Pasākumi bīstamo vielu daudzuma samazināšanai
Iespējamie pasākumi, kas veicina prioritāro un iespējamo bīstamo vielu daudzuma samazināšanu dabā:
1. Regulatorie pasākumi
- Direktīvas, tiesību akti, noteikumi, aizliegumi, standarti
- Dažāda līmeņa — ES, valsts, reģionālā līmeņa — aizliegumi, standarti
2. Ekonomiskie pasākumi
- Īpaši nodokļi un nodevas nozarēm/uzņēmumiem, ar vides aizsardzību saistītās izmaksas, notekūdens attīrīšanas maksa
3. Tehniskie pasākumi
Kontrolpasākumi piesārņojuma rašanās vietā
- Preču dizains / pārveidošana — izpratne par bīstamajām vielām, bīstamo vielu aizstāšana ar mazāk bīstamām, ekoloģiska iepakojuma izmantošana, ekomarķējums
- Atkritumu apsaimniekošana — atkritumu šķirošana, pārstrāde
- Ūdens attīrīšana — notekūdeņu iepriekšēja attīrīšana rūpnieciskām vajadzībām, nokrišņu ūdeņu iepriekšēja attīrīšana
Pēdējā posma pasākumi – tehniskie pasākumi, kuru mērķis ir izvairīties no vielu emisijas un piesārņojuma nonākšanas vidē
- Komunālo notekūdeņu attīrīšana
- Jaunākie sasniegumi notekūdeņu attīrīšanā — ozonēšana, adsorbcija (piemēram, izmantojot aktīvo ogli), membrānas filtrācijas tehnoloģijas
- Notekūdeņu dūņu attīrīšana — kontrolēta dedzināšana, piesārņotu dūņu neizmantošana zemes mēslošanai, dūņu droša apglabāšana poligonos u. c.
4. Mārketings un patērētāju izglītošana
- Ekomarķējums
- Uzņēmuma vides aizsardzības vērtības — apņemšanās nodrošināt labāku mūsu planētas nākotni.
Ūdens attīrīšanas tehnoloģijas bīstamo vielu daudzuma samazināšanai ūdenī
Bīstamās vielas ietver daudz un dažādus ķīmiskos savienojumus, piemēram, smagos metālus, farmaceitiskos produktus, perfluorētos savienojumus (PFC), tostarp perfluoralkilskābes (PFAA) un perfluoroktānsulfonskābes (PFOS). To atšķirīgo ķīmisko īpašību dēļ nav iespējams attīrīt ūdeni, izmantojot katrai atsevišķai ķīmiskajai vielai piemērotāko metodi. Risinājums šai problēmai ir atrast un izmantot daudzpusīgas metodes, ar kurām vienā ūdens attīrīšanas posmā var uztvert pēc iespējas vairāk vielu. Šādas vispārīgas metodes ir oksidācija un ozonēšana, adsorbcija ar aktīvo ogli un membrānas filtrācijas tehnoloģija. Šie ūdens attīrīšanas paņēmieni parasti tiek piemēroti pēdējā posmā notekūdeņu attīrīšanas stacijā. Šīs metodes nav izmantojamas kā dabiski ūdens attīrīšanas risinājumi.
Ūdens attīrīšana no bīstamajām vielām notekūdens attīrīšanas iekārtās
Mehāniskā attīrīšana
1. Filtrēšana / režģu-sietu sistēma
2. Smilšu-grants nostādinātājs
3. Primārie nostādinātāji
Bioloģiskā attīrīšana
4. Bioloģiska pārstrāde
5. Sekundārie nostādinātāji
Papildu apstrāde
(Ūdens attīrīšana no bīstamajām vielām)
6. Ozonācija + smilšu filtrācija vai aktīvās ogles izmantošana, vai membrānas filtrācijas tehnoloģija
A. Koagulants / pH korekcija
B. Uzlaboti oksidēšanas reaģenti
C. pH korekcija, hlorēšana, UV gaisma
Ķīmiskā nogulsnēšana un koagulācija
Ķīmiskā nogulsnēšana nozīmē, ka metāli, kas notekūdeņos pārsvarā sastopami kā metāla joni, veido nešķīstošas daļiņas un daļiņu kopas (pārskas), kuras no ūdens var attīrīt, tās nostādinot vai filtrējot. Lai panāktu nogulsnēšanos, parasti vispirms ir jāveic pH korekcija, bet pēc tam jāpievieno dzelzs vai alumīnija sāls, kas veicina pārslas veidošanos. Nogulsnējušās daļiņu kopas dēvē par nogulsnēm, un tās ir īpaši jāapstrādā.
