti tarp dviejų

vandensparų, sudaro tarpsluoksninį (artezinį) vandenį. Gruntiniai vandenys naudojami

centralizuotam ir vietiniam vandens tiekimui, o gyvenviečių ir kaimų gyventojai dažniausiai

naudoja šachtinių ir artezinių šulinių ar šaltinių vandenį. Europos valstybėse viešajam

vandens tiekimui naudojami ir paviršiniai vandenys. Paviršiniai vandenys − upių, ežerų,

tvenkinių ir kitų vandens telkinių vandenys. Lietuvoje paviršiniai vandenys skirstomi į šešias

klases (pagal biocheminį deguonies sunaudojimą, mineralinį azotą ir fosfatų kiekį): labai

švarūs, švarūs, mažai užteršti, vidutiniškai užteršti, smarkiai užteršti ir labai smarkiai užteršti.

Pagal tikslinę paskirtį vanduo gali būti klasifikuojamas įvairiai (3.2. pav.).

3.2 pav. Vandens klasifikacija pagal tikslinę paskirtį

Vandens tikslinė

paskirtis

Ūkinis (buitinis)-

geriamasis

Kultūrinis-buitinis

(sportui, poilsiui ir kt.)

Techninis

Žemės ūkio

Žuvininkystės Laistomasis Žemės ūkio produktų ruošimo

ir perdirbimo

Energetinis Aušinimo Technologinis

58

Gruntiniai vandenys labiausiai teršiami dėl intensyvios antropogeninės veiklos.

Pagrindiniai taršos šaltiniai: atliekos, įmonių nuotekos, žemės ūkyje naudojamos trąšos ir

pesticidai, užteršti atmosferos krituliai, užterštų teritorijų paviršinis vanduo, besifiltruojantis

per dirvožemį į gruntinius ir tarpsluoksninius vandenis. Vandens teršalų grupes sudaro

mineralinės, organinės, radioaktyviosios ir kitos medžiagos. Iš mineralinių medžiagų –

dažniausiai pasireiškia druskos, rūgštys ar metalų junginiai. Tos medžiagos keičia vandens

pH, didina rūgštingumą. Iš organinių teršalų paminėtini pesticidai, trąšos, naftos produktai,

tirpikliai, deguonį vartojančios medžiagos (gyvulių ir žmonių išmatos, skystos žemės ūkio,

pramonės ir komunalinės atliekos). Į šachtinius šulinius (ypač kaimo vietovėse) dažnai

patenka nitratų.

Pagrindinės paviršinio vandens teršimo problemos kyla dėl gyvenviečių neprijungimo

prie centralizuotos nuotekų surinkimo sistemos, mažo vandens nuotekio upėse vasarą,

laivybos keliamos taršos Kuršių mariose ir Baltijos jūroje. Paviršinio vandens telkinius

kaimiškosiose teritorijose teršia mineralinės ir organinės medžiagos, patenkančios iš žemės

ūkio naudmenų, atmosferos, gyvenviečių nuotekų. Jos sukelia tų telkinių eutrofikaciją, t. y.

mineralinių ir organinių išteklių didėjimą vandens telkiniuose. Eutrofikaciją labiausiai skatina

biogeninės medžiagos (fosforas ir azotas). Šios medžiagos aktyvina fotosintezės procesą.

išveši dumbliai ir kita augmenija, prasideda biomasės puvimas, sieros vandenilio ir kitų

teršiančių vandenį medžiagų susidarymas. Pagrindinės eutrofikaciją skatinantis veiksnys yra

žemės ūkis ir buitinės nuotekos. Naudojamas gausus mineralinių ir organinių trąšų kiekis

patenka į vandens telkinius, upes, nunešamas į Baltijos jūrą. Dabar Baltijos jūroje yra

susikaupę keturis kartus didesnis azoto ir aštuonis kartus didesnis fosforo kiekis, lyginant su

1900 metais, o pakrantės vandenys žydi 30−40 kartų dažniau negu XX a. pradžioje

(EUTROFIKACIJA, 2011).

3.3. Vandens naudojimo mažinimas technologiniuose procesuose

Vandens ištekliai yra riboti. Gėrimo ir maisto gamybos reikmėms geriau vartoti tik

požeminį vandenį. Pramonėje, žemės ūkyje požeminis vanduo naudotinas tik tada, kai

technologiniams procesams būtinas labai švarus vanduo, pavyzdžiui, kai reikia apsaugoti

gyvulius nuo susirgimų.

Suvartojamo vandens kiekį galima sumažinti įrengiant apytakines vandens naudojimo

sistemas, kuriose vanduo panaudojamas keletą kartų, nevalant jo sudėtingais valymo

įrenginiais. Apytakinės vandens naudojimo sistemos būna įvairios. Jose vanduo naudojamas

technologiniuose procesuose, papildomi jo nuostoliai, jis aušinamas, valomos nuotekos. Kai

vanduo technologiniuose procesuose yra neteršiamas, o tik įšyla, jį pakanka tik ataušinti ir

59

papildyti išgaravimo nuostolius (3.3 pav., a). Šildymo sistemose vietoj aušintuvų įrengiami

vandens šildytuvai (kaitintuvai). Žemės ūkio technikos ar automobilių plovyklose, kai vanduo

neaušinamas ir nešildomas, įrengiamos vandens apytakinės sistemos su nuotekų valymo

įrenginiais (3.2 pav., b) − naftos produktų gaudyklėmis, dumblo nusodintuvais.

Sudėtingesnėse vandens naudojimo apytakinėse sistemose vanduo aušinamas, valomos jo

nuotekos (3.2 pav., c).

3.3 pav. Apytakinės vandens naudojimo sistemų schemos: a – su vandens aušinimu

arba šildymu, b – su vandens (nuotekų) valymu, c – su vandens valymu ir aušinimu (pagal

BALTRĖNAS P. ir kt, 2008)

Apytakinių vandens naudojimo sistemų efektyvumas dažniausiai vertinamas vandens

panaudojimo kartotinumo koeficientu:

š

b

Q

Qn , (3.1)

čia Qb – suminis vandens kiekis panaudotas technologiniame procese m3/h;

Qš – vandens kiekis, paimtas iš vandens tiekimo šaltinio m3/h.

Jungtinėse Amerikos Valstijose 2000 metais koeficiento n vidutinė reikšmė siekė 7,5

dydį, artimiausiu metu planuojama pasiekti 27 vertę. Apytakinių sistemų efektyvumas

vertinamas ir kitokiais parametrais, pavyzdžiui, vandens naudojimo veiksmingumu:

Pav = Qav (Qav + Qš)-1

∙100 % (3.2)

čia Pav – apytakinio vandens efektyvumas procentais;

Qav – apytakinio vandens kiekis m3/h.

Naudojant apytakines sistemas, vartojamo vandens kiekį galima sumažinti 10−50

kartų, tačiau įrengti ir eksploatuoti tokias sistemas yra sudėtinga ir brangu. Sistemose

naudojamas vanduo turi būti neužterštas suspenduotomis medžiagomis ir biologiniais

60

elementais, nekelti įrenginių korozijos, užkalkėjimo. Eksploatuojant tokias sistemas išgaruoja

dalis vandens, kurį periodiškai reikia papildyti, o jo tiekimui įrengti siurblius ar siurblines.

3.4. Geriamojo vandens kokybės gerinimas

Geriamojo vandens apsaugą ir kokybę reglamentuoja LR VANDENS ĮSTATYMAS,

LR GERIAMOJO VANDENS ĮSTATYMAS, LR GERIAMOJO VANDENS TIEKIMO IR

NUOTEKŲ TVARKYMO ĮSTATYMAS, Lietuvos higienos norma HN 24:2003 ir kiti

norminiai teisės aktai. Geriamojo vandens kokybė pirmiausia priklauso nuo vandens šaltinio,

jo taršos, nuo tiekimo ir gavimo būdų bei priemonių.

Lietuvoje apie trečdalis gyventojų vartoja šachtinių šulinių gruntinį vandenį.

Šachtinis šulinys – tai vertikalus 1,0–3,0 m skersmens kastinis šulinys, betoniniais žiedais ar

kitomis medžiagomis sutvirtintomis sienelėmis, skirtas gruntiniam vandeniui paimti. Tokių

šulinių įrengimą reglamentuoja Lietuvos higienos HN 43:2005 norma. Šulinio vieta turi būti

parenkama švarioje, apsaugotoje nuo potencialios mikrobinės ir cheminės taršos vietoje.

Pagal gruntinio vandens srautą potencialios taršos objektai turi būti žemiau įrengiamo šulinio.

Jeigu tokios galimybės nėra, potencialios taršos objektų (ūkiniai pastatai, lauko tualetai, srutų

duobės, mėšlidės, trąšų, pesticidų, naftos produktų sandėliai, šiltnamiai ar intensyviai tręšiami

daržai, kapinės) atstumai iki šulinio turi būti ne mažesni kaip 50 m. Prie šulinio ir versmės

koptažo (specialus įrenginys vandeniui paimti) turi būti sudaroma apsaugos zona, jos atstumas

iki gyvenamojo namo – 7 m, iki garažo, ūkinio pastato ar šiltnamio – 10 m, mėšlidės ir

kompostavimo aikštelės, išgriebimo duobės – 25 m, iki lauko nuotakyno – 15 m. Šulinys ir

versmė (iš žemės ištekantis požeminis vanduo) negali būti įrengiami vandenimis

užtvindomose teritorijose, pelkėtose vietose ar vietose, kur gali būti nuošliaužų.

Šulinys (3.4 pav.) įrengiamas pirmame nuo žemės paviršiaus neslėginiame

vandeningame sluoksnyje. Vadinamasis atvirkštinis filtras įrengiamas šulinio dugne iš kelių

smėlio ir žvyro sluoksnių po 0,1–0,15 m storio. Bendras filtro storis turi būti 0,4–0,6 m. Kad

būtų galima į šulinį nusileisti, šachtos sienelėse kas 30 cm šachmatine tvarka turėtų būti

įmontuotos metalinės virbų pakopos. Šulinio antžeminis rentinys turi būti ne žemesnis kaip

0,8 m. Aplink šulinį įrengiama 1,5 m gylio ir 0,7–0,8 m pločio plūktinė molio arba priemolio

užtūra, kuri užpilama 20 cm storio žvyro sluoksniu. Žemės paviršiuje aplink šulinį turi būti

įrengtas 2 m pločio akmenų grindinys, betoninė arba asfaltinė danga su 5 laipsnių nuolydžiu

nuo šulinio. Šulinys turi būti su stogeliu, turėti vandens pakėlimo įrangą. Naudojant suktuvą

ar svirtį, prie šulinio turi būti suoliukas kibirui pastatyti. Šulinio vėdinimo vamzdis turi būti

iškilęs ne mažiau kaip 2 m virš žemės paviršiaus, o vamzdžio viršus apsaugotas sietiniu gaubtuku.

61

3.4 pav. Šulinio su betoninių žiedų rentiniu

įrengimo schema (HN 43:2005)

Aplink šulinį 20 m atstumu draudžiama

plauti automobilius, girdyti gyvulius, plauti ir

skalauti skalbinius, vykdyti kitą veiklą, kuri gali

būti vandens užteršimo priežastis. Šuliniai turi

būti valomi. Prieš valymą pašalinamas vanduo,

tada išvalomas dumblas nuo dugno, nuvalomos

rentinio sienelės. Dumblas užkasamas 0,5 m

gylio duobėje, iškastoje ne arčiau kaip 20 m

atstumo nuo šulinio, prieš tai užpylus 10 %

chlorkalkių tirpalu. Išvalyti šuliniai

dezinfekuojami.

Atliekant dezinfekciją šulinio sienelės

gausiai išpurškiamos 5 % chlorkalkių tirpalu

(500 g chlorkalkių 10 l vandens) arba 3 % kalcio

hipochlorido tirpalu. Aktyviojo chloro kiekis,

būtinas vandeniui šulinyje dezinfekuoti,

apskaičiuojamas pagal formulę (HN 43:2005):

100

H

CEP g, (3.3)

čia P – chloro preparato kiekis g;

E – vandens kiekis šulinyje m3;

C – reikiamas dezinfekcijai aktyviojo chloro kiekis g/m3;

H – aktyviojo chloro kiekis preparate %.

Apskaičiuotas chloro kiekis išmaišomas nedideliame vandens kiekyje, praskiedžiamas

ir supilamas į šulinį. Išmaišius vandenį, šulinys uždaromas 6 valandoms. Praėjus šiam laikui,

jeigu kvapo nesijaučia, į šulinio vandenį papildomai įpilama 1/3 apskaičiuoto preparato kiekio

ir šulinys uždaromas. Praėjus 3–4 valandoms šulinio vanduo išsemiamas.

Pastaruoju metu ūkininkai, sodininkai ir kiti asmenys įrengia gręžtinius šulinius.

Gręžtinis šulinys – vertikalus gręžimo būdu įrengtas šulinys požeminiam vandeniui paimti.

Gręžtiniai šuliniai dažniausiai naudojami gelminiam (tarpsluoksniniam) požeminiam

geriamajam ir mineraliniam vandeniui, rečiau – gruntiniam vandeniui imti. Pavienių gręžtinių

šulinių įrengimą ir likvidavimą reglamentuoja LAND 4–99 nuostatos. Egzistuoja du gręžinių

tipai: iki 35 m ir giluminiai (iki 100 ir daugiau metrų gylio). Kai požeminio vandens slėgis

didelis, vanduo trykšta į žemės paviršių. Tokie šuliniai vadinami arteziniais.

62

Pasitaiko atvejų, kai geriamasis vanduo nevisiškai tenkina higienos normos HN

24:2003 reikalavimus, o kartais rizikinga jį gerti (pvz., užterštas nitratais ar kitomis

kenksmingomis sveikatai cheminėmis bei biologinės kilmės medžiagomis, mikro-

organizmais). Kai vandens kokybė netenkina reikalavimų ir jis gyvenvietėse tiekiamas

centralizuotai, vanduo prieš tiekiant jį vartotojams paruošiamas vandens ruošimo stotyse.

Jei vanduo imamas iš paviršinių vandens šaltinių, iš vandens turi būti pašalinamos

stambios plaukančiosios bei skendinčiosios medžiagos ir priemaišos, planktonas. Tam

naudojami būgniniai sietai, mikrofiltrai. Parenkant įrenginius vandens skaidrinimui reikia

vadovautis STR 2.02.04:2004 nurodymais.

Vandens bakteriologiniam nukenksminimui naudojamos dezinfekavimo medžiagos –

chloras, chloraminai, chloro dioksidas, ozonas. Mažų gyvenviečių vandens ruošyklose ir

atskirais atvejais gali būti taikomas ultravioletinis švitinimas, naudojamos chlorą išskiriančios

medžiagos (kalcio hipochloritas, natrio hipochloritas, chloro tabletės).

Organiniams junginiams panaikinti, taip pat kvapo ir skonio intensyvumui sumažinti

naudojamas sorbcinis metodas, kai vanduo filtruojamas per aktyviosios anglies sluoksnį.

Organinėms medžiagoms iš vandens pašalinti, skoniui ir kvapui panaikinti naudojami:

chloras, kalio permanganatas, ozonas (STR 2.02.04:2004).

Vandentiekio vamzdžių ir įrenginių apsaugai nuo korozijos ir nuosėdų susidarymo

reikia numatyti prieškorozinį vandens stabilizavimą. Esant neigiamam vandens prisotinimo

kalcio karbonatu indeksui, vamzdžių apsaugai nuo kalcio karbonato nuosėdų vanduo turi būti

šarminamas, panaudojant reagentus (kalkes, sodą arba abu kartu) ar natrio heksametafosfatą.

Požeminio vandens nugeležinimas dažniausiai atliekamas bereagentiniu būdu,

oksiduojant geležį deguonimi arba katalizatoriais. Šiuo metu labiausiai paplitę geležies

šalinimo iš vandens būdai yra katalizinis oksidavimas ir filtravimas filtravimo užpilų (MnO2)

terpėje. Paviršinio vandens nugeležinimas atliekamas naudojant reagentus: chlorą, chloro

dioksidą, natrio oksochloratą, hipochloritą, kalio permanganatą, ozoną, vandenilio peroksidą

ir kt.

Fluoro šalinimas iš vandens dažniausiai atliekamas kontaktinės – sorbcinės

koaguliacijos metodu arba panaudojant sorbentą – aktyviąją aliuminio rūgštį. Sieros

vandenilis iš vandens šalinamas aeracijos ir cheminiais metodais.

Vanduo minkštinamas įvairiais būdais, priklausančiais nuo kietumo charakterio.

Šalinant karbonatinį kietumą, vanduo dekorbanizuojamas kalkėmis arba atliekamas

vandenilio katijonitinis minkštinimas su katijonito regeneracija. Šalinant karbonatinį ir

nekarbonatinį kietumą naudojamas kalkių-sodos, natrio katijonitinis arba vandenilio-natrio

katijopnitinis minkštinimas. Minkštinant požeminius vandenis, dažniausiai naudojami

63

katijonitiniai metodai. Minkštinant paviršinius vandenis, kai kartu reikia vandenį skaidrinti,

naudojamas kalkinis arba kalkinis-sodos metodas. Geriamasis vanduo dažniausiai

minkštinamas reagentiniais arba kitais metodais.

Vandens gėlinimas ir druskų kiekio mažinimas vandenyje atliekamas priklausomai

nuo vandens druskingumo. Esant pradiniam vandens druskingumui 1500–2000 mg/l,

naudojamas jonų mainų metodas. Esant druskingumui didesniam nei 10000 mg/l – vanduo

distiliuojamas. Kai druskingumas siekia 1500–15000 mg/l – vandens druskingumas

mažinamas elektrodializės būdu, o kai druskingumas yra iki 40000 mg/l – atbulinio osmoso

būdu.

Vandens šaltinių apsauga nuo užterštumo yra esminis geriamojo vandens kokybės

prevencijos būdas, įgyvendinamas valant nuotekas.

3.5. Nuotekų valymas

Geriamojo vandens tiekimo ir nuotekų tvarkymo įstatyme nuotekos apibrėžiamos kaip

buityje ūkio ar gamybinėje veikloje naudotas arba perteklinis (kritulių, paviršinis, drenažinis

ar pan.) vanduo, kurį jo turėtojas, naudodamasis nuotekų tvarkymo infrastruktūra, išleidžia į

gamtinę aplinką arba į kitiems asmenims priklausančią nuotekų tvarkymo infrastruktūrą.

Nuotekų valymas – vienas iš nuotekų tvarkymo sudėtinių dalių. Nuotekų tvarkymas – tai

nuotekų surinkimas, transportavimas, valymas, apskaita, tyrimas, išleidimas į aplinką ir

valymo metu susidariusio dumblo ir kitų atliekų tvarkymas. Be minėto įstatymo, nuotekų

tvarkymą reglamentuoja NUOTEKŲ TVARKYMO REGLAMENTAS, NUOTEKŲ

VALYMO ĮRENGINIŲ TAIKYMO REGLAMENTAS ir kiti teisės aktai.

3.5.1. Nuotekų apibūdinimas

Nuotekas priimta skirstyti į dvi stambias rūšis – komunalines ir gamybines.

Komunalinės nuotekos apima buitines, paviršines ir mišriąsias nuotekas. Buitinės nuotekos –

iš virtuvių, prausyklų, skalbyklų, vonių, tualetų ir panašių vietų nutekantis vanduo. Jos

susidaro namų ūkyje naudojant vandenį. Prie buitinių nuotekų priskiriamos ir nuotekos,

susidarančios naudojant vandenį įmonių, įstaigų, organizacijų darbuotojų buitiniams

poreikiams, jeigu jos surenkamos ir išleidžiamos atskirai nuo kitų gamybiniame objekte

susidarančių nuotekų. Tualetų nuotekos dar vadinamos srutinėmis. Paviršinės nuotekos – į

gruntą nesusigėręs kritulių vanduo, pratekantis į nuotakumą nuo žemės ar pastatų išorinio

paviršiaus, taip pat sniego tirpsmo vanduo. Po gausaus lietaus, žemės, statinių paviršiumi

tekantis vanduo dar vadinamas lietaus nuotekomis. Mišriąsias nuotekas apima kartu

nutekančios buitinės ir paviršinės nuotekos.

64

Gamybinės nuotekos – žemės ūkio ar pramonės gamyboje naudotas nebereikalingas

vanduo. Gamybinėms nuotekoms priskiriamos ir dėl gamybos ar kitos ūkinės arba komercinės

veiklos (viešojo maitinimo, skalbimo, valymo paslaugų teikimo, viešųjų tualetų ir pan.)

susidarančios nuotekos. Žemės ūkio gamyboje daugiausia nuotekų susidaro gyvulininkystės

fermose, tvartuose. Į paviršinio vandens šaltinius (tvenkinius, ežerus, upes) ir gruntinius

vandenis patenka srutomis ir mineralinėmis trąšomis tręšiamų laukų nuotekos. Pasitaiko dar

atvejų, kai kaimo gyventojai buitines atliekas nukreipia į drenažo sistemas.

Nuotekų kokybė (užterštumas) charakterizuojama fiziniais (fizikiniais), cheminiais ir

mikrobiologiniais rodikliais. Fizines nuotekų savybes charakterizuoja temperatūra,

drumstumas, spalva, kvapas, kietosios skendinčiosios medžiagos. Cheminiai rodikliai apima

pH, ištirpusį deguonį, deguonies sunaudojimą, chemines organines ir neorganines medžiagas,

dujas. Mikrobiologiniai rodikliai charakterizuoja ligas sukeliančius patogenus (bakterijos.

virusai, parazitai, askaridės, kaspinuočiai, grybeliai) ir biologines savybes (virusai,

vienaląsčiai, gyvūnai bei augalai).

Temperatūra turi įtaką medžiagų apykaitai ir vandens organizmų augimo procesams,

augalų fotosintezei, deguonies tirpumui nuotekose bei organizmų jautrumui ligoms,

parazitams ir nuodingoms medžiagoms. Kai temperatūra aukštesnė, augalai greičiau auga ir

greičiau nyksta, palikdami organines medžiagas, kurių suskaidymui reikia daugiau deguonies.

Deguonis geriau tirpsta esant žemoms nuotekų temperatūroms. Išleidžiamų į vandens

telkinius nuotekų temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 6 oC ir ne aukštesnė kaip 30

oC. Esant

kitokioms temperatūroms susidaro nepalankios sąlygos mikroorganizmams daugintis.

Nuotekų spalva rodo jų užterštumą ir labai priklauso nuo gamyboje naudojamų

dažiklių, organinių medžiagų puvimo liekanų. Spalva nustatoma vizualiai (žalsva, pilka,

rausva, balzgana ir pan.) arba lyginama su etalonais. Spalvos intensyvumas nustatomas

atskiedžiant nuotekas distiliuotu vandeniu, kol spalva pranyksta.

Nuotekų kvapas priklauso nuo jose esančių lakiųjų medžiagų, vykstančių biologinių,

biocheminių ir cheminių procesų, organinių medžiagų aerobinio ir anaerobinio skaidymosi

nuotekų rūšies ir pan. Kvapas nustatomas organoleptiniu būdu (uostant) trimis balais: 1 balas

– labai stiprus; 2 balai – vidutinis; 3 balai – stiprus kvapas. Paviršinio vandens (pvz.,

tvenkinio, į kurį išleidžiamos nuotekos) kvapas vertinamas penkių balų visuma: 0 − kvapo

nėra; 1 − vos juntamas kvapas; 2 − silpnas kvapas; 3 − aiškiai juntamas kvapas; 4 − stiprus

kvapas; 5 − labai stiprus kvapas. Jeigu įmanoma nustatomas kvapo pobūdis – pavyzdžiui,

naftos, chloro, fekalijų (GENIENĖ V., 2006).

Drumstumą sukelia skendinčiųjų medžiagų dalelės, įskaitant dumblą, molį,

pramonines atliekas. Kietosios dalelės absorbuoja saulės šilumą, pakelia nuotekų temperatūrą,

65

sumažina deguonies jose tirpumą. Drumstame nuotekomis užterštame vandenyje augalai

gauna mažiau saulės šviesos, sumažėja fotosintezės ir deguonies mastai. Vanduo drumsčiasi ir

dėl dirvos erozijos, biogeninių medžiagų pertekliaus, dėl ant dugno maisto beieškančių

gyvūnų, kurie judėdami pakelia nuosėdas.

Nuotekų rūgštingumas pH. Rodiklis pH reiškia vandenilio jonų koncentracijos dydį.

Jei pH=7, nuotekų rūgštingumas – „neutralus“. Išleidžiamų į vandens telkinius nuotekų

rūgštingumas turi būti 6,5–9,0. Kuo pH mažesnis, tuo nuotekos rūgštesnės. Tokios

rūgštingumo ribos sąlygojamos tuo, kad rūgštys ir šarmai neigiamai veikia nuotekų

kolektorius, gali pakenkti nuotekų valymo biocheminiams procesams.

