Civilizacija suteikia ne tik galimybių, bet kelia ir grėsmių, kurių viena – grunto tarša pavojingomis atliekomis. Problema dažnai sprendžiama paprastuoju būdu: užterštas gruntas išvežamas, naujas atvežamas. Tai ne tik nedera su tvarumu, prieštarauja žiedinės ekonomikos principui, bet ir reikalauja papildomų sąnaudų. Bendradarbiaujant KTU mokslininkams ir verslo bendrovei rastas unikalus, tvarus sprendimas.
Įprastai užterštas dirvožemis, gruntas ar dumblas Lietuvoje iškasamas ir išvežamas į specialias grunto valymo aikšteles, kur, išvalytas iki tam tikrų koncentracijų, naudojamas antrąkart arba užterštas gruntas saugomas pavojingų atliekų sąvartynuose. Gruntas, dažniausiai užterštas naftos produktais, vežamas į aikšteles, kur valomas naudojant mikroorganizmus.
Pasak Rasos Radienės, Lietuvos geologijos tarnybos Hidrogeologijos skyriaus vedėjos, gruntas gali būti valomas ir vietoje, įrengus laikinas aikšteles.
„Išvalytas iki leidžiamų koncentracijų, jis iš karto gali būti grąžintas atgal“, – pasakoja pastebėdama, kad toks valymas yra pigesnis, draugiškesnis aplinkai, bet taikomas tik įvertinus cheminių medžiagų koncentraciją ir kitus faktorius.
R. Radienės teigimu, keliose vietose buvo taikytas sunkiaisiais metalais užteršto grunto valymas, užterštą plotą užsodinant greitai augančiais augalais, kurie kaupia bei skaido pavojingas medžiagas. Bet didžiausias metodo trūkumas – labai ilgai trunkantis procesas.
Alternatyva – savaime susitankinančio grunto technologija
Prieš pusantrų metų, bendradarbiaujant bendrovei„Virmalda“ ir Kauno technologijos universiteto Statybos ir architektūros fakulteto (KTU SAF) mokslininkams, buvo pradėta kurti savaime susitankinančio grunto technologija.
Ji, pasak šio fakulteto profesoriaus, mokslinio projekto vadovo Žymanto Rudžionio, situaciją keičia iš esmės – naudojamas esamas gruntas, kuris, permaišius jį su įvairiais mineralinės kilmės priedais, įgyja kur kas geresnes savybes negu atvežtas iš karjerų.
Atlikinėdami savaime susitankinančio grunto tyrimus, jau prieš pusantrų metų mokslininkai pastebėjo, kad ši technologija gali būti naudojama ir sprendžiant pavojingomis medžiagomis užteršto grunto problemą.
„Iš pradžių pastebėtos savaime susitankinančio grunto technologijos galimybės spręsti ir užteršto grunto problemą neatrodė itin aktualios. Tačiau pastarųjų mėnesių įvykiai, kai Alytuje degė padangos, Klaipėdoje fiksuotas normas viršijantis dirvožemio užterštumas chromu, kiti garsiai nuskambėję atvejai, parodė, kad užteršto grunto problema itin aktuali“, – pasakojo Ž. Rudžionis.
Garsiai nuskambėję aplinkos taršos atvejai yra tik dalis problemos. Pasak mokslininko, didelė grunto tarša aptinkama intensyviai pramonės naudotose teritorijose. Atliekant grunto taršos tyrimus, labai dažnai randama sulfatų, nitratų, kurių kiekiai viršija normas, nustatytas naujai projektuojamiems naujiems statiniams, laikančiosioms konstrukcijoms ir jų atsparumui cheminiam poveikiui.
Profesorius pabrėžia, kad užteršto grunto išvežimas, saugojimas, taikant specialias priemones arba jo kaitinimas aukštoje temperatūroje yra brangiai kainuojančios technologijos. KTU mokslininkai, bendradarbiaudami su verslu, siūlo kitokį sprendimą.
Pavojingas atliekas įmobilizavo į gruntą
„Pasitelkę užsienio partnerių, su kuriais dirbome, patirtį, ėmėmės kitokio sprendimo: mūsų jau sukurtoje savaime susitankinančio grunto technologijoje bandome pritaikyti taršos įmobilizavimą, – pasakoja Ž. Rudžionis. Pasak jo, pirminiai tyrimai pademonstravo itin gerus rezultatus, tačiau jų reikia daugiau ir gilesnių.
