Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje odr'Zivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

Uspostavljanje odriivog sistema upravljanja otpadom- primena koncepta: Ocenjivanje zivotnog ciklusa

Implementation of sustainable waste management systemLCA-Life Cycle Assessment

Hristina Stevanovi6-Carapina*, Andjelka Mihajlov, Jasna Stepanov, Dunja Savi6Fakultet zastite zivotne sredine, Univerzitet Educons, Sremska Kamenica

Izvod

Koncept ocenjivanja zivotnog ciklusa (eng. life cycle assessment-LCA) se moze uspesnoprimeniti i na sistem upravljanja komunalnim otpadom u svrhu identifikovanja optere6enjazivotne sredine i ocene uticaja na zivotnu sredinu. U radu je prikazana primena LCA na primeruupravljanja otpadom u gradu Somboru, iskazana kroz analizu dye metode konacnog odlaganjakomunalnog otpada, odlaganje na neuredenu deponiju i odlaganje na sanitarnu deponiju(deponija opremljena sistemom za sakupljanje deponijskog gasa uz dobijanje energije i sistemomza sakupljanje procednih deponijskih voda uz tretman tih voda). IstraZivanje je izvrsenoprimenom software paketa IWM-2. Poredenje je bazirano na analizi indikatora: GWP (potencijalna globalno zagrevanje) i emisije deponijskih gas ova u vazduh.

Kljuene ree;: ocenjivanje iivotnog ciklusa, utica} na iivotnu sredinu, deponija

Apstract\

Life cycle assessment-LCA can be successfully applied to municipal solid waste managementsystems to identify the overall environmental burdens and to assess the potential environmentalimpacts. This paper deals with LCA of two waste management options for final disposal ofmunicipal waste, landfiling (landfill without landfill gas collection or leachate collection) andsanitary landfilling (landfill with landfill gas collection and recovery and leachate collection andtreatments) analyzed for town Sombor. The research is conducted by use the Software PackageIWM-2. Indicators which are used in assessment are GWP (Global Warming Potential) and airemISSIons.

Keywords: Life cycle assessment, Environmental impact, Landfill

I. Uvod

Uspostavljanje odrzivog sistema upravljanja otpadom je prioritet na globalnom nivou. Integralnoupravljanje otpadom (eng. IWM-Integrated Waste Management) predstavlja sistem upravljanjasvim tokovima otpada od njihovog nastajanja, preko sakupljanja, primenjenih metoda tretmanado konacnog odlaganja otpada, a sve u cilju postizanja: koristi po zivotnu sredinu, ekonomskeoptimizacije i drustvene prihvatljivosti.[l] U cilju vrednovanja opcija za odrZivo upravljanjeotpadom koriste se razliCiti instrumenti, pri cemu se poslednjih godina izuzetno koristiocenjivanje zivotnog ciklusa .

• osoba za kontakt: hristina~carapina@eco-expert.rs

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje odrZivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

II. Tematska strategija ED 0 prevenciji i reciklazi otpada (ED Strategija)

Tematska strategija ED 0 prevenciji i reciklazi otpada uspostavlja politiku upravljanja otpadom uED, postavlja smemice i propisuje mere potrebne za smanjenje pritiska na zivotnu sredinunastalog usled proizvodnje i upravljanja otpadom tokom njegovog celokupnog zivotnog ciklusa.Tematska strategija postulira obavezu smanjenja uticaja otpada i proizvoda, koji ce postati otpad,na zivotnu sredinu; da bi bila efikasnija, ovaj uticaj mora biti redukovan na svim nivoimazivotnog ciklusa proizvoda. Kao rezultat implementacije ove ED Strategije se ocekuje manjeotpada za konacno odlaganje, povecanje proizvodnje komposta i energije, efikasnija reciklaza,ekonomska dobit, smanjenje emisija zagadujuCih materija i sl.

S druge strane, ED strategija uvodi i istice neophodnost primene studije ocenjivanja zivotnogciklusa (eng. LCA-Life Cycle Assessment) kao analitickog instrumenta za evaluaciju razlicitihopcija upravljanja otpadom. Ovakva studija naglasava potencijlne koristi koje se mogu ostvaritiako se prate smemice date u Evropskoj Direktivi 99/311EC 0 deponijama otpada i Direktivi2004/12/EC 0 ambalazi i ambalaZnom otpadu.