Biocheminis deguonies suvartojimas (BDS) yra nuotekų užterštumo organinėmis

medžiagomis rodiklis bei deguonies kiekio, kuris reikalingas nuotekose esančioms

organinėms medžiagoms oksiduoti biocheminių procesų metu, matas. Organinių medžiagų

kiekis nuotekose gali būti matuojamas BDS vienetais. BDS5 reiškia ištirpusio deguonies

masės koncentraciją, reikalingą tam tikroms sąlygomis organinėms ir (arba) neorganinėms

vandens priemaišoms biologiškai oksiduoti per penkių parų inkubacinį periodą (LAND 47–

1:2007, LAND 47–2:2007). Deguonies kiekis išreiškiamas mg/l (anksčiau mgO2/l).

Naudojama ir BDS6 išraiška g/(žm∙d). Ji parodo, kiek iš vieno gyventojo per parą patenka į

nuotekas organinių medžiagų gramais. Didesnis negu 5 mg/l biocheminio deguonies

sunaudojimas reiškia nuotekų užterštumą.

Cheminis deguonies suvartojimas. Šis rodiklis naudojamas organinių teršalų

koncentracijai įvertinti. ChDS – tai visiškas vandenyje esančių organinių medžiagų oksidacija

cheminiais elementais iki mineralinių komponentų. Pagal LAND 83–2006, cheminis

deguonies suvartojimas (ChDSCr) – deguonies masės koncentracija, ekvivalentiška

bichromato kiekiui, kuris, apdorojus vandens mėginį nustatytomis sąlygomis su šiuo

oksidatoriumi, yra suvartojamas visiškai suoksiduoti ištirpusias ir suspenduotas medžiagas.

Taigi, ChDS rodo ne tik lengvai oksiduojamų organinių medžiagų kiekį, bet ir sunkiai

oksiduojamų arba visai neoksiduojamų organinių medžiagų kiekį biocheminiu būdu. ChDS

vertė visada didesnė nei BDS5.

Skendinčiosios medžiagos (SM). Skendinčiosios medžiagos yra suspenduotos dalelės,

galinčios nusėsti stovinčiuose nuotekose ar vandenyje. Jų koncentracija išreiškiama mg/l. SM

analizė daugelyje šalių atliekama filtruojant žinomą nuotekų ar vandens kiekį per stiklo

pluošto filtrus. Detaliai SM nustatymas aprašytas Europos normoje DS/EN 872:2005.

Biogeninės medžiagos – tai azoto ir fosforo organiniai bei neorganiniai junginiai.

Išleidžiamos į vandens telkinius biologinėmis ir biogeninėmis medžiagomis užterštos

nuotekos greitina telkinių eutrofikaciją, skleidžia nemalonų kvapą. Mineralizuojantis

66

organinės kilmės azoto junginiams susidaro neorganiniai junginiai – amoniakas (NH3) arba

amonio azotas (NH4). Patekęs į tvenkinių, ežerų, upių vandenį amoniakas dėl nitritų ir nitrato

susidarymo reakcijų mažina vandenyje deguonies kiekį, skatina nitrifikaciją. Organiniai azoto

junginiai nuotekose dažniausiai yra gyvųjų organizmų bakterinių medžiagų apykaitos

produktas – karbamidas CO(NH2)2. Fosforas nuotekose, kaip ir azotas, gali būti organinių ir

neorganinių junginių pavidalo. Fosforo organiniai junginiai – tai organiniai esteriai, amidai,

tiolio junginiai (t. y. organiniai fosfatai ar tiofosfatai). Žemės ūkyje plačiai naudojami

pesticidai (insekticidai), o iš neorganinių junginių – trąšos. Nuotekose bendrosios fosfato

formos yra ortofosfatų 2

4PO , polifosfatų (fosforo rūgšties polimerai) ir organinių pavidalu

fosfatai.

Biogeninių medžiagų ribinės vertės vandens telkiniuose, kurie priima nuotekas, neturi

viršyti 3.2 lentelėje nurodytų verčių.

3.2 lentelė. Biogeninių medžiagų ribinės vertės vandens telkiniuose (ŠAULYS V.,

2007)

Medžiagos pavadinimas DLK vandens telkinyje – priimtuve mg/l

Bendrasis azotas 2,5

Nitritai (NO2-N)/NO2 0,03/0,1

Nitratai (NO3-N)/NO3 2,3/10

Amonio azotas NH4-N 1

Bendrasis fosforas 0,1

Fosfatai (PO4-P)/PO4 0,0653/0,2

Toksinės medžiagos. Toksinių medžiagų grupei priskiriami sunkieji metalai: geležis,

nikelis, varis, švinas ir cinkas, taip pat arsenas, stibis, boras, aliuminis, chromas. Be

neorganinių junginių, nuotekose būna ir organinių toksinių priemaišų: naftos produktų,

fenolių, dažiklių ir pan. Sunkiųjų metalų didelės koncentracijos pavojingos biologiniams

nuotekų valymo įrenginiams, žuvims. Mažesniais kiekiais sunkieji metalai gali būti

akumuliuojami vandens gyvūnų ir žmonių, kurie vartoja tuos gyvūnus maistui.

Ištirpęs deguonis. Užterštose nuotekose ištirpusio deguonies kartais nebūna arba

būna maža koncentracija 0,5−1 mg/l. Minimali mikroorganizmų veiklai reikiama deguonies

koncentracija turi būti ne mažesnė kaip 2 mg/l. Išvalytose nuotekose, išleidžiamose į jų

priimtuvus, ištirpusio deguonies būna 4−8 mg/l.

Patogeniniai mikroorganizmai. Nuotekose yra didelis kiekis mikroorganizmų, iš jų:

patogeninės bakterijos, Salmonella Sp., E. coli; hepatito virusas ir polivirusas; parazitai, pvz.,

Giardia lamblia (viduriavimo priežastis), askaridžių ir kaspinuočių helmintai; grybeliai,

galintys būti infekcijų priežastis; fekaliniai streptokokai. Askaridžių helmintai iš visų

kiaušinėlių gali viršyti 90 %. Didesnis vartojamo vandens kiekis mažina helmintų kiekį

nuotekose.

67

3.5.2. Nuotekų šalinimo ir valymo būdai

Vienas iš pagrindinių nuotekų valymo tikslų yra išvalyti jas taip, kad jos nekenktų

vandens telkiniams ar dirvožemiui, į kuriuos išleidžiamos išvalytos nuotekos.

Kai nuotekos išleidžiamos (planuojamos išleisti) į tekančio vandens telkinį (upę,

kanalą), BDS koncentracija nuotekų vidutiniame paros mėginyje, kuriai esant nebus viršytas

leistinas poveikis priimtuvui, apskaičiuojama pagal formulę (NUOTEKŲ TVARKYMO

REGLAMENTAS, 2006):

nuotekų

upėpDLKupėnuotekųDLKupė

nuotekųQ

QCQCC

)()( 3601,1 mg/l, (3.4)

čia: C nuotekų – didžiausia teršalo koncentracija vidutiniame paros arba momentiniame nuotekų

mėginyje, kuriai esant dar nebus viršijamas leistinas poveikis priimtuvui mg/l;

Q nuotekų – išleidžiamų nuotekų didžiausias skaičiuotinas valandinis debitas (sausuoju

metu) m3/h;

Q upės – minimalus vasaros–rudens nuotėkio 80 % tikimybės 30 sausiausių parų iš eilės

vidutinis vandens debitas nuotekų išleidimo vietoje m3/s;

C upės (DLK) – atitinkamo teršalo DLK priimtuve (reikalavimai gerai priimtuvo būklei) mg/l.

Metinė apkrova pagal N ir P, kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis tekančiam

vandens telkiniui, apskaičiuojama pagal formulę (NUOTEKŲ TVARKYMO

REGLAMENTAS, 2006):

1000

1,01,1 )()( upėpDLKupėpnuotekųDLKupėp

n

QCQCT

t/metus, (3.5)

čia Tn – metinė apkrova tam tikru teršalu (n), kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis

priimančiam vandens telkiniui t/metus;

Q upės – vidutinis daugiametis priimtuvo nuotėkis nuotekų išleidimo vietoje tūkst. m3/metus;

C upės (DLK) – atitinkamo teršalo DLK priimtuve (reikalavimai gerai priimtuvo būklei) mg/l;

Q nuotekų – per metus išleidžiamų (planuojamų išleisti) nuotekų kiekis tūkst. m3/metus;

Kai nuotekos išleidžiamos (planuojama išleisti) į stovinčio vandens telkinį (ežerą,

tvenkinį, kūdrą), metinė apkrova pagal BDS, N ir P, kuriai esant nebus viršijamas leistinas

poveikis priimančiam vandens telkiniui, apskaičiuojama pagal formules (NUOTEKŲ

TVARKYMO REGLAMENTAS, 2006):

1) kai žinomas vandens telkinio tūris: 100000

telkiniotelkinion

CVT

t/metus, (3.6)

2) kai žinomas tik telkinio plotas: 2000

telkiniotelkinion

CFT

t/metus, (3.7)

čia: Tn – metinė apkrova tam tikru teršalu (n), kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis

priimančiam vandens telkiniui t/metus;

68

Vtelkinio – telkinio tūris tūkst. m3

(jeigu vandens telkinio tūris didesnis kaip 5000 tūkst.

m3, skaičiavimui priimamas 5000 tūkst. m

3);

Ctelkinio – didžiausia leistina teršalo koncentracija vandens telkinyje (reikalavimai gerai

priimtuvo būklei) mg/l.

Ftelkinio – telkinio plotas ha (jeigu vandens telkinio plotas didesnis kaip 100 ha,

skaičiavimui priimamas 100 ha).

Iš visų taškinių taršos šaltinių į stovinčio vandens telkinį išleidžiamų teršalo kiekių

suma neturi viršyti teršalo kiekio (apkrovos), apskaičiuoto pagal nurodytas formules.

Nuotekos gyvenvietėse gali būti surenkamos ir šalinamos centralizuotai, įvairiomis

sistemomis: mišriąja, atskirtąja ir pusatskirąja. Mišriąją sistemą sudaro vienas bendras

nuotekynas komunalinėms (buitinėms), gamybinėms ir lietaus nuotekoms transportuoti.

Atskirtąją sistemą sudaro dvi nepriklausomos nuotekų sistemos: atskirai buitinėms

(gamybinėms) nuotekoms ir paviršinėms (lietaus) nuotekoms tekinti. Pusatskiroji sistema –

nuotekynas, kurį sudaro dvi atskiros nuotekų sistemos ir bendras mišrusis kolektorius. Viena

sistema šalinamos ūkinės nuotekos, kita – lietaus, o bendruoju kolektoriumi teka į valymo

įrenginius visos buitinės ir gamybinės nuotekos ir labiausiai užterštos lietaus nuotekos.

Kaimo vietovėse, kur nėra galimybės prisijungti prie centralizuoto nuotekų šalinimo

tinklų, nuotekų šalinimas sprendžiamas įrengiant nuotekų kaupimo rezervuarus arba vietinius

biologinio valymo įrenginius. Nuotekų kaupimo rezervuarai įrengiami ten, kur nėra galimybių

išvalytas (biologiniais valymo įrenginiais) nuotekas išleisti į griovį, paviršinio vandens telkinį

ar gruntą (esant molingam gruntui arba aukštam gruntinių vandenų lygiui). Kaupimo

rezervuarai įrengiami iš surenkamųjų gelžbetoninių elementų, plastmasinių ar plieninių talpų.

Nuotekų valymo būdai skirstomi į mechaninį, biologinį, cheminį, mechaninį-

cheminį. Jie dar apibendrintai vadinami mechaninio, biologinio ir papildomo valymo būdais.

Mechaninis nuotekų valymas laikomas pirminiu valymu, kurio metu išskiriamos

skendinčiosios (nusėdančiosios) ir koloidinės priemaišos. Pirminis valymas prasideda

parengtiniu nuotekų valymu, Šio valymo paskirtis – pašalinti iš nuotekų stambesnes

nusėdančiąsias medžiagas ir plūdrenas (smėlį, riebalus ir tepalus). Neefektyvus parengtinio

valymo įrenginių veikimas gali sutrikdyti kitų valymo grandžių veikimą. Tai ypač svarbu

mažoms nuotekų valykloms. Pagrindiniai nuotekų parengtinio valymo įrenginiai yra grotos,

sietai, smėliagaudės, riebalų ir alyvos skirtuvai, smėlio šalinimo įranga, lyginamieji

rezervuarai, srauto skirstytuvai ir kt. Mechaninio (pirminio) valymo metu atliekamos nuotekų

priemaišų košimo, nusistovėjimo, flotacijos, filtracijos fizinės funkcijos. Košiant nuotekas

sulaikomi stambūs nešmenys (lapai, plastikas ir pan.), nusistovėjimo metu nusėda pakibusios

medžiagos. Flotuojant nuotekas išplukdomi riebalai, naftos teršalai, lengvoji skenda, o

69

filtruojant pašalinama smulkioji skenda. Po mechaninio nuotekų valymo, kai jos stipriai

neužterštos cheminėmis medžiagomis, atliekamas biologinis (antrinis) valymas.

Biologinis valymas − tai nuotekų valymas, pagrįstas mikroorganizmų veikla.

Biologinio valymo tikslas − pašalinti likusias po mechaninio valymo skendinčias ir deguonį

vartojančias organines ir biogenines medžiagas. Biologinio valymo esminis procesas –

biologinė oksidacija. Šis procesas vyksta mikroorganizmų bendrijoje, kurią sudaro daugybė

įvairių bakterijų, paprastųjų dumblių, grybų ir kt. gyvių. Biologiškai negalima išvalyti

nuotekų, kuriose yra nepakankamai organinių, biogeninių medžiagų, didelis vandens

rūgštingumas ar šarmingumas, daug toksiškų medžiagų. Nuotekos biologiškai valomos

aerobinių arba anaerobinių mikroorganizmų terpėje, t. y. mikroorganizmų, funkcionuojančių

aplinkoje, kurioje yra pakankamai deguonies (oro) ir neturinčioje deguonies (anaerobinėje)

aplinkoje. Nuotekų biologinio valymo įrenginius pagal veikimo sąlygas galima suskirstyti į

veikiančius dirbtinėmis ir pusiau gamybinėmis (natūraliomis) sąlygomis. Dirbtinėmis

sąlygomis veikia aeraciniai įrenginiai (aktyviojo dumblo įrenginiai) ir biofiltrai (biologinės

plėvelės įrenginiai). Pusiau gamtinėmis sąlygomis veikia gruntinės filtracijos įrenginiai

(požeminės filtracijos laukeliai, šuliniai, smėlio-žvyro filtrai ir pan.) ir biologiniai filtrai.

Pagal valymo proceso intensyvumą biologinio valymo įrenginius galima suskirstyti į

intensyvaus valymo, vidutinio intensyvumo ir mažo intensyvumo (ekstensyvius) įrenginius.

Prie intensyvaus valymo įrenginių priskiriami aktyviojo (veikliojo) dumblo įrenginiai.

Aktyvųjį dumblą sudaro bakterijos, aktinomicetai, pirmuonys, grybai, dumbliai ir kt. Prie

vidutinio intensyvumo įrenginių dažniausiai priskiriami visų tipų biofiltrai, o prie mažo

intensyvumo įrenginių – pusiau gamtinėmis sąlygomis veikiantys įrenginiai.

Cheminiu būdu nuotekos valomos tada, kai norima iš jų išskirti chemines medžiagas.

Valant šiuo būdu teršalai neutralizuojami arba oksiduojami ir susidaro netirpūs junginiai. Teršalai

neutralizuojami sumaišant rūgščias ir šarmines nuotekas tarpusavyje, naudojant įvairius reagentus.

Rūgščios nuotekos dažniausiai neutralizuojamos dolomito filtruose – neutralizatoriuose, šarminės

– maišykliniuose reaktoriuose, purkštuvinėse, plėvelinėse, lėkštinėse kolonose. Toksiniai teršalai

oksiduojami naudojant chloro, kalio druskas, ozoną, deguonį.

Mechaninis-cheminis nuotekų valymo būdas remiasi koaguliacijos, flotacijos,

sorbcijos, ekstrakcijos ir kt. reiškiniais. Koaguliacija − koloidinių dalelių sukibimas į

stambesnius agregatus (junginius). Į nuotekas įmaišomi specialūs koaguliantai, kurie

priemaišas sujungia į dribsnius, šie greičiau nusėda ant dugno ir vėliau mechaniškai

pašalinami. Flotacija – teršalų išplukdymas iš nuotekų oro burbuliukais. Flotacija naudojama

norint išskirti priemaišas, kurių tankis labai mažai skiriasi nuo vandens tankio. Flotatoriuose

iš nuotekų galima atskirti riebalus, naftos produktus, smulkias drumzles, detergentus

70

(valiklius) bei įvairios sudėties dumblo mišinius. Nuotekos prisotinamos oro įvairiai: tiekiant

orą į siurblio siurbiamąjį vamzdį, keičiant oro slėgį, naudojant poringas medžiagas,

disperguojant (smulkiai išskirstant) orą mechaniniuose turbininiuose įrenginiuose ir kt. Oro

burbuliukai prikimba prie priemaišų ir iškelia į flotatoriaus paviršių. Flotacija vyksta tuo

greičiau, kuo didesnis yra bendras oro burbuliukų paviršiaus plotas ir kuo didesnis kontakto

su išskiriama medžiaga plotas. Flotatoriaus paviršiuje susidaro išskiriamų medžiagų putų

sluoksnis. Joms šalinti naudojamas specialus grandiklis, jis išplūdas prieš pašalindamas dar ir

sutankina, jos tampa sausesnės. Flotacijos proceso metu skendinčiosios medžiagos (SM)

nusėda dugne, o kita dalis lieka pakibusi nuotekose. Tos dalelės pašalinamos naudojant

koaguliaciją, kai jos priverčiamos sukibti flokuliacijos būdu.

Flokuliacija – koaguliacijos rūšis, kai koloidinė sistema koaguliuoja esant

polimeriniam koaguliantui, ir susidaro dribsnių pavidalo nuosėdos. Flokuliaciją sukelia

vandenyje tirpūs polimerai – flokuliantai, pvz., poliakrilamidas. Flokuliantai absorbuojasi ant

koloidinės dalelės. Kai kelios destabilizuotos dalelės suartėja, susiformuoja dribsniai, kurie gali

nusėsti arba jie atskiriami nuo tirpalo filtruojant (CESIULIS H., 2010). Flokuliacija vykdoma

flokuliatoriuose – įrenginiuose, kuriuose vyksta flokulių susidarymas. Paprasčiausias

flokuliatorius, tai rezervuaras su maišyklėmis. Dabar naudojami vamzdiniai „gyvatuko“ formos

flokuliatoriai.

Ekstrakcija – procesas, kuriuo iš vienos skystosios fazės (nuotekų) kita skystąja faze

(ekstragentu) išgaunama ištirpusi medžiaga arba medžiagų grupė (ekstraktyvas), kai šios dvi

fazės viena kitoje beveik netirpsta arba silpnai tirpsta, bet tirpina ekstraktyvą. Ekstragentais

dažniausiai naudojamos organinės rūgštys, spiritai, ketonai, aminai ir kt. Jais išgaunamos

vertingos organinės medžiagos (fenoliai, riebiosios rūgštys) arba spalvotieji metalai (varis,

nikelis, cinkas, kadmis, gyvsidabris ir kt., toksiškos medžiagos). Ekstraktoriai (ekstrakcijos

proceso įrenginiai) dažniausiai yra įvairaus tipo kolonos (purkštuvinės, krovinės, tinklinių

lėkščių ir kt.). Ekstrakcija – selektyvus procesas, nes atskiria tik reikiamas medžiagas.

Sorbcijos procesas – tai reiškinys, kai kietoji ar skystoji medžiaga sugeria iš aplinkos

kitas medžiagas. Sorbcinis nuotekų valymas dažniausia naudojamas, kai nuotekos būna

užterštos aromatiniais junginiais, silpnais elektrolitais arba neelektrolitais, dažikliais,

neprisotintais ir hidrofobiniais alifatiniais junginiais. Kaip sorbentai naudojama aktyvioji

anglis, silikageliai, aliumogeliai, durpės ir kt. medžiagos.

Tretinis (tercialinis) nuotekų valymas taikomas papildomam biologiškai išvalytų

nuotekų valymui. Šis būdas naudojamas azoto ir fosfatų iš nuotekų valymui, skiriamas

nuotekoms iš didelės taršos šaltinių valyti. Tokie šaltiniai gali būti miestai, gyvulininkystės,

mėsos apdirbimo, paukštininkystės, augalininkystės iri pieno perdirbimo ūkio, cheminės

71

pramonės objektai. Tretinis valymas taikomas ir tada, kai reikia nuotekas išleisti į ypač jautrų

vandens priimtuvą. Toks valymas gali būti atliekamas naudojant įvairių formų rezervuarus,

įvairius filtrus, biotvenkinius, aerotvenkinius, taikant tiek cheminius, tiek biologinius būdus.

3.5.3. Mechaninis nuotekų valymas

Mechaniniu valymu atskiriamos nuotekų neištirpusios mineralinės ir organinės

priemaišos. Šiuo būdu pašalinama iki 90−95 % mineralinių ir iki 20−25 % organinių

priemaišų. Parengtinis nuotekų valymas prasideda košimu per grotas. Grotos – įtaisas

stambesniems nešmenims iš nuotekų nukošti: rankiniu ar mechaniniu būdu valomi strypai,

slankioji juosta, sukamasis skridinys arba būgnas iš plėšytų (skylėtų) metalinių lakštų arba

vielos.

Grotos būna įvairių tipų: mechaninės nejudamos, grotos su mechaniniais grėbliais,

grotos kartu su smulkintuvais, su judančiais laipteliais ir kt. Grotos gali būti komplektuojamos

su nuogrėbų praplovimo, sausinimo ir tankinimo įtaisais (mechanizmais). Grotų protarpių

dydis parenkamas atsižvelgiant į numatomą nuotekų dumblo apdorojimo būdą ir jo

sąlygojamus reikalavimus arba į valytų nuotekų išleidimo reikalavimus. Stambių grotų, skirtų

sulaikyti nuotekų sraute tekančias stambias priemaišas (popierių, plastmasės gabalus,

skudurus ir kt.), minimalūs protarpiai tarp grotų strypų turi būti nuo 20 iki 50 mm, o vidutinio

stambumo grotų protarpiai – 10–20 mm, smulkių grotų – nuo 2 iki 10 mm. Pratekant

maksimaliems nuotekų srautams jų tėkmės greitis tarp grotų neturi viršyti 1,2 m/s. Esant

didesniam greičiui dalis priemaišų gali būti nesulaikoma, praspaudžiamos pro grotas. Nuotekų

greitis prieš grotas, tekant minimaliems srautams, turi būti ne mažesnis kaip 0,3 m/s. Esant

mažam greičiui prieš grotas susikaupia smėlis ir kita skenda. Smulkias medžiagas efektyviai

sulaiko skersinės grotos su mažo protarpio strypeliais.

Pasaulyje plačiai paplitusios smulkaus

valymo laiptuotos grotelės, sudarytos iš

judančių ir nejudančių plokštelių (3.5 pav.).

Lietuvoje dažniausiai naudojamos grotos:

kelių kanalų, su aplankos kanalu ir rankiniu

nugriebimu.

3.5 pav. Nuotekų košimo schema

(РЕШЕТКА-ПРОЦЕЖИВАТЕЛЬ...)

Smėliagaudės – įrenginys smėliui, žvyrui, šlakui ir kitoms kietoms mineralinėms

medžiagoms, kurių tankis didesnis kaip 2,65 g/cm3, nuo nuotekų atskirti. Smėliagaudžių

veikimas grindžiamas tuo, kad nuotekoms įtekėjus į padidinto tūrio rezervuarą, sumažėja jų

tėkmės greitis ir sunkesnės dalelės spėja nusėsti ant smėliagaudės dugno. Smėliagaudės

apsaugo nuotekų valyklas nuo sunkaus dumblo kaupimosi, valyklų mechanizmus nuo teršalų

72

abrazyvinio poveikio ir greito susidėvėjimo. Nuotekų valymo technologinėje schemoje

smėliagaudės įrengiamos už grotų prieš pirminius nuotekų nusodintuvus. Smėliagaudes

aktualu įrengti automobilių, traktorių ir kitos žemės ūkio technikos plovyklose.

Smėliagaudės būna įvairių rūšių: horizontaliosios, vertikaliosios, su skysčio

sukamuoju judėjimu, aeruojamos ir kt. Plačiai naudojamos kanalų ir aeruojamos smėliagaudės

(3.6 pav. ir 3.7 pav.). Aeruojamose smėliagaudėse papildomai pučiamas oras (3.7 pav.). Oro ir

vandens mišinys turi mažesnį tankį, todėl smėlis jame lengviau nusėda. Smėlio pašalinimas

atliekamas sraigtiniu konvejeriu arba kaušais ar siurbliu.

