2017. november: jegyzet, orvostudomány, portré, fizika, kémia, agykutatás, tudomány, atomenergia, innováció, anyagtudomány, energiagazdálkodás, zöldkörnyezet, it
2017. november 3.

Szerző:
Paulik Katalin

Remediáció észszerűen

Az örökölt szennyeződések jelentős részénél csak akkor derül fény a talaj és a felszín alatti vizek állapotára, amikor az már közvetlen veszélyt jelent a környezetre vagy az emberek egészségére. Gondi Ferenc geológussal, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Földtudományi Doktori Iskola oktatójával beszélgettünk a környezeti kockázatfelmérésről és a kármentesítés lehetséges módszereiről.


Az 1970-es években Magyarországon erőteljes iparfejlesztés zajlott. Örökül maradt ránk a hátrahagyott ipari, bányászati tevékenység miatt szennyezett területek kezelése. Hogyan történik a szennyezett területek feltárása, besoro­lása, nyilvántartása? Létezik-e kármentesítési terv vagy program?

− A rendszerváltás után, 1996-ban indult el az Országos Környezeti és Kármentesítési Program (OKKP), azt megelőzően kevesebb figyelmet fordítottak erre a területre. Mindenki emlékszik az egykori orosz laktanyák esetére, ami nagy sajtóvisszhangot váltott ki akkoriban. Minden országban bekövetkeztek olyan környezeti katasztrófák, amelyek elérték a politikai döntéshozók ingerküszöbét. Az Egyesült Államokban például a nukleáris balesetek vagy a Hudson folyóban lerakott szennyező anyagok kapcsán indult el az Amerikai Környezetvédelmi Hivatal (US EPA) Superfund programja, amelynek az OKKP-hez hasonlóan az ország legszennyezettebb területeinek számbavétele és lehetőség szerinti megtisztítása a célja. Azonban hamarosan mindegyik ország szembesült azzal a kérdéssel, hogy mi tekinthető tisztának. Nagyon érdekes az átmenet a szigorúan vett természettudományos megközelítés és a filozófiai kérdés között: mi az, ami tiszta? A hollandok annak idején a tengerparti dűnék mintáit megvizsgálva döntöttek úgy, hogy az legyen az irányadó norma. Magyarországon is a holland listát használtuk a kilencvenes években, az alapján történt a legszennyezettebb területek számbavétele, majd a célok megfogalmazása. Kiderült, hogy a legyen „tiszta” sem pénzügyileg, sem műszakilag nem észszerű cél, mert nincs hozzá megfelelő technológia. De értelme sincs olyan tisztaságúra varázsolni például egy olajfinomító területét, mintha bolgárkertészeknek szeretnénk átadni, kivéve persze, ha tényleg átadjuk nekik. Egyébként nem észszerű elvárás egy működő ipari üzem alatt olyan környezetminőségi irányértékek szerint megtisztítani a talajt, talajvizet, ami a multifunkcionalitás minden kritériumának megfelel, mert bármikor történhet üzemzavar, ami miatt újra elszennyeződhet a terület.

Ma már olyan anyagok is szennyezőnek minősülnek, amelyekről tíz évvel ezelőtt még nem tudtuk, hogy azok, mint például a kló­rozott szénhidrogének. Ha nagy mennyiségben kerülnek a környezetbe, lejuthatnak a talajvízig, sőt egészen egy vízzáró rétegig.
Létezik olyan besorolás, hogy milyen tevékenységhez milyen tisztaságot kell elérni, amit a környezetvédelmi vagy katasztrófavédelmi hatóság ellenőriz?

− A különböző típusú szennyeződéseknél meghatározták a tisztának tekintett koncentráció-határértékeket, ami a talajvíz esetében közel van az ivóvízminőséghez. Az pedig szigorúan jogi kérdés, hogy kit terhel a felelősség. Vannak az állami felelősségű területek, és a historikusan kialakult szennyezések kezelése ma is gyakran állami feladat, hacsak jogilag nem vállalta át más. Több példa is van arra Magyarországon, hogy magáncégek átvállalták az általuk megvásárolt szennyezett területek felelősségét, így azok rendbe­tétele már a tulajdonosok kötelezettsége.

Attól függően és olyan mértékben végzik tehát a remediációt azaz a szennyezések kezelését, hogy mire kívánják használni az adott területet?