Mokslininkų komanda, kurioje dirba statybos inžinerijos, medžiagotyros, chemijos, aplinkos inžinerijos specialistai, įžvelgė galimybių savaime susitankinančiame grunte sumažinti taršą net keliais metodais.
Vienas jų – sutankinti gruntą tiek, kad į jį neprasiskverbtų vanduo ir mažiau išsiplautų sunkiųjų metalų. Kitas – sunkieji metalai įmobilizuojami cheminiu būdu, taip jie pereina į kitą – netirpią vandenyje – formą ir tampa saugūs aplinkosaugos požiūriu.
Šiuo metu mokslininkų komanda daugiausia bandymų atlieka su 6-valenčiu chromu, kuris yra tirpus vandenyje sunkusis metalas ir pavojingas žmogui. KTU mokslininkams pavyko chromą sėkmingai utilizuoti savaime susitankinančiame grunte.
Tiek pirminių, tiek atkartotų tyrimų duomenys, kai į įvairių tipų savaime susitankinančius gruntus buvo specialiai įmaišoma 6-valenčio chromo bei naudojamos įvairaus agresyvumo išplovimo metodikos, parodė įstabius rezultatus.
„Viena iš standartizuotų ir Vokietijoje rekomenduojamų metodikų – iš grunto masės kubelio ar cilindro suformuojami savaime susitankinančio sutvirtinto grunto pavyzdžiai ir intensyviai plaunami vandeniu ilgą laiką.
Po plovimo tiriama išsiplovusio chromo ar kito sunkiojo metalo koncentracija vandenyje, – pasakoja Ž. Rudžionis.
„Pirminiai mūsų atlikti tyrimai su chromu, vanadžiu, nikeliu patvirtina, kad, iš tokio savaime susitankinančio grunto suformavus konstrukciją ar pagrindą, minėti metalai visiškai neišsiplauna. Mūsų labai tikslūs matavimo prietaisais parodė itin mažas sunkiųjų metalų koncentracijas, kokias galima aptikti bet kur gamtoje“, – pasakoja mokslininkas.
Skaičiai nustebino
Mokslininkai žengė dar toliau – o kas bus, jeigu tą gruntą po kurio laiko kažkas iškas, naudos antrą kartą? Ar sunkieji metalai neišsiplaus? Siekdami įsitikinti, ar technologija tikrai patikima, mokslininkai atliko dar agresyvesnius tyrimus.
Šįkart gruntas buvo dar labiau susmulkintas – iki 2 mm dydžio dalelių – ir intensyviai plaunamas vandenyje. Bandymas parodė ženkliai po išplovimo sumažėjusią koncentraciją.
Mokslininkai ėmėsi dar agresyvesnių metodų: gruntas buvo plaunamas ir „aqua regia“, t. y. koncentruotu azoto rūgšties ir druskos rūgšties mišiniu, kuris tirpina tauriuosius metalus. Rezultatai nudžiugino.
„Atliekant bandymus su chromu, neleistiną 3 kategorijos koncentraciją sutrupintame grunte sumažinome daugiau negu 100 kartų, o sutrupintame grunte ir plautame „aqua regia“ – iki 10 ir daugiau kartų. Jeigu iki bandymų buvo fiksuojamas 3 kategorijos užterštas gruntas arba 300 miligramų chromo 1 kilograme sausos medžiagos, tai net plaudami gruntą pačiu agresyviausiu metodu, sumažiname jo kiekį iki leistinos normos – 30 mg/kg sausos medžiagos. Vadinasi, gruntas yra švarus“, – dalijosi rezultatais profesorius.
Analogiškų rezultatų buvo pasiekta ir su nikeliu, vanadžiu. Kai kurie skaičiai nustebino ir pačius mokslininkus: vanadžio koncentraciją, naudojant savaime susitankinančio gruntą technologiją, pavyko sumažinti net 1000 kartų.
Aukštus rezultatus lemia grunto tankumas – jis turi būti pakankamai tankus, – ir priedai, naudojami savaime susitankinančio grunto paruošimui. Visų priedų išbandyti neįmanoma, tad buvo pasitelktos jau sukauptos žinios, kaip galima chemiškai surišti sunkiuosius metalus, juos stabilizuoti. Tam naudoti sorbentai (sugeriančios arba absorbuojančios medžiagos); įvairūs cheminius junginiai, palengvinantys sunkiųjų metalų surišimą; priedai, efektyviai tankinantys savaime susitankinančio grunto struktūrą.