III. Ocenjivanje zivotnog ciklusa

Sprovodenje detaljnog ispitivanja zivotnog ciklusa proizvoda/usluga jeste relativno novi koncept,tj. upravljacki instrumet koji je nastao kao odgovor na povecenu svest 0 zastiti zivotne sredine.

Ocenjivanje zivotnog ciklusa se moze definisati kao metoda koja proucava aspekte zivotnesredine i potencijalni uticaj nekog proizvoda/usluga ili sistema na zivotnu sredinu, od ekstrakcijasirovine kroz proizvodnju, koriscenje i odlaganje. Rezultat studije LCA jeste postav1janje profilazivotne sredine koji izrazava efikasnost ukupnog sistema zivotnog ciklusa i pojedinacnih fazazivotnog ciklusa. [3]

IILl. Ocenjivanje zivotnog ciklusa kroz ISO standarde

Metodoloska struktura studije ocenjivanja zivotnog ciklusa dataje u seriji standarda ISO 14040:

• ISO 14040: 1997 - Principi i okvir• ISO 14041: 1998 - Definisanje cilja i predmeta i analiza inventara• ISO 14042: 2000 - Ocenjivanje uticaja zivotnog ciklusa• ISO 14043: 2000 - Interpretacija zivotnog ciklusa

Medunarodna organzacija za standardizaciju definise studiju ocenjivanja zivotnog ciklusakao: "tehniku koja proucava aspekte zastite zivotne sredine i moguce uticaje na zivotnu sredinutokom celokupnog zivotnog veka proizvoda", kroz:

• izragu inventara relevantnih ulaza i izlaza datog sistema proizvoda

• vrednovanje potencijalnih uticaja na zivotnu sredinu datih ulaza i izlaza

• interpretaciju rezultata inventara analize i faze procene uticaja u odnosu na ciljeve studije.

Na slici 1. dat je sematski prikaz opsteg sistema zivotnog ciklusa proizvoda

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje od..zivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

AmbalaZa

"I1

...;1~~[;S"'i!iI»

OdrZavanje ipoprevke

Sakupljnje gasa. Dobijanje energije

r------

ProcesuiIsnjematerijala i

energije

Slika 1. Opsti sistem zivotnog ciklusa proizvoda [3]

III.2. Ocenjivanje zivotnog ciklusa otpada

Upravljanje komunalnim otpadom je tema koja je postala znacajna kako u svetu tako i u nasojzemlji. Evropske direktive predstavljaju zakonodavni osnov za upravljanje otpadom u EU.[3] Svefaze u zivotnom ciklusu upravljanja otpadom dovode do generisanja emisija u sve medijumezivotne sredine, potrosnje resursa, doprinose uticaju na: klimatske promene, smanjenjestratosferskog ozona, nastajanje smoga, eutrofikaciju, acidifikaciju, toksikoloske efekte nazdravlje ljudi i ekosistem, iscrpljivanje resursa, nastajanje buke i s1. Studija LCA podrazumeva iotpad kao jednu vrstu "proizvoda" i moze da se koristi u svrhu uporedivanja raznih opcijaupravljanja otpadom. Ocenjivanje zivotnog ciklusa jeste instrument koji donosiocima odlukapomaZe da uzmu u obzir sve ove doprinose, bez obzira u kojim fazama zivotnog ciklusaproizvoda oni nastaju. [4].

Zivotni ciklus otpada poCinje kada se upotrebljeni proizvod odstrani (baci u smece), a zavrsavakada otpadni materijal degradira ili se vraca u tehnoloski sistem kroz reciklaZu i zamenjuje drugeprodukte. Na slici 2. ilustrovan je opsti sistem, tj. granice sistema za opcije tretmana otpada.

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje odrZivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

Materijali•

Hemikalije•

Energija

Energija i

materijali

ReciklaZa i

ponovnodobijanjeenergij e

Potrosnja

prirodnih resursa

Otpad koji seodlaze na

deponiju

Komunalni

otpad

Emisije u vodu i vazduh i rezultirajuci uticaji na zivotnu sredinu

Slika 2. Granice sistema za opcije tretmana otpada

IV. Analizirani primer

Emisije gasova koje doprinose globalnom zagrevanju se mogu u velikoj meri redukovatikorisenjem "naprednih sistema upravljanja otpadom. Indikator uticaja na zivotnu sredinu koji jekoriscen u ovom istraZivanju jeste indikator uticaja odlaganja otpada na globalno zagrevanjeGWP (eng. GWP-Global Warming Potential). U procesu razlaganja komunalnog otpada nadeponiji oslobadaja se znacajna koliCina metana (CH4). Metan u velikoj meri utice na globalnozagrevanje, GWP (1 tona CH4 je ekvivalentna 21 toni C02).