3.6 pav. Horizontaliosios smėliagaudės

schema. 1 – įtekėjimo atvamzdis, 2 –

smėliagaudė, 3 – dumblo (smėlio) rinktuvai,

4 – ištekėjimo atvamzdis (pagal

ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)

3.7 pav. Aeruojamos smėliagaudės

schema. 1 – įtekėjimo atvamzdis, 2 – oro

tiekimo vamzdis, 3 – oro skirstytuvas, 4 –

ištekėjimo atvamzdis, 5 – smėlio (dumblo)

rinktuvas, 6 – smėlio šalinimo

mechanizmas, L – smėliagaudės ilgis, H –

gylis (pagal ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)

Horizontaliųjų ir aeruojančiųjų smėliagaudžių ilgį galima apskaičiuoti pagal formulę

(ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ...):

o

ssss

u

vHKL

1000 m, (3.8)

čia Ks – koeficientas, įvertinantis smėliagaudės parametrus (žr. 3.3 lentelę);

Hs – projektuojamos smėliagaudės gylis m;

vs – nuotekų tekėjimo greitis m/s (pagal 3.4 lentelę);

uo – hidraulinis smėlio stambumas (arba tolyginis dalelės skendimo greitis) mm/s,

priimamas pagal reikalaujamą sulaikomo smėlio stambumą.

3.3 lentelė. Koeficiento Ks reikšmės

Sulaikomų

smėlio dalelių

skersmuo mm

Smėlio

hidraulinis

stambumas mm/s

Koeficiento Ks vertės, priklausančios nuo smėliagaudės tipo

irs pločio B su alsuojamųjų smėliagaudžių gyliu H

horizontaliosios aeruojamos

B:H=1 B:H=1,25 B:H=1,5

0,15 13,2 - 2,62 2,50 2,39

0,20 18,7 1,7 2,43 2,25 2,08

0,25 24,2 1,3 - - -

73

3.4 lentelė. Nuotekų tekėjimo greitis

Smėliagaudės

Smėlio

hidraulinis

stambumas

mm/s

Nuotekų tekėjimo

greitis vs m/s, esant

prietekiui

Gylis H

m

Sulaikomo

smėlio

kiekis,

l/(žm.per

parą)

Smėlio

drėgnis

%

Smėlio

kiekis

nuosė-

dose % Mini-

maliam

Maksi-

maliam

Horizontaliosios 18,7−24,2 0,15 0,3 0,5−2 0,02 60 55−60

Aeruojamosios 13,2−18,7 - 0,08−0,12 0,7−3,5 0,03 - 90−95

Tangentinės 18,7−24,2 - - 0,5 0,02 60 70−75

Vertikaliosios smėliagaudės užima mažiau vietos, jos dažniau naudojamos kietųjų

dalelių nusodinimui prieš patenkant nuotekoms į naftos ir riebalų gaudykles, biologinius

nuotekų valymo įrenginius. Paprasčiausia vertikalioji smėliagaudė yra vertikalus rezervuaras

(3.8 pav.), į kurį įtekėjusios nuotekos, susidūrusios su pertvara 2, keičia tekėjimo kryptį, o

smėlis nusėda rinktuve 3. Per angą 4 yra šalinamas susikaupęs smėlis. Valomų nuotekų greitis

wy vertikaline kryptimi turi būti 0,03–0,04 m/s. Smėliagaudės gylis H apskaičiuojamas pagal

formulę (ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ..., 2011):

ywH m (3.9)

čia τ – nuotekų buvimo smėliagaudėje laikas s. Rekomenduojama priimti 120 s;

wy – nuotekų greitis vertikaliąja kryptimi m/s.

Sėkmingai eksploatuojamos vertikaliosios smėliagaudės su nuotekų (skysčio)

apskritiminiu (sukamuoju) judėjimu (3.9 pav.).

3.8 pav. Vertikaliosios smėliagaudės

schema. 1 – nuotekų įtekėjimo atvamzdis, 2

– pertvara, 3 – smėlio rinktuvas, 4 – smėlio

šalinimo anga, 5 – ištekėjimo anga

(ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)

3.9 pav. Vertikalioji smėliagaudė su

nuotekų sukamuoju judėjimu. 1 – įtekėjimo

kanalas, 2 – surenkamasis žiedinis latakas,

3 – nuotekų tiekimas į darbinę zoną, 4 –

ištekėjimo kanalas (ПЕРВИЧНАЯ

СТАДИЯ ...)

Smėliagaudė yra cilindrinės formos, o nuotekos įleidžiamos iš dviejų pusių cilindro

liestine. Kūginė dalis skirta smėlio surinkimui. Išvalytos nuotekos surenkamos žiediniame 2

74

latake. Judant nuotekoms į viršų, smėlis nusėda žemyn. Nuotekų judėjimo greitis v turi būti

mažesnis už smėlio hidraulinį stambumą uo, t. y. v< uo.

Pirminiai nusodintuvai – nusodinimo rezervuarai, kuriuose iš nevalytų ar parengtinai

valytų nuotekų išskiriama dauguma medžiagų. Nusodintuvuose atskiriamos didesnės kaip

0,25 mm kietosios dalelės. Nusodintuvuose dalelės, kurių tankis didesnis nei nuotekų,

veikiamos sunkio jėgos nusėda ant nusodintuvo dugno, o kurių tankis mažesnis – išplaukia į

paviršių. Nusodintuvai pagal darbo režimą būna periodinio (kontaktiniai) ir nepertraukiamo

(pratekamieji) veikimo. Pagal nuotekų tekėjimo kryptį jie skirstomi į vertikaliuosius,

horizontaliuosius, radialinius. Pirminiam nuotekų nusodinimui naudojami nusodintuvai su

kylančia (vertikalia) tėkme, įskaitant dviaukščius (pūdomuosius) nusodintuvus, su

horizontalia tėkme, kreivinės („Lamellos“) tipo.

Nuotekų pirminiam nusodinimui naudojami ir pūdomieji nusodintuvai (septikai), kurie

dažniausiai yra naudojami valyti mažų nuotekų kiekį, kai gyventojų ekvivalentas būna iki 200

GE. Gyventojų ekvivalentas (GE) – ekvivalentiškas gyventojų skaičius, apskaičiuotas pagal

vienetinį nuotekų penkių parų biocheminį deguonies suvartojimą, sąlygiškai atitinkantis

vienam gyventojui per parą tenkantį teršalų kiekį (60 g BDS5 per parą). Pirminiuose

nusodintuvuose paprastai sulaikoma 30–50 % skendinčiųjų medžiagų.

Vertikalieji nusodintuvai (3.10 pav.) naudojami stambesnėms dalelėms atskirti, kai

reikia valyti per parą iki 10000 m3 buitinių ar gamybinių nuotekų. Tokių nusodintuvų

skersmuo siekia 4,5–9 m, nuotekų nusodinimo zona 4–5 m, nusodinimo greitis 0,5–0,6 m/s.

Skaičiuojant priimama, kad srauto greitis v yra lygus stabilumui u.

Horizontalieji nusodintuvai (3.11 pav.), tai stačiakampiai rezervuarai, turintys du ar

daugiau vienu metu veikiančių skyrių. Naudojami, kai per parą reikia išvalyti daugiau kaip

10000 m3

nuotekų. Nusodintuvų ilgis L siekia 8–12 m, gylis h – 1,5–4 m, plotis – 3–6 m,

efektyvumas siekia iki 60 % ir viršija 10–20 % vertikaliųjų nusodintuvų efektyvumą.

3.10 pav. Vertikaliojo nusodintuvo

schema (pagal ВОЛОВНИК Г. И.,

ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)

3.11 pav. Horizontalioji nusodintuvo

schema (pagal ВОЛОВНИК Г. И.,

ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)

75

Ryšys tarp nusodintuvo parametrų (ilgio L, gylio h) ir nuotekų greičio v ir nusėdimo

greičio w gali būti nustatytas iš proporcijos (3.11 pav.):

L

h

v

w . (3.10)

Esant laminariniam nuotekų judėjimui ir kai nusodinamos iki 1 mm dydžio dalelės,

dalelių nusėdimo greitis w gali būti skaičiuojamas pagal Stokso formulę:

1

2

18

gdw m/s, (3.11)

čia g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;

d – nusodinamų dalelių skersmuo mm;

μ – dinaminė vandens klampa N∙s/m2 (kg/(m∙s));

ρ1 − dalelės tankis kg/m3;

ρ − vandens tankis kg/m3.

Radialiniai nusodintuvai – tai apvalūs rezervuarai (3.12 pav.), naudojami buitinėms

ir panašioms nuotekoms valyti. Nusodintuve nuotekos juda nuo centro į kraštus. Tokių

nusodintuvų našumas viršija 20000 m3/parą, gylis būna 1,5–5,0 m, o skersmuo – 16–60 m,

efektyvumas siekia apie 60 %.

3.12 pav. Radialinis nusodintuvas. 1 – antrinis skirstomasis vamzdis, 2 – apskritiminis

latakas, 3 – vamzdis, 4 – grandikliai, 5 – judanti ferma, 6 – priedubis, 7 – dumblo vamzdis

(pagal ВОЛОВНИК Г. И., ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)

Nusodintuvo skersmuo gali būti apskaičiuojamas (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008):

uK

QD

6,3

4 m, (3.16)

čia Q – nusodintuvo našumas m3/h;

K – nusodintuvo tūrio išnaudojimo koeficientas 0,45–0,5;

u – dalelių nusodinimo greitis mm/s;

ω – koeficientas, kuriuo įvertinamas papildomas vandens pasipriešinimas dalelei

nusėdant. Kai srauto greitis iki 5 mm/s, ω=0, kai greitis 10 mm/s – ω=0,05.

76

Priimta, kad radialinio nusodintuvo skersmens D ir gylio h santykis turi būti 6–12.

Rekomenduojama, kai h=3 m, santykis D/h turi būti lygus 10 vienetų vertei. Nuotekų valymo

laikas τ =1,25 h.

Kreivinės („Lamellos“) tipo nusodintuvai – tai įrenginiai, turintys nuožulnias

nuotekų nusodinimo plokštes arba vamzdžius. Juose dažniausiai yra sudaryta priešingų

krypčių tėkmių sistema, kuriose nuotekos teka iš apačios į viršų, o dumblas slenka iš viršaus į

apačią. Vietoj plokščių (lamelių) gali būti naudojami vamzdžiai. Tokių kreivinės tipo

nusodintuvų (3.13 pav.) plokščių (arba vamzdžių) polinkio į horizontą kampas turi būti nuo

55o iki 65

o, o tarpai tarp kreivinių tokie, kad neužsikimštų dumblu. Nusodintuvų, turinčių

plokštes, efektyvumas pasireiškia tuo, kad dalelių nusėdimo atstumas būna mažesnis, negu

anksčiau paminėtuose vertikaliniuose, horizontaliniuose ar radialiniuose nusodintuvuose.

a b

3.13 pav. Kreivinės tipo nusodintuvai. a–su nuožulniomis plokštėmis (1 – korpusas,

2 – plokštės, 3 – dumblo bunkeris); b–su vamzdžiais (pagal КРИВОШЕИН Д. А. и др.,

2003)

Nusodintuvų darbiniai elementai („lamellos“ – plokštės, vamzdžiai) surenkami į

atskirus paketus (blokus), iš kurių lengva montuoti visą nusodintuvą. Naudojami plastikiniai

vamzdžiai, jų skersmuo būna nuo 2,0 iki 5,0 cm, o ilgis apie 1 m arba plastiko plokštės. Dideli

nusodintuvai montuojami iš atskirų paketų (blokų), kurių ilgis – 3 m, plotis – 0,75 m,

aukštis – 0,5 m. Vamzdelių paketai gali būti įrengiami su nuolydžiu nuo 10o iki 60

o. Mažo

nuolydžio nusodintuvai naudojami esant nedideliam kietųjų teršalų kiekiui. Efektyvumas

siekia iki 85 %. Didelio nuolydžio privalumas – nereikia valyti vamzdelių, nes teršalai

nuslenka nuo jų patys.

Naftos produktų gaudyklės. Naftos produktų gaudyklės – tai įrenginiai nusodintuvai,

efektyviai pašalinantys iš paviršinio lietaus ir gamybinių nuotekų tepalus, degalus. Naftos

gaudyklės labai panašios į horizontaliuosius nuotekų nusodintuvus. Jos įrengiamos, kai naftos

produktų koncentracija viršija 100 mg/l. Gaudyklės būna horizontaliosios ir vertikaliosios

77

(3.14 pav.). Lietuvoje plačiai naudojamos UAB „Traidenis“ gaminamos ir montuojamos NG,

NGP, NGP–S naftos gaudyklės, kurių našumas būna nuo 1 iki 70 l/s ir didesnis. Įrenginiai

montuojami degalinėse, automobilių ir žemės ūkio technikos plovyklose, mobiliosios

technikos stovėjimo aikštelėse, garažuose, įmonėse.

a

b

3.14 pav. Naftos gaudyklės: a – vertikalioji, b – horizontalioji (TRAIDENIS: ..., 2010 a)

Jeigu gaudyklė montuojama važiuojamojoje kelio dalyje, transporto paviršinės

apkrovos išskaidymui montuojama 200 mm storio armuota betoninė plokštė. Nuosėdos iš

pirmos kameros valomos ne rečiau kaip kartą per 3 mėnesius. Gaudyklių filtras praplaunamas

kartą per 1–2 metus. Trečiojoje kameroje esanti absorbuojamoji medžiaga turi būti keičiama,

kai užsiteršia naftos produktais, vidutiniškai kartą per pusę metų.

Riebalų gaudyklės (3.15 pav.) yra naudojamos valgyklų, mėsos, pieno perdirbimo ir

kitų gamybos įmonių užterštoms riebalais nuotekoms valyti. Riebalų gaudyklės naudojamos

kaip pirminis nuotekų valymo įrenginys. Gaudyklių pranašumai: gaminamos įvairaus našumo;

nėra vidinių judančių dalių; patvari ir lengva stikloplasčio konstrukcija ir kt. Riebalų

gaudyklės būna vertikalios (3.15 pav.) ir horizontalios (3.16 pav.). Jų veikimas yra pagrįstas

riebalų atskirimo (seperacijos) principu. Riebalų gaudyklę sudaro dvi kameros. Nuotekos

įtekėjimo vamzdžiu patenka į pirmąją kamerą, kur sulaikoma didžioji riebalų dalis, išskyrus

skystuosius riebalus. Skystieji riebalai pilnai sulaikomi antrojoje kameroje, vadinamoje

sorbcine, į kurią įdedamos serbento pagalvėlės. Šioje kameroje riebalai surišami per 12 s,

susikaupusių riebalų sluoksnis negali būti storesnis kaip 15 cm. CRB tipo gaudyklių našumas

siekia nuo 0,2 iki 0,8 l/s. Horizontaliosios RB tipo gaudyklės yra didesnio našumo negu

vertikaliosios, jų našumą sąlygoja gaudyklės ilgis. Pavyzdžiui, esant gaudyklės skersmeniui

78

1200 mm, RB–1,2 gaudyklės, turinčios ilgį L=1500 mm, našumas siekia 1,4 l/s, o RB–2,4,

turinčios L=2800 mm, našumas 2,4 l/s.

3.15 pav. CRB tipo vertikalioji

gaudyklė. 1 – korpusas, 2 – dangtelis, 3 –

įtekėjimo vamzdis, 4 – ištekėjimo vamzdis,

5 – teršalų lygio signalizacijos dėžutė, 6 –

paskirstymo dėžutė, 7 – susikaupusio riebalų

sluoksnio signalizatorius, 8 – pertvara

(TRAIDENIS..., 2010 b)

3.16 pav. RB tipo horizontalioji

riebalų gaudyklė. 1 – korpusas, 2 –

dangtelis, 3 – įtekėjimo vamzdis, 4 –

ištekėjimo vamzdis, 5 – teršalų lygio

signalizacijos dėžutė, 6 – paskirstymo

dėžutė, 7 – susikaupusio riebalų sluoksnio

signalizatorius, 8 – pertvara (TRAIDENIS...,

2010 b)

Septikai – buitinių nuotekų pirminio valymo ir nuosėdų pūdymo įrenginys – požeminis

vienos ar kelių kamerų rezervuaras, per kurį lėtai teka valomosios nuotekos. Septikai

naudojami mažų gyvenviečių, nedidelių įmonių (pvz., mėsos perdirbimo įmonių, pieninių ir

kt.), individualių namų ar ūkininkų sodybų nuotekoms valyti. Septikai būna dviejų

pagrindinių rūšių: septikai-pūdytuvai ir septikai-nusodintuvai. Septikai-pūdytuvai atlieka

kietųjų dalelių nusodinimo, išplukdymo ir dumblo pūdymo funkcijas. Septikai-nusodintuvai

yra mažesnio tūrio, todėl nuosėdos mažiau perpūva. Septiką sudaro viena (3.17 pav.), o

dažniau dvi ar keturios sujungtos kiaurymėmis kameros. Nuotekoms mineralizuojantis ir

pūvant išsiskiria dujos (metanas, amoniakas, sieros vandenilis), kurios nuotekų dalį iškelia į

paviršių, susidaro pluta. Plutai mineralizuojantis plūdenos sunkėja ir vėl nugrimzta į dugną.

Šis procesas periodiškai kartojasi. Dugne esantis dumblas tankėja. Iš dalies nuskaidrėjusios

nuotekos iš pirmos kameros patenka į kitas (jei tokios yra), kuriose teršalai dar labiau

mineralizuojasi. Ištekančių iš septiko nuotekų vidutinis užterštumas būna apie 40–60 mg/l

(pagal BDS5). Žiemą septikų paviršiai apšiltinami. Prieš naudojimą septiką reikia papildyti

vandeniu ir įpilti 3–5 kibirus 20–30 % kalkių pieno arba tiek pat dumblo iš gerai veikiančio

79

septiko. Apvalytų septike nuotekų, kuriose mineralizuojasi 40–50 % teršalų, išleisti į atvirus

vandens šaltinius negalima, todėl jos turi būti toliau valomos biologiškai arba kitais būdais.

3.17 pav. Vienos kameros septiko schema (pagal SEPTIC SYSTEMS..., 2011)

Vietoj septikų- pūdytuvų naudojami septikai-nusodintuvai, kurie yra mažesnio tūrio.

Mažiausias septiko-nusodintuvo tūris vienai 5-ių asmenų šeimai turi būti ne mažesnis kaip

3 m3, o septiko- pūdytuvo – 6 m

3. Kai naudojamas daugiakamerinis septikas-pūdytuvas, jo

tūris apskaičiuojamas pagal 1500 l/gyv. normą, tačiau ne mažesnis kaip 6 m3. Apvalūs

septikai dažniausiai gaminami iš gelžbetoninių žiedų ar kitų surenkamųjų elementų, o

keturkampiai septikai – iš stikloplasčio, plastikų.

3.5.4. Biologinis nuotekų valymas pusiau gamtinėmis sąlygomis

Po nuotekų mechaninio valymo, kuris kaimo vietovėse dažniausiai atliekamas

septikuose, smėliagaudėse, naftos produktų ir riebalų gaudyklėse, vykdomas nuotekų

biologinis valymas pusiau gamtinėmis mažo intensyvumo įrenginiuose. Mažose gyvenvietėse

įrengiami dirbtinėmis sąlygomis veikiantys vidutinio intensyvumo įrenginiai, o miestuose –

intensyvaus valymo įrenginiai. Mažo intensyvumo įrenginiai − tai nuotekų sugerdinimo

šuliniai, tranšėjos, laukai, paviršinio sugerdinimo sistemos, sugerdinimo kauburėliai,

biologiniai tvenkinėliai arba nuotekų sukauptuvai su laistymo įrenginiais ir kt. (3.18 pav.).

Ekstensyvaus valymo įrenginių naudojimą reglamentuoja MAŽŲ NUOTEKŲ KIEKIŲ

TVARKYMO REGLAMENTAS, STR 2.02.05:2004, LAND 21–01 ir kiti norminiai teisės

aktai. Vidutinio intensyvumo įrenginiai – tai nuotekų antrinio biologinio valymo fiksuotais

mikroorganizmais filtravimo įrenginiai. Skiriami trys pagrindiniai filtravimo įrenginių tipai:

įrenginiai, kuriuose laikmena (įkrova) yra nejudama ir pro ją sruvena nuotekos

(laistomieji reaktoriai, smėlio, durpių, putų ir kt. filtrai);

įrenginiai, kuriuose laikmena juda nuotekų atžvilgiu (nardinamieji reaktoriai);

dvejopo veiksmo įrenginiai, kuriuose yra sujungtas valymas biologine plėvele ir

aktyviuoju dumblu.

80

Intensyvaus valymo įrenginiai – tai biologinio nuotekų valymo aktyviuoju dumblu

įrenginiai. Aktyvusis dumblas naudojamas nuotekų valymo įrenginiuose – aerotankuose,

sekos (periodinio veikimo) biologiniuose reaktoriuose (SBR) ir pan.

3.18 pav. Nuotekų valymo būdai: 1 – infiltracijos šulinys arba tranšėja, 2 ir 3 –

nuotekų filtravimas per gruntą, 4 – valymas tvenkinėlyje, 5 – nuotekų panaudojimas laukams

laistyti (PAŽANGAUS ŪKININKAVIMO TAISYKLĖS..., 2007)

Nuotekų sugerdinimas ir filtravimas kaimuose, ūkininkų sodybose ar kolektyviniuose

soduose, kai nėra centralizuotų nuotekų surinkimo sistemų, atliekamas antžeminiuose arba

požeminiuose filtravimo laukuose. Filtravimo laukas, kaip apibrėžia LAND 21–97 taisyklės,

yra biologinio valymo įrenginys, kuriame nuotekos paskleidžiamos žemės paviršiuje

(antžeminiai filtravimo laukai) arba podirvyje aukščiau gruntinio vandens paviršiaus

(požeminiai filtravimo laukai) ir savaiminiu būdu infiltruojamos į žemės sluoksnius,

pasižyminčius natūraliomis valomosiomis savybėmis. Nuotekų sugerdinimas remiasi gruntų

savybe sugerti valomas nuotekas. Nuotekų sugerdinimui gali būti naudojami įvairios

konfigūracijos ir tipų nuotekų sugerdinimo įrenginiai: sugerdinimo tranšėjos ir šuliniai,

sugerdinimo laukai, paviršinio sugerdinimo sistemos, sugerdinimo kauburėliai (STR

2.02.05:2004).

Nuotekų sugerdinimas dažniausiai vykdomas skaldos ir / ar grunto aplinkoje (3.19

pav.). Valant nuotekas molinguose gruntuose, gruntai jų nesugeria. Ištekėjusios iš skirstomojo

perforuoto vamzdžio nuotekos turi filtruotis per smėlio sluoksnį, esantį tarp skaldos sluoksnių

(3.20 pav.), ir surinktos drenažo vamzdžiu nukreipiamos į vandens telkinį ar nuotekų

rinktuvą.

81

Šiuo metu aiškios takoskyros tarp nuotekų sugerdinimo ir filtravimo laukų sąvokų

nėra. Nuotekų sugerdinimo įrenginiai statomi vietovėse, kuriose gruntinio vandens lygis iki

sugerdinančiojo įrenginio apatinės dalies yra ar gali būti ne mažesnis kaip 0,6 m.

Rekomenduojamas lygis – 1,5 m iki sugerdinančiojo įrenginio apatinės dalies.

3.19 pav. Nuotekų sugerdinimo schema (pagal KIT-SET FOR DRAINED…, ПОЛЯ

ФИЛЬТРАЦИИ)

3.20 pav. Nuotekų filtracijos schema (pagal KIT-SET FOR DRAINED ..., ПОЛЯ

ФИЛЬТРАЦИИ)

Filtravimo šulinys, filtravimo tranšėja. Filtravimo šulinys – kompaktiškas, įgilintas į

aeracijos zoną biologinio valymo įrenginys mažiems buitinių nuotekų kiekiams valyti,

filtruojant per gruntą (3.21 pav.).

3.21 pav. Infiltracijos šulinys. 1 – landa, 2 – apšiltintas dangtis, 3 – srauto slopinimo

plokštė, 4 – perforuotas gelžbetonio žiedas, 5 – ventiliacijos vamzdis, t – perforuoto

gelžbetonio žiedo aukštis, D–šulinio skersmuo (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)

82

Šie įrenginiai plačiai paplitę soduose, ūkininkų sodybose. Daugelis aplinkosaugos

specialistų filtravimo šulinius vertina negatyviai, nes jie gali teršti požeminius vandenis, o

STR 2.02.05:2004 nurodo, kad nuotekų sugerdinimui negali būti naudojami nuotekų

sugerdinimo šuliniai, nes jie sudaro didelį gruntinio vandens užteršimo pavojų, yra gilūs, be

dugnų, turi gelžbetonio rentiniuose kiaurymes, per kurias nuotekos filtruojasi į gruntą. Taigi,

filtravimo šulinius reikia laikyti ne filtravimo, o nuotekų sugerdinimo įrenginiais. Šie

įrenginiai naudojami nedideliems – iki 1500 l/parą nuotekų kiekiams valyti. Jie gali būti

įrengiami smėlio ir priesmėlio gruntuose, kai gruntinio vandens lygis yra 1 m žemiau negu

šulinio dugnas. Filtravimo šuliniai seniau, o kartais ir dabar, vadinami infiltracijos šuliniais.