Piemēri vielām un vielu grupām, kuras var attīrīt, izmantojot ķīmisko nogulsnēšanu, ir: metāli un smagie metāli, lielmolekulāras organiskās vielas un fosforu saturošas vielas.
Ozonēšana
Ozonēšanas posmā notekūdeņos tiek ievadīta reaktīva ozona gāze, kas oksidē organiskās vielas. Ozons ir nestabils, un tas tiek iegūts notekūdeņu attīrīšanas stacijā. Ozona tvertnēs ūdens tiek turēts 10–30 minūtes. Parasti pēc ozonēšanas ūdens plūst caur smilšu filtru vai līdzīgu iekārtu, lai varētu apstrādāt viegli noārdāmās organiskās vielas un iespējamos blakusproduktus.
Pietiekami kvalitatīvs ozons atbilstošos apstākļos spēj oksidēt daudzus organiskos savienojumus, tostarp farmaceitiskos produktus un dažus biocīdus. Tomēr oksidācija var notikt arī tikai daļēji vai nepilnīgi, un reizēm oksidācijas produkti var būt pat bīstamāki nekā sākotnējais ķīmiskais savienojums.
Adsorbcija ar aktīvo ogli
Adsorbcija ar aktīvo ogli ir izplatīta tehnoloģija, ko izmanto, lai no dažādiem šķidrumiem atdalītu daudzas un dažādas organiskās vielas. Aktīvās ogles īpaši absorbējošā porainā virsma svārstās no 500 līdz 1500 m2/g. Aktīvā ogle tiek ražota no dažāda veida izejvielām, piemēram, oglēm, koksnes vai kokosriekstu čaulām. Divi galvenie aktīvās ogles veidi, ko izmanto ūdens un notekūdens attīrīšanā: pūderveida aktīvā ogle un granulētā aktīvā ogle. Granulētās aktīvās ogles daļiņu diametrs ir lielāks (0,2–5 mm) nekā pūderveida aktīvajai oglei (0,015–0,025 mm).
Granulētā aktīvā ogle parasti tiek izmantota nekustīgos reaktoros. Kad caur reaktoru ir plūduši vairāki tūkstoši ūdens un absorbēto organisko vielu porciju, granulētās aktīvās ogles krājumi ir jāatjauno.
Iekārtas ūdens attīrīšanai ar pulverveida aktīvo ogli ietver notekūdens un pulverveida aktīvās ogles sākotnējās maisīšanas tvertni, kontakttvertnes, atdalīšanas iekārtu, piemēram, nostādinātāju un smilšu filtru vai ultrafiltrācijas iekārtu. Izmantotā pulverveida aktīvā ogle tiek apstrādāta kopā ar nogulsnēm vai arī novadīta atsevišķi un vēlāk sadedzināta. Izmantotā pulverveida aktīvā ogle netiek reaktivēta.
Piemēri vielām un vielu grupām, kuras var attīrīt, izmantojot aktīvo ogli, ir: farmaceitiskie produkti un perfluorētos savienojumus (PFC), tostarp perfluoralkilskābes (PFAA) un perfluoroktānsulfonskābes (PFOS) un biocīdi.
Membrānas filtrācija
Membrānas filtrācija ir process, kurā daļiņas vai izšķīdušās vielas tiek atdalītas ar daļēji caurlaidīgu membrānu, kurā virzītājspēks ir ūdens spiediens. Iespējamās metodes bīstamo vielu izdalīšanai no notekūdeņiem ir nanofiltrācija un reversā osmoze. Notekūdens, kas plūdis caur membrānu, ir permeāts, bet vairums organisko vielu un daži sāļi tiek koncentrēti kā retentāts. Reversās osmozes un nanofiltrācijas rezultātā rodas liels daudzums retentāta, praksē līdz pat 5 %. Parasti šo retentātu ir papildus jāattīra.
Membrānas bieži tīra ar sārmainiem vai sālsskābes šķīdumiem, vai abiem. Nanofiltrācijas un reversās osmozes energopatēriņš (pārsvarā sūkņiem membrānas filtrācijas nodrošināšanai) ir attiecīgi 2 un 3 reizes lielāks nekā ozonēšapfaanai.
Piemēri vielām un vielu grupām, kuras var attīrīt, izmantojot membrānu filtrāciju, ir: farmaceitiskie produkti un PFAA, tostarp PFOS un biocīdi.
