Hulladékok módosulásai a természeti környezetben

1. Dr. Dióssy László c. egyetemi docens Hulladékok módosulásai a természeti környezetben

2. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok • Fertőzést terjesztő hulladékok • Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok • Ásványolaj-tartalmú hulladékok • Műanyaghulladékok • Növényvédőszer-tartalmú hulladékok • Mérgező fémeket tartalmazó hulladékok • Savtartalmú hulladékok

3. Hulladékok a természetbenTermészeti környezet • A bioszférának azon része, mely ember általi módosításoktól mentes. A természeti környezetben lezajló folyamatok iránya meghatározott, és mindig olyan, hogy a rendszer entrópiája (rendezettsége) növekedjen. • Az, hogy mentes emberi beavatkozástól, nem azt jelenti, hogy nem érik antropogén hatások. Jellegéből adódóan azonban a természeti környezet ezen hatásokat bizonyos mértékig ellensúlyozni tudja (pufferhatás). • Amennyiben a károsító hatás olyan mértékű, hogy azt a természeti környezet nem képes ellensúlyozni (pl. atomrobbantás), a környezet „természeti” mivolta megszűnik, degradálódik.

4. Hulladékok jellemzése lebomlási idő alapján • Amint a hulladék bekerül a természeti környezetbe, megpróbál valamilyen módon részt venni a természeti körfolyamatokban, mely folyamat során lebomlik. A hulladék lebomlási ideje jellemezhető a hulladék „inertségével”. Inert az a hulladék, mely a természeti folyamatokban gyakorlatilag nem vesz részt. Ilyen pl. az üveg. Vigyázz,nem az inert hulladékbesorolásáról van szó!!! • Kevésbé inert egy műanyag hulladék, mely a természeti folyamatokban ha lassan is, de reagál, miközben környezetre káros alkotóelemeire bomlik. Végül legkevésbé inert, és sok esetben éppen ezért veszélyes az olyan hulladék, mely a természeti folyamatokra azonnal hatással van. Pl. savak, vagy olajok.

5. A természeti környezetben való lebomlási hajlamot idegen szóval perzisztenciának nevezik. Perzisztens egy hulladék akkor, ha a környezetbe kerülve hosszú időn keresztül változatlan marad. A perzisztens vegyületek egyik iskolapéldája a DDT • A 60-as évek végén Mo-on betiltották Klór Etán Fenil Fenil Klór Klór Diklór-difenil-triklór-etán (DDT ) molekula 3D rajza

6. Természetes degradációt befolyásoló tényezők • A hulladékok természetes degradációját számos tényező befolyásolja. A hulladék minőségén (inertségén) túlmenően a természeti környezet degradációt befolyásoló tényezői: • UV-fény • Víz • Levegő oxigénje • Mikrobiáliskörnyezet

7. UV fény • Az ultraibolya sugárzás a látható fénynél kisebb hullámhosszú, nagy energiájú sugárzás. UV-C: 100-280 nm UV-B: 280-315 nm UV-A: 315-400 nm

8. UV fény hatására elsősorban szerves vegyületekben játszódik le kémiai átalakulás. Ennek oka, hogy ezekben a vegyületekben a kémiai kötések felbontásához szükséges energia az UV-sugárzás nagyságrendjébe esik. • A folyamatot idegen szóval fotodegradációnak nevezik (fény hatására bekövetkező bomlás).

9. Víz • Amint a hulladék vizes közegbe kerül, spontán anyagáramlás indul meg a hulladék és a vizes fázis között. Az anyagáramlás hajtóereje a koncentrációkülönbség (ozmózis). A folyamatot kioldásnak nevezzük, a kioldódási hajlam szintén fontos jellemzője a hulladékoknak. • A víz ezenfelül kémiai és biokémiai reakciók színteréül is szolgál. A reakciókat és a kioldási tulajdonságokat is meghatározó fontos paraméter a környezeti víz pH-ja.

10. Levegő • A Föld légköre oxidatív közeg. A természeti környezetbe került, levegőtől el nem zárt hulladékot a levegő oxigénje előbb-utóbb oxidálni fogja. A folyamat során a hulladékban található telítetlen vegyületek (pl. telítetlen zsírsavak) fokozatosan telítődnek, majd a szénláncok bomlásnak indulnak.

11. Mikrobiális környezet: • A környezetben található mikróbák (baktériumok, gombák) a biológiailag bontható hulladékokat bontani kezdik. Ezek a hulladékok főként a természetes szerves anyagok (zöldhulladék, papír, fa). A folyamat neve biodegradáció. • (Viszonylag új találmány a biológiailag bontható műanyag („komposztálható bevásárló táska”), aminek elnevezése nem pontos, mivel a baktériumok a szénláncot csak darabolni tudják, teljesen lebontani nem.)