Jų dugnas apytikriai būna 4,5–5 m gylyje nuo žemės paviršiaus.

Šulinio skersmuo parenkamas tokio

dydžio, kad 1 m2 plote būtų paskleidžiama ne

daugiau kaip 150 l/parą nuotekų. Pvz., esant

šulinio skersmeniui 1,5, o perforuotos dalies

aukščiui 1 m, šulinio leistinasis hidraulinis

apkrovimas neturi būti didesnis kaip 260

l/parą priesmėlio grunte, o vidutinio

smulkumo smėlyje – 570 l/parą. Filtravimo

tranšėjas galima laikyti nuotekų sugerdinimo,

o kai jos dugne yra drenažo vamzdis −

filtravimo įrenginiu (3.22 pav.). Tokios

tranšėjos įrengiamos vietose, kur nuotekų

valymą galima atlikti tik siaurose ilgose

zonose ir kur gruntas blogai praleidžia

vandenį. Filtravimo tranšėjos ilgis priklauso

nuo valomų nuotekų kiekio. Filtravimo

tranšėjos eksploatacijos trukmė 12–15 metų.

Filtruojančių tranšėjų nerekomenduojama

įrengti po kietomis dangomis ir įvažomis.

3.22. Filtravimo tranšėjos skersinis

pjūvis. 1 – drenažinis vamzdis, 2 –

stambiagrūdis užpilas, 3 – vidutinio

stambumo užpilas, 4 – smulkiagrūdis

užpilas, 5 – smėlio sluoksnis, 6 –

skirstomasis nuotekų vamzdis, 7 –

stambiagrūdis užpilas, 8 – hidroizoliacija,

9 – gruntas, 10 – ventiliacinis stovas

(СИНЕЛЬНИКОВ В. С., 2007)

Podirvinis nuotekų valymas. Podirvinis nuotekų valymas dažniausiai įrengiamas

ūkininkų sodybose, kai nėra arti vandens imtuvo (upelio, tvenkinio, melioracijos griovio ir

pan.). Toks valymo būdas priimtas vadinti podirvinio drėkinimo sistema. Podirviniam nuotekų

valymui įrengti naudojamas tranšėjinis nuotekų sugerdinimo būdas. Podirvinio drėkinimo

sistema (PDS) įrengiama laukuose, kuriuose gruntinio vandens lygis yra žemiau kaip 1 m nei

drėkintuvas. Šachtiniai šuliniai turi būti gruntinio vandens aukštutinėje dalyje ir ne arčiau kaip

83

už 50 m (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998). PDS aplinkos apsaugos požiūriu geriausiai rengti su

negiliais apšiltintais durpėmis drėkintuvais (nuotekų skirstytuvais) (3.23 pav. a, b).

3.23 pav. Podirvinio drėkinimo schema. 1 – paskirstymo šulinys, 2 – drėkintuvai, a –

apšiltintas drėkintuvas lengvuose gruntuose; b – molinguose gruntuose, c – neapšiltintas

drėkintuvas molinguose gruntuose .(Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)

Įrengus PDS, sklypą reikėtų apsėti nendriniais dryžučiais ar kitomis varpinėmis

žolėmis. PDS apkrova turėtų būti ne didesnė 3 l/m2d. Taigi, vienam asmeniui reikia skirti

60 m2 žemės ploto. Tranšėjos kasamos 0,001−0,003 nuolydžiu, drėkintuvų ilgis – iki 30 m.

Drėkintuvams įrengti parenkami perforuoti plonasieniais polietileniniai vamzdžiai, kurie

paprastai naudojami drenažui įrengti. Vamzdžiai užpilami 150−200 mm žvyro (frakcija

4−8 mm) sluoksniu. PDS galima rengti ir neapšiltintą, kai gruntinio vandens lygis yra 3−4 m

gylyje. Jei gruntai molingi, tranšėjos užpilamos smėliu (3.23 pav., c). Statinis nuotekų slėgis

paskirstymo šulinyje neturi būti didesnis kaip 800 mm, nes gali prasidėti sufozija, t. y.

koloidinių dalelių išplovimas iš dirvožemio.

Smėlio filtrai įrengiami vietovėse, kur yra pavojus užteršti geriamąjį vandenį ir kai yra

kur išleisti apvalytas nuotekas, kai netinka (žvyras arba sunkūs moliai) arba trūksta plotų

podirviniam nuotekų sugerdinimo sistemai įrengti. Smėlio filtrai būna įvairių rūšių: smėlio,

smėlio-grunto, smėlio-žvyro, smėlio-nendrių, vertikalūs, horizontalūs filtrai ir pan. Šiuo metu,

kur nėra centralizuoto nuotekų surinkimo ir valymo sistemų, naudojami smėlio ir smėlio-

grunto filtrai. Smėlio filtrai būna vienos arba kelių sekcijų (3.24 pav.). Kai filtruose smėlio

sluoksnio storis yra 60−100 cm, galima sulaikyti net iki 99 % E. coli bakterijų.

84

3.24 pav. Dviejų sekcijų smėlio filtro schema. 1 – ventiliacijos stovas, 2 – nuotekų

skirstymo vamzdis, 3 – smėlio sluoksnis, 4 – žvyro sluoksnis, 5 – drenažo vamzdis, 6 –

kontrolinis šulinys (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)

Smėlio-grunto filtrai (3.25 pav.) įrengiami vietose, kur yra aukštas gruntinių vandenų

lygis arba blogai filtruojantys molio gruntai. Tokie filtrai supilami iš smėlio ant grunto

nedidelio ploto. Nuotekos filtruojasi per smėlio ir grunto sluoksnius.

3.25 pav. Smėlio-grunto filtras. 1 – smėlio sluoksnis, 2 – nuotekų skirstomasis

vamzdis, 3 – augalinė danga, 4 – gruntas (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)

Smėlio-žvyro filtrai (3.26 pav.) įrengiami iškasose. Ant iškasos dugno užpilamas

žvyro arba skaldos sluoksnis, ant jo pilamas stambaus ir vidutinio smulkumo smėlio

sluoksniai. Smėlis padengiamas žvyro sluoksniu, kuriame klojamas nuotekų skirstomasis

perforuotas vamzdis. Filtras apipilamas gruntu, jame sėjamos augalinės žolės. Smėlio-nendrių

filtrai įrengiami, kaip ir smėlio-žvyro filtrai, iškasose, užpildytose nendrėmis (3.27 pav.).

3.26 pav. Smėlio-žvyro filtro schema. 1 – ventiliacijos stovas, 2 – skirstomasis

vamzdis, 3 – smėlis, 4 – drenažo perforuotas vamzdis valytoms nuotekos surinkti, 5 – žvyras,

6 – gruntas su augalais (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)

85

3.27 pav. Smėlio-nendrių filtras. 1 – skirstomasis vamzdis, 2 – polistirolo danga, 3 –

žvyro ir skaldos (8–50 mm) prizmė, 4 – smėlis, 5 – žvyro ir skaldos atvirkštinis filtras, 6 –

gaudomoji drena, 7 – išleistuvas reguliatorius, 8 – polietileno plėvelės ekranas (Z.

STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)

Nendrės pridengia nuo saulės šviesos valomų nuotekų paviršių ir trukdo dumblių

dauginimuisi, vandens telkinių, į kuriuos išleidžiamos nuotekos, eutrofikacijai.

Nendrių tvenkinėliai – patys mažiausieji biologinių tvenkinių atstovai. Jie gali būti

įrengiami pavienėse ūkininkų sodybose, kuriose yra kūdra (3.28 pav.). Tvenkinėlyje turi tilpti

ne mažiau kaip 20 parų nuotekų kiekis (vienam gyventojui – 4 m3). Tvenkinėlio iškasa turi

būti pakankamo gylio, kad tilptų 20−30 cm augalinio grunto sluoksnis, o virš jo 0−70 cm

vandens sluoksnis. Tvenkinėlio ilgio ir pločio santykis turėtų būti ne mažesnis kaip 3:1.

Tvenkinėlis nuo kūdros atskiriamas filtruojamąja žvyro damba 4 (frakcija 1−4 mm). Damba

apsaugo kūdrą nuo dumblių į ją paplitimo. Įrengus tvenkinėlį, dugnas ir filtruojamoji damba

užsodinami 40x40 cm atstumais nendrėmis.

3.28 pav. Nendrių tvenkinėlis. 1 – vandens lygis, 2 – augalinio dirvožemio sluoksnis,

3 – molio ekranas, 4 – filtruojamoji damba, 5 – kūdra (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)

Biologinis tvenkinys yra dirbtinis įrenginys, skirtas valyti nuotekoms artimomis

gamtinėms sąlygoms. Biologiniuose tvenkiniuose (BT) valomos mažų gyvenviečių ir

nedidelių įmonių nuotekos. Juose vyksta biologinis valymas dėl to, kad nuotekos tvenkinyje

išbūna arba teka ilgą laiko tarpą. BT būna pavienių arba grupinių, kurie sudaro biologinį

tvenkinyną. Biologinis tvenkinynas yra biologinio nuotekų valymo sistema, susidedanti iš

kelių tvenkinių, per kuriuos nuotekos prateka nuosekliai. Pirmasis tvenkinys gali veikti kaip

86

nusodinimo tvenkinys arba kaip anaerobinis tvenkinys. Kitas tvenkinys yra iš dalies aerobinis

(fakultatyvinis) tvenkinys, kuriame vyksta anglies ir azoto junginių skaidymas. Kiti tvenkiniai

yra nuotekų tretinio valymo įrenginiai, kuriuose vyksta ir patogeninių mikroorganizmų

sumažinimas veikiant saulės radiacijai (spinduliuotei).

BT yra panašūs į nedidelius gamtinius vandens telkinius, tačiau jie yra seklesni – apie

1 m gylio, o plotas – nuo 0,5 iki 1 ha. BT turi būti nelaidūs vandeniui, kad iš jų nevyktų

eksfiltracija ir nebūtų teršiamas gruntas bei gruntiniai vandenys. Nuotekų valymas susideda

iš kelių stadijų: mechaninio teršalų nusodinimo, fotosintezės, aerobinės teršalų oksidacijos ir

anaerobinio teršalų skaidymo.

Pagrindinis procesas, vykstantis BT, yra fotosintezė. Tvenkinio paviršiniame vandens

sluoksnyje dėl saulės šviesos poveikio auga dumbliai, kurie gamina deguonį, būtiną

funkcionuoti aerobinėms bakterijoms, ardančioms teršalų organines medžiagas. Bakterijų

gaminamas anglies dvideginis ir tvenkinyje esančios biogeninės medžiagos skatina dumblių

augimą. Šis procesas vyksta tol, kol biotvenkinys gauna saulės energijos ir organinių

medžiagų. Biotvenkinio dugne, į kurį neprasiskverbia šviesa, vystosi anaerobinės bakterijos,

mintančios nusėdusiais organiniais teršalais, joms funkcionuoti nebūtinas deguonis.

Skaidantis organikai dėl tokių bakterijų poveikio, išsiskiria deguonis ir metanas. Pirmojo

biotvenkinio plotas turi būti toks, kad 1 gyventojų ekvivalentui GE tektų 6 m2 ploto − tai

sudaro apie 8,3 g BDS5/m2d (LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008).

Biotvenkinio forma turi būti nepalanki bakterijų vystymuisi, nustelbianti dumblių augimą.

Balansas tarp šių procesų turi užtikrinti pakankamą BT ištirpusio deguonies kiekį. Tuo tikslu

BT ilgio ir pločio santykis neturi būti didesnis kaip 3:1. Tvenkinys turi būti 1±0,2 m gylio.

Esant tokiam gyliui, į jį prasiskverbia šviesa ir deguonis, o dugne neskatinama augti

aukštesnioji vandens augmenija. Antrojo ir trečiojo tvenkinių bendras plotas – 5 m2/GE, o

gylis 1±0,2 m. Tvenkinių forma gali skirtis nuo reikalavimo 3:1 santykio.

Pagal organinių priemaišų ir ištirpusio nuotekose deguonies kiekį biologiniai

tvenkiniai yra skirstomi į anaerobinius, fakultatyvius aerobinius, aerobinius.

Anaerobiniai tvenkiniai plačiai naudojami gyvenviečių komunalinėms-buitinėms ir

pramoninėms nuotekoms valyti. Juose anaerobiniai organizmai (bakterijos) gyvena ir vystosi

laisvo deguonies neturinčioje aplinkoje. Tokių tvenkinių valymo efektyvumas siekia apie

80 %. Anaerobinis organinių medžiagų skaidymas susideda iš organinių junginių hidrolizės,

acetogenezės ir metagenezės. Hidrolizės metu bakterijos organinių medžiagų

angliavandenilius, riebalus ir baltymus paverčia monosacharidais, riebiosiomis bei amino

rūgštimis. Acetogenezės metu kita bakterijų grupė šiuos produktus suskaido iki lakiųjų

riebiųjų rūgščių, spiritų aldehidų, vandenilio ir angliarūgštės. Toliau pastaruosius produktus

87

skaido metanogeninės bakterijos. Susidaro metanas ir anglies dvideginis. Anaerobinių

tvenkinių optimalūs parametrai tokie: nuotekų temperatūra +30 oC, pH – 6,5–7, nuotekose

neturi būti sunkiųjų metalų ir deguonies. Anaerobiniai tvenkiniai būna gilūs – 3–6 m,

pasižymi dideliu organinių teršalų apkrovimu (BDS5=350–850 kg/ha per parą). Anaerobinių

tvenkinių paviršiuje susidaro iki 0,5 m teršalų pluta. Trūkumas: skleidžia nemalonų kvapą.

Fakultatyvieji tvenkiniai – tokie vandens telkiniai, kuriuose vyksta aerobiniai-

anaerobiniai procesai. Tvenkinių gylis siekia apie 2,5 m, juose žalieji dumbliai ir įvairios

aerobinės ir anaerobinės bakterijos skaido nuotekų organiką. Paviršiniuose vandens

sluoksniuose vyksta intensyvus fotosintezės procesas, jo metu vanduo prisisotina deguonies, o

apatiniuose sluoksniuose jo koncentracija yra maža. Giliausiuose tvenkinių sluoksniuose

vyrauja anaerobiniai procesai.

Aeruojami tvenkiniai skiriasi nuo anaerobinių ir fakultatyviųjų tuo, kad juose vykdoma

dirbtinė aeracija (prisotinimas oro ir jo deguonies), naudojant mechaninius aeratorius

(orapūtes) arba pneumatinę aeraciją (suspausto oro difuzorius). Aeruojamieji tvenkiniai

susideda iš ne mažiau kaip dviejų tvenkinių. Viename iš jų vyksta dirbtinis aeravimas, o kitas

tvenkinys veikia kaip nusodinamasis tvenkinys. Aerobiniuose tvenkiniuose organinių

medžiagų skaidymas vyksta daug greičiau negu anaerobiniuose. Aerobiniame tvenkinyje

valomos nuotekos, vykstant aeracijai yra maišomos su aerobiniais mikroorganizmais

(bakterijomis ir grybeliais). Nusodinimo tvenkinyje mikroorganizmų sulaikytos teršalų

dalelės nusėda ir sudaro dumblą. Dumblas šalinamas iš pastarojo tvenkinio tarpais,

priklausančiais nuo susikaupusio dumblo kiekio. Aeravimo tvenkinio plotas būna nuo 1,5 iki

3 m2/GE, o tūris – 3 m

3 vienam aptarnaujamam gyventojui. Aerotvenkinio gylis – nuo 2 iki

3,5 m, kai aeruojama paviršiniais aeratoriais, ir iki 4,0 m, kai aeruojama suspaustu oru.

Nusodinamojo tvenkinio gylis – nuo 2 iki 3 m, naudojant paviršinius aeratorius, o minimalus

gylis 2 m. Įrengus du nusodinimo tvenkinius, jų paviršiaus plotas – 0,6 m2/GE. Dumblas iš jų

šalinamas kartą per dvejus metus. Aerotvenkinių pagrindinis trūkumas yra tai, kad sunaudoja

daug elektros energijos, skleidžia triukšmą.

3.5.5. Biologinių nuotekų valymas dirbtinėmis sąlygomis

Biologinis nuotekų valymas mažo intensyvumo įrenginiais pusiau gamtinėmis

sąlygomis yra nebrangus, priežiūra nesudėtinga, tačiau turi trūkumų: reikia didelių žemės

plotų, aeruojant biologinius tvenkinius sunaudojama daug elektros, valymo efektyvumas

priklauso nuo metų sezoniškumo ir kt. Efektyviau nuotekos valomos dirbtinėmis sąlygomis

filtravimo įrenginiais ir veikliuoju (aktyviuoju) dumblu. Kaimiškosiose gyvenvietėse ir

88

miesteliuose nuotekos dažnai valomos filtravimo įrenginiuose (biofiltruose, anaerobiniuose

reaktoriuose), o miestuose – veikliojo dumblo įrenginiuose.

Bioplėveliniai įrenginiai – tai biologinio valymo fiksuotais mikroorganizmais

įrenginiai, kuriuose nuotekų valymui naudojama bioplėvelė (mikroorganizmai, prisitvirtinę

prie laikmenos − filtruojančiosios medžiagos). Galima išskirti tokius pagrindinius filtravimo

įrenginių tipus:

• įrenginiai, kuriuose laikmena yra nejudama ir pro ją sruvena nuotekos (laistomieji

reaktoriai, smėlio, durpių, putų ir kt. filtrai);

• įrenginiai su panardinta laikmena;

• įrenginiai, kuriuose laikmena juda nuotekų atžvilgiu (nardinamieji reaktoriai);

• dvejopo veiksmo įrenginiai, kuriuose yra sujungtas valymas biologine plėvele ir

aktyviuoju dumblu.

Laistomajame reaktoriuje yra stacionari laikmena (skalda, žvyras, plastiko elementai

ir kt.), pro kurią srūva valomos nuotekos. Deguonis į laikmeną patenka natūraliu arba

dirbtiniu vėdinimu. Ant laikmenos susidariusi biologinė plėvelė mitybai naudoja į valymo

įrenginį pritekančių nuotekų koloidines ir ištirpusias teršalų organines daleles. Priaugančios

biologinės plėvelės perteklius pro laikmeną sruvenančių nuotekų nuplaunamas nuo laikmenos

ir kartu su nuotekomis nuteka į antrinį nusodintuvą. Jame biologinė plėvelė nusėda ir taip

atsiskiria nuo valytų nuotekų, kurios gali būti išleidžiamos į aplinką, grąžinamos

pakartotiniam valymui arba nuteka į tolesnio valymo įrenginius. Laistomieji reaktoriai, kartais

vadinami „siauraisiais“, būna įvairių konstrukcijų. Laistomieji reaktoriai sublokuojami su

septikais, anaerobinėmis kameromis, yra kelių laipsnių, vertikalūs, horizontalūs. Pavyzdžiui,

nuotekų valymo įrenginys „Osima“ (3.29 pav.) turi dvi anaerobines kameras ir biofiltrą su

keramzito nejudama laikmena (įkrova). Įrenginio efektyvumas pagal išvalytas nuosėdas ir

BDS5 siekia 90 %.

Biofiltruose su panardinta laikmena įkrova būna visą laiką apsemta (3.30 pav.).

Tokiame filtre, įrengtame Radviliškio nuotekų valykloje, naudojama 5−10 mm frakcijos

keramzito įkrova, kurios sluoksnio storis 1,2−1,5 m. Valomos nuotekos, tekėdamos iš viršaus

į apačią, apsemia įkrovą. Viršutinė įkrovos dalis aeruojama per perforuotą vamzdį, įrengtą

50−70 cm nuotolyje nuo įkrovos viršaus. Išvalytos nuotekos surenkamos per dreną 8, o

apatinės įkrovos sluoksnis aeruojamas per perforuotą vamzdį 9. Regeneruojant įkrovą

vamzdžiuose vanduo ir oras juda priešingomis kryptimis. Abi sistemos įrengtos 10−20 mm

žvyro frakcijos sluoksnyje, kurio storis siekia 402 cm. Veikiant tokiai aeracinei sistemai,

viršutinis nuotekų sluoksnis prisotinamas 5−6 mg/l, o apatinis – 2−3 mg/l deguonies

koncentracija.

89

3.29 pav. Valymo įrenginio

„Osima“ schema. 1 ir 11 –

asbestocementiniai vamzdžiai, 2 –

penoplastas, 3 – labirintas, 4 – prispaudimo

tinklas, 5 – sifonas, 6 – pertvara, 7 –

įtekėjimo polietileninis vamzdis, 8 –

nuotekos, 9 – gelžbetoninis korpusas, 10 –

įkrova (pagal ОЧИСТКА СТОЧНЫХ

ВОД...)

3.30 pav. Biofiltro su panardinta

laikmena schema. 1 – nuotekų padavimo

vamzdis, 2 – korpusas, 3 – skirstomasis

piltuvas, 4 – vandens, naudojamo įkrovos

praplovimui, indas, 5 – sifonas, 6 –

plaunančiojo vandens tiekimo vamzdis, 7 –

viršutinė aeruojančiojo oro sistema, 8 –

išvalytų nuotekų ir plaunančiojo vandens

tiekimo sistema, 9 – apatinė aeruojančiojo

oro sistema (pagal БИОФИЛЬТР

OKСИПOP...)

Daugelyje šalių paplitę diskiniai (nardinamieji) biofiltrai. Jie paprastai naudojami

nedideliems nuotekų kiekiams (200−500 m3/per parą) valyti. Jie dar vadinami rotaciniais

biologiniais kontaktiniais biodiskais. Šie filtrai (3.31 pav.) turi horizontalųjį veleną su

gofruotais diskais, turinčiais įdubas, kuriose prisitvirtina biologinė plėvelė. Sukantis velenui

periodiškai į nuotekas panardinami plėvelės mikroorganizmai valo nuotekas. Šių reaktorių

laikmenos paviršiaus plotas neturi viršyti 250 m2/m

3. Diskų skersmenys būna nuo 0,6 m iki

5 m, veleno ilgis iki 10 m. Nuotekų pratekėjimo nardinamojo reaktoriaus rezervuare trukmė,

pratekant maksimaliam numatytam nuotekų debitui, turi būti ne mažesnis kaip 1 h, arba

rezervuaro tūris turi būti ne mažesnis kaip 4 l/m2 reaktoriaus diskų paviršiaus ploto (STR

2.02.05:2004). Norint apvalyti tokio tipo biofiltru gyvenvietės su 500 gyventojų nuotekas iki

35 mg BDS5/l reikalingas apie 1950 m2 diskų paviršiaus plotas (LEVITAS E.,

RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008).

Anaerobiniai reaktoriai leidžia pašalinti aerobinio valymo metodo didelių energijos

sąnaudų aeracijai trūkumus bei susidarančios perteklinės biomasės perdirbimo ir utilizavimo

problemas. Anaerobiniams reaktoriams nereikia elektros energijos aeracijai, o nuotekose

esantys organiniai teršalai paverčiami į energijos šaltinį – metano ir anglies dvideginio dujas.

Anaerobinius reaktorius pagal biomasės būseną juose galima suskirstyti į dvi grupes

(LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008): reaktorius su skendinčia biomase ir

reaktorius su pritvirtinta biomase (pastarųjų veikimas analogiškas kaip bioplėvelinių

biofiltrų). Vidutinio klimato sąlygomis anaerobinių reaktorių vidutinis valymo efektyvumas

90

siekia 43,3 % pagal BDS5 ir 56,1 % pagal skendinčiąsias medžiagas. Anaerobinių reaktorių

veikimas plačiai tirtas užsienio, Lietuvoje VGTU ir ASU mokslininkų, siekiant išgauti

biodujas iš gyvulių ir paukščių mėšlo, mėsos, maisto pramonės bei kitų atliekų.

Nuotekų valymas aktyviuoju dumblu. Veiklusis dumblas yra biologinė masė

(dribsniai), susidarantis skendinčiųjų bakterijų ir kitokių mikroorganizmų augimo

valomosiose nuotekose aerobinėmis arba anaerobinėmis sąlygomis. Valymo veikliuoju

dumblu pagrindą sudaro nuotekų biologinis švarinimas, kai nuotekų ir veikliojo dumblo

mišinys aerotanke (biologiniame reaktoriuje) yra maišomas ir / ar aeruojamas, vėliau

antriniame nusodintuve veiklusis dumblas nuo valytų nuotekų atskiriamas ir grąžinamas į

vyksmą, o dumblo perteklius pašalinamas (3.32 pav.).

3.31 pav. Diskinio biofiltro schema. 1 –

rezervuaras, 2 – pertvara su kiaurymėmis, 3 –

velenas, 4 – skirstomasis bakelis, 5 –

reduktorius, 6 – elektros variklis, 7 –

plastmasiniai diskai, 8 – įrenginio ištuštinimo

vamzdis, 9 – išleidžiamoji kišenė, 10 –

bandinio atskyriklis, 11 – vamzdis išvalytoms

nuotekoms išleisti (pagal ПОГРУЖНЫЕ

БИОФИЛЬТРЫ)

3.32 pav. Aerotanko veikimo

schema. 1 – cirkuliuojantis aktyvusis

dumblas, 2 – perteklinis veiklusis

dumblas, 3 – siurblinė, 4 – antrinis

nusodintuvas, 5 – aerotankas, 6 – pirminis

nusodintuvas (pagal АЭРОТЕНКИ)

Nuotekų biologinis valymas ir veikliojo dumblo atskyrimas gali vykti ne atskiruose

rezervuaruose (aeravimo ir nusodinimo), bet gali būti atitinkamai periodinių procesų įrenginys

viename rezervuare – sekos biologiniame reaktoriuje arba jo modifikacijose (periodinio

veikimo kanaluose).