− Napjainkban kockázati alapon történik az értékelés. Első lépésben a terület szennyezettségét állapítják meg, majd azt, hogy mire jelent kockázatot, azaz veszélyeztet-e humán egészséget, és fennáll-e a terjedés kockázata. A kétezres évek elején egy tartályautó-balesetben nagy mennyiségű szennyező anyag került ki a környezetbe homokos-kavicsos területen. Kiderült, hogy a szennyezés terjed, és a közelben vízműkutak, valamint egy kertészet is van. A benzol könnyen illó szennyezőanyag-tartalmával nagy kockázatot jelent humánegészségügyi és környezeti szempontból is. Ehhez hasonló baleset történt egy dombvidéken, lakott területen kívül, ahol az agyagos talajban megrekedt a szennyezés, nem tudott elszivárogni. Pontosan érzi az ember, még ha nem is ért a kockázatelemzéshez, hogy a két esetnek más a biztonsági kockázata.

Hogy derülnek ki a hatóság számára az ilyen balesetek?

− Jogszabály írja elő, ha ilyen havária történik, az bejelentési kötelezettséget von maga után. Bonyolultabb a helyzet, ha örökségről van szó, egy az ötvenes-hatvanas években kialakult felszín alatti szennyezettségről, ami csak most derül ki.

Sok ilyen lehet az országban?

− Sok van, és egyre többre derül fény, mivel napjainkban olyan anyagok is szennyezőnek minősülnek, amelyek tíz évvel ezelőtt még nem tűntek veszélyesnek, illetve nem tudtunk róla, hogy azok. Ilyenek például a klórozott szénhidrogének, amit nagy mennyiségben használnak az iparban zsírtalanításra, felületkezelésre. Ezekkel a kétezres évek elejéig nem foglalkoztunk. Ma már tudjuk, ha nagy mennyiségben kikerül a környezetbe, lejuthat a talajvízig, sőt annál is lejjebb, akár nagy mélységbe is, egészen egy vízzáró rétegig, mivel olyan DNAPL-típusú vegyületről van szó, amely sűrűbb a víznél. Nagy mélységből kiszedni ezt a szennyeződést a jelenleg ismert technológiákkal meglehetősen nehéz.

Milyen kármentési technológiákat használnak leginkább napjainkban? Van arra európai uniós szabályozás, kézikönyv, hogy egy adott területen milyen anyagokat kell kötelezően megvizsgálni?

− A különböző szennyeződések viselkedése és megjelenési formája attól a földtani közegtől függ, amibe bejutnak. Mind a kettőt ismernünk kell tehát ahhoz, hogy megállapíthassuk a kockázatot. A feltáró vizsgálat során figyelembe vesszük, hogy milyen tevékenységet folytattak az adott területen, egy tejüzemben például nem feltétlenül kell fémipari technológiához kapcsolódó vegyszereket keresni, mert nem valószínű, hogy találunk. Nagyon jó lenne minden mintában minden anyagot megvizsgálni egy ideális világban, de a gyakorlatban ez megfizethetetlen. Egyetlen talaj- vagy talajvízmintára el lehetne költeni akár több millió forintot is ahhoz, hogy az összes ismert szennyező anyagot megmérjük az analitikai módszer kimutatási határértékéig. A gyakorlatban ezért inkább mintavételi és analitikai stratégiát dolgozunk ki, hogy meg tudjuk mondani, milyen vegyi anyagokat kell vizsgálnunk egy adott területen, és a földtani közeget is megvizsgáljuk, azt, hogy milyenek a rétegek, hol van a talajvíz, mennyire vezetőképes, milyen irányban áramlik. Azt is meg kell állapítani, hogy lefelé vagy felfelé áramlik a talajvíz, mert ebből derül ki, veszélyeztetik-e a mélyebben lévő víztartókat a szivárgó vegyi anyagok. Négy dimenzióban kell nyomoznunk, mert az idő dimenziója is számít. Az Egyesült Államokban például geológusokat is alkalmaz az FBI, de nem földtani problémák megoldására, hanem azért, mert gyakorlatuk van abban, hogy négy dimenzióban dolgozzanak, ezzel segítik a nyomozást.

A különböző szennyeződések viselkedése és megjelenési formája attól a földtani közegtől függ, amibe bejut. Mind a kettőt ismerni kell ahhoz, hogy megállapítható legyen a kockázat. A feltáró vizsgálat során azt is figyelembe veszik, hogy milyen tevékenységet folytattak az adott területen.
A felmérés befejezése után mi a következő lépés? Készül egy kármentesítési megvalósíthatósági tanulmány? Arra is tesz javaslatot a szakértő, hogy milyen technológiával végezzék a remediációt attól függően, hogy melyik a költséghatékonyabb vagy a gyorsabb?