Verslas rengia būtiną bazę ir perima kompetencijas
Lygiagrečiai su mokslininkais „Virmalda“ rengiasi technologijos taikymui savo įmonėje: įrenginėjama speciali laboratorija, įsigyjama būtina įranga, iš mokslininkų perimamos būtinos kompetencijos.
„Virmalda“ kartu su mokslininkais rengia dokumentus nacionaliniam techniniam liudijimui – Lietuvoje tokios teisinės bazės dar nėra. Kadangi šių dokumentų rengimas ir tvirtinimas imlus laiko požiūriu, „Virmalda“ planuoja per pusmetį pirmiausia parengti įmonės standartą, pagal kurį galėtų pradėti vykdyti darbus.
Prieš pusantrų metų „Virmalda“ ir KTU pradėjo įgyvendinti bendrą projektą, kurdami savaime susitankinančios grunto technologiją. Šiam projektui buvo gautas finansavimas pagal paramos sutartį su LVPA ir panaudojant ES regioninės plėtros fondo lėšas pagal priemonę Nr. 01.2.1-LVPA-K-828 „Intelektas. Bendri mokslo – verslo projektai“.
Jau projekto metu pastebėjus naujų šios technologijos galimybių, t. y. nukenksminti užterštą pavojingomis medžiagomis gruntą, „Virmalda“ nusprendė investuoti savo lėšų ir galimybes paversti realia technologija.
„Mes tikime šia technologija. Su aplinka būtina elgtis atsakingai, todėl investuojame į laboratoriją, skiriame tiek dėmesio kokybei, bendrystei su mokslu. Mums svarbiausia, kad vykdomus projektus grįstume ne nuomone, o tyrimais“, – sako bendrovės direktorius Virginijus Rabačius, pastebėdamas, kad ši technologija galėtų būti sprendimas ir Klaipėdos uosto, kitų strategiškai, ekonomiškai svarbių objektų grunto taršos atvejais.
Jam pritaria ir Ž. Rudžionis, pasakodamas, kad pagal panašią technologiją, įmobilizuojant pavojingas medžiagas, sėkmingai tvarkomi uostai Vokietijoje, Suomijoje – nukenksminamas gruntas ir jis naudojamas uosto krantinės stiprinimui, pamatų įrengimui. KTU ieško efektyvesnių būdų, naudoja kitokias medžiagas bei komponentus, taip kurdami unikalią technologiją, kurią naudos „Virmalda“.
„Virmaldos“ laboratorijoje bus galima nustatinėti paruošto grunto mechanines savybes, o cheminėms savybėms nustatyti bus pasitelktos specializuotos laboratorijos.
Kaip pastebi dr. prof. Ž. Rudžionis, „Virmalda“ demonstruoja atsakingą požiūrį, tiek kontroliuodama procesus, tiek įsigydama kokybę užtikrinančią įrangą, perimdama iš KTU partnerių reikalingas kompetencijas.
Kaip minusą paversti pliusu arba kaip tapti uždaros ekonomikos dalimi
„Mes siūlome aiškų, konkretų sprendimą – užterštą gruntą, naudojant savaime susitankinančio grunto technologiją, vietoje sutankinti, įmobilizuoti pavojingas medžiagas ir naudoti kaip statybinę medžiagą arba tiesiog turėti nekenksmingą gruntą. Kitaip sakant, iš minuso darome pliusą: nebenaudojami karjerai, nebelieka logistikos, atkrenta būtinybė vežti, utilizuoti arba saugoti, o pavojingą gruntą galima naudoti kaip statybinę medžiagą“, – vardina vertes V. Rabačius.
Jeigu savaime susitankinančio grunto technologija statybos sąnaudas mažina trečdaliu, tai didžioji pavojingų medžiagų įmobilizavimo vertė – rezultato kokybė arba tvarus grunto panaudojimas, taip tampant žiedinės ekonomikos dalimi. Kaip pavyzdį V. Rabačius pateikia Klaipėdos uosto teritoriją, kur kitos išeities, kaip tik tradiciškai išvežti ir utilizuoti užterštą gruntą, nėra.
„Gi mūsų įmobilizavimo technologija tokį pavojingai užterštą gruntą paverčia statybine medžiaga, kurią galima naudoti čia ir dabar. Taip išsprendžiama ekologinė problema – be pridėtinių išlaidų transportavimui, nekenkiant aplinkai, – sako „Virmaldos“ vadovas V. Rabačius, akcentuodamas, kad taršą turi susitvarkyti ta karta, kuri ją sukūrė, o sprendimą palikti kitoms kartoms – iš principo netinkamas variantas.