91

4. DIRVOŽEMIO APSAUGA

4.1. Dirvožemio ištekliai, sudėtis ir reikšmė

Dirvožemis apibudinamas įvairiai, tačiau jo sąvokos yra panašios, papildančios viena

kitą. Pagal tarptautinį standartą ISO 11074:1996, dirvožemis – viršutinis Žemės plutos

sluoksnis, sudarytas iš mineralinių dalelių, organinės medžiagos, vandens, oro ir organizmų.

Plačiau dirvožemio sąvoką bandyta apibrėžti Lietuvos Respublikos dirvožemio apsaugos

įstatymo projekte (DAĮ PROJEKTAS, 1998): dirvožemis – dirvodaros veikiamas viršutinis

Žemės plutos sluoksnis (dažniausiai apie 120–150 cm storio), susidarantis iš mineralinių

dalelių, organinių medžiagų, vandens, oro bei gyvųjų organizmų, sudarančių derlingą

daugiakomponentinę sistemą. Šiuo metu Lietuvoje teisės aktuose pateikiama tokia dirvožemio

sąvoka: dirvožemis – tai viršutinis purusis Žemės plutos sluoksnis, susidaręs iš gimtosios

uolienos, veikiant dirvodaros procesams (kompleksiškai veikiant vandeniui, orui, gyviesiems

organizmams), ir turintis potencialų derlingumą.

Dirvožemio ištekliai pasaulyje yra riboti. Jūros ir vandenynai sudaro apie 71 % viso

Žemės paviršiaus (per 510∙106 km

2), o sausuma užima apie 149∙10

6 km

2 plotą. Didžiąją

sausumos dalį užima kalnai, ledynai, dykumos, druskingos ir per drėgnos žemės, amžino įšalo

teritorijos, upės ir ežerai. Pasaulio žemės ūkio naudmenos užima apie 4500∙106 ha (apie

1500∙106 ha ariamosios žemės ir daugiamečių žolynų, apie 3000∙10

6 ha pievų ir ganyklų).

Didžiausią Lietuvos ploto (6530023 ha) dalį 2010 metais užėmė žemės ūkio naudmenos

(3463387 ha) arba 53 % visos teritorijos (4.1 pav.).

4.1 pav. Žemės fondo pasiskirstymas pagal žemės naudmenų plotą procentais

(LIETUVOS RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011)

92

Iš jos ariamosios žemės buvo 2928450 ha, sodų – 59681 ha, pievų ir natūralių ganyklų

475256 ha. Miškai užėmė 2126434 ha, keliai – 132119 ha, vandenys – 262640 ha, užstatyta

teritorija – 180492 ha, kita žemė sudarė 364951 ha. Kitos žemės fonde pažeistų žemių buvo

22362 ha, pelkių 116379 ha, medžių ir krūmų želdinių – 84014 ha ir nenaudojamų žemių –

142196 ha. Lietuvoje yra 2942956 ha nusausintų ir 4433 ha drėkinamų žemių (LIETUVOS

RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011). Didelį rūpestį dirvožemio apsaugos klausimais

kelia žmogaus veikla (netinkamas ūkininkavimas, masinis miškų kirtimas), pramonės veikla,

turizmas, miestų ir pramonės plėtra, statybos darbai, kurie generuoja pažeistą žemių plotų

augimą, dirvožemio degradaciją, užteršimą bei naikinimą. Žmonių veikla sąlygoja dirvožemio

degradaciją, teršimą, naikinimą.

Dirvožemio degradacija – tai dirvožemio derlingumo sumažėjimas arba sunykimas,

pakitus dirvožemio fizikinėms, cheminėms ir biologinėms savybėms dėl gamtinių ir

technologinių veiksnių įtakos. Dirvožemio teršimas – veikla, dėl kurios į dirvožemį patenka

įvairios kenksmingos žmonių sveikatai ir aplinkai medžiagos bei organizmai tokiais kiekiais,

kad mažėja dirvožemio derlingumas, ekologinė higieninė ir sanitarinė aplinkos būklė.

Dirvožemio naikinimas (žalojimas) – mechaninis dirvožemio savybių pakeitimas, nesusijęs su

žemės ūkyje naudojamų dirvožemio įdirbimu, neigiamai veikiantis vieną arba kelias

dirvožemio savybes.

Dirvožemį sudaro kietoji, skystoji, dujinė ir gyvoji fazės. Dirvožemio kietoji fazė, dar

kitaip vadinama dirvožemio skeletu, yra mineralinė dirvožemio dalis, kuri susiformavo iš

dirvodarinės uolienos. Dirvožemio mineralinės medžiagos pagal jų granuliometrinę sudėtį

(dalelių dydį) yra skirstomos į šešias frakcijas: akmenis, žvyrą, smėlį, dulkes, dumblą.

koloidus (4.1 lentelė). Dirvožemyje daugiausia būna vadinamojo smulkžemio, t. y. mažesnių

kaip 1 mm dalelių. Priklausomai nuo granuliometrinės sudėties dirvožemiai skirstomi į

sunkius, vidutinio sunkumo (priemolio) ir lengvus (smėlio, priesmėlio). Nuo dirvožemio

granuliometrinės sudėties priklauso beveik visos jo fizikinės ir cheminės savybės.

4.1 lentelė. Dirvožemio dalelių frakcijos (pagal DIRVOŽEMIO GRANULIOMETRINĖ SUDĖTIS)

Frakcija Dalelių dydis, mm

1. Akmenys > 3

2. Žvyras 3–1

3. Smėlis:

- stambus (rupus)

- vidutinio stambumo (rupumo)

- smulkus

1–0,5

0,5–0,25

0,25–0,05

4. Dulkės:

- stambios (rupios)

- vidutinio stambumo (rupumo)

- smulkios (švelnios)

0,05–0,01

0,01–0,005

0,005–0,001

5. Dumblas 0,001–0,0001

6. Koloidai < 0,0001

93

Skystoji dirvožemio fazė – tai dirvožemio tirpalas (vanduo su ištirpusiomis

mineralinėmis, organinėmis medžiagomis ir dujomis). Dujinė dirvožemio fazė – tai

dirvožemio oras, esantis vandens neužimtose porose. Optimalus oro kiekis dirvožemyje – 10–

20 %. Gyvąją dirvožemio fazę (dar vadinamą biota) sudaro jame esantys mikroorganizmai,

bestuburiai gyvūnai, dumbliai, augalų šaknys ir kt. Dirvožemio biota skirstoma į keturias

pagrindines dalis: augalai, grybai, gyvūnai ir mikroorganizmai.

Dirvožemio reikšmė yra įvairiapusiška. Pirmiausia dirvožemis užtikrina sąlygas

gyvybės vystymuisi Žemėje, augalų derlingumą, aprūpina žmoniją maisto produktais, o

augalus vandeniu ir maistinėmis medžiagomis, lemia geologinės ir biologinės medžiagų

apykaitos tarpusavio sąveiką. Dirvožemio derlingumas sąlygoja gyvųjų organizmų

pasiskirstymą, tankį žemynuose ir atskirose teritorijose. Dirvožemis sukaupia didelius

organinės medžiagos kiekius (pvz., humusas) ir išlaiko cheminės energijos šaltinius

(biogenines medžiagas). Dirvožemis taip pat turi higieninę reikšmę, nes jis yra lyg natūrali

laboratorija: jame žūsta patogeninės bakterijos, virusai, parazitinių kirmėlių kiaušinėliai,

tačiau per dirvožemį galima užsikrėsti infekcinėmis ligomis, pvz., cholera, stablige ir kt.

Dirvožemis yra cheminių ir radioaktyviųjų medžiagų cirkuliacijos terpė sistemoje „Išorinė

erdvė – žmogus“.

4.2. Dirvožemio savybės

Dirvožemis pasižymi fizikinėmis, cheminėmis ir kitomis savybėmis. Nuo šių savybių

labiai priklauso dirvožemio taršos, žalojimo, naikinimo, degradacijos intensyvumas, apsaugos

priemonių panaudojimo efektyvumas. Dirvožemio fizikines savybes galima suskirstyti į

bendrąsias ir fizines-mechanines. Pagrindinės dirvožemio fizikinės-mechaninės savybės yra:

lipnumas, kietumas, plastiškumas, brinkimas, rišlumas. Nuo šių savybių priklauso žemės

dirbimo laikas ir kokybė, dirvožemio žalojimo pasekmės. Dirvožemis pasižymi ir kitomis

fizikinėmis savybėmis: poringumu, oro ir vandens pralaidumu, drėgmės imlumu, dirvos

kapiliarumu, tankiu, drėgnumu (DIRVOŽEMIO FIZIKINĖS...).

Dirvožemio lipnumas – drėgno dirvožemio dalelių savybė lipti tarpusavyje arba prie

įvairių daiktų. Lipnumas – neigiama savybė, apsunkinanti arimą, kasimą, dirvožemio

rekultivaciją ir kitus darbus.

Dirvos kietumas – dirvos savybė priešintis ją veikiančiam kietam kūnui. Kietumas

parodo dirvožemio dalelių sąryšį ir tų dalelių trinties jėgą su kietu kūnu. Kietas dirvas mažiau

veikia mechaninis žalojimas, vėjo ir vandens erozijos.

Dirvožemio plastiškumas – gebėjimas negrįžtamai keisti savo formą ir matmenis

(plastiškai deformuotis), veikiant išorinei apkrovai (jėgai), bet išlaikyti vientisumą.

94

Brinkimas – drėkinimo tūrio didėjimas. Labiau brinksta dirvožemiai, turintys daugiau

dumblo ir koloidinių dalelių.

Dirvožemio rišlumas – dirvožemio pasipriešinimas išorinėms jėgoms, galinčioms

atskirti dirvožemio arba grunto daleles viena nuo kitos, savybė. Rišlesni yra tie dirvožemiai,

kurie turi daugiau koloidinių dalelių, jie atsparesni dirvožemio erozijai.

Dirvožemio tankiu vadinama sauso nesuardyto dirvožemio 1 cm3 masė gramais.

Purioje dirvoje tankis siekia tik 0,95–1,1 g/cm3, o traktoriaus vėžėje gali siekti 1,6 g/cm

3.

Gamtinis tankis ρ apskaičiuojamas pagal formulę (ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш.,

КОЛЕСНИКОВ С. И., 2004):

V

Md g/cm

3, (4.1)

čia M – tam tikro tūrio grunto masė g;

V – nesuardyto grunto tūris (grūdelių tūris + porų tūris) cm3.

Dirvožemio poringumas – tai dirvos porų suminio tūrio santykis su viso grunto tūriu,

išreikštas procentais (ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш., КОЛЕСНИКОВ С. И., 2004):

100V

Vn n % (4.2)

čia Vn – suminis porų tūris tam tikrame nesuardyto dirvožemio tūryje cm3;

V – nesuardyto dirvožemio (grunto) tūris cm3.

Dirvos geriausiai apsivalo nuo biologinių ir cheminių teršalų esant 60–65 %

poringumui. Juo poringumas didesnis, tuo dirvos filtracijos savybės prastesnės, dirvožemis

būna labiau užterštas.

Dirvožemio oro pralaidumas – dirvožemio savybė praleisti orą per jo visą sluoksnį.

Esant geram oro pralaidumui į dirvą patenka daugiau deguonies, aktyviau vyksta oksidacija,

geriau apsivalo nuo užterštumo organinėmis medžiagomis. Geriau ventiliuojasi stambiagrūdės

bei sausos dirvos.

Dirvožemio drėgnumas – tam tikras jame esančios drėgmės kiekis.

Vandens pralaidumas (filtracinės savybės) – dirvos savybė sugerti ir praleisti vandenį.

Nuo filtracijos priklauso dirvos galimybė valyti gyvenviečių nutekamuosius vandenis,

užteršti požeminius vandens šaltinius pavojingais bei užterštais gyvenviečių paviršiniais

vandenimis.

Drėgmės imlumas – drėgmės kiekis, kurį sugeba dirva išlaikyti kapiliarinėmis ir

sorbcinėmis jėgomis. Dirvos drėgmės imlumas tuo didesnis, kuo mažesnės dirvos poros ir

kuo didesnis jų tūris. Vidutinio stambumo žvyras sulaiko 7 %, stambus smėlis – 23 %, o

95

smulkus 65 % vandens. Drėgnos dirvos nepraleidžia oro, blogai filtruojasi, trukdo

nutekamųjų vandenų apsivalymui. Tokios dirvos būna nesveikos, šaltos ir šlapios.

Dirvos kapiliarumas – sugebėjimas pakelti vandenį kapiliarais iš apatinio horizonto į

viršutinį. Kuo dirva smulkesnė (taip pat ir didesnio poringumo, tuo ji ir kapiliariškesnė.

Didelis kapiliarumas gali būti pastatų drėgnumo priežastis, nes drėgmė gali pasikelti net virš

pamatų.

Dirvožemio cheminės savybės charakterizuojamos: rūgštingumu pH, organinių

medžiagų sudėtimi, azoto, fosforo, kalio, kalcio kiekiu ir kitais parametrais.

Dirvožemio rūgštingumas – dirvožemio gebėjimas neutralizuoti šarminius ir

parūgštinti neutraliosios reakcijos druskų dirvožemyje tirpalus ir vandenį. Kai pH < 7,

dirvožemis laikomas rūgštus. Dirvožemio rūgštingumą didina rūgštieji lietūs.

Dirvožemyje yra įvairių cheminių elementų, kurių reikia augalams ir gyvūnams augti.

Svarbiausi iš šių elementų – fosforas, kalis, azotas, kalcis ir kt. Kai kurių elementų augalams

reikia labai nedaug, jie vadinami mikroelementais: tai boras, molibdenas, varis, cinkas ir kt.

Cheminių elementų (mikroelementų) ir mikroelementų trūkumas kompensuojamas trąšomis.

Organinės savybės. Dirvožemio organinė dalis susideda iš organinių liekanų (augalų,

gyvūnų, grybų ir kt.) ir humuso. Humuso šaltiniai yra aukštesniųjų augalų, gyvūnų ir

mikroorganizmų liekanos. Rytų Lietuvos velėniniuose jauriniuose dirvožemiuose yra 0,5–

1,0 % humuso, o derlinguose Vidurio Lietuvos karbonatiniuose dirvožemiuose jo būna 3 % ir

daugiau.

4.3. Dirvožemio tarša, žalojimas, naikinimas ir degradacija

Dirvožemio tarša, dar kitaip vadinama dirvožemio teršimu, tai – veika, dėl kurios į

dirvožemį patenka įvairios kenksmingos žmonių sveikatai ir aplinkai medžiagos bei

organizmai tokiais kiekiais, kad mažėja dirvožemio derlingumas ir ekologinė, higieninė ar

sanitarinį aplinkos būklė. Dirvožemio tarša gali būti gamtinė (natūralioji) ir antropogeninė.

Natūraliąją taršą sąlygoja dirvožemio druskėjimas, vulkanų pelenai, rūgštieji lietūs, smėlio

audros, gruntų nuošliaužos, potvyniai, audros ir kiti gamtiniai reiškiniai. Antropogeninės

kilmės taršą generuoja pramonė, žemės ūkis, statybos, autotransportas, komunalinis ūkis,

žmonių gyvensenos būdas.

Dirvožemio tarša pagal savo apimtis (mastus) gali būti skirstoma į lokaliąją ir

pasklidusiąją. Lokalioji tarša – tai vietinių dirvožemių teršimas, o pasklidusioji tarša – tai

rajonų, regionų ir didesnių dirvožemio plotų tarša. Vietinę taršą sukelia pramonės, energetikos

objektai, transporto srautai automagistralėse, žemės ūkyje gyvulininkystės fermos,

96

kompleksai bei paukštynai. Pasklidusiosios taršos pagrindiniai šaltiniai žemės ūkio gamyboje

yra tręšiami bei rūgščiųjų lietų drėkinami laukai.

Dirvožemio teršalai – cheminės medžiagos, biologiniai organizmai ir jų gyvybinės

veiklos produktai, esantys nederamoje vietoje, nederamu kiekiu ir laiku. Cheminės

medžiagos, kurios tikslingai įterpiamos į dirvožemį, gali tapti teršalais, kai viršija leidžiamus

naudojimo kiekius ir koncentracijas: tai mineralinės trąšos, pesticidai, augalų derlių

stimuliuojančios medžiagos. Kitai cheminių teršalų grupei priklauso atsitiktinai į dirvožemį

patenkančios cheminės medžiagos – sunkieji metalai, technologiniai skysčiai, kietosios ir

dujinės, nusėdančios ant dirvožemio, atliekos. Pastarosioms medžiagoms priskiriamos

buitinės ir pramoninės nuotekos, transporto deginiai ir kitos dujos. Biologiniai teršalai – tai

įvairios bakterijos, virusai, pirmuonys, helmintai, puvimo produktai, pelėsiai, gyvulių vilna ir

kt. Dirvožemio teršalai sukelia dirvožemio užterštumą.

Dirvožemio užterštumas – gyviesiems organizmams kenksmingų medžiagų

dirvožemyje buvimas ir kaupimasis (BALTRĖNAS P., 2008). Dirvožemio užterštumas gali

būti stabilusis (pvz., pramonės įmonių sukelta tarša) ir nestabilusis (laikinasis) (pvz., pertręšti

laukai). Pagal teršalų pasiskirstymo pobūdį užterštumas gali būti koncentruotas (arti vietinio

taršos šaltinio) ir išsklaidytas (dideliame teritorijos plote). Užterštose dirvožemio teritorijose

gali būti išskiriamos tokios vietos (BALTRĖNAS P., 2008):

įtartinos (vieta, kuri įtariama galinti būti pavojinga aplinkai ir ypač žmogaus sveikatai);

pavojingos (vieta, pavojinga aplinkai ir ypač žmogaus sveikatai);

tarpais užterštos (vieta, kurioje yra atskiri dirvožemiui kenksmingųjų medžiagų didelių

koncentracijų židiniai); teršalų išplitimas yra paprastai nedidelis, o koncentracijos laipsnis

– didelis;

tolygiai užterštos (vieta, kurioje dirvožemiui kenksmingos medžiagos koncentracija yra iš

esmės vienoda).

Lietuvos dirvožemiai labiausiai užteršti sunkiaisiais metalais, randama pesticidų

likučių. Vienas iš svarbiausių dirvožemio teršimo sunkiaisiais metalais šaltinių yra

mineralinės trąšos. Trąšų gamintojai nurodo, kad jas naudojant pagal vidutines tręšimo

normas, į dirvožemį su jomis nepatenka neleistinas kiekis sunkiųjų metalų. Sunkieji metalai į

dirvožemį patenka ne tik su trąšomis, bet ir su krituliais, dulkėmis, iš pramonės objektų. Net ir

nedideli sunkiųjų metalų kiekiai turi savybę kauptis, tuo keldami pavojų gyvajai gamtai ir

žmogui (pvz., švinas pažeidžia nervų sistemos veiklą). Neigiamą poveikį dirvožemiui turi

augalų apsaugos priemonės – pesticidai. Perdozuotas pesticidų naudojimas toksiškai veikia

visus gyvuosius dirvožemio organizmus, slopina biologinį ir biocheminį dirvožemio

aktyvumą, patenka į augalus, gyvulius, o per juos į žmogaus organizmą. Pesticidai pasižymi

97

mutageniškumu, pakeisdami daugelio dirvožemio gyvųjų organizmo rūšių paveldimąsias

savybes ir sukeldami genetines mutacijas (pasikeitimus). Pesticidai iš pradžių kaupiasi

viršutiniame dirvožemio sluoksnyje, vėliau migruoja gilyn į dirvožemį, ištirpę paviršiniame

vandenyje – į vandens telkinius.

Dirvožemio taršą pavojingomis cheminėmis medžiagomis reglamentuoja HN 60:2004.

Joje yra pateikiamos kai kurių sunkiųjų metalų ir pesticidų didžiausios leidžiamos

koncentracijos bei foniniai teršiančių medžiagų kiekiai (4.2 lentelė).

4.2 lentelė. Kai kurių pavojingų cheminių medžiagų didžiausios leidžiamos

koncentracijos ir jų foniniai kiekiai dirvožemyje (pagal HN 60:2004)

Medžiagos

pavadinimas

Didžiausia leidžiama

koncentracija (DLK)

mg/kg

Foninis cheminės medžiagos kiekis mg/kg

smėlio ir priesmėlio

dirvožemyje

priemolio ir molio

dirvožemyje

Chromas (Cr) 100 30 44

Cinkas (Zn) 300 26 36

Kadmis (Cd) 3 0,15 0,2

Manganas (Mn) 1500 427 451

Nikelis (Ni) 75 12 18

Švinas (Pb) 100 15 15

Varis (Cu) 100 8,1 11

Pesticidai (bendras) 0,1 - -

Transporto priemonės teršia dirvožemį labiausiai sunkiaisiais metalais, naftos

produktais. Siekiant užtikrinti eismo saugumą žiemą keliai barstomi druskomis. Plečiant

transporto infrastruktūrą, tiesiant kelius reikia šalinti augalijos sluoksnį, o tai spartina

dirvožemio eroziją. Eismo įvykių metu išsilieję naftos produktai nuplaunami nuo kelio

paviršiaus ant pakelių dirvožemio. Transporto srautai padidina chromo, nikelio, o seniau ir

švino kiekį pakelių dirvožemyje. Vienas iš dirvožemio teršėjų sunkiaisiais metalais yra ir

geležinkeliai. Pagal geležinkelio transporto taršos sunkiaisiais metalais dirvožemyje tyrimų

duomenis (BALTRĖNAS P., VAITIEKŪNAS P., BAČIULYTĖ Ž., 2009), ryškiausios

migracinės savybės būdingos švinui ir cinkui, nes jų didžiausios koncentracijos rastos iki 50

m nuo bėgių. Radviliškio geležinkelio stoties teritorijoje švino Pb junginių koncentracija DLK

viršija 1,8 karto, Pavilnių – Ni DLK viršija 1,9 karto, Cu – 1,85 karto, Zn – 1,1 karto. Šių

geležinkelio stočių teritorijos priskiriamos užterštų teritorijų kategorijai, o geležinkelio

atkarpa Ignalina–Švenčionėliai – mažai užteršto dirvožemio kategorijai (čia Cu DLK viršija

1,17 karto, Pb – 1,16, foninę koncentraciją viršija beveik visi metalai, išskyrus Cr ir Mn).

Globalinės taršos atveju su krituliais, dulkėmis į dirvožemį gali patekti radionuklidai.

Atominių elektrinių avarijų, atominių bombų sprogdinimų atvejais pavojingiausi yra stroncio

90Sr ir cezio

137Cs radionuklidai. Radionuklidai daugiausia būna viršutiniuose dirvožemio

sluoksniuose. Po Černobylio AE avarijos minėtų radionuklidų daugiausia randama pietiniuose

ir pietvakariniuose Lietuvos rajonuose.

98

Dirvožemio žalojimas apibrėžiamas kaip mechaninių dirvožemio savybių pakeitimas,

nesusijęs su žemės ūkyje naudojamų dirvožemių įdirbimu, neigiamai veikiantis vieną arba

kelias dirvožemio savybes (DAĮ PROJEKTAS, 1998). Pavyzdžiui, sutrikus sausinamajam

žemių drenažui, dirvožemis gali užpelkėti, o nekalkinamų dirvų – padidėti dirvožemio

rūgštingumas. Dirvožemio naikinimas suprantamas kaip jo dangos sunaikinimas dėl pramonės

ir urbanistinės žmogaus veiklos (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008). Labiausiai dirvožemis

naikinamas kasant naudingąsias iškasenas (žvyrą, smėlį, molį) atviruoju būdu. Daug žemės

naudmenų prarandama tiesiant kelius, statant naujas įmones, plečiant miestus. Lietuvoje yra

per 22 tūkst. ha pažeistų žemių (LIETUVOS RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011),

kasmet užstatoma daugiau kaip 20 tūkst. ha teritorijos. Daug naudmenų prarandama tiesiant

kelius, geležinkelius, elektros ir ryšių linijas, vamzdynus, įrengiant tvenkinius, kai užliejami

dideli plotai, patvenkiant upes. Kauno HE marios užima 6250 ha plotą, Antalieptės tvenkinys

– 1911 ha, Elektrėnų – 1080 ha. Lietuvos visų kelių ilgis siekia per 82 tūkst. km, geležinkelių

beveik 1800 km.