− Igen. Amint elkészül az állapotfelmérés, kiderül, hogy van-e kockázat vagy nincs, és ha van, akkor milyen mértékben és technológiával kell csökkenteni a felszín alatti szennyezők koncentrációját a kívánt eredmény elérése érdekében. A folyamat résztvevői: a kötelezett, amely általában egy ipari üzem vagy a magyar állam, a szakértő, aki a „nyomozást” végzi, a hatóság, amely felügyeli, jóváhagyja és engedélyezi a kármentést, illetve sok esetben a beavatkozás által érintett lakóközösségek. Ennek megvan a rendezett jogszabályi háttere, és azt gondolom, hogy ebben a tekintetben sok más európai országnál jobban állunk. Az más kérdés, hogy a jogszabályok végrehajtása rendben van-e, de ugyanez a helyzet az Európai Unió számos országában is.

Az állapotfelmérést követi a megvalósítás…

− Ha a szennyezettség nem megengedhető kockázatot hordoz, akkor valamilyen műszaki beavatkozásra kerül sor, erre számtalan módszer létezik, azonban mindegyik visszavezethető négy főcsoportra. Az egyik a sebészi út, amikor kitermeljük a szennyezett földet és teherautóval elszállíttatjuk. Ez egy nagyon népszerű megoldás, mert látványos és gyors sikert lehet vele elérni, például egy benzinkút esetén pár száz köbméter talaj eltávolításával ki­váló eredményt kaphatunk. Ám számtalan esetben előfordult már, hogy a szivattyúzást követő mintavétel során tiszta volt a víz, majd pár hónap elteltével ugyanúgy szennyezett talajvizet találtak a már megtisztított területen. Felmerült tehát a kérdés, hogy előzőleg valaki csalárd módon hamis adatokat közölt volna? Nem ez történt. Nagyon világos természettudományi képlet, ha a talaj szemcseszerkezetében mozog egy folyadék, mondjuk üzemanyag, annak csak nagyon kis részét lehet kiemelni, szivattyúzással eltávolítani, döntő hányada megtapad a szemcsék felületén, és folyamatosan oldódik be a talajvízbe. Ez ismert jelenség a kőolajbányászatban. Ha a szénhidrogének húsz-huszonöt százalékát sikerül kinyerniük, az olajbányászok már elégedettek, a többi a fent említett okoknál fogva a talajban marad. Hasonló jelenség zajlik le a szénhidrogén-szennyezések eltávolítását célzó beavatkozások során is. Sok ilyen kihívással találkoztak a szakemberek a kilencvenes években.

A kármentesítés egyik módja, hogy kitermelik a szennyezett földet és elszállítják, ezután a talajvízminta tiszta lesz. Ez látványos meg­oldás, de néhány hónap elteltével ugyanúgy szennyezett talajvizet találhatnak a már megtisztított területen a talaj szemcseszerkezetéből adódóan, mert a mozgó szennyező folyadék döntő hányada megtapad a szemcsék felületén, és folyamatosan oldódik be a talajvízbe.
Külföldi példákat vettek alapul, vagy maguknak kellett kidolgozniuk az optimális megoldásokat?

− Részben a hazai tapasztalatokra, részben nemzetközi példákra hagyatkoztak. A geológia és a szennyeződések terjedése hasonló közegben ugyanúgy történik mindenütt a világon, így a külföldi szakemberek tapasztalatai nagyon jól alkalmazhatóak idehaza is. Időközben sok technológiának megismerjük a korlátait; amiről régen azt gondoltuk, hogy minden problémára jó megoldást jelent, arról gyakran kiderül, hogy nem egészen így van.

Melyek azok a technológiák, amelyek szóba jöhetnek még?

− A több száz létező módszer másik főcsoportja, amikor meggátoljuk a felszín alatti szennyeződés terjedését. Ez lehet a megoldás, ha kockázati alapon gondolkodunk, és nem csak a határértékeket vesszük figyelembe. Vegyünk például egy évtizedek óta működő olajfinomítót, ahol a talajt időnként szennyeződés éri. Ezt megszüntetni több okból nem lehetséges. Elvileg lehetne, de ahhoz le kellene bontani a finomítót, kitermelni a talajt, huzamosabb ideig szivattyúzni a szennyezett talajvizet, majd visszatölteni a talajt, azután újra felépíteni a finomítót. Ez nem észszerű, ehelyett csökkenteni kell a szennyezettség mértékét, valamint megakadályozni a nem megengedhető kockázatok kialakulását és a szennyződés terjedését. Természetesen azt is biztosítani kell, hogy az olajfinomítóban dolgozók ne kerüljenek veszélybe.