12. Hulladékok és az ember kapcsolódásának lehetséges módjai

13. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok

14. Önmaguktól végbemenő folyamatok • Fotokémiai folyamatok • Redoxifolyamatok • Hidrolízises folyamatok • Metabolikus folyamatok

15. Fotokémiai folyamatok • A fotokémiai folyamatok végbemeneteléhez elengedhetetlenül szükséges, hogy a hulladékot alkotó molekula a napsugárzás nagy energiájú fotonjait elnyelje. • A gerjesztett állapotú molekula megnövekedett reakciókészsége következtében valamilyen degradációs folyamat játszódik le, és általában kisebb molekulatömegű termékek keletkeznek, pl. műanyagok esetében. • A kisebb molekulatömeg előnyös a metabolikus bontás szempontjából. Annak ellenére, hogy a fotokémiai reakciók nagyon hatásosak lehetnek a szerves hulladék lebontására, részarányuk a hulladéklebontásban azonban nagyon kicsiny az önárnyékolás és a hulladék takarása (pl. földdel) miatt.

16. Redoxi folyamatok • A redoxi folyamatokban elektronleadás (oxidáció) és elektronfelvétel (redukció) játszódik le a hulladék és a környezet molekulái között, amely természetesen egy másik típusú hulladék is lehet. • Redoxi folyamatok játszódhatnak le szerves anyagok kémiai vagy biológiai oxidációja és változó vegyértékű fémhulladékok (króm, vas, mangán, ón) bomlása során.

17. Hidrolízises folyamatok • A hidrolízis olyan egyensúlyt kialakító protolitikus (protonátmenettel járó vagy sav-bázis reakció) folyamat, amelyben az egymásra ható anyagok egyike víz. Ionvegyületeket (sókat) tartalmazó hulladékok hidrolízisekor mutatkozó kémhatást (savas vagy lúgos lesz-e a képződött oldat) az határozza meg, hogy a víz az ionvegyület kationjával vagy anionjával lép-e reakcióba. • Ha a víz a BA ionvegyület kationjaival reagál (pl. ammónium-kloriddal), akkor a kémhatás savas lesz: • B+ + 2 H2O = BOH + H3O+

18. Ha a víz a BA ionvegyület anionjával reagál (pl. nátrium-acetát), akkor a kémhatás lúgos lesz. • A- + H2O = HA+ + OH- • Ha a víz nem lép reakcióba az ionvegyület (pl. nátrium-klorid) kationjával vagy anionjával, akkor nem következik be a hidrolízis, a kémhatás semleges marad. • 2 H2O = H3O+ + OH- + A- + B+ • A hidrolízis főleg az észter alapú (szerves foszforsav-észterek) anyagok lebontásakor jelentős.

19. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok

20. Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazó hulladékok • A nagy oxigénigényű hulladékok nem feltétlenül mérgező vegyületek. Káros hatásukat közvetett úton fejtik ki azáltal, hogy ezek a hulladékok alacsonyabb rendű élő szervezetek tápanyagai, pl. baktériumoké, amelyek e vegyületeket oxidatív úton lebontják, és a lebontott részeket a felszabaduló energia segítségével saját testük építésére használják fel.

21. A nagyobb baktériumaktivitás miatt az oxigénfogyasztás egyre gyorsul. • A növekvő oxigénhiány következtében sorra pusztulnak ki az oxigénigényes élőlények, és szélsőséges esetben az oxigénhiány olyan mértéket is elérhet, hogy maguk a baktériumok is elpusztulnak • Avíz vagy talaj anaerob (oxigénmentes) jellegű lesz.

22. C + O2 CO2 • egyszerűsített reakciót figyelembe véve látható, hogy 12 g szénhez 32 g oxigén szükséges a lebontási folyamatban. • Miért? • Ebbe a körbe tartoznak a szerves szénvegyületeket tartalmazó háztartási, textilipari, élelmiszeripari, bőripari, mezőgazdasági szilárd és folyékony hulladékok . Nem tartoznak ide a műanyagok.

23. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok • Fertőzést terjesztő hulladékok

24. Fertőzést terjesztő hulladékok • Fertőző anyagok megjelenésére lehet számítani • Fekáliatartalmú hulladék; • Egészségügyi intézmények hulladékai; • Vágóhídi hulladékok, állati tetemek esetében. • A környezetbe kerülve a fertőző hatás évekig-évtizedekig megmarad, mivel a kórokozó mikroorganizmusok „betokozódnak”, ellenállnak a környezet hatásainak, és amikor arra alkalmas környezetbe (gazdaszervezetbe) kerülnek, szaporodásnak indulnak és fertőző hatásukat kifejtik.