Proracun je uraden na osnovu softwerskog paketa IMW-2 (integralno upravljanje otpadom).IWM-2, je siroko dostupan instrument, kao "ulazni nivo" za ocenjiv~je zivotnog ciklusa,dizajniran za menadzere/upravljace u oblasti upravljanja otpadom i kreatore politike.

U ovom radu funkcionalnu jedinicu predstavlja upravljanje komunalnim otpadom, tacnije,jednom tonom komunalnog otpada.

U ovom istraZivanju studija ocenjivanja zivotnog ciklusa primenjena je na sistem upravljanjakomunalnim otpadom u Gradu Sombor. Studija LCA je uradena za dva scenarija:

- scenario '''1'' LCA analiza sadasnjeg sistema upravljanja otpadom u Somboru- sakupljanjeotpada i odlaganja sakupljanog otpada na gradsku deponiju, koja nije uredena u saglasnosti sasvim postavljenim tehnickim standardima

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje odr'Zivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

- scenario "2" sakupljanje i odlaganje istih koliCina otpada na sanitamo uredenu deponiju kojaje opremljena sistemom za sakupljanje deponijskog gas a uz dobijanje energije i sistemom zasakupljanje procednih voda uz tretman tih voda

Granice sistema za tretman otpada deponovanjem prikazane su na slici 3.

Sakupljanj e otpada

0~~j0_···· L /~. -.

i I D",ooij, I '.HEmi,ij": vazduh

Gaterija10_t

•.••.•••.•:::.~.•••.••.••.•.•.•.•,ic:Granice sistema dep" --:=::>onlJe

Slika 3. Granice sistema za tretman otpada-deponovanje

IV.I. Osnovni podaci 0 gradu Somboru

Po popisu stanovnistva iz 2002. godine u Somboru ukupno iivi 97 263 stanovnika, od cega jeudeo gradskog stanovnistva 53%. Broj domaCinstava iznosi 34 140, prosecno 2,84 clana podomaCinstvu. [5]

Za svrhu ovog rada komunalni otpad je definisan kao :

• Otpad iz domaCinstva

• Otpad iz komercijalnog sektora

Podaci 0 koliCini i sastavu otpada koji su korisceni kao ulazni podaci u IWM-2 modelu su dati utabelama 1 i 2 . Maseni udeo prikazan je i na dijagramu 1.

Tabela I. Generisana kolicina otpada po stanovniku dnevno i godi~nje, za ukupan broj sta?ovnika u Gradu Sombor

Broj Sakupljena kolicinaProjekcija generisaneKolicina generisanogstanovnika

otpada (kg/st/dan) [6]kolicine (t/god)otpada (kg/st/god)

97 263

0,67 kg23 785,66 t244,55 kg

Tabela 2. Sastav komunalnog otpada, za ukupan broj stanovnika

Vrsta otpada KoliCina t/godUdeo u %

Papir/karton

1 443, 796,07

Plastika

2 763,8911,62

Staklo

549,452,31

I'

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje od..zivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

Metal 166,500,7

Organski

]4024,0358,96

Tekstil

2 604,53]0,95

Ostalo

2233,479,39

Ukupno

23 785,66]00

IV. 2. Rezultati istrazivanja

Rezultati dobijeni na osnovu IWM-2 model a prikazani su u tabeli 3.

Tabela 3. Komparacija scenarija kroz emisije gasova koje doprinose globalnom zagrevanju GWP (g).

Scenario "1"Scenario "2"

Deponovanje

4] 3147]64]89 402 955 257

Sakupljanje i transport otpada (12 vozila)

] 39] 7]9220] 391 719220

Ukupno GWP

42 706 435 63810794674476

Gasovi koji doprinose globalnom zagrevanju Kolicina CO2

53939555]57 ]69 ]8420]

KoliCina CH4

] 776 784 269] 73 0] 4 93 ]

Kolicina N20

34- 25 236 (korist)

GWP-Global Warming Potentials] tona CH4 je ekvivalntna 2] toni CO2, a I ton a N20 je ekvivalntna 3] 0 tona CO2CO2 GWP

53939555]57]69]8420]