Milyen módszerekkel lehet lokalizálni a szennyeződést?

− Számos ilyen technológia létezik; fizikailag körbe lehet zárni egy résfallal vagy hidraulikai lokalizálással, azaz olyan szivattyúrendszerrel, amely a talajvíz áramlását meggátolja, nem hagyja arrafelé terjedni, amerre nem szabad. Mostanában folyik éppen egy nagy­szabású beavatkozás, amivel lakossági területeket kívánnak meg­védeni egy oldott szennyezőanyag-csóvától, ezért négy-öt kilométer hosszan kitermelő kutakat fúrnak, hogy meggátolják a szennyezett talajvíz továbbjutását. Ugyanis ezekkel a kutakkal kiemelik a szennyezett talajvizet, megtisztítják, amit utána vissza lehet bocsátani, így biztosítva, hogy a front mögötti területek ne kerüljenek veszélybe. Ezek nagyon nagy léptékű beavatkozások, és sokan felteszik a kérdést: miért nem az ipari üzemet rakják rendbe? Képzeljük el, hogy egy több négyzetkilométer kiterjedésű komplexumból elindult a szennyező anyag a hetvenes-nyolcvanas években, azóta vándorolt két-három kilométert, és most rövidesen el fog érni egy lakott területet. Még ha időközben be is zárták az üzemet, ahonnan már nincs utánpótlás, az a csóva akkor is terjedni fog tovább.

A permeábilis (áteresztő) reaktív gát a kőzetben szivárgó szennyezett vizek helyben történő tisztítására alkalmas. A tisztítást a víz áramlásá­nak irányára merőleges gátban elhelyezett, a vízből kivonni kívánt komponenssel kémiai kölcsönhatásba lépő anyaggal végzik. A szennyezett víz átszivárog a nagy felületű gáton, a szennyeződés pedig a gáttestben oldhatatlan formában leválik.
Mi a harmadik módszer?

− Ennél a módszernél a természet meglévő aktivitásait használjuk fel a saját céljainkra. Ez olyan esetekben lehet igen hasznos, amikor a szennyeződés nem terjed tovább, nincs akut veszély, ezért nem kell azonnal lépnünk. Adott tehát egy szennyezett terület, ahol nem sürget az idő, így nem szükséges jelentős anyagi forrásokat fordítani a kármentesítésre. A talajban lebontó folyamatok zajlanak. A szénhidrogéneket a természetben előforduló számos mikroba szénforrásként fel tudja használni. Ha kitenyésztjük ezeket a mikrobaközösségeket, és megnézzük, melyik a legaktívabb az adott területen, akkor optimalizálni tudjuk a kedvező körülményeket, segítve az elszaporodásukat. Aztán csak várni kell, hogy a mikrobák idővel felfalják a szénhidrogén-szennyeződést.

Kémiai stabilizálás esetén az adalékanyagot oldott formában, injektálással juttatják be a mélyebb rétegekbe. A talajban a szennyező anyag és az adalék között lejátszódó kémiai reakció eredményeképpen csökken vagy megszűnik a szennyező anyag mozgékony­sága, vízoldhatósága, biológiai hozzáférhetősége, azaz káros hatása.
Milyenek a hazai tapasztalatok? Sokat fejlődött az utóbbi húsz-harminc évben a kármentesítés?