Lai identificētu labāko pieejamo metodi bīstamo vielu atdalīšanai, izmantojiet šo tabulu: Bīstamo vielu atdalīšana
Bīstamo vielu kartēšana, pasīvā paraugu ņemšana
Tipiskākās problēmas, ar ko nākas saskarties, analizējot bīstamo vielu daudzumu dabiskajā ūdenī, ir liels ūdens daudzums un pētāmo vielu neliela un svārstīga koncentrācija tajā. Pasīvā paraugu ņemšana ir tehnika, kuru izmanto, lai iegūtu simboliskus, bagātinātus paraugus, kuros vielu koncentrācija pārsniedz analizatora noteikšanas robežas. Iespējamo piesārņojuma avotu kartēšana ir nepieciešama, lai noteiktu bīstamo vielu izcelsmi.
Piesārņojuma avoti ir tās vietas ūdenstilpnē, kur bīstamās vielas var nokļūt grāvjos, strautos, upēs vai ezeros.
Piesārņojuma avoti ir tās vietas ūdenstilpnē, kur bīstamās vielas var nokļūt grāvjos, strautos, upēs vai ezeros.
Iespējamo piesārņojuma avotu atlases metode un kartēšana
Lai uzmeklētu izmēģinājumu teritorijā esošos uzņēmumus, tika izmantots uzņēmumu reģistrs.
Uzņēmumi, kuru darbības jomu var saistīt ar bīstamo vielu rašanos, tika iekļauti iespējamo piesārņojuma avotu sarakstā. Šādas nozares ir: būvniecība, ķīmija, mežistrāde, elektronika, atkritumu apsaimniekošana, lauksaimniecība, transports, metāla industrija, stikla industrija, pārtikas industrija, tekstilindustrija, slimnīcas un citi sociālās labklājības nodrošinātāji, kā arī mašīnu un to detaļu ražošana un labošana.
Lai noteiktu, vai uzņēmums ir aktīvs, un lai pārbaudītu tā darbības adresi, tika izmantota kredītinformācija.
Tika pievienota arī informācija par vidi piesārņojošās darbības atļaujām un notekūdeņu noplūdi.
Uzņēmuma lielums un tas, vai ārpus tā telpām tiek uzglabāti kādi materiāli, tika noteikti pēc ortofoto.
Piemērs: WaterChain izmēģinājumu teritorijas kartēšana Igaunijā
Pasīvā paraugu ņemšana
Pasīvā paraugu ņemšana ir jauna monitoringa metode, ar kuru var noteikt organisko piesārņotājvielu koncentrācijas līmeni ūdenstilpnē. Pasīvā paraugu ņemšana ir piemērota, lai uzraudzītu prioritāro bīstamo savienojumu klātbūtni ūdens vidē, jo pretstatā ierastajai paraugu ņemšanai tā ļauj izdarīt ilgtermiņa secinājumus par bīstamo vielu daudzumu ūdens vidē. Pasīvās paraugu ņemšanas priekšrocības salīdzinājumā ar paraugu ņemšanu uz vietas ir iespēja noteikt mērķa piesārņotājvielu laikā svērto vidējo koncentrāciju mainīgā ūdens vidē, lai iegūtu pietiekami plašu priekšstatu par ūdens kvalitāti un lai varētu izvērtēt piesārņotājvielu tendences ūdenstilpnēs.
Pasīvās paraugu ņemšanas metode apvieno paraugu ņemšanu un attiecīgo savienojumu bagātināšanu. Šajā metodē tiek izmantota nemehāniska iekārta, kura spēj akumulēt ūdenī izšķīdušās piesārņotājvielas.
Pasīvā paraugu ņēmēja iegūtās koncentrācijas atspoguļo piesārņotājvielu koncentrācijas vidējo vērtību noteiktā laika posmā. Vielu akumulācija paraugu ņēmējā notiek līdz noteiktam termodinamiskajam līdzsvaram starp paraugu un ūdeni vai arī līdz brīdim, kad paraugu ņemšana tiek pārtraukta.
Ir divu veidu pasīvie paraugu ņēmēji: pasīvais parauga ņēmējs ar nodalījumu (p-PSD) un adsorbcijas pasīvais paraugu ņēmējs (a-PSD). Projekta pētījumā (izmēģinājumu teritorijā ar trim paraugu ņemšanas vietām un trim paraugu ņemšanas reizēm 2–4 nedēļu garumā) tika izmantots integrēts pasīvais paraugu ņēmējs Chemcatcher, ar kuru tika noteikta bīstamo organisko savienojumu laikā svērtā vidējā koncentrācija (TWAC) virszemes ūdeņos izmēģinājumu teritorijā. Materiāls, kas tika izmantots p-PSD metodes īstenošanā, bija izmantota silikona sveķi.