Dirvožemio degradacija – dirvožemio derlingumo sumažėjimas arba sunykimas,

pakitus dirvožemio fizikinėms, cheminėms ar biologinėms savybėms dėl gamtinių ir

technologinių veiksnių įtakos arba tiesiog dirvožemio kokybės praradimas. Dirvožemio

degradaciją sukelia ir paspartina antropogeninė veikla – netinkamas ūkininkavimas ir

miškininkystė, pramonės veikla, turizmas, miestų ir pramonės plėtra, statybos darbai.

Dirvožemį veikia įvairūs degradacijos procesai, iš jų žalingiausi yra erozija, organinių

medžiagų mažėjimas, vietinė ir išsklaidytoji tarša, tankinimas, įdruskėjimas, potvyniai,

nuošliaužos, sandarinimas, biologinės įvairovės nykimas. Europos aplinkos agentūros

duomenimis (EAA), vandens erozijos yra paveikta 115∙106 ha, arba 12 % Europos ploto, o

vėjo erozijos – 42∙106 ha, iš jų 2 % labai stipriai. Dirvožemio organinės medžiagos labai

svarbios dirvožemio anglies ciklui. Dirvožemis yra šiltnamio efektą sukeliančių dujų

emitentas ir kartu anglies saugykla jame yra 1500 Gt organinės ir neorganinės anglies. Apie

45 % Europos dirvožemių yra mažai arba labai mažai organinės anglies (t. y. 0–2 % organinės

anglies), o 45 % yra vidutinis jų kiekis (t. y. 2–6 % organinės anglies). Nemažą pavojų

dirvožemiui kelia dirvų tankinimas (volavimas, technikos važinėjimas ir kt.). Apie 18 %

dirvožemių yra patyrę podirvio tankinimą, iki 36 % Europos podirvių gresia didelis arba labai

didelis tankinimo pavojus (COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT, 2006).

Įdruskėjimas – tai tirpių druskų susikaupimas dirvožemyje. Europoje yra įdruskėję

apie 3,8 mln. ha, o pasaulyje 62–82 mln. ha dirvožemių. Daugiausia jų Italijoje (Kampanijos

regionas), Ispanijoje (Ebro slėnis), Vengrijoje (Pagonijos lyguma), taip pat kai kuriose

Graikijos, Portugalijos, Prancūzijos, Slovakijos, Austrijos vietovėse. Įdruskėję dirvožemiai

99

paviršiniame sluoksnyje turi 1 % ir daugiau lengvai tirpstančių druskų (ypač natrio, magnio,

kalcio, chloridų, sulfatų). Labiausiai įdruskėja užliejami, lietinami dirvožemiai.

Potvynius lygumų upėse sukelia pavasarį tirpstantis sniegas, kalnų upėse – vasarą

tirpstant sniegui ir ledynams, musoninio klimato šalyse upės patvinsta lietinguoju metų laiku.

Vandenynų ir jūrų potvynius sukelia Mėnulio ir Žemės bei Saulės ir Žemės traukos jėgos.

Nemuno deltoje potvynio vandenimis užliejama zona apima teritoriją nuo Rambyno kalno iki

Kuršių marių. Bendras užliejamos teritorijos plotas siekia apie 600 km2 (60000 ha). Didelę

žalą ūkiui daro ir nuošliaužos – uolienų masės nuslinkimas šlaitu žemyn dėl sunkio jėgos arba

slenkančių uolienų masė. Nuošliaužos dažniausiai įvyksta vietovėse, kuriose dirvožemis yra

neatsparus erozijai, molingas podirvis, statūs šlaitai, dažnai iškrenta gausūs krituliai.

Nuošliaužų iš Europos valstybių dažniausiai susidaro Alpių ir Viduržemio jūros regionuose.

Šiuo metu nėra duomenų, koks bendras ES plotas yra paveiktas šio proceso.

Sandarinimas – dirvožemio paviršinio sluoksnio padengimas sandaria medžiaga. Vis

daugiau dirvožemio paviršinio sluoksnio užsandarinama, plėtojant kelių tinklus, tvarkant

teritorijas. 1990–2000 metais Europos Sąjungos 15-oje narių užsandarintas plotas padidėjo

6 % (COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT, 2006).

Dirvožemio degradacijos žalą įvertinti sunku. Dirvožemio erozija kainuoja kasmet

nuo 0,7 iki 14 mlrd. eurų, įdruskėjimas – 158–321 mln. EUR, nuošliaužos – kiekvienam

įvykiui iki 1,2 mlrd. EUR, tarša – 2,4–17,3 mlrd. EUR. Bendra išlaidų, kurias įmanoma

apskaičiuoti, suma, remiantis turimais duomenimis apie erozijos, organinių medžiagų

mažėjimo, įdruskėjimo, nuošliaužų ir taršos ekonomines pasekmes, ES šalyse sudaro kasmet

iki 38 mlrd. EUR.

4.4. Dirvožemio erozija

Dirvožemio erozija – tai dirvožemio viršutinių sluoksnių irimas, sukeliamas judančio

vandens, vėjo, mechanizmų ar gyvūnų, pernešančių dirvožemio daleles į kitą vietą. Lietuvoje

15 % žemės naudmenų yra nuolat veikiami erozijos, o 38 % yra potencialios sąlygos erozijai

pasireikšti. Nedidelio ir vidutinio kalvotumo rajonuose kasmet nuplaunama 20–25 t/ha

dirvožemio, o labai kalvotuose plotuose – net 120 t/ha. Vėjo erozija nėra tokia žalinga kaip

vandens, ji pasireiškia maždaug 160 tūkst. ha plote suartose dirvose. Iš viso šalyje yra apie

360 tūkst. ha eroduojančių žemės ūkio naudmenų.

Dirvožemio erozija klasifikuojama įvairiai. Gamtoje nuolat vyksta natūralioji

dirvožemio erozija. Dirbamose žemėse vyrauja antropogeninė dirvožemio erozija, dažnai

vadinama skatinamąja erozija, kurią sukelia žmogaus ūkinė veikla. Pagal sukeliančius

veiksnius dirvožemio erozija skirstoma į mechaninę, vėjo, vandens, cheminę, mišriąją.

100

Mechaninę eroziją galima skirstyti į agrotechninę, melioracinę, statybinę, energetinę,

komunalinę-buitinę ir pramoninę (4.2 pav.). Žemės ūkio gamyboje ženklų poveikį dirvožemio

erozijai turi mechaniniai veiksniai, kuriuos sukelia žemės ūkio technika ardama,

kultivuodama, akėdama ir kitaip purendama bei suslėgdama dirvas. Dirbant kalvotuose

laukuose žemės sluoksniai nustumiami šlaitu žemyn, o viršuje atidengiamas nederlingas

podirvis. Nemažai žalos dirvožemiui daro žemės ūkio, miškų, melioracijos ir statybos

technika, kuri kasa, perstumia, sumaišo humusą su nederlingu podirvio gruntu. Neigiamą

poveikį daro gyventojai, turistai, kurie mindo, sutrypia dirvožemį, taip pat gyvuliai.

4.2 pav. Mechaninės erozijos rūšys ir poveikis dirvožemiui

Lietuvoje intensyviausiai dirvožemius veikia vandens erozija. Vandens erozija –

tekančio vandens sukeliamas dirvožemio ardymas ir jo dalelių pernešimas iš vienos vietos į

kitą. Vandens erozija skirstoma į antžeminę ir požeminę (JANKAUSKAS B.,1996).

Antžeminę eroziją sukelia lietaus lašai ir tekantis vanduo, o požeminę – pro dirvožemį ir

dirvodarinės uolienos sluoksnius prasisunkęs vanduo. Vandens erozija būna lašelinė

(taškančioji), paviršinė (plokštuminė), srovelinė, griovelinė, raguvinė, upinė. Lašelinę

dirvožemio eroziją sukelia krintantys lietaus lašai, ištaškantys grunto daleles visomis

kryptimis, suardydami dirvožemio trupininę struktūrą. Paviršinę (plokštuminę) eroziją sukelia

dirvos paviršiumi tekantis vanduo. Vanduo teka dirvos paviršiumi, esant bent 1o nuolydžiui, o

esant 3o nuolydžiui tekantis vanduo jau išgraužia griovelius, gali susidaryti griovos, raguvos.

Vanduo nuneša dirvos humusingą dirvožemį, išplauna augalams būtinas chemines medžiagas,

sumažėja organinių medžiagų. Nemunas kasmet į Kuršių marias nuplukdo apie 38600 t

smulkžemio (ŠEŠELGIS K., 1991). Antžeminės erozijos intensyvumas pirmiausia priklauso

nuo šlaito statumo. Kuo šlaitas statesnis, tuo erozija intensyvesnė. Nuplaunamo dirvožemio

Mechaninė erozija

Agrotechninė Melioracinė Statybinė Energetinė Komunalinė

-buitinė Pramoninė

Dirvos

dirbimas,

miško

darbai

Žemių

sausinimas,

drėkinimas,

kasimas

Grunto

kasimas,

sumaišymas,

kelių statyba

Energijos

perdavimo

tinklų,

vamzdynų

įrengimas

Sąvartynų,

vandentiekio-

kanalizacijos

įrengimas

Naudingųjų

iškasenų ir

durpių

gavyba

Paviršinio

grunto ardymas,

suslėgimas

Nederlingo grunto sumaišymas su humusu, derlingumo

sumažėjimas, terikonų įrengimas

Karjerų ir šlaitų

susidarymas,

nuošliaužos

Eroziją sukeliantys šaltiniai: žemės ūkio, miškų, melioracijos ir statybos technika, transporto priemonės,

gyventojai, turistai, gyvuliai

101

kiekį y nuolydžio šlaituose 2–5o(A), 5–10

o(B) ir 10–14

o(C) galima apskaičiuoti pagal B.

Jankausko metodo empirines formules (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ

EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009):

y(A) = 0,3101 x2

– 1,3242 x + 3,5205, t/ha, R2 = 0,9416, (4.3)

y(B) = 0,8262 x2

– 4,3563 x + 9,9886, t/ha, R2 = 0,9703, (4.4)

y(C) = 1,237 x2

– 7,0364 x + 16,775, t/ha, R2 = 0,9678, (4.5)

čia y – dirvožemio nuoplova t/ha;

x – šlaito statumas laipsniais.

Upių, ežerų, Kauno marių krantus

ardo šoninė ir vandens telkinių mūšos erozija

(4.3 pav.). Baltijos mūša intensyviai ardo

pajūrio kopas.

Išskiriami du požeminės vandeninės

erozijos porūšiai: tirpdančioji ir ardančioji

erozija. Tirpdančioji vandeninė erozija tirpdo

ir išplauna tirpiuosius mineralus, gipsą,

kalcitą ir kt. Ištirpintų ir išplautų uolienų

vietoje formuojasi karstinės tuštumos.

4.3 pav. Avižlio ir Ventos upių

santakos erozijos atragis (AVIŽLIO

ATRAGIS, 2011)

Vėjo erozija (defliacija) – fizinis reiškinys, kai puriosios (biriosios) dirvožemio

viršutinio sluoksnio dalelės vėjo yra pernešamos iš vienos vietos į kitą. Vėjinė erozija vyksta

tada, kai yra sausas dirvožemis, pakankamas vėjo greitis ir nėra augalinės dangos. Vėjinei

erozijai kilti lengvose dirvose pakanka 6 m/s, o sunkiose – 10 m/s vėjo greičio. Ši erozija

nupusto purius viršutinius dirvožemio sluoksnius. Lietuvoje vėjinė erozija daugiausiai vyksta

Kuršių nerijoje, Baltijos pajūryje, smėlėtoje Pietryčių lygumoje. 1981 metais Kaltinėnų

bandymų stoties smėlingo dirvožemio lauke vėjas nupustė 23 cm viršutinį sluoksnį

(REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).

Tipingoms vietoms vėjinės erozijos nunešamo dirvožemio kiekį galima apskaičiuoti

pagal formulę (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS

MAŽINIMUI, 2009):

d = f (v3) g/(m

2∙s), (4.6)

čia d – nuplauto dirvožemio kiekis g/(m2∙s);

v2 – vėjo greitis m/s.

102

Nupustomo dirvožemio kiekį per mėnesį ar kitą laikotarpį (metus, savaitę) galima

apskaičiuoti pagal formulę (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS

MAŽINIMUI, 2009):

10.. 3

2

3

21

3

1 nndmėm TvTvTvV kg/h, (4.7)

čia Vdmėn – nupustyto dirvožemio kiekis kg/ha;

v1 , v2, vn – vidutinis atskiro vėjo greičio diapazono (laikotarpio dalies, kai vėjo greitis

viršija kritinį 5–7 m/s greitį) rodiklis m/s;

T1, T2, Tn – skaičiuojamo diapazono trukmė % nuo analizuojamo laikotarpio (mėnesio,

metų ar kt. laikotarpio) trukmės.

Cheminė erozija – reiškinys, kai vanduo išplauna iš dirvos dalį cheminių medžiagų ir

nuneša į vandens telkinius (upes, ežerus, tvenkinius) ir požeminius vandenis.

Mišriąją eroziją generuoja du ar keli skirtingos erozijos veiksniai, kurie yra

potencijuojančio, suminio ar nepilno suminio poveikio. Dirvožemį dažniausiai veikia

mechaninė ir vėjo, vandens ir vėjo, vandens ir mechaninė erozijos. Dirvožemio mechaninis

įdirbimas (arimas, kultivavimas, sėja) kartu su vėju sukelia dirvožemio derlingojo sluoksnio

išpustymą, didelį dulkėtumą. Lašelinė vandens erozija yra tuo intensyvesnė, kuo smarkiau

pučia vėjas, tuo lietaus lašai greičiau krinta į dirvožemį (ypač kalvotose dirvose). Vanduo

tekėdamas mobilios technikos vėžėmis, atsiradusiomis dėl mechaninės erozijos, labiau ardo

derlingąjį sluoksnį.

Metinis dirvožemio nuostolis (erozijos rizika) gali būti apskaičiuojamas pagal JAV

naudojamą patobulintą universaliąją dirvožemio praradimo įvertinimo lygtį USLE (SOIL

EROSION AND CONSERVATION–PART 3, 2000):

A = R·K·L·S·C·P t/ha, (4.8)

čia A – vidutinis metinis dirvožemio praradimas, išreiškiantis erozijos tolerancijos faktorių,

išskaičiuotą iš kitų veiksnių t/ha;

R – kritulių eroziškumo veiksnys, priklausantis nuo klimato ir ekstremalių įvykių

galimybės ateityje;

K – dirvožemio eroziškumo veiksnys, įvertinamas iš dirvožemio savybių katalogo

(Nacional Resoures Inventory). Jis priklauso nuo dirvožemio dalelių dydžio ir

santykio – smėlio, dulkių ir molio, organinės medžiagos, dirvožemio dispersiškumo

ir pralaidumo vandeniui;

L – šlaito veiksnys (šlaito statumas %);

C – ūkininkavimo veiksnys, priklausantis nuo pasėlių augimo tempo santykio su erozijos

vyksmu dėl klimato sąlygų;

P – pagalbinių priemonių veiksnys, atspindintis kontūro naudojimą, augalų juostas,

terasas.

103

4.4 pav. Erozijos ir priklausomybė nuo

šlaito nuolydžio (pagal SOIL EROSION AND

CONSERVATION–PART 1, 2000)

Erozijos tolerancijos faktorius

dažniausiai siekia 4–11 t/ha. Pagal

ekspertų duomenis (BOARDAMAN J.,

POESEN J. (EDS), 2006), ES šalyse 26

mln. ha kenčia nuo vandens ir 1 mln. ha

nuo vėjo erozijos. Prognozuojama, kad

dėl 18 t/ha erozijos 10 % nuokalnėse

derlingumas gali sumažėti daugiau kaip

100 %, kai lygiose vietose erozija,

siekianti 4 t/ha, gali sukelti derlingumo

sumažėjimą iki 18 % (4.4 pav.).

4.5. Dirvožemio apsaugos nuo erozijos priemonės

Priešerozinių dirvožemio apsaugos priemonių tikslas – sumažinti arba visiškai

sustabdyti vykstančią eroziją ir atkurti eroduojamų dirvų derlingumą. Priešerozines priemones

galima suskirstyti į tokias grupes: teisines, ūkines-organizacines, agronomines, žemės

dirbimo, hidrotechnines (4.5 pav.).

4.5 pav. Dirbamos žemės priešerozinės priemonės

Dirbamosios žemės priešerozinės priemonės

Teisinės-norminės Ūkinės-organizacinės Agroniminės Žemės dirbimo Hidrotechninės

Lietuvos teisiniai

aktai

ES šalių teisiniai

aktai

Priešerozinių

priemonių

planavimas

Ūkio žemių plano

paruošimas

Ūkininkavimo

tvarkos

nustatymas

Ūkininkavimo

žalos gamtai

prognozavimas

Priešeroziniai

augalai

Ilgaamžės

žalienos

Priešerozinė

sėjomaina

Mulčiavimas

Kontūrinis

žemės

dirbimas

Dirvų gilusis

arimas

Žemės

dirbimo

mažinimas

Optimalus

žemės

dirbimo laikas

Griovių šlaitų

statiniai

Griovių viršūnės

statiniai

Įrenginiai

griovos dugne

Priešerozinės

priemonės

melioruotų plotų

įslėniuose

104

Teisės aktai. Dirvožemio apsaugą nuo erozijos reglamentuoja norminiai teisės aktai.

Lietuvos Respublikos Konstitucijos 54 straipsnis draudžia „niokoti žemę, jos gelmes,

vandenis, teršti vandenis ir orą“. LR Žemės reformos įstatymo 22 straipsnio antrojoje

pastraipoje nurodoma, kad žemės ūkio naudmenos, kurių dirvožemis yra veikiamas vėjo ir

vandens erozijos, turi būti naudojamos taikant priešerozinių priemonių kompleksą (LR

ŽEMĖS REFORMOS ĮSTATYMAS). Lietuvos Vyriausybė 1995 metų nutarimu Nr. 1640

„Dėl specialiųjų žemės ir miško naudojimo sąlygų patvirtinimo“ (SPECIALIOSIOS ŽEMĖS

IR MIŠKO NAUDOJIMO SĄLYGOS, 1996) dalinio pakeitimo įpareigojo žemės savininkus

ir kitus žemės naudotojus įgyvendinti teisės aktų nustatytas žemės, miško ir vandenų

apsaugos nuo erozijos ir nualinimo, aplinkos apsaugos priemones, kad nepablogėtų aplinkos

ekologinė būklė, laikytis teisės aktų nustatytų melioracinių ir kitų priežiūros bei

eksploatavimo reikalavimų. Žemės ūkio naudmenos, kurių dirvožemis yra veikiamas vėjo ir

vandens erozijos, turi būti naudojamos, taikant priešerozinių priemonių kompleksą. Tame

pačiame dokumente nustatyta intensyvaus karsto zonoje pasėlių struktūra ir tręšimas bei

augalų apsaugos sistema. Pavyzdžiui, IV grupės žemėje (esant daugiau kaip 80 įgriuvų 100 ha

plote) gali būti tik pievos ir miškai. Tokioje žemėje leidžiama auginti tik medinguosius ir

vaistinius augalus.

Vandens telkinių pakrantės apsaugos juostose draudžiama dirbti žemę, ardyti velėnas,

ganyti gyvulius, plynai kirsti medžius ir krūmus šlaituose, kurių nuolydis didesnis kaip 10o,

išskyrus piliakalnių šlaitus, tvarkomus pagal projektus ir kt.

LR žemės ūkio ministro ir LR aplinkos ministro 2008 12 09 d. įsakymu Nr. 3D-

686/D1-676 patvirtinta „Vandens taršos ir žemės ūkio šaltinių mažinimo programa“ (124.

VANDENŲ TARŠOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ŠALTINIŲ MAŽINIMO PROGRAMA, 2008). Joje

nurodoma, kad ūkiuose, turinčiuose daugiau kaip 15 ha ariamosios žemės, 50 % ploto turi

būti apsėta žieminiais ir daugiamečiais augalais. Kalvoto reljefo ūkiuose, kai kalvų šlaito

nuolydis iki 5o, daugiametės žolės turi apimti ne mažiau kaip 35–40 % bendro ploto, o kai

nuolydis nuo 5o iki 7

o – ne mažiau kaip 50 % bendro ploto. Esant šlaito nuolydžiui nuo 7

o iki

10o, daugiamečių žolių plotas sėjomainoje turi sudaryti ne mažiau kaip 65–80 %. Kai

nuolydis nuo 10o iki 15

o, turi būti auginamos tik daugiametės žolės. PAŽANGAUS

ŪKININKAVIMO TAISYKLĖSE (2007) nurodoma, kad fiziniai ir juridiniai asmenys privalo

imtis priemonių, padedančių išvengti neigiamo dirvožemio erozijos poveikio.

ES Tarybos reglamentas dėl žemės ūkio produktų gamybos metodų, atitinkančių

aplinkos apsaugos ir kaimo vietovių tausojimo reikalavimus (EEB), Nr. 2078/92 įpareigoja

ES šalis nares sudaryti aplinkosaugos schemas, numatančias apsaugines priešerozines

priemones, tinkančias vietos sąlygoms (SPECIALIOSIOS ŽEMĖS IR MIŠKO NAUDOJIMO

105

SĄLYGOS, 1996). Mažinti cheminę eroziją ragina ir HELCOM (Baltic Marine Environment

Protection Commission) 1992 m. vasario 6 d. rekomendacija 13/9 dėl azoto, ypač nitratų

išplovimo iš žemės ūkio naudmenų mažinimo.

Ūkinės-organizacinės priemonės. Siekiant išvengti ar bent sumažinti dirvožemių

eroziją reikia paruošti racionalų ūkio žemių naudojimo planą. Ūkio plane turi būti nurodyta ne

tik sėjomainų laukai, sodyba su gamybiniais pastatais, bet ir esami bei planuojami apsauginiai

želdiniai. Svarbu nustatyti tinkamą ūkininkavimo tvarką: žemės ūkio kultūrų išdėstymą,

sėjomainas, gyvulių ganymą, technikos panaudojimą ir kt.

Siekiant mažinti mechaninę eroziją, reikia parinkti mažiau buksuojančių ir

suslegiančių dirvožemį charakteristikų traktorius, pasirinkti tinkamus žemės dirbimo būdus.

Mažinant dirvožemio eroziją svarbios agronominės, hidrotechninės priemonės.

Priešerozinės agropriemonės. Priešerozinių agropriemonių tikslas – sumažinti

dirvožemio eroziją ir padidinti nuardytų dirvožemių derlingumą. Jos skirstomos į

priešerozines augalų, ilgaamžių žalienų, sėjomainos priemones (JANKAUSKAS B., 1996). Iš

agropriemonių MORGAN R. P .C. pažymi dar pasėlių priežiūros, mulčiavimo, didelio

tankumo augalų sodinimo vaidmenį (MORGAN R. P. C., 2005).

Labai gerai dirvožemį nuo erozijos saugo daugiametės žolės: liucerna, dobilų ir

motiejukų, šunažolės, eraičinų, kalvų pievų ir ganyklų mišiniai. Gera apsaugos priemonė yra

ir vasarojus su žolių įsėja. Prasčiausiai nuo erozijos saugo kaupiamieji augalai – kukurūzai,

šakniavaisiai, bulvės ir daržovės. Geriausiai dirvožemį nuo ardymo saugo miškų ir krūmų

augalija. Tankūs ir vešlūs augalai savo lapija dirvožemį saugo nuo lietaus lašų ir vėjo

ardomosios veiklos, o šaknų sistema, ypač jeigu ji sudaro velėną, puikiai saugo ir nuo šlaitų

nutekančio vandens srautų. Eroduojamų kalvų apželdinimui tinka ir šienavimui skirti žolynai

(REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).

Dūkšto ir Kaltinėnų bandymo stočių tyrimų duomenimis, daugiametės žolės

(ilgaamžės žalienos) yra patikimiausia ir realiausia dirvų apsaugos nuo erozijos priemonė

(JANKAUSKAS B., 1996). Žolinė augalija patikimai saugo šlaitų dirvožemius nuo ardymo.

Iš ilgaamžių žalienų didžiausią reikšmę turi liucerna, nes ji yra ilgaamžė ankštinė žolė, tačiau

neauga dažnoje kalvoje dėl šlaituose atsiveriančių šaltinių, aukštai slūgsančio gruntinio

vandens. Tokiuose šlaituose gerai auga šunažoliniai žolynai. Ilgaamžiais žolių mišiniais

būtina apsėti statesnius kaip 10o šlaitus, nes juose javų kombainų darbas yra nesaugus, o

statesniuose kaip 15o šlaituose – ir šienavimo technikos darbas.

Kalnų masyvai su 3–10o statumo šlaitais sunkios granuliometrinės sudėties

dirvožemiuose ir 2–7o statumo šlaitų lengvos sudėties dirvožemiuose rekomenduotinos

priešerozinės lauko sėjomainos. Stačiose kalvose siūlomos priešerozinės žolių ir javų, o

106

mažiau stačiose – javų ir žolių sėjomainos. Auginant lauko sėjomainoje daugiametes žoles,

trumpesniuose kaip 100 m šlaituose dirvožemio eroziją iki aplinkos apsaugos požiūriu

toleruotinos 1–2 t/ha ribos galima sumažinti Lietuvos sąlygomis šlaituose, kurių nuolydis

siekia 7–10o. Esant šlaitams, statesniems kaip 12

o sunkesnės granuliometrinės sudėties

dirvožemiuose ir statesniems kaip 10o – lengvos, reikia išsaugoti natūralius žemėveikslius

arba sodinti mišką. Esant ilgiems šlaitams ariamojoje žemėje reikia palikti akumuliacinius

žole ir medžiais arba krūmais apaugusius plotus (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO

TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).