25. A fekáliatartalmú hulladékok potenciális veszélyt jelentenek a kolera, vérhas, tífusz, tetanusz, fertőző májgyulladás terjesztése miatt. Az ilyen jellegű hulladékok környezetbe kerülése általában véletlenszerű, és a kikerült baktériumok többsége a talajban, vízben elég gyorsan elpusztul. • Éppen ezért esetleges jelenlétükre csak közvetett úton, a fekáliás szennyeződést mindig kísérő kólibaktériumok jelenlétéből következtetünk. Kivételek a tuberkulózis, paratífusz kórokozói, amelyek hónapokig is életképesek.

26. Az egészségügyi intézmények hulladékai közül a biológiai anyagok (vér, vizelet, váladék), az egyszer használatos eszközök (pl. katétercsövek, injekciós tűk), a kísérleti állatok, a testrészek és szervmaradványok stb. kórokozó mikrobái vagy toxinjai nem megfelelő hulladékkezelés esetén, állati vagy emberi megbetegedést idézhetnek elő.

27. Fertőzést okozó hulladékok az állati tetemek is. Függetlenül attól, hogy az elhullás megbetegedés vagy baleset miatt következett-e be, a tetemet fertőzőnek kell tekinteni. A tetem szerves anyagai a talajban, vízben mineralizálódnak (ásványi anyaggá válnak); • Oxigénmentes környezetben anaerob rothadás során metán, ammónia, hidrogén képződik, a levegővel érintkező részeken aerob korhadás játszódik le, amelyet a szén-dioxid és víz képződése kísér. A rothadó tetemben elszaporodhatnak a tetanuszt, gázödémát okozó baktériumokok.Az elhullott állati tetemek terjeszthetik az athrax- (Bacillus anthracis) fertőzést. Ez az anaerob baktérium évekig megőrzi fertőző képességét (pl. oroszlánok).

28. Az állati és emberi maradványok a talaj típusától függően általában 10...20 év alatt mineralizálódnak. Túl száraz talaj esetén azonban mumifikálódás, kötött, oxigénmentes vizes talajok esetén viaszos konzerválódás következhet be; a szöveti zsír zsírsavra bomlik, és kalcium-, magnéziumionokkal reagálva a képződött zsírsavók konzerválhatják a tetemet az újbóli felszínre kerülésig.

29. Állati hulladék temetők, „dögkutak”. • A dögkutak és dögterek üzemeltetéséből származó potenciális kockázatot elsősorban a szerves anyag lebomlása során keletkező bomlástermékek talajvízbe jutása jelenti. • A potenciális szennyező-anyagok: • elsősorban a bakteorológiai szennyezés (pl. Coli baktériumok) • kisebb mértékben bomló szerves vegyületek (pl. zsírsavak), • harmadrészt vegyi szennyezők (ammónia, kloridok, foszfátok, nehézfémek, nehéz olajok).

30. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok • Fertőzést terjesztő hulladékok • Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok

31. Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok • Bizonyos hulladék, pl. műtrágyamaradványokat tartalmazó szilárd hulladék - bár önmagában az emberre nem mérgező - közvetett úton igen súlyos károkat okozhat, ha a hulladék kezelése nem megfelelő. • A növények fejlődését általában a rendelkezésre álló tápanyag korlátozza. A tápanyagfelvétel során a növény hozzájut a számára nélkülözhetetlen elemekhez, a nitrogénhez, a foszforhoz, a kénhez, a nyomelemekhez. Ezek az anyagok a talajerózió és oldódása révén belekerülnek a vizekbe, és eutrofizációs folyamatot indíthatnak el (tápanyag feldúsul, elszaporodnak az elsődleges termelő élőlények).

32. A természetes eutrofizációs folyamat az emberi tevékenység következtében felgyorsult. Az eutrofizáció azonban csak részben tulajdonítható a nem megfelelő hulladékkezelésnek, növekedése olyan mindennapos dolgokra vezethető vissza, mint a földművelés, a műtrágyahasználat. • Az eutrofizáció a folyamat kezdetén hasznos lehet, hiszen a vízinövények által felvehető tápanyagok koncentrációjának növekedésével nő a növénymennyiség, amely magával hozza a növényevő és ragadozó halak számának növekedését is. Később azonban az algák robbanásszerű szaporodása véget vet ennek a hasznos folyamatnak.

