Arnika - program Toxické látky a odpady a Dioxin, PCBs and Waste Working Group of IPEN (International POPs Elimination Network), Chlumova 17, 130 00 Praha 3, e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
V dohledné době lze očekávat, že vejde v platnost nová mezinárodní dohoda týkající se tzv. perzistentních organických látek (POPs) nazvaná podle místa jejího podpisu jako Stockholmská úmluva. Česká republika tuto mezinárodní konvenci již nejenom podepsala, ale 6. srpna 2002 také ratifikovala. Stane se tak pro nás závaznou devadesátý den po datu uložení dokladu o přistoupení padesátého státu k ní. Dosud ji ratifikovalo 30 zemí světa. Obecně se předpokládá, že Stockholmská úmluva začne platit někdy v roce 2004.
V počáteční fázi se Stockholmská úmluva má vztahovat na následujících 12 chemických látek a skupin látek:
- pesticidy: aldrin, DDT, dieldrin, endrin, heptachlor, chlordan, mirex, a toxafen,
- průmyslové látky: hexachlorbenzen, polychlorované bifenyly (PCB),
- nechtěné vedlejší produkty: hexachlorbenzen, polychlorované bifenyly (PCB), polychlorované dibenzodioxiny (PCDD) a polychlorované dibenzofurany (PCDF). Pro poslední dvě jmenované skupiny (PCDD/Fs) se vžil souhrnný název dioxiny, budu jej tedy používat v tomto smyslu i v tomto příspěvku.
U pesticidů a průmyslových látek Stockholmská úmluva vyžaduje zákaz jejich výroby a použití, s určitými přesně specifikovanými výjimkami. Co se týče chemických látek vznikajících jako nechtěné, vedlejší produkty lidských činností, stanovuje úmluva kontinuální minimalizaci jejich vzniku a, kde je to proveditelné, jejich úplnou eliminaci. Navíc určuje povinnost likvidace POPs cestami, které nevedou k formování nových látek tohoto typu. Tím představuje nová konvence převrat v dosavadním nahlížení na řadu technologií.
Proces přípravy této mezinárodní dohody bedlivě sledovaly i nevládní organizace (NGOs), které za účelem dohledu nad přípravou a naplňováním Stockholmské úmluvy založily mezinárodní síť nazvanou International POPs Elimination Network (IPEN). Tato síť vznikla již v počátku příprav úmluvy v červnu 1998 v Montrealu. Nyní sdružuje přes 350 nevládních organizací ze 65 zemí světa. Česká republika hostí sekretariát Pracovní skupiny pro dioxiny, PCB a odpady IPEN. Právě tato pracovní skupina se věnuje rovněž problematice ekologicky bezpečné destrukce POPs a nakládání s odpady v souladu se Stockholmskou úmluvou.
Efektivita destrukce (DE) kontra efektivita destrukce a transformace (DRE) POPs
Z pohledu nevládních organizací je důležité sledovat celý proces destrukce perzistentních organických látek. Je všeobecně známo, že například spalováním chlorovaných látek může docházet k formaci dioxinů (PCDD/F) či polychlorovaných bifenylů (PCB).
Hodnocení technologií pro destrukci perzistentních organických látek nevládními organizacemi sdruženými v Pracovní skupině IPEN pro dioxiny, PCB a odpady [2] je ve shodě s požadavky Stockholmské úmluvy, která mimo jiné říká, aby odpady s obsahem POPs: "Byly odstraněny tak, že POPs v nich obsažené jsou zcela destruovány anebo nevratně přeměněny na takové látky, které nevykazují vlastnosti POPs…," a dále ještě říká, že:"…není dovoleno použít metody odstranění, které mohou vést k obnovení, recyklaci, získání či přímému znovupoužití anebo alternativnímu využití POPs." Tím poměrně přesně vymezuje kritéria pro hodnocení technologií, jež mohou být použity pro likvidaci POPs.
Nevládní organizace k hodnocení jednotlivých technologií používají koncept tzv. efektivity destrukce POPs (DE = Destruction Efficiency) namísto dosud často používané efektivity destrukce a transformace POPs (DRE = Destruction and Removal Efficiency). Základ tomuto konceptu byl položen v druhé polovině devadesátých let 20. století [4]. Podle schématu DRE hodnotili například F. Nekvasil, J. Trebichavský a M. Blohberger [8] jednotlivé metody destrukce PCB následovně: spalování ve spalovnách 99,999 - 99,99998 %, spalování v cementárnách 99,99 - 99,99998 %, rozklad v tavenině solí vyšší než 99,9999 % a plazmové technologie 99,99999 %.
