Prvi autor: Marija Bakrač, dipl.ing. gradj.; GEOESTETIKA d.o.o. Beograd, Srbija
Drugi autor: i.A. DI Thomas Hasslacher; HUESKER Synthetic GmbH, Area Manager, Linz, Austria
Treći autor: Dr.-Ing. Stefan Niewerth, Environmental Engineering & Business Development; HUESKER Synthetic GmbH, Gescher, Deutschland
Uvod
Okruženje koje je stvorio čovek, a koje se sastoji od putne infrastrukture, industrijskih, komercijalnih, skladišnih i manevarskih površina, itd. – zadovoljava širok spektar potreba. Zaštita životne sredine se prilikom planiranja ovakvih objekata i površina uzima u obzir više nego ikada pre. Važan cilj je prevencija širenja zagadjenja nastalog upotrebom ovih sadržaja u tlo. Uobičejeno se površine koje mogu biti izvor značajne kontaminacije zaptivaju nepropusnim betonom ili asfaltom kako bi se kontaminirana voda sakupila, usmerila, drenirala i odvela na dalji tretman u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda.
Aktivni geokompoziti velikih dimenzija sastavljeni od dva sloja geotekstila izmedju kojih je sorbent omogućavaju efikasan decentralizovan tretman u mnogo slučajeva. Sorbenti poput aktivnog uglja ili materijala koji vezuju naftu ili teške metale (slika 1), mogu biti upotrebljeni u situacijama sa različitim vrstama kontaminacije. Svojom velikom propustljivom površinom ovi inovativni proizvodi sprečavaju protok polutanata ali omogućavaju protok tečnosti ili gasa u kom se polutant nalazi. Uticaj na prirodne tokove vode se značajno smanjuje pa povezivanje na kanalizacionu mrežu nije potrebno. Opremanje novih ili postojećih objekata i površina filterima od geotekstila za zaštitu od zagadjenja moguće je u većini slučajeva izvesti bez velikih troškova. Ovakvi fliteri mogu se primenjivati npr. kod transportne infrastrukture, remedijacije kontaminiranih površina ili gradnje uz upotrebu kontaminiranog tla.
Zaštita vode u infrastrukturnim projektima
Transport ljudi i dobara putevima i železnicom je u stalnom porastu. Usled intenzivne upotrebe transportnih puteva polutanti poput mikroplastike, ugljenika iz nafte ili teških metala nakupljaju se na ili u blizini asfaltnih površina. Ovo se dešava ne samo u slučaju akcidenata već i na dnevnoj bazi, habanjem guma i curenjem tečnosti iz vozila. Aktivni geokompoziti postavljeni na bankinama omogućavaju filtraciju supstanci na putnim i sličnim površinama bez kanalizacione mreže. Takozvani filterski kanali koji se sastoje od sloja aktivnog geokompozita pokrivenog sa 30-50cm nadsloja značajno smanjuju kontaminaciju. Polutanti i suspendovane čestice su vidno zadržane u jezgru geokompozita dok je procedna voda čista, kao što se može videti na slici 2. Kako aktivni geokompoziti ostaju vodopropustljivi dugo vremena, funkcionalnost i očekivani upotrebni vek ovakvih filtera uporediv je sa vekom završnih asfaltnih slojeva. Obimna ispitivanja na terenu i pilot studije potvrdjuju dobre karakteristike filtera od geotekstila za zaštitu od kontaminacije u putnim konstrukcijama.
Kanali nisu jedini način za uklanjanje ovakvih supstanci iz ocedne vode sa puta. Retenzioni bazeni obloženi geotekstilima za filtraciju polutanata takodje omogućavaju njihovo zadržavanje. U cilju filtracije aktivni geokompoziti ugradjuju se na dnu i ako je potrebno i tehnički moguće na nasipima. Na ovaj način se ugljenici iz nafte, policiklični aromatični ugljovodonici ili druge zagadjujuće supstance mogu izdvojiti iz vode na kraju cevovoda, a pre upuštanja u tlo.
Remedijacija kontaminiranih terena
Osim vodom kontaminacija se širi i kroz gasove poput isparavanja iz tla. Na kontaminiranim terenima, zavisno od njihove prethodne upotrebe, štetni ugljovodonici ili čestice metala mogu difundovati na površinu kroz isparenja iz tla. U mnogim slučajevima ovo je praćeno širenjem neprijatnih mirisa. Ove komponente i smrad vezuju se za aktivni geokompozit na isti način kao npr. u poklopcu motora. Na ovaj način će ljudi i druga živa bića na kontaminiranom terenu biti zaštićeni od visokih koncentracija polutanata opasnih po zdravlje. Visok afinitet i veliki kapacitet specifičnih sorbenata za štetne supstance čini ugradnju dugotrajnih filtera mogućom. Pokrivanje aktivnih geokompozita tlom omogućava gradnju na terenu iznad njih i njegovu ponovnu upotrebu. Jednostavno je postavljanje filtera za isparenja iz tla na velikoj površini kao što se može videti na primeru slika 4, a postiže se efikasna i dugotrajna zaštita.
Kontaminacija se ne nalazi samo u tlu na kopnu već i u sedimentima na dnu rečnih korita, luka i mora. Izolacija kontaminiranih sedimenata in-situ štiti živi svet u površinskim vodama, štedi energiju i troškove refulisanja i obezvodnjavanja sedimenata, kao i njihov transport i odlaganje [1].