33. A túlzott mértékű eutrofizáció veszélyével kell számolni minden oldható foszfát- és nitrogéntartalmú hulladék elhelyezésekor, ugyanis a kioldódott sók a talajvízzel eljuthatnak a folyókba, tavakba és a víz minősége jelentősen megváltozhat. A foszfor különösen veszélyes a vízminőség szempontjából, ugyanis a vízgyűjtőbe jutó foszfor gyakorlatilag nem távozik el, mert állandó körforgást végez . • (Bizonyos mennyiségű foszfor eltávozására lehet számítani abban az esetben, ha a vízterületen nagy számban élnek olyan élőlények, amelyek fejlődésük első szakaszát vízben töltik, majd kifejlett állapotukban életüket a szárazföldön folytatják.)

34. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok • Fertőzést terjesztő hulladékok • Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok • Ásványolaj-tartalmú hulladékok

35. Ásványolaj-tartalmú hulladékok • Az ásványolaj kémiai szempontból nem azonos alkotórészekből áll, így a környezettel különböző módon lép kapcsolatba. Az olajos hulladékok különböző szénhidrogének százait tartalmazhatják. A szénen és hidrogénen kívül kén, oxigén, nitrogén és nyomelemek találhatók bennük. Az olajos hulladékok általában ugyanazokat a vegyületeket tartalmazzák, de mindig különböző arányban.

36. A környezetbe kikerülő olajos hulladék változatos kémiai átalakulásokon megy keresztül. • Ha az olajos hulladék a benzinéhez hasonló forráspontú frakciókat tartalmaz, jelentős részük elpárolog. • A többit a talajrészecskék adszorbeálják, vagy vízzel érintkezve olyan emulzió képződik, amelyet az ásványolajban található különböző gyantás, aszfaltos jellegű anyagok stabilizálnak. • Az ásványolaj alkotórészeinek jelentős része biológiailag bontható, azonban ezért a biológiai bontásért, amely jelentős mennyiségű oxigént igényel, a környezet oxigénhiányával fizetünk.

37. A lebontás csak oxigéndús környezetben baktériumok segítségével valósulhat meg, ezért rendkívül veszélyes a talaj olajjal való szennyeződése, mivel az oxigéntartalom pótlása a talajban rendkívül lassú folyamat. • Kifejezetten rossz eljárás az, amikor a kiömlött, víz felszínén úszó olajszennyeződést süllyesztőszerekkel, pl. cementtel, téglaporral távolítják el. • Miért? • A kezelőanyag felületén adszorbeálódott olaj a meder oxigénnel kevéssé ellátott alján rakódik le, és ezáltal a lebomlás jóval lassabban megy végbe, mint a felszín közelében. • Oxigénmentes környezetben az olaj nem bomlik biológiailag, hiszen maga az ásványolaj is anaerob bomlás végterméke!

38. Az eddigiek alapján az ásványolaj-tartalmú hulladékok viselkedése azonos a nagy oxigénigényű hulladékokéval. • Azért sorolják külön csoportba őket, mert nemcsak nagy oxigénigényűek, de igen nagy a toxicitásuk. • Ebből a szempontból különösen veszélyes a kis forráspontú aromás szénhidrogén tartalom (BTEX-vegyületek: benzol, toluol, etil-benzil, xilol), továbbá a kondenzált gyűrűs aromás szénhidrogének (pl. naftalin, antracén, fenantrén). Ezek a vegyületek zsíroldható tulajdonságuk révén beépülnek a test szövetébe (pl. hal, kagyló), és elfogyasztásuk esetén jelentős ízelváltozást vagy pusztulást okoznak.

39. A hulladékból származó ásványolaj-szennyeződés további kellemetlen tulajdonsága, hogy nem bontható le teljesen biológiailag. • Az elágazó szénláncú és a 32 szénatomszámnál hosszabb szénhidrogének mikrobiológiailag inertek, és a bontási folyamat lezajlása után aszfaltos csomócskák formájában visszamaradnak. • Ilyen jellegű szuroklabdák - amelyek néhány milligrammtól kezdve több kilogramm tömegűek is lehetnek - gyakran észlelhetők a tengereken, amelyek olajkiömlések, tartályhajók ballasztvíz-kibocsátásának végső maradványai.