Při posuzování účinnosti technologií pomocí DRE se braly v potaz pouze hodnoty POPs zjištěné v emisích do ovzduší a k nim se vztahovala účinnost jejich destrukce. Pro výpočet faktoru DE se berou v potaz i zbytky POPs zjištěné v popelu, strusce, popílku a odpadních vodách - jednoduše ve všech emisích opouštějících příslušnou technologii. Tím je koncept DE daleko bližší Stockholmské úmluvě, která dává důraz na nutnost odstranit POPs ze všech emisí a má na mysli, jak emise do ovzduší, tak do vody, odpadů a půdy.
Následující tabulky ukazují porovnání výsledků posouzení účinnosti destrukce jednotlivých chemických látek podle DE a DRE. Je z nich zřejmé, že použitím ukazatele DRE lze některým technologiím uměle vylepšit skóre.
| chlorbenzen | naftalen | 1,2,4,5 - tetrachlorbenzen | 4,4'-DDD | |
| Zkouška 1 | ||||
| DE % | 99,82 | 97,90 | 98,17 | 98,76 |
| DRE % | >99,99977 | 99,999972 | 99,9999950 | na |
| Zkouška 2 | ||||
| DE % | 99,93 | 99,51 | 99,48 | 99,57 |
| DRE % | 99,99978 | 99,999929 | 99,999989 | na |
| Zkouška 3 | ||||
| DE % | 99,88 | 99,48 | 99,48 | 99,83 |
| DRE % | >99,99981 | 99,999953 | 99,999989 | na |
Tab. 1: Efektivita destrukce (DE) a efektivita destrukce a transformace (DRE) jednotlivých chemických látek vypočtené pro zkušební testy pálení odpadů v McGuire and Baird Superfund Site, Holbrook, Massachusetts, USA v roce 1995. (Zdroj [2]). 4,4'-DDD je jeden z produktů degradace DDT. na data nejsou k dispozici.
| Chemické látky | Test 1 | Test 2 | Test 3 |
| PCB | |||
| DE % | 99,9999996 | 99,9999985 | 99,9999808 |
| DRE % | 99,9999996 | 99,9999985 | 99,9999997 |
| chlorbenzen | |||
| DE % | 99,9999836 | 99,9999972 | 99,9999971 |
| DRE % | 99,9999842 | 99,9999985 | 99,9999977 |
Tab. 2: Efektivita destrukce (DE) a efektivita destrukce a transformace (DRE) jednotlivých chemických látek vypočtené pro technologii chemické redukce v plynné fázi Eco-Logic (GPCR) - zkušební testy z roku 1997. (Zdroj [4], aktuálnější data k této technologii v [3])
Kritéria hodnocení technologií pro destrukci POPs
Kritéria pro hodnocení destrukčních technologií POPs vymezená Stockholmskou úmluvou lze stručně shrnout následně:
- Předcházení vzniku dioxinů (PCDD/Fs) a dalších nechtěných vedlejších produktů v podobě POPs
- Předcházení únikům dioxinů (PCDD/Fs) a dalších POPs
- Eliminace vzniku jakéhokoliv odpad s vlastnostmi POPs
- Nepoužití jakékoliv metody odstranění odpadů, která není destrukční metodou, tedy takových postupů jako skládkování anebo recyklace odpadů s POPs látkami v jakékoliv formě.
Nevládní organizace kladou důraz na 100% se blížící úspěšnost při destrukci POPs, nevratnost procesu (tedy předcházení formace nových POPs, ať už v emisích do vody, ovzduší či v odpadech a produktech procesu), uzavřenost procesu a dostatečnou možnost jeho kontroly.
Pracovní skupina IPEN pro dioxiny, PCB a odpady pak používá k hodnocení jednotlivých technologií ještě následujících pomocných postupů/ukazatelů:
- Vyloučení nevhodných technologií (založeno na hlavních kritériích) - např. vznik POPs/úniky POPs/odpady s obsahem POPs /skládkování atd.