Viena iš šiuolaikinių agropriemonių, sauganti dirvožemį nuo vandens ir vėjo erozijos,

yra dirvos ir augalų mulčiavimas. Mulčas – medžiaga, kuria padengiamas dirvos paviršius. Jis

saugo dirvą nuo išdžiūvimo, krintančių lietaus lašų (lašelinės erozijos), grunto išpustymo,

ardymo, plovimo, mažina drėgmės garavimą ir kt. Mulčas skirstomas į organines ir

neorganines medžiagas. Organinės medžiagos – durpės, spygliuočiai ir kitų medžių žievė,

lapai, žolė, kompostas, medienos skiedros ir gabaliukai, spygliai, pjuvenos, lukštai, kevalai,

mėšlas, šiaudai. Neorganinės medžiagos – skalda, keramzitas, žvyras, plastikas, perdirbtos

padangos, popieriaus atliekos ir kt. Mulčo sluoksnis turėtų būti 5–10 cm storio, norma – 50

l/m2 (MORGAN R. P. C., 2005).

Žemės dirbimo priemonės. Pagrindinė priešerozinė priemonė kalvotuose laukuose yra

kontūrinis žemės dirbimas. Šio dirbimo bruožas – žemė įdirbama skersai šlaito, t. y.

horizontalia kryptimi, nes susidariusios vagutės sulaiko vandenį. Daugelyje šalių ariant

skersai šlaito vagos verčiamos kalvos viršūnės link. Suartos keteros pastoja kelią iš aukščiau

atitekančio vandens srovėms. Tai gali sumažinti dirvožemio nuoplovos sukeliamus nuostolius

beveik dvigubai. Toks arimas paprastai atliekamas apverčiamaisiais bei su sraigtinius

verstuvus turinčiais plūgais (JANKAUSKAS B., 1996).

Ariant lygiagrečiai reljefo horizontalėms kiekviena vaga ar jos ketera sudaro kliūtį

vandeniui, stabdo jo tekėjimą. Ariant išilgai šlaito erozija skatinama. Tikslinga dirvos

paviršiuje sudaryti mažus įdubimus. Panašų efektą duoda mažų duobučių ir pertvarėlių

formavimas, taikant pertraukiamą vagojimą, sėjimą ir pan. (GALMINAS Z., KUDAKAS V.,

1999). Antieroziniu požiūriu svarbu rudenį suarti dirvas, kad iki žiemos jos natūraliai

susigulėtų ir pasidarytų atsparesnės ardymui.

Hidrotechninės priešerozinės priemonės. Tai tai statiniai, skirti paviršiniam vandeniui

saugiai nuleisti iš eroduojamo vandens baseino į imtuvą. Pagal statybos vietą jie skirstomi į

statinius baseino šlaituose, griovos viršūnėje ir griovos dugne (GALMINAS Z., KUDAKAS

V., 1999). Erozijai sumažinti griovos baseino šlaituose įrengiami pylimėliai – terasos, vandenį

sulaikantys pylimai, vandenį nukreipiantys grioviai, nuotėkio sklaidytuvai, drenažo

107

nuleidžiamieji šuliniai. Pylimėliai-terasos gali būti palinkusios arba horizontalios (4.6 pav.).

Šlaituose, kuriuose įrengtos terasos, paviršinio vandens nuotėkis sulėtėja, didelė dalis vandens

susigeria į dirvožemį. Pylimėliai siekia nuo 0,3 iki 0,6 m aukštį. Terasų plotis L priklauso nuo

pylimėlio aukščio, šlaito nuolydžio (i), kritulių kiekio.

Vandenį sulaikantys pylimai įrengiami prieš griovos viršūnę arba jos pradžioje (4.7

pav.). Prieš griovos viršūnę gali būti padarytos kelios eilės tokių pylimų. Pylimai sulaiko

paviršinį nuotėkį ir stabdo griovos didėjimą. Vandenį nukreipiantys grioviai surenka paviršinį

vandenį ir nukreipia į griovos sutvirtintą ruožą arba į įrenginį, skirtą vandeniui nuleisti į

griovos dugną. Griovio nuolydis turi būti 0,5–1,0 % dydžio, kad griovys nebūtų

uždumblinamas arba plaunamas.

4.6 pav. Terasų įrengimo schema:

a – nuolaidžios, b – horizontalios

(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)

4.7 pav. Vandenį sulaikančių pylimų

išdėstymas ir konstrukcija: 1 – griova, 2 –

griovelis, 3 – pylimas, 4 – žemesnės pylimų

vietos vandeniui ištekėti (GALMINAS Z.,

KUDAKAS V., 1999) Pylimėliai – vagutės įrengiamos

įstrižai šlaito (4.8 pav.), siekiant išsklaidyti

vandens nuotėkį šlaitu. Jie neleidžia

susidaryti koncentruotai vandens srovei, kuri

plautų šlaitą. Drenažo nuleidžiamieji šuliniai

įrengiami vandentakoje. Vandentaka

paprastai pertveriama Pylimėliu, prieš jį

įrengiamas šulinys. Jis paviršinį vandenį

nuleidžia į drenas ir taip pašalina erozijos

priežastį.

4.8 pav. Nuotėkio sklaidytuvų

įrengimo schema: 1 – pylimėliai-vagutės,

2 – paviršinio vandens tekėjimo kryptis; 3 –

žemės paviršiaus horizontalės

(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)

Griovos viršūnėje įrengiamos greitvietės, vienkopiai, daugiakopiai ir gembiniai

slenksčiai (4.9 pav.). Šie statiniai surenka vandenį griovos viršūnėje ir nuleidžia į griovos

dugną jos neardant. Greitvietėse vanduo teka audringai, nes čia vandens greitis leidžiamas

108

didesnis už kritinį. Gembė – tai greitvietė, užsibaigianti gembe, nuo kurios vanduo krenta

laisvai. Krintančioji srovė išplauna tam tikro dydžio duobę, kurioje slopinama krintančio

vandens energija. Gembiniai slenksčiai paprastai įrengiami stipriuose uoliniuose gruntuose,

nes juose išplaunama mažesnė duobė. Daugiakopių slenksčių paskirtis yra tokia pati kaip ir

greitviečių. Jie įrengiami griovose, kuriose aukščių skirtumas tarp griovos viršūnės ir dugno

yra didesnis kaip 4 m.

4.9 pav. Hidrotechniniai statiniai griovos viršūnėje: a – greitvietė; b – gembė; c –

daugiakopės slenkstis (GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)

Statiniai griovos dugne skirti griovos gilėjimui stabdyti. Dugno ardymui stabdyti

griovoje įrengiamos užtūros, slenksčiai bei užtvankos, mažinančios vandens tėkmės greitį ir

sulaikančios nešmenis. Užtūros daromos iš žabų tvorelių (4.10 pav.), lentų, akmenų, betono

ar gelžbetonio.

4.10 pav. Vienasienės krūmokšnių užtvaros konstrukcija (pagal MORGAN R. P. C., 2005)

109

Žabų tvorelių aukštis būna iš vienos 0,5–0,78 m pusės. Užtūros gali būti iš vienos ar

kelių tvorelių. Pastarosios daromos 0,5 m viena nuo kitos ir kas 1–1,5 m sujungiamos

tarpusavyje statmenais ryšiais. Persiliejančio vandens kritimo zona tvirtinama žabais arba

akmenimis, kad nebūtų plaunamas gruntas. Panašias užtūras galima įrengti, panaudojant 50–

60 mm lentynas, fašinas arba akmenis. Akmenų užtūros statomos iki 1,5 m aukščio

(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999).

4.6. Pažeistų žemių rekultivacija

Žemių rekultivacija – tai techninių, inžinerinių, statybos ir biologinių darbų, kuriais

siekiama pažeistąją žemę padaryti tinkamą žmogaus ūkinei veiklai, visuma. Pažeistoji žemė –

tai žemė, dėl technologinės veiklos (naudingųjų iškasenų gavybos) praradusi derlingąjį

dirvožemio sluoksnį, o durpynuose – durpių sluoksnį ir neužimta statinių bei įrenginių.

Lietuvoje, kaip jau minėta 4.1 poskyryje, yra apie 22362 ha pažeistų žemių, iš jų 21139 ha yra

valstybinės pažeistos žemės. Didžiąją dalį pažeistų žemių sudaro durpių gavybos laukai (apie

17 tūkst. ha), klinčių, dolomito, smėlio ir žvyro, molio karjerai. Pažeistų žemių atsiranda dėl

erozijos susidariusių griovų, stipriai nuardytų šlaitų, senų nebenaudojamų kelių, sąvartynų,

netvarkomų teritorijų ir kt. Tokių objektų, teritorijų sunaikintą dirvožemį būtina atkurti, kad

jis tiktų tolesnei gamybinei veiklai.

Žemių rekultivacija atliekama dviem etapais – techniniu ir biologiniu. Techninė

rekultivacija – tai pažeistų žemių paruošimas tolesniam naudojimui techninėmis priemonėmis.

Šis etapas apima žemės paviršiaus lyginimą, šlaitų formavimą, derlingo dirvožemio sluoksnio

nukasimo, transportavimo ir užpylimo ant rekultivuojamų žemių, kelių tiesimą, specialių

hidrotechninių įrenginių statybą vandens režimui sureguliuoti. Žemių rekultivacijos biologinis

etapas apima agrotechninių ir fitomelioracinių priemonių kompleksą, nukreiptą pažeistų

žemių derlingumui atkurti. Sukuriama buvusi arba formuojama nauja augalija ir gyvūnija.

Naudingųjų iškasenų ir durpynų rekultivacija vykdoma pagal telkinio naudojimo-

rekultivacijos projektą, kuriame numatoma rekultivacijos kryptis, darbų vykdymo tvarka,

derlingojo dirvožemio sluoksnio ir dangos uolienų (grunto) kaupų (sandėliavimo) vietos ir kiti

klausimai. Derlingasis dirvožemio sluoksnis saugomas kaupuose (voluose). Jiems

parenkamos sausos vietos, esančios arčiau rekultivuojamo ploto. Kaupų aukštis neturi viršyti

10 m, o šlaitų nuolydis – 30o. Jeigu kaupai bus saugomi daugiau kaip dvejus metus, jie

apsėjami daugiamečių žolių mišiniu, siekiant išvengti vandens erozijos ar defliacijos

(nupustymo). Derlingasis sluoksnis gali būti laikomas kaupuose ne ilgiau kaip 20 metų.

Pažeista žemė gali būti rekultivuojama į žemės naudmenas, mišką, vandens telkinius, statybai

skirtus plotus, kitos paskirties plotus. Rekultivuoti pažeistą žemę į žemės ūkio naudmenas

110

galima, kai karjere yra priesmėlio, priemolio ir molio gruntai, o derlingojo dirvožemio kiekio

pakanka rekultivuojamam plotui padengti 0,2–0,3 m storio sluoksniu (po suslūgimo).

Iškastuose durpynuose turi būti paliktas ne plonesnis kaip 0,5 m storio priedugninis

žemapelkinių durpių sluoksnis. Rekultivuoti pažeistą žemę į mišką paprasčiau negu į žemės

ūkio naudmenas. Šiuo atveju gruntas iškastame karjere gali būti lengvos mechaninės sudėties

(smėlis, žvyras), o sukaupto derlingojo dirvožemio pakanka plotui padengti 0,1 m sluoksniu.

Durpynuose miškui sodinti turi būti paliktas 0,3 m storio priedugninis durpių sluoksnis.

Rekultivuoti karjerus ir durpynus į vandens telkinius (vandens saugyklas, žuvininkystės,

rekreacinius ir kitos paskirties tvenkinius) galima, kai jų gylis ne seklesnis kaip 2 m.

Techninis rekultivavimas pradedamas naudingųjų iškasenų gavimo metu. Pirmiausia

atliekamas karjero ir durpyno dugno lyginimas. Karjero dugnas išvalomas pašalinant

riedulius, paskui užlyginami laikini vandens nuleidimo kanalai ir jų gavybos metu

susiformavusios įdubos, paskleidžiamos nekondicinės žaliavos sankaupos. Vėliau teritorija

išlyginama horizontaliai arba su nežymiu polinkiu. Durpyno dugnas turi būti lyginamas dviem

etapais: pirmame etape įvairūs nelygumai užlyginami buldozeriais, o antrame plačiabariais

volais užlyginami 0,2–0,3 m pločio iki 0,25 m gylio pažemėjimai. Aukštuose ir stačiuose

šlaituose kas 5–7 m įrengiamos ne mažiau kaip 2 m pločio pakopos (terasos), padidinančios

šlaitų atsparumą erozijai. Terasų paviršius formuojamas su nežymiu (apie 2o) polinkiu šlaito

kilimo kryptimi. Kai kaupuose esančio derlingojo dirvožemio nepakanka, jis gali būti

atvežamas iš kitų objektų arba gali būti panaudojamas nuotekų dumblas. Peršlapusiuose

plotuose atliekama sausinamoji melioracija.

Biologinės rekultivacijos metu pažeistos žemės apsėjamos žemės ūkio kultūromis,

sutvirtinančiomis paviršinį dirvožemio sluoksnį ir papildančiomis jį azotu. Pirmus trejus

metus sėjamos ankštinės žolės (lubinai, liucerna, dobilai, eksperta, gargždenis ir kt.) ir

varpinės kultūros. Šlaitų apsaugai nuo erozijos naudojami lengvai prigyjantys, greitai

išauginantys tvirtas šaknis augalai (daugiametės žolės, krūmai, gluosniai, ievos, baltalksniai ir

kt.). Žolinė danga apsaugo šlaitus nuo erozijos, defliacijos. Pasėjus žoles velėna susiformuoja

maždaug po 8 mėnesių, žolė šienaujama ne rečiau kaip 2 kartus per metus (POCIENĖ A., 2008).

4.7. Užteršto dirvožemio valymas

Dirvožemis ir paviršiniai gruntai daugiausia teršiami naftos produktais, sunkiaisiais

metalais, nitratais, netvarkomomis nuotekomis ir kitais teršalais. Dirvožemis ir paviršiniai

gruntai atlieka požeminio vandens apsauginio barjero vaidmenį. Vanduo, filtruodamasis per

užterštą dirvožemį, paviršinį gruntą, gali pats užsiteršti ten galinčiais būti teršalais arba juos

transportuoti į didesnius plotus. Pavyzdžiui, Zoknių oro uoste, užimančiame per 10 tūkst. ha

111

plotą, pusė teritorijos yra užteršta naftos produktais. Visas vandeningasis plotas, užterštas

naftos produktais, užima 1140 ha, o nuo gruntinio vandens paviršiaus išsiurbta ar tiesiogiai

išsemta apie 10000 m3 aviacinio žibalo. Labai gruntas užterštas Klaipėdos naftos terminale,

Pauosčio geležinkelio stotyje, AB „Mažeikių nafta“ teritorijoje, Vilniaus kuro bazėje ir kt.

objektuose. VĮ „Grunto valymo technologijos“ per metus išvalo apie 10 tūkst.m3 naftos

produktais užteršto grunto. Nemažai grunto užteršia žemės ūkio technikos plovyklos ir pati

technika. Technikos plovyklų dumblo nusodinimo rezervuaruose kasmet susikaupia nuo 6 iki

16 m3 naftos produktais užteršto dumblo kiekvienam 1000 ha dirbamos žemės (KAUNAS R.,

2009). Dideli žemės naudmenų plotai besaikiai naudojant pesticidus, mineralines ir organines

trąšas yra teršiami sunkiaisiais metalais, nitratais. Problemų Lietuvoje kelia užterštų

dirvožemių ir gruntų naftos produktais valymas, kurį reglamentuoja LAND 9–2009.

Grunto užtešimas naftos produktais (NP) apibūdinamas pagal vizualinius-juslinius

požymius: kvapą, spalvą, blizgesį, riebaluotumą ir įsotinimą laisvais NP. Išskiriami keturi

grunto užteršimo lygiai: švarus, silpnai užterštas, vidutiniškai užterštas, stipriai užterštas. Juos

išskirti galima pagal tokius požymius:

švarus – akivaizdžių užteršimo požymių nėra. NP koncentracija neviršija foninio lygio, t.

y. mažesnė nei 50 mg/kg;

silpnai užterštas – NP kvapas grunte vos užuodžiamas, neryškus, sunkiai nustatomas,

uolienos grūdeliai neblizga, neriebaluoti, natūrali spalva nepakitusi. Tokį užterštumą

suformuoja per gruntą prasisunkęs NP užterštas vanduo arba difuzijos būdu į uolieną

įsigėrę skysti ar dujiniai NP. Jų koncentracija grunte priklausomai nuo grunto mechaninės

sudėties ir NP sudėties daugiausia gali siekti 1–3 g/kg sauso grunto;

vidutiniškai užterštas – NP kvapas užuodžiamas gana gerai tik iš arti, uoliena truputį

blizga. Jeigu tarša sena, uoliena yra patamsėjusi, truputį riebaluoja rankas, ant drėgno

grunto matyti vaivorykštės spalvų plėvelė. Tokį užterštumą suformuoja per uolieną

prasisunkę arba joje besikaupiantys skysti NP. Jų koncentracija grunte paprastai neviršija

sorbcinės gebos, kuri priklausomai nuo grunto mechaninės sudėties ir NP sudėties svyruoja

nuo 3 g/kg iki 16 g/kg sauso grunto;

stipriai užterštas – NP kvapas yra stiprus, o, esant benzino taršai, – labai stiprus, uoliena

blizga, riebaluota. Jeigu tarša sena, uoliena būna patamsėjusi arba visiškai juoda, porose

aiškiai matyti skysti NP. Tokia tarša susidaro tuomet, kai skysti NP susikaupia ties

gruntinio vandens lygiu arba, pvz., ant juos sunkiai praleidžiančio paviršiaus (molio ar kito

mažai laidaus sluoksnio). NP visiškai ar iš dalies užpildo uolienos poras, sudarydami

laisvai tekantį sluoksnį arba NP plėvelę. NP koncentracija grunte siekia kelias dešimtis

tūkstančių mg/kg.

112

Molinio grunto bendrasis užterštumas NP priklausomai nuo teritorijos jautrumo taršai

neturi viršyti ribinių verčių nuo 150 iki 5000 mg/(kg∙s∙g), o smėlinio grunto 100–

4000 mg/(kg∙s∙g), (LAND 9–2009). Kai užterštumo ribinė vertė (RV) neviršijama, laikoma,

kad užterštumas nekelia pavojaus žmonėms ir aplinkai. Užterštą teritoriją reikia tvarkyti

(valyti), kai viršijama patikslinta ribinė vertė (RVp). Žemės paviršiaus (iki 1,0 m gylio) grunto

patikslintos ribinės vertės apskaičiuojamos pagal formulę (LAND 9–2009):

2,1

(%)OMRVRVp mg/kg, (4.9)

čia: RVp – patikslinta ribinė vertė mg/kg;

RV – ribinė vertė mg/kg;

OM (%) – organinės medžiagos kiekis grunte %.

Tais atvejais, kai nustatytas grunto

organinės medžiagos kiekis yra daugiau kaip 2

% ar mažiau kaip 1,2 %, į formulę įvedamos

vertės atitinkamai 2 % arba 1,2 %. Gilesniųjų

sluoksnių (nuo 1,0 m gylio) grunto patikslintos

ribinės vertės apskaičiuojamas pagal formulę

(LAND 9–2009):

ARVRVp mg/kg, (4.10)

čia: A – koeficientas, priklausantis nuo grunto

litologijos (4.3 lentelė).

4. 3 lentelė. Koeficientas A vertei

RVp nustatyti (LAND 9–2009)

Grunto litologija Koeficientas

A

Molinis gruntas:

- priesmėlis, smėlingas

aleuritas

1

- priemolis, aleuritas 1,5

- molis 2

Smėlinis gruntas:

- smulkiagrūdis 2

- vidutingrūdis 1,2

- įvairiagrūdis 1

- stambiagrūdis 0,8

Užterštas dirvožemis ir gruntai valomi įvairiais metodais (4.4 lentelė), naudojant

seniai paplitusias ir šiuolaikines technologijas. Dažniausiai naudojami fizikiniai ir biologiniai

metodai. Fizikiniai metodai, kartais vadinami fiziniais, – tai teršiančios medžiagos šalinimas

iš užterštos terpės. Tokie metodai dažniausiai naudojami naftos produktams ištraukti iš grunto

pradiniame jo valymo etape. Iš fizikinių metodų ženklią vietą užima terminiai metodai, kurie

remiasi deginimo, pirolizės, terminės destrukcijos ir kt. technologijomis. Biologiniai metodai

pagrįsti teršalų destrukcija (suardymo) ar transformacija, padedant mikroorganizmams,

bakterijoms ir kai kuriems augalams. Biologiniai metodai naudojami mažai užterštai terpei

valyti. Cheminiai metodai – tai teršalų transformavimas į mažiau pavojingas arba visiškai

nepavojingus junginius cheminių reakcijų metu. Fizikinis-cheminis valymas – tai procesas,

kuris dažniausiai paremtas išsiliejusių teršalų surinkimu, naudojant sorbentus, t. y. medžiagas

sugeriančias teršalus.

Pagal valymo darbų organizavimą, grunto valymo technologijos skirstomos į in situ ir

ex situ tipus (JACKSON J. B., 2010; RADIENĖ R., KADŪNAS K., 2009).

113

4.4 lentelė. Grunto valymo metodai ir technologijos (pagal RADIENĖ R., KADŪNAS

K., 2009; KALĖDIENĖ L., 2009; ЛОТОШ В. Е., 2000)

Metodai Technologijos

Fizikiniai:

- mechaniniai;

- hidrodinaminiai;

- aerodinaminiai;

- terminiai;

- elektriniai;

- magnetiniai;

- elektromagnetiniai;

- elektrokinetiniai;

- fotalizė.

Išsiliejusių teršalų plitimo apribojimas pylimais.

Užteršto grunto aeravimas suariant.

Hidrodinaminis skystųjų teršalų (naftos produktų) išsiurbimas.

Vakuuminis teršalų išsiurbimas.

Teršalų sukietinimas-stabilizavimas pastovioje matricoje.

Garuojančiųjų teršalų atskyrimas nuo grunto (ekstrakcija).

Pneumatinis/hidraulinis reagentų įterpimas į gruntą.

Dirvožemio sumaišymas su įterptais reagentais.

Terminis teršalų deginimas, pirolizė, vitrifikavimas.

Sunkiųjų dirvožemių valymas nuo sunkiųjų metalų, radionuklidų

elektrokinetiniais būdais.

Išsiliejusio benzolo junginių skaidymas šviesa ir kt.

Fizikiniai – cheminiai:

- flotacijos;

- jonų mainų;

- sorbciniai;

- elektrocheminis.

Grunto plovimas, ištirpinant ar suspenduojant teršalus esant skystai

fazei.

Teršalų flotavimas pučiant orą per gruntą.

Teršalų surinkimas su sorbentais.

Grunto savybių keitimas jonų mainų būdu ir kt.

Cheminiai:

- nusodinimo;

- oksidacijos;

- ozonavimo;

- cheminės imobilizacijos;

- rūgštinis metalų ištraukimas.

Sunkiųjų metalų ir radionuklidų nusodinimas.

Teršalų nukenksminimas oksidacijos ir ozonavimo būdais.

NH4, Cd, Cu, Ni, Zn, Pb išplovimas HCl 2% tirpalu.

Užteršto grunto Cr, Pb, Hg, Cd metalais ir U radionuklidais valymas

HS ir N dujomis ir kt.

Sunkiųjų metalų, radionuklidų imobilizacija cemento, Na- bei K-

silikatų ir kt. terpėse.

Biologiniai:

- bioventiliacijos;

- mikrobiodegradaciniai;

- biokultūrų įterpimo;

- biosugėrimo (sorbcijos);

- kompostavimo;

- savaiminis išsivalymas.

Oro į dirvožemį injektavimas mikroorganizmų veiklai skatinti.

Naftos produktų degradavimas mikroorganizmais, bakterijomis,

grybais, mielėmis.

Dirvožemio valymas fitoremediacijos būdais (augalais).

Teršalų sugėrimas biosorbentais.

Biodegraduojančių teršalų suardymas kompostavimo būdu ir kt.

Savaiminis išsivalymas naudojamas tik organiniams junginiams –

BTEX, daugiacikliams aromatiniams angliavandeniliams ir kai

kuriems chlorintiesiems angliavandeniliams valyti ir kt.