− Igen. Jelentős eredményeket értünk el, sokkal ismertebbé vált ez a szakterület, viszont az érdekeltek: a társadalom, a helyi közösségek és a hatóságok környezetvédelmi érzékenysége hullámzó. Azt gondolom, hogy napjainkban profibb módon viszonyulnak hozzá. A kilencvenes években és a kétezres évek elején nagy figyelmet kaptak a felszín alatti vizek. Magyarország kilencvenöt százalékban felszín alatti vizekből nyeri az ivóvizét, és azt is látnunk kell, hogy a Kárpát-medence olyan, mint egy homokkal, agyaggal feltöltött nagy lavór, amelyben a különböző vízadó rétegek kapcsolatban vannak egymással. Súlyos következménye lehet annak, ha elszennyezünk, aztán magára hagyunk egy területet, ahonnan továbbterjedhet, és máshol is megjelenhet a szennyeződés. Szerencsére a szennyező anyagok a víznél sokkal lassabban terjednek, mert mindig van megkötődés, lebomlás, hígulás. Budapest vízellátása gyakorlatilag ezekből a vízbázisokból történik, és nem tudom, hogy a világon van-e még olyan főváros, amelynek a szívében egy sok millió köbméteres kavicstest szűri meg a folyó vizét. És nemcsak fizikai szűrőként, hanem bioreaktorként működik a Szentendrei-sziget kavicsteste, gyakorlatilag tökéletes minőségű ivóvizet szolgáltatva. Erre a természet adta tisztítókapacitásra vigyázni kell, meg kell gátolni a felszín alatti környezet romlását. Ha ezt egyszer veszni hagyjuk, nem ismert olyan technológia, amellyel vissza lehetne állítani. Azt gondolom, hogy ez nemzetstratégiai, nemzetbiztonsági kérdés, és remélhetően hosszú távon is sikerül megvédenünk a vízbázisainkat.

Magyarország kilencvenöt százalékban felszín alatti vizekből nyeri az ivóvizét. Súlyos következménye lehet, ha elszennyezünk egy területet, ahonnan továbbterjedhet, és máshol is megjelenhet a szennyeződés. Budapest vízellátása is ezekből a vízbázisok­ból történik; a Szentendrei-sziget sok millió köbméteres kavicsteste fizikai szűrőként és bioreaktorként működve megszűri a Duna vizét, ezzel tökéletes minőségű ivóvizet biztosít.
Mi a negyedik módszer?

− Az első három technológia különböző kombinációi. Részben in situ, azaz kitermelés nélküli kármentesítést végzünk, ezzel a mód­szerrel vegyi anyagokat vagy mikrobiológiai serkentő tápoldatokat juttatunk a talajba; mi csak katalizátorként működünk, a folyamatok irányítását biztosítjuk. A hagyományos, vízkitermeléssel járó kármentesítés hátránya sok esetben az, hogy problémát jelent a víz és a talaj lerakása. Ugyanis a talajvizet nagyon nehéz ivóvízzé alakítani.
Minél több szennyező anyagot ismerünk, és minél szigorúbbak a minőségi előírások, annál több mindent kell vizsgálnunk. Az ólmozott benzin kivonása óta a legelterjedtebb oktánszámnövelő anyag, az MTBE talajvízi koncentrációját például most kezdik el szabályozni Németországban és még számos európai országban. Egyre több olyan vegyület jelenik meg, ami szabályozás alá esik, ezért egyre több vizsgálatot kell elvégezni ahhoz, hogy egy talajvíz minőségét meghatározzuk. Mindez újabb feladatokat jelent a környezetvédelem számára. A jövő nagy kihívása, hogy olyan technológiákat tudjunk bevetni, amelyek révén észszerű keretek között leszünk képesek megteremteni a biztonságunkat. Amíg nem áll rendelkezésünkre a megfelelő technológia, amivel egyszerűbben és kisebb költséggel lehet elvégezni a munkát, addig helyben kezeljük, vagy meggátoljuk a szennyeződés terjedését. Azt gondolom, hogy dinamikus egyensúlyt kell fenntartanunk a természeti környezetünkben, és arra, ami pillanatnyilag nem megoldható, ne költsünk irreálisan sok pénzt, viszont azt biztosítsuk, hogy a szennyeződés további károkat ne okozzon.

Optimális mértékű beavatkozást javasol?

− Egyes környezetszennyeződések egyszerűen nem tisztíthatók. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatalának vannak szabályai erre a helyzetre vonatkozóan, ezért alkotta meg a Technical Impracticability fogalmát, ami például a nagyléptékű klórozott szénhidrogén-szennyezések esetében útmutatást ad a teljes körű talajvíz-helyreállítás technikai kivitelezhetetlenségének értékeléséhez. Felsorolja, hogy melyek a műszaki megvalósítás korlátai. Könnyű azt mondani, hogy minden területet tisztítsunk meg multifunkcionális célra, de a szakember sokkal árnyaltabban látja ezt a problémát. A környezeti kockázat­felmérés módszertana arról szól, hogy súlyukon kezeljük a különböző szennyezettségek kockázatait, és ennek megfelelően lépjünk közbe. Az egész életünk kompromisszumokból áll, itt sincs ez másként. A célokat kell tudni jól megfogalmazni, és abból nem szabad engedni.•

 
Innotéka