- Efektivita destrukce POPs (založeno na hodnocení všech vstupů a výstupů).
- Schopnost kontroly všech látkových toků procesu.
- Schopnost znovuzpracovat materiály, zbytky, plyny, kapaliny, je-li potřeba proces opakovat kvůli dosažení maximální možné účinnosti destrukce POPs.
- O procesu jsou k dispozici úplné informace (analytická data).
- Záruky dostatečné kontroly / spolehlivost provozovatele.
- Reference použití / komerční dostupnost.
- Bezpečnost práce a ochrana zdraví pracovníků.
- Použití nebezpečných materiálů / látek v procesu.
- Akceptovatelnost společností.
Z výše popsaných kritérií je jasné, že se výběr dostupných technologií značně zužuje. Z těch, které nabízejí dostatečnou účinnost destrukce POPs a zaručují, že nedochází k tvorbě nových POPs, lze vyselektovat jen několik technologií, které byly dosud široce využity například pro likvidaci starých ekologických zátěží - zásob látek jako hexachlorbenzen či polychlorované bifenyly.
Přehled možných technologií, které nebyly vyloučeny z hodnocení, protože při jejich použití vznikají nové perzistentní organické látky (např. spalování odpadů ať už ve spalovnách anebo třeba cementárnách) anebo nejde o skutečnou destrukci POPs (např. skládkování), poskytuje následující tabulka.
| Technologie | Rozsah použití | Země, kde je metoda licencována anebo komerčně používána |
| Chemická redukce v plynné fázi (GPCR) | plné | Austrálie, Kanada, USA, Japonsko |
| Sodíková metoda | plné | Franci, Německo, Nizozemí, Velká Británie, JAR, Austrálie, USA, Japonsko, Saudská Arábie, Nový Zéland |
| Alkalická katalytická dechlorace (BCD) | plné | Austrálie, USA, Mexiko, Německo, Španělsko, Nový Zéland, Japonsko |
| Solvated electron | plné | USA |
| Elektrochemická metoda | omezené | USA, Velká Británie |
| Katalytická hydrogenace | omezené | Austrálie |
| Super-critical water oxidation | omezené | USA, Japonsko |
| Katalytická dehalogenace (postup ÚCHP AVČR) [9] | demonstrační | Česká republika |
| Ball milling | demonstrační | Německo, Nový Zéland |
Tab. 3: Přehled metod destrukce POPs z hlediska jejich míry využití s vyloučením metod, které nevedou k destrukci POPs anebo při nich ve velké míře dochází ke vzniku nových POPs (zdroj [7] a [9]).
Spalovny produkují POPs
V České republice se odpady s obsahem POPs dosud většinou spalovaly anebo nadále spalují. V některých případech dokonce úřady doporučovaly anebo nadále doporučují i jejich skládkování (například pro zbytky po destrukci starých skladů pesticidů). Ani s jedním z těchto vžitých postupů nelze z pohledu Stockholmské úmluvy nadále souhlasit.
Ve spalovnách odpadů končí jak zbytky starých pesticidů, tak oleje a barvy s obsahem PCB. Přestože jde zatím jen o nahodilé a státními institucemi nevyžadované analýzy, je k dispozici již několik výsledků analýz popílků na obsah dioxinů, a to z několika spaloven odpadů. Ze spalovny komunálních odpadů v Liberci obsahuje popílek i po proprání 0,362 ngTEQ/g PCDD/Fs [11]. Ten byl podle dostupných informací míchán se struskou/popelem z pece a ukládán bez dalšího ošetření na skládku komunálních odpadů. Ještě vyšší koncentrace těchto látek obsahuje filtrační koláč ukládaný po solidifikaci na jednodruhovou skládku.
Sorbalit ze spalovny nebezpečných odpadů v Lysé nad Labem, kde skončila také část odpadů s obsahem POPs z Milovic, obsahoval podle analýzy ze 4. a 5. 9. 2000 2,19 - 6,31 ngTEQ/g PCDD/Fs [10]. Další údaj publikoval například V. Pekárek [9].