Valant gruntą in situ tipo technologijomis, užteršta terpė valoma jos natūralaus

slūgsojimo (užterštumo) vietoje, nenaudojant transporto. Valant gruntą ex situ tipo

technologijomis, užterštas gruntas iškasamas, išvežamas ir apdorojamas kitoje vietoje

(aikštelėje). In situ technologijos dažniausiai naudojamos skystais teršalais (žibalas, benzinas,

dyzelinas) užterštam gruntui valyti, ex situ – užterštam klampiais produktais (mazutas,

dervos) valyti. In situ technologijos yra pigesnės, lyginant su ex situ technologijomis, tačiau

jos priklauso nuo galimybės orui ir vandeniui skverbtis per valomą gruntą, joms būtina

pakankama šiluma, in situ yra „lėtaeigės“. Ex situ technologijos naudojamos ne tik naftos

produktais užterštam gruntui, bet ir kitais teršalais (pvz., sunkiaisiais metalais) užterštam

gruntui valyti. Šios technologijos yra brangesnės, nes reikia gruntą iškasti, nukenksminti

specialiai įrengtuose poligonuose – aikštelėse, naudoti specialią įrangą.

114

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS

AVIŽLIO ATRAGIS. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 02 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.ventosparkas.lt/index.php?LID=0&TID=286

BALANDIS A., Kantauskas A. ir kt. (2006). Chemijos inžinerija. I knyga. Vadovėlis aukštųjų

mokyklų studentams. Kaunas: Technologija, 475 p.

BALANDIS A., LESKAUSKAS B., ŠINKŪNAS S., VAICKELIONIS G., VALANČIUS Z.

(2007). Chemijos inžinerija. II knyga. Vadovėlis aukštųjų mokyklų studentams. Kaunas:

Technologija, 514 p.

BALTRĖNAS P., BUTKUS D., OŠKINIS V., VASAREVIČIUS S., ZIGMONTIENĖ A.

(2008). Aplinkos apsauga. Vilnius: Technika, 576 p.

BALTRĖNAS P., VASAREVIČIUS S., MASILEVIČIUS R., PETRAITIS E. (2007).

Atmosferos apsauga šiluminėje energetikoje. Vilnius: Technika, 195 p.

BALTRĖNAS, P.; VAITIEKŪNAS, P.; BAČIULYTĖ, Ž. (2009). Geležinkelio transporto

taršos sunkiaisiais metalais dirvožemyje tyrimai ir įvertinimas, Journal of

environmental engineering and landscape management ,2009,17(4): 244–251.

BOARDMAN J., POESEN J. (EDS). (2006). Soil Erosion in Europe Chichester: Wiley,

855 p.

CESIULIS H. (2010). Dvigubasis elektrinis sluoksnis ir koloidinių sistemų stabilumas bei

koaguliacija. Paskaitų konspektas koloidų chemijos kursui. Vilnius: Vilniaus

universitetas, 2010. - 38 psl. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.chf.vu.lt/mokomoji_medziaga/failai/Cesiulis_DES,_stabilumas,_koaguliacij

a.pdf.

COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT - Accompanying document to the

Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the

European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions -

Thematic Strategy for Soil Protection - Summary of the impact assessment

{COM(2006)231 final} {SEC(2006)620} /* SEC/2006/1165 */ [Žiūrėta 2011 m.

rugpjūčio 13 d.]. Prieiga per internetą: http://eur-law.eu/LT/Commission-staff-working-

document-Accompanying-document-the-Communication,349469,d

DAĮ PROJEKTAS (1998). Lietuvos Respublikos dirvožemio apsaugos įstatymo projektas Nr.

P-1531 pateikimas. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 23 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.am.lt/TA/ta.php3?url=http%3A%2F%2Fwww3.lrs.lt%2Fc-

bin%2Fspec%2Ffull%2Fpreps2%3FCondition1%3D69815%26Condition2%3D

DENAFAS G. (2000 a). Atmosferos oro apsauga. I dalis. Aplinkos oro kontrolė ir tarša.

Kaunas: Technologija, 130 p.

DENAFAS G. (2000 b). Atmosferos apsauga II dalis. Aplinkos taršos mažinimas. Kaunas:

Technologija, 90 p.

DIRECTIVE 2008/1/EC of the European Parliament and of the Council of 15 January 2008

concerning integrated pollution prevention and control. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 8 d.]

Prieiga per internetą: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=

CELEX:32008L0001 :EN:NOT

DIRVOŽEMIO FIZIKINĖS-MECHANINĖS SAVYBĖS. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.].

Prieiga per internetą: http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/augalu-mityba/27.htm

115

DIRVOŽEMIO GRANULIOMETRINĖ SUDĖTIS. FIZIKINĖS SAVYBĖS. VERTINIMAS.

[Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.]. Prieiga per internetą: http://www.lzuu.lt/nm/l-

projektas/augalu-mityba/25.htm

DYNAMICALLY OPTIMIZED RECIRCULATION Coupled with Fluidized Bed Adsorption

to Cost Effectively Control Emissions from Industrial Coating and Solvent Operations

(2005). CARB Grant Number 95-347. [Žiūrėta 2011 m. liepos 11 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.arb.ca.gov/research/icat/projects/aqs.htm

EYRING V., ISAKSEN I. S. A., BERNTSEN T., COLLINS W. J., CORBETT J. J. ,

ENDRESEN O., GRAINGER R. G., MOLDANOVA J., SCHLAGER H.,

STEVENSON D. S. (2010). Transport impacts on atmosphere and climate: Shipping//

Atmospheric Environment, Vol. 44, Issue 37, December 2010, P. 4735-4771.

EN 590:2004. Automative fuels- Diesel- Requirements and test methods. [Žiūrėta 2011 m.

gegužės 12 d.]. Prieiga per internetą: http://www.hanzo.kilu.de/files/other/en590.pdf.

EUTROFIKACIJA. [Str.]/ Lietuvos gamtos fondas. [Žiūrėta 2011 m. liepos 06 d.]. Prieiga per

internetą: http://www.glis.lt/?pid=64

GALDIKAS A. (2010). Kaip veikia automobiliniai nanostruktūriniai katalizatoriai. [Žiūrėta

2011 m. birželio 13 d.]. Prieiga per internetą: http://www.fmf.lt/ft/studiju-

programos/taikomoji-fizika/S-11616/straipsnis?name=S-11616&l=5&p=1

GALMINAS Z., KUDAKAS V. (1999). Melioracija ir aplinkosauga. Vadovėlis. – Vilnius: IĮ

,,Petro ofsetas“, 226 p.

GENIENĖ V. (2006). Vandens analizės laboratoriniai darbai. Metodiniai nurodymai. –

Šiauliai: Šiaulių universitetas, 38 psl.

GLEICK P. H. (1996). Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed by S.H.

Schneider. New York: Oxford University Press, Vol. 2, pp. 817-823.

HN 23:2011. Cheminių medžiagų profesinio poveikio ribiniai dydžiai. Matavimo ir poveikio

vertinimo bendrieji reikalavimai // Žin., 2011, Nr.112-5274.

HN 24:2003 ,,Geriamojo vandens sauga ir kokybės reikalavimai“// Žin., 2003, Nr.79-3606.

HN 35:2007. Didžiausia leidžiama cheminių medžiagų (teršalų) koncentracija gyvenamosios

aplinkos ore // Žin., 2007, Nr. 55-2162.

HN 43:2005 ,,Šuliniai ir versmės: įrengimo ir priežiūros saugos sveikatai reikalavimai“// Žin.,

2005, Nr. 90-3376.

HN 60:2004. Pavojingų cheminių medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos

dirvožemyje // Žin., 2004, Nr.41-1357.

ISLANDIJOS UGNIKALNIS PRISTABDYS KLIMATO ŠILIMĄ. [ Žiūrėta 2011 m. kovo

25 d.]. Prieiga per internetą: http://az.atn.lt/straipsnis/52978/islandijos-ugnikalnis-

pristabdys-klimato-silima.

ISO 11074-1:2005. Soil quality – Vocabulary. p.83

JACKSON J. B., Finka M., Kliučininkas L., Petriková D., Pletnická J., Teirumnieks E.,

Velykienė D., Vojvodíková B., Zubková M. (2010). Tarpdisciplininė mokomoji

priemonė, skirta apleistų teritorijų atstatymui Latvijoje ir Lietuvoje. Ostrava: VŠB –

Ostravos technikos universitetas, 2010, 88 p. [Žiūrėta 2011 m. spalio 20 d.]. Prieiga per

internetą: http://www.adam-europe.eu/prj/4102/prj/Mokomoji_medziaga.pdf

JANKAUSKAS B. (1996). Dirvožemio erozija. Kaunas: Margi raštai, 168 p.

JUČAS P. (2001). Automobiliai ir aplinka // Agroinžinerija ir energetika, 2001, Nr.5. – P.54-

59.

116

JUODIS E. (1998).Vėdinimas: Vadovėlis aukštųjų mokyklų studentams. Vilnius:

Enciklopedija, 352 p.

KALĖDIENĖ L. (2009). Grunto bioremediacijos mikrobiologiniai tyrimai. Habilitacijos

procedūrai teikiamų mokslo darbų apžvalga. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 13 d.]. Prieiga

per internetą: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2009~D_

20090508_ 092719-59029/DS.005.0.01.ETD

KAUNAS R. (2009). Kad technikos priežiūra neterštų aplinkos, Mano ūkis, 2009/11. [Žiūrėta

2011 m. rugsėjo 12 d.] Prieiga per internetą:

http://www.manoukis.lt/print_forms/print_st_z.php?s=2023&z=91

KIT-SET FOR DRAINED leach field (sand filter). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 11 d.]. Prieiga

per internetą: http://www.cultisol.com/batiments/batiments.php.

LAND 21-01 Aplinkosauginės buitinių nuotekų filtravimo įrenginių įrengimo gamtinėmis

sąlygomis taisyklės // Žin., 2001, Nr.41-1438.

LAND 21-97 Buitinių nuotekų filtravimo įrenginių projektavimo, įrengimo ir eksploatavimo

gamtosauginės taisyklės. Valstybės žinios: 1997-09-03 Nr.81-2045

LAND 47-1:2007 Vandens kokybė. Biocheminio deguonies suvartojimo per n parų (BDS-n)

nustatymas. 1 dalis. Skiedimo ir sėjimo, pridėjus aliltiokarbamido, metodas".//

Žin., 2007, Nr. 130-5270.

LAND 47-2:2007 Vandens kokybė. Biocheminio deguonies suvartojimo per n parų (BDS-n)

nustatymas. 2 dalis. Neskiestų mėginių metodas".// Žin., 2007, Nr. 130-5270.

LAND 4-99. Gręžtinių vandeniui tiekti ir vandens šiluminei energijai vartoti projektavimo,

įrengimo, konservavimo bei likvidavimo tvarka. // Žin., 1999, Nr. 112-3263; 2008, Nr.

144-5800; 2009, Nr. 145-6457; 2011, Nr. 11-481.

LAND 83–2006 „Vandens kokybė. cheminio deguonies suvartojimo nustatymas“.//

Žin., 2006, Nr. 137-5245.

LAND 9-2009 . Naftos produktais užterštų teritorijų tvarkymo aplinkos apsaugos

reikalavimai //Žin., 2009, Nr. 140-6174.

LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G. (2008). Nuotekų surinkimas ir valymas.

Kaunas: Arvida, 336 p.

LR AAĮ (2010). Lietuvos Respublikos Aplinkos apsaugos įstatymo 1, 4, 6, 7, 8, 23 straipsnių, II

skyriaus pavadinimo pakeitimo ir įstatymo papildymo 22 (1)

straipsnių įstatymas // Žin., 2002,

Nr. 2–49; aktuali redakcija, LR seimas, Nr. I-2223, 2010-05-28.

LR GERIAMOJO VANDENS ĮSTATYMAS // Žin., 2001, Nr., 64-2327; aktuali redakcija,

LRS, Nr. ix 433, 2010 -11- 30.

LR GERIAMOJO VANDENS TIEKIMO IR NUOTEKŲ TVARKYMO ĮSTATYMAS //

Žin., 2006, Nr. 82-3260; aktuali redakcija, LRS, Nr. X-764, 2010-12-31.

LR VANDENS ĮSTATYMAS (2009). Lietuvos Respublikos vandens įstatymo 3, 4, 16, 19, 22, 29,

31, 33 straipsnių ir priedo pakeitimo ir papildymo įstatymas // Žin., 2009, Nr. 154-6955.

LR VANDENS ĮSTATYMAS// Žin., 2003, Nr. 36- 1544.

LR ŽEMĖS FONDAS 2011 m. sausio 1 d. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.]. Prieiga per

internetą:

http://www.nzt.lt/stotisFiles/uploadedAttachments/Statistika/Zemes%20apskaita/zemes

%20fondas%2020110101.pdf

LR ŽEMĖS REFORMOS ĮSTATYMAS // Žin., 1991., Nr. 24-635; aktuali redakcija, LR

Seimas, Nr. I-1607, 2010 06 18.

117

MAŽŲ NUOTEKŲ KIEKIŲ TVARKYMO REGLAMENTAS. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 15

d.]. Prieiga per internetą: http://www.kaselita.lt/lt/nuorodos/istatymai._statybos_

reglamentai/mazu_nuoteku_kiekiu_tvarkymas/

MORGAN R. P. C.(2005). Soil erosion and conservation/3rd

edition. UK: Blackwell

Publishing, 316 p.

NELSON D.O. Groundwater. [Art.], 2011. [Žiūrėta 2011 m. liepos 05 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.waterencyclopedia.com/Ge-Hy/Groundwater.html

NUOTEKŲ TVARKYMO REGLAMENTAS. //Žin., 2006, Nr. 59-2103; 2007, Nr. 110-

4522; 2009, Nr.83-3473; 2010, Nr.59-2938; 2011, Nr. 39-1888.

NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ TAIKYMO REGLAMENTAS. //Žin., 2006, Nr. 99-

3852; 2008, Nr. 36-1317; 2009, Nr. 103-4337;2010, Nr. 91-4839.

OBELENIS V., Bagdonienė T., Mačionis A. ir kt. (2002). Darbo medicina, Kaunas; VŠĮ

Leidybos ir informacijos centras „Už gyvybę“, 173 p.

PAŽANGAUS ŪKININKAVIMO TAISYKLĖS IR PATARIMAI. (2007). [Žiūrėta 2011 m.

rugsėjo 07 d.] Prieiga per internetą:

http://www.zum.lt/documents/PUTP_leidinys_2007.pdf

POCIENĖ A.(2008). Dirvožemio erozija ir jos prevencija. Mokomoji knyga. Kaunas: UAB

„Ardiva“, 79-p.

RADIENĖ R., KADŪNAS K. (2009).Užterštų teritorijų valymo metodų apžvalga. [Žiūrėta

2011 m. rugsėjo 15 d.] Prieiga per

internetą::http://www.lgt.lt/uploads/1266669626_Uzterstu_teritoriju_valymo_metodai.pdf

REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI. (2009).

Projekto ,,Priemonių vandensaugos tikslams siekti galimybių studijos parengimas“ 11

dalies „Rekomendacijų žemės ūkio teritorijų erozijos mažinimui ir efektyviam geros

ūkininkavimo praktikos priemonių įgyvendinimui parengimas, siekiant sumažinti

vandens telkinių taršą“ tarpinė ataskaita/Lietuvos žemdirbystės instituto agrocheminių

tyrimų centras. Kaunas, 2009, 82 p.

SEPTIC SYSTEMS and Their Maintenance [Art.]. Miller T. H./ University of Maryland.

[Žiūrėta 2011 m. spalio 15 d.]. Prieiga per internetą:

http://extension.umd.edu/environment/water/files/septic.html

SOIL EROSION AND CONSERVATION – PART1 by Dr. J. Floor Anthoni (2000). [Žiūrėta

2011 m. rugsėjo 07 d.] Prieiga per internetą:

http://www.seafriends.org.nz/enviro/soil/erosion1.htm#degradation

SOIL EROSION AND CONSERVATION - PART3 by Dr. J. Floor Anthoni (2000). [Žiūrėta

2011 m. rugsėjo 07 d.] Prieiga per

internetą:http://www.seafriends.org.nz/enviro/soil/erosion3.htm#estimating

SPECIALIOSIOS ŽEMĖS IR MIŠKO NAUDOJIMO SĄLYGOS.(1996). Lietuvos

Respublikos Vyriausybės 1992 m. gegužės 12 d. nutarimas Nr. 343 „Dėl Specialiųjų

žemės ir miško naudojimo sąlygų patvirtinimo“ (Žin., 1992, Nr. 22-652, 1996, Nr. 2-

43);

STR 2.02.04:2004. Vandens ėmimas, vandenruoša. Pagrindinės nuostatos // Žin., 2004, Nr.,

104-3848.

STR 2.02.05:2004. Nuotekų valyklos. Pagrindinės nuostatos // Žin., 2004, Nr. 116- 4346.

STRUSEVIČIUS Z. ir kt. (1998). Ūkininkavimo aplinka. Mėšlo tvarkymas, nuotekų valymas,

geriamas vanduo. Kėdainiai, Vilnius: Lietuvos vandens ūkio institutas, Lietuvos žemės

ir miškų ūkio ministerija, 63 psl.

118

ŠAULYS V. (2007). Vandenų apsaugos politika ir teisė. Mokomoji knyga. Vilnius: Technika,

152 p. [Žiūrėta 2011 m. liepos 23 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.scribd.com/doc/56746929/944-Saulys-Vandenu-Apsaugos-Politika

ŠEŠELGIS K. (1991). Aplinkos apsauga. Vilnius: Mokslas, 208 p.

ŠVENČIANAS P. (1994). Biosferos apsauga šiluminėje energetikoje. Kaunas: Technologija,

172 p.

TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ VERTINIMO METODIKA (1998).Teršiančių medžiagų,

išmetamų iš mašinų su vidaus degimo varikliais, vertinimo metodika // Žin., 1998, Nr.

66-1926.

TIPK TAISYKLĖS (2009). Taršos integruotos prevencijos ir kontrolės leidimų išdavimo

atnaujinimo ir panaikinimo taisyklės // Žin., 2009, Nr. 85-3684.

TRAIDENIS: Apie naftos produktų gaudykles (2010 a). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14 d.]. Prieiga per

internetą: http://www.traidenis.lt/lt/solutions-and-products/apie_NGP.php

TRAIDENIS: Apie riebalų gaudykles (2010 b). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14 d.]. Prieiga per

internetą: http://www.traidenis.lt/lt/solutions-and-products/Apie_RB.php

UHEREK E., HALENKA T., BORKEN-KLEEFELD J., BALKANSKI Y., BERNTSEN T.,

BORREGO C., GAUSS M., HOOR P., JUDA-REZLER K., LELIEVELD J.,

MELAS D., RYPDAL K., SCHMID S. (2010). Transport impacts on atmosphere and

climate: Land transport // Atmospheric Environment, Vol. 44, Issue 37, December

2010, P. 4772-4816.

VANDENŲ TARŠOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ŠALTINIŲ MAŽINIMO PROGRAMA. (2008).

Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro ir Lietuvos Respublikos aplinkos ministro

2008 m. gruodžio 9 d. įsakymas Nr. 3D-686/D1-676 „Dėl vandenų taršos iš žemės ūkio

šaltinių mažinimo programos patvirtinimo“ (Žin., 2008, Nr.143-5741).

АККУМУЛЯТОРНЫЕ РАБОТЫ (2009). [Žiūrėta 2011 m. kovo 14 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num32/d32341/page3.html.

АЭРОТЕНКИ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per internetą:.

http://farising.com/Aerotenki-sw.html

БЕЛОВ С. В., Ильницкая А. В., Козьяков А. Ф. и др. (2004). Безопасность

жизнедеятельности. Учеб. для вузов. Москва: Высшая школа, 485 с.

БИОФИЛЬТР OKСИПOP НИИ КВОВ АКХ им. А. Д. Памфилова. [Žiūrėta 2011-08-15].

Prieiga per internetą: http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/GIDRA/V_O_S_V/METOD/

FOMIN/UP2.htm

ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш., КОЛЕСНИКОВ С. И. (2004). Экология почв. Часть 3.

Загрязнение почв. Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного

и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 54 с.

ВОЛОВНИК Г. И., ТЕРЕХОВ Л. Д. (2007). Теоретические основы очистки воды.

Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 168 с.

ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ в аппаратах «мокрого» типа (2004).[Žiūrėta 2011

m. birželio 19 d.]. Prieiga per internetą: http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik

_khimika_i_tekhnologa/10_protsessy_i_apparaty_khimicheskikh_tekhnologiy_chast_II/7035

ЖУКОВ Б. Д. (1999). Экологическое домостроение. Устройства и технологии

децентрализованной очистки бытовых сточных вод: Аналит. обзор. Новосибирск:

ГПНТБ СО РАН, 113 с. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 12 d.]. Prieiga per internetą:

http://ligis.ru/librari/ 2730.htm

119

КОЗЛОВА С. А., Шалаев И. М., Раева О. В., Киселев А. В. (2007). Оборудование для

очистки газов промышленных печей. (Электронный курс лекций). - Красноярск,

156 c.

КОРОЛЬЧЕНКО А. Я. (1986). Пожаровзрывопостность промышленной пыли. Москва:

Химия, 216 с.

КРИВОШЕИН Д. А., КУКИН П. П., ЛАПИН В. Л. и др. (2003). Инженерная защита

поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пособие. Москва: Высшая

школа, 344 c.

КУЗНЕЧНЫЕ РАБОТЫ (2009). [Žiūrėta 2011 m. kovo 14 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num32/d32341/page2.html.

ЛОТОШ В. Е.(2000). Очистка загрязненных земель. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 13 d.]. Prieiga

per internetą: http://lotosh.1gb.ru/fopp/txt/soils.pdf

МЕДВЕДЕВ В. Т. (2002). Инженерная экология. Москва: Гардарики, 687 с.

МЕДВЕДЬ Л. И. (1981). Гигиена труда в сельскохозяйственном производстве:

Руководство.-Москва: Медицина, 460 с.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫДЕЛЕНИЙ (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу

от животноводческих комплексов и звероферм (по величинам удельных

показателей) (1999)// Государственный комитет Российской Федерации по охране

окружающей среды (Госкомэкология России), Научно-исследовательский

институт охраны атмосферного воздуха (НИИ Атмосфера). Санкт-Петербург:

Интеграл, 32 с.

МИХАЙЛОВ М. В., ГУСЕВА С. В. (1997). Микроклимат в кабинах мобильных машин.

Москва: Машиностроение, 230 с.

МОКРЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ (2011). [Žiūrėta 2011 m. gegužės 17 d.]. Prieiga per internetą:

http://ecologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st017.shtml.

ОБОРУДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ (2011). Каталитические методы.

[Žiūrėta 2011 m. birželio 10 d.]. Prieiga per internetą: http://www.gaps.tstu.ru/win-

1251/lab/ochist/kat_met.html

ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ промышленных предприятий (2011). [Žiūrėta 2011 m.

gegužės 18 d.]. Prieiga per internetą: http://www.gaps.tstu.ru/win-

1251/lab/ochist/ob_sved.html

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД на биофильтрах. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per

internetą:http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/GIDRA/V_O_S_V/METOD/KOROBKO

_UP/frame/5_1.htm#_Toc216616683

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. Сооружения для механической очистки сточных вод.

[Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą: http://septik.info/docs/snip6_2.doc.

ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ очистки сточных вод. Песколовкu. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01

d.]. Prieiga per internetą: http://allbzhd.ru/stochnye-vody/pervichnaya-stadiya-ochistki-

stochnyx-vod-peskolovki.html.

ПОГРУЖНЫЕ БИОФИЛЬТРЫ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per internetą:

http://ecologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000021/st009.shtml

ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 11 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.cyxo.ru/ canalization/drain.html

РАЗНОВИДНОСТИ УСТАНОВОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО

КИСЛОРОДА ИЗ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРОТКО-ЦИКЛОВОЙ

120

АДСОРБЦИИ (2011). [Žiūrėta 2011 m. gegužės 17 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.cryotech.ru/linde_ksa_2.shtml

РЕШЕТКА-ПРОЦЕЖИВАТЕЛЬ – ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ ВОДЫ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą:

http://www.1os.ru/content/technology/rechotka_proze.

СИНЕЛЬНИКОВ В. С. (2007). Инженерные системы загородного дома. Москва: Эксмо,

256 c.

СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

(2010). [Žiūrėta 2011 m. kovo 13 d.] Prieiga per internetą:

http://www.knowed.ru/index.php? name=pages&op=view&id=1795.

ТИЩЕНКО Н. Ф. (1991). Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных

веществ и их распределение в воздухе. Справочник. Москва: Химия, 368 с.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ. [Žiūrėta 2011 m.

rugpjūčio 12 d.]. Prieiga per internetą: http://glushi.ru/kataliz4.html

121

Jūratė Nadzeikienė

Aplinkos apsaugos inžinerija. Mokomoji knyga. Akademija, 2012, 121 p.

UDK 62-784.3:504.6 (075.8)

ISBN 978-609-449-017-0

SL 399. 2012.12.03. Aut. sp. l. 6,6. Užsakymo Nr. 64. Leido ASU Leidybos centras – 2012.

Studentų g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r.