Upotreba kontaminiranog tla za gradnju
Samo pokrivanje kontaminiranog tla nije u svim slučajevima isplativo niti dozvoljeno. Ukoliko kontaminirano tlo mora da bude iskopano radi npr. izgradnje nove konstrukcije, ono mora biti odvezeno i odloženo na odgovarajuću deponiju. U zavisnosti od tipa polutanata vlasnik zemljišta snosi visoke troškove odlaganja. Ovo može učiniti ponovnu upotrebu kontaminirane lokacije neekonomičnom. Sa aspekta propisa, grupa supstanci poput PFAS-a može tlo vrlo brzo pretvoriti u otpad. Ove vrlo pokretne hemikalije korišćene su od 50-tih u industrijskoj proizvodnji različitih proizvoda za svakodnevnu upotrebu kao i u penama za gašenje požara. Danas je poznato da mnoge od ovih supstanci predstavljaju visok rizik za zdravlje i da se nalaze u velikim koncentracijama u tlu širom sveta [2]. Kiša rastvara ove supstance is čestica tla i one penetriraju dublje u tlo da bi na kraju završile u podzemnoj vodi. Upotreba aktivnih geokompozita sa sorbentima visokih performansi nudi nov pristup rešavanju problema kontaminiranog tla. Umesto odlaganja iskopanog kontaminiranog tla, aktivni geokompozit se ugradjuje ispod njega. Ovako je ne samo podtlo zaštićeno od zagadjenja nego i samo zagadjeno tlo prolazi kroz pasivan tretman kada (prirodna ili veštačka) kiša rastvara polutante i odnosi ih u aktivno jezgro geokompozita. Na ovaj način se hemikalije trajno vezuju za sorbent. Dalji razvoj ovog pristupa znači i da tlo ne samo da može biti privremeno uskladišteno na lokaciji nego i upotrebljeno u zemljanim radovima kao npr. gradnju barijera protiv buke ili nasipa. Tako otpad ponovo postaje vredan gradjevinski materijal.
Projektovanje
Prilikom projektovanja mora biti osigurano da je kapacitet aktivnog jezgra dovoljan za vezivanje ukupne količine prisutnih zagadjujućih materija i to sa unapred definisanim stepenom sigurnosti. Uz to naknadno ispiranje iz aktivnog jezgra mora biti isključeno čak i nakon dugog upotrebnog veka. U ovako trajnim filterskim slojevima neophodno je koristiti ekstremno robusne i visoko efikasne sorbente. Obimna ispitivanja u kojima su simulirani ekstremni uslovi pokazuju da je rešenje u pravilnom izboru filterskog materijala. U laboratorijskim uslovima kao i na test polju moguće je dokazati da je koncentracija polutanata u vodi nakon proticanja kroz aktivni geokompozit ispod dozvoljene granice za pijaću vodu. Kriva promene koncentracije polutanata nakon prolaska kroz zemljani nasip i aktivni geokompozit šematski je prikazana na slici 5. Isti princip može se primeniti ne samo na kontaminirana tla nego i na skladištenje ostalih potencijalno opasnih materijala (šljaka, leteći pepeo, impregnirani drveni pragovi, itd.).
Zaključak i izgledi
Upotreba geotekstilnih filtera za polutante velikih dimenzija, pruža nove mogucnosti za zaštitu tla i vode kao i za ponovno korišćenje kontaminiranih terena. Izvodjenje hidroizolacije na tlu i sprečavanje prolaska kontaminirane vode (druge kontaminirane tečnosti ili gasa) što je neophodno kod centralizovanih tretmana uklanjanja polutanata, zamenjuje se mehaničkim stabilizovanjem sorbenata i njihovim direktnim polaganjem preko velikih površina u novim i postojećim objektima i sistemima. Ovo omogućava primenu u velikom broju slučajeva kao što su infrastruktura, skladišne površine, kontaminirane lokacije, zaštitni slojevi kod deponija i mnogim drugim.
Prepreka upotrebi propustljivih filtera za polutante očigledno je to što se radi o inovativnim proizvodima. Konvencionalna hidroizolaciona rešenja ugradjena su u tehničke preporuke i lako se odobravaju. Projektanti i tela koja izdaju dozvole već imaju iskustva sa konvencionalnim rešenjima. Kako bi se ubrzao proces odobravanja aktivnih geokompozita, potrebno je da se izolacioni sistemi ne smatraju jedinim rešenjem. Umesto toga pažnja treba da bude usmerena na stvarni cilj, a to je “sprečavanje širenja polutanata”. Zato bi bilo poželjno razmotriti nova projektna rešenja i materijale u smislu postizanja stvarnog cilja umesto iz perspektive već postojećih i prihvaćenih mogućih rešenja. Našim propisima i preporukama potrebna je veća prilagodljivost kako bi se inovativni koncepti mogli brže primenjivati.
Literatura
[1] Niewerth, S.; Wilke, M. (2021): Remediation of contaminated Sediments in Surface Waters using active Geocomposites. GeoResources Journal (3-2021), pp. 7–13.
[2] Abunada, Z.; Alazaiza, M.; Bashir, M. (2020): An Overview of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in the Environment: Source, Fate, Risk and Regulations. Water 12(12), pp. 3590