Z uvedeného přehledu je patrné, že i české spalovny produkují odpady obsahující vysoké koncentrace POPs, a to v relativně vysokých množstvích [5] a nevyhovují tedy kritériím Stockholmské úmluvy, i když budou mít nainstalovány filtry zachycující dioxiny (PCDD/Fs). Ani to ovšem dosud není realitou. Většina spaloven se chystá instalaci filtrů zachycujících dioxiny v emisích do ovzduší provést až teprve do nejdéle možného termínu, který jim opakovaně poskytl zákon [1], tedy do konce roku 2004.
Závěr
Použití spaloven pro likvidaci POPs (a nutno dodat, že i pro likvidaci dalších odpadů) tedy zásadně odporuje požadavkům Stockholmské úmluvy.
Nevládní organizace proto doporučují vybudování zařízení na destrukci odpadů s obsahem POPs na bázi některé z nespalovacích destrukčních technologií. Při jejich výběru by měly být zvažovány všechny možnosti a posouzeny objektivně přednosti té které technologie.
Na závěr je nutné v zájmu objektivity říci, že samozřejmě žádná technologie není samospásná a nezaručuje stoprocentní ekologickou nezávadnost. Některé technologie však již ze své podstaty neumožňují dostatečnou kontrolu látkových toků a úniků toxických látek do prostředí - typickým příkladem je spalování odpadů. Nicméně i technologie s uzavřeným okruhem (např. GPCR a BCD) se mohou stát zdrojem úniků POPs do prostředí, pokud nebudou provozovány dobře. I provoz těchto technologií je nutné kontrolovat. Ve svém vystoupení na mezinárodní konferenci "Nespalovací technologie k likvidaci perzistentních organických látek (POPs)" to zdůrazňoval i samotný provozovatel jedné z těchto technologií Fred T. Arnold [3] a dodal, že je to jedno z nejpodstatnějších hledisek při poskytování licence na použití metody GPCR jiným provozovatelům.
Použitá literatura:
- ANONYMUS (2002): Zákon č. 86/2002 Sb. o ovzduší. Sbírka zákonů 2002.
- ANONYMUS (2000): Destruction Efficiencies of POPs Disposal Technologies. Non-Incineration Fact Sheet No. 2. Greenpeace 2000.
- ARNOLD, F. T. (2003): Gas-Phase Chemical Reduction: Proven Technology for Safe and Complete Treatment of Legacy and Non-Legacy POPs Waste. Přednáška na konf. "Nespalovací technologie k likvidaci perzistentních organických látek (POPs)", Praha, leden 2003. Shrnutí publikováno ve sborníku International Workshop on Non-combustion Technologies for Destruction of POPs, Praha 2003.
- COSTNER, P., LUSCOMBE, D., SIMPSON, M. (1998): Technical Criteria for the Destruction of Stockpiled Persistent Organic Pollutants. Greenpeace Report, 1998.
- HADINEC, J., PAULIŠ, P. (1998): Stručný přehled produkce a využití popelů a ostatních produktů spalování v ČR. Odpady 11/1998: 8 - 10. Praha 1998.
- KUMMLING, K., FESTARINI, L., WOODLAND, S., KORNELSEN, P., HALLETT, D. (1997): An evaluation of levels of chlorinated aromatic compounds in ECO LOGIC process stack outputs. Organohalogen Cpds. 32: 66-71.
- LUSCOMBE, D. (2003): The Stockholm Convention and POPs Destruction Technologies. Přednáška na konf. "Nespalovací technologie k likvidaci perzistentních organických látek (POPs)", Praha, leden 2003. Shrnutí publikováno ve sborníku International Workshop on Non-combustion Technologies for Destruction of POPs, Praha 2003.
- NEKVASIL, F., TREBICHAVSKÝ, J., BLOHBERGER, M. (1998): Škodliviny II - halogeny. NSO, Kutná Hora 1998.
- PEKÁREK, V. (2003): Technology of Catalytic Dehalogenation of POPs Compounds. Přednáška na konf. "Nespalovací technologie k likvidaci perzistentních organických látek (POPs)", Praha, leden 2003. Shrnutí publikováno ve sborníku International Workshop on Non-combustion Technologies for Destruction of POPs, Praha 2003.
- TESO (2000): Protokol o autorizovaném měření emisí č. T/453/00/00_SP. TESO, Praha 2000.
- TŮMA, M. (2000): Zpráva č. 7707: Shrnutí výsledků laboratorních zkoušek. Ecochem, Praha 2000.