40. Ismertesse a hulladék módosulását a természeti környezetben! • Önmaguktól végbemenő folyamatok • Nagy oxigénigényű vegyületeket tartalmazóhulladékok • Fertőzést terjesztő hulladékok • Növényi tápanyagként viselkedő hulladékok • Ásványolaj-tartalmú hulladékok • Műanyaghulladékok

41. 94/2002. (V. 5.) Korm. rendeleta csomagolásról és a csomagolási hulladék kezelésének részletes szabályairól • 1. § (1) A rendelet hatálya kiterjed • a) az ország területén forgalmazott termék csomagolására és a csomagolási hulladékra, • b) azokra a természetes személyekre, jogi személyekre és gazdálkodó szervezetekre [Ptk. 685. § c) pont], akiknél, illetve amelyeknél a csomagolás előállítása történik, csomagolási hulladék keletkezik, vagy akik, illetve amelyek a csomagolási hulladékkal kapcsolatos tevékenységet folytatnak. • (2) Nem terjed ki a rendelet hatálya a radioaktív anyagok csomagolására és csomagolásának hulladékára.

42. Értelmező rendelkezések • 2. § (1) E rendelet alkalmazásában • a) csomagolás: • aa) valamennyi olyan tétel, amelyet a termelő vagy a felhasználó valamely termék (a nyersanyagtól a feldolgozott termékig) befogadására, megóvására, kezelésére, szállítására és bemutatására (csomagolási funkció) használ, ideértve az ugyanilyen célra használt egyszer használatos tételt, • ab) az aa) pontban meghatározottaknak - a csomagolás által biztosított egyéb funkciók sérelme nélkül - megfelelő tételek, kivéve, ha az adott tétel a termék szerves részét képezi és a termék tárolásához, eltartásához vagy megőrzéséhez annak teljes élettartama alatt szükséges, és az egyes alkotóelemeket együttes felhasználásra, fogyasztásra vagy értékesítésre szánták,

43. ac) a forgalmazás helyén történő megtöltésre tervezett és szánt, csomagolási funkciót ellátó tételek, továbbá a forgalmazás helyén eladott, megtöltött vagy az ott történő megtöltésre tervezett és szánt, csomagolási funkciót ellátó egyszer használatos tételek, • ad) a termékre közvetlenül ráakasztott vagy ahhoz rögzített, csomagolási funkciót ellátó kiegészítő elemek, kivéve, ha azok a termékek szerves részét képezik, és az egyes alkotóelemeket együttes fogyasztásra vagy értékesítésre szánták; a csomagolásba beépülő egyéb összetevőket és kiegészítő elemeket azon csomagolás részének kell tekinteni, amelyikbe azokat beépítették;

44. Csomagolás • Csomagolás: csomagolási tevékenység során, csomagolóanyag(ok), csomagolóeszköz(ök), csomagolási segédanyag(ok) és eszközök felhasználásával létrehozott ideiglenes védőburkolat. • Fajtái: • fogyasztói csomagolás, • gyűjtő csomagolás, • szállítási csomagolás. • Példa: 1,5 literes, PET palackos ásványvíz csomagolás, amely a következő összetevőkből tevődik össze • fogyasztói csomagolás: PET palack, címke, záróelem • gyűjtőcsomagolás: zsugorfólia (+ esetleg ráragasztott hordfül és/vagy címke) • szállítási csomagolás: rakodólap, fóliás rögzítés (+ esetleg rétegelválasztó lap és címke)

45. Csomagolások típusai • Hajlékony-falú műanyag fogyasztói csomagolások • Fólia alapú fogyasztói csomagolások • Műanyag hálós csomagolások • Merev-falú csomagolások • Dobozos, poharas, tégelyes • Flakonos • Palackos • Kannás csomagolások • Vödrös csomagolások

46. Csomagolóanyagok hasznosításának szabályozása • 2011 végéig a csomagolási hulladék tömegének legalább 60%-át kellett hasznosítani. • Ezen belül az összes csomagolóanyag minimálisan 55%-át (maximum 80%-t) kellett újrafeldolgozni (anyagában hasznosítani) a műanyagnál 22,5% legyen legalább az anyagában történő hasznosítás. • Ezen előírások alól 2012-ig kértünk és kaptunk átmeneti mentességet (2005/20/EK irányelv.

47. 2015-ig szelektív hulladékgyűjtési rendszert kell felállítani • 2020-ig a háztartásokból származó műanyag hulladék, estében az újrahasználatra való előkészítést és az újrafeldolgozást tömegében átlagosan minimum 50 %-ra kell növelni. • A hasznosítás terén az EU előírásoknak, pontosabban a „Csatlakozási Szerződésben” foglaltaknak megfelelően a csomagolási hulladék hasznosításában 2005-ben elértük az 50 %-os hasznosítási arányt.

48. Csomagolási hulladék kibocsátása • A csomagolási hulladékok kibocsátása az elmúlt időszakban jelentős, évente 2%-ot meghaladó növekedést mutatott.

49. Szelektíven gyűjtött csomagolási hulladék

50. Csomagolási hulladék előrejelzése