CH4 GWP

373]246964236333]3555

N20 GWP

10 482- 7 823 280 (korist)

Ukupno GWP

42 706435 63810 794 674476

Rezltati primene IWM-2 modela za analizu dye opcije upravljanja otpadom pokazuju da je uticajna globalno zagrevanje sistema upravljanja otpadom u Somboru koji se sastoji sarno izsakupljanja i transporta otpada i odlaganja na sanitamoj deponiji izgradenoj u saglasnosti sa svimstandardima (cak i bez ukljuCivanja bilo kakave reciklaZe i izdvajanja bioloskog otpada)" cetiriputa manii od uticaia standardnog sakupliania i odlagania na nedovolino opremlieno gradskoodlagaliste.

IV. 3. Zakjlucak

Rezultati prikazni u ovom radu i izraZeni kroz primenu studije LCA na dva scenarija upravljanjaotpadom u gradu Somboru pokazuju sledece:

9.

8.

Stevanovic Carapina.H., .Mihajlov, A., .Stepanov,A.,:Uspostavljanje odriivog sistemaupravljanja otpadom primena koncepta LCA (life cycle analysis ), Zbornik radova

Medjunarodnog 5. SIMPOZIJUMA "RECIKLAZNE TEHNOLOGIJE I ODRZIVI RAZVOJ",Soko Banja, 12 - 15 septembar 2010. godine

za odredenu koliCinu otpada i sistem sakupljanja otpadom, manji uticaj naglobalno zagravanje iskazan kroz GWP i to 4 (cetiri) puta pokazuje odlaganje nasanitarnu deponiju sa kontrolisanim sakupljanjem i odvodenjem gasa i preradomotpadnih voda

u cilju poboljsanja uslova zastite zivotne sredine grad treba da izgradi sanitamudeponiju

da bi se uticaji upravljana otpadom i dalje smanjivali, mora da se pristupiuvodenju daljih opcija upravljanja otpadom uz ukljuCivanje troskova uvodenja.

v. Literatura

I. McDougall, F., White, P., Franke, M., Hindle, P., Integrated Solid Waste Management: a Life CycleInventory, 2nd Edition, Blackwell Publishing (2008)

2. Savic, D., Evropske ekoloske vrednosti za dobrobit gradana Srbije, sa posebnim osvrtom na praksupostupanja sa otpadom, Evropski standardi u Srbiji, Zbornik radova, Centar za demokratiju (2009), p.p. 64­77.

3. Bjarnadottir, H., G. Frioriksson, T. Johnsen, H. Stetsen, Guidelines for the use of LCA in the wastemanagement sector, Nordtest, Finland, (2002).

4. Koneczny, K., V. Dragusanu, R. Bersani, D. Pennington, Environmental Assessment of municipal WasteManagement Scenarios, Part I, European Commission, Joint Research Centre, Institute for Envionment andSustainbility (2007).

5. Savic, D., Magistarski rad: Doprinos regionalnom planiranju upravljanja cvrstim komunalnim otpadom zaRegion Sombor, Apatin, Odzaci i Bac, Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehnickih nauka (2008).

6. Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehnickih nauka, Departman za inzenjerstvo zastite zivotne sredine:Utvrdivanje sastava i koliCine otpada na teritoriji Autonomne Pokrajine Vojvodine, Oktobar (2008).

7. Savic, D; Stepanov, J; Stevanovic Carapina H: Doprinos regionalnom planiranju upravljanja cvrstimkomunalnim otpadom u Zapadno - backom Regionu i Opstini Bac, Zbornik radova Medunarodnekonferencije "Otpadne vode, komunalni cvrsti otpad i opasan otpad", Zlatibor, 6.- 9. aprila, (2009), str. 203­207, ISBN 13978-86-82931-28-7

Stevanovic-Carapina, H., Ilic, M., Jovovic, A., Mihajlov, A.: Establishment of Regions for Solid Waste /Best Options for Sustainable Waste Management (Case Study Serbia), Proc. X International WasteManagement and Landfill Symposium Sardinia (2005), p.p. 233-234.

Stevanovic-Carapina, H. Tematska strategija za otpad - novi pogled na upravljanje otpadom Waste water,waste and hazardous waste", Krusevac, april (2007)

10. Stepanov, J: Istrazivanja za izradu Magistarskog rada: "Metodologija ocenjivanja zivotnog ciklusakomunalnog otpada na primeru Grada Sombor", Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehnickih nauka, 20 I 0