STRATEGIJA knjiga 2

UNIVERZITET U NIŠUTEHNOLOŠKI FAKULTET U LESKOVCU

TEMPUS IB _JEP 19020-2004

Europian Union Oriented Environmental Management Courses

Evropski orjentisani kursevi za upravljanje životnom sredinom

Environmental Management: emering techniques and practiesUpravljanje životnom sredinom: merne tehnike i primena

Administration -Chemical Industry Administracija i hemijska industrija

Environmental Legislation:How can EU legislation be practically implemented in Serbia?

Legislativa u oblasti životne sredineKako se EU legislativa može primeniti u Srbiji?

PRIPREMILI: Prof. dr Milorad Cakić, Prof. dr Vlada Veljković, Prof. dr Miodrag Lazić, Prof. dr Dragiša Savić, Doc. dr Goran Nikolić, Doc. dr Zoran Todorović i Prof. dr Zoltan Zavargo

- Course Book -coordinated by Leskovac and KaHo Sint-Lieven

1

SADRŽAJContent

1.ad.

STRATEŠKA PROCENA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE I ODRŽIVI RAZVOJStrategic environmental assessment and sustainable development

3

1.1ad.

Elementi održivog razvoja Principle of sustainable development

3

1.2 ad.

Procena životne sredine Basic of environmental assessment

5

1.3ad.

Praksa strateške procene životne sredine Practice of strategic environmental assessment (SEA)

6

2. al.

PROCENA UTICAJA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE - saglasno srpskom zakonodavstvuEnvironmental impact assessment - accordind to Serbia’s legislation

15

2.1 al.

Zakoni Srbije o zaštiti životne sredineSerbia’s legislation related to environmental impact assessment

15

2.2al.

Studija o proceni uticaja na životnu sredinuProcedure for preparing the environmental impacts assessment study

23

3.al.

NOVE TEHNOLOGIJE – PRIJATELJI ŽIVOTNE SREDINEEMERGING ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY TECHNOLOGIES

31

3.1al.

ZELENA HEMIJA I TEHNOLOGIJA: definicija, principi i primeri primenjenih procesa Green chemistry and technology: definition, principles and examples of applied processes

31

3.2 al.

BIOREMEDIJACIJA: definicija, principi, tipovi, prdnosti i ograničenja, tehnologije i primeri primenjenih procesa Bioremediation: definition, principles, types, advantages and constraints, technologies and examples of applied processes

39

3.3al.

MEMBRANSKI PROCESI: principi, tipovi, tehnologije i primeri primenjenih procesaMembrane processes: principles, types, technologies and examples of applied processes

49

3.4al.

TEHNOLOGIJE RECIKLIRANJARecycling technologies

59

4.al.

MERNE TEHNIKE U KONTROLI KVALITETA VODE, ZEMLJIŠTA I VAZDUHAMeasuring techniques in water, soil and air quality control

70

4.1al.

VODA Water

70

4.1.1ch.

Specifične hemijske, fizičko-hemijske i biološke metode ispitivanja vode 89

4.1.2ch.

OTPADNE VODEWaste water

94

4.2al.

ZEMLJIŠTESoil

110

4.2.1ch.

Specijalne metode ispitivanja zemljišta 122

4.2.2al.

LOKACIJA I UREĐENJE DEPONIJA OTPADNIH MATERIJA 123

4.3al.

VAZDUH Air

132

al. – za sve polaznike kursa;ch. – samo za polaznike hemijska industrija;ad. – samo za administraciju.

2

1. STRATEŠKA PROCENA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE I ODRŽIVI RAZVOJ

1. STRATEGIC ENVIRONMENTAL ASSESSMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT

1.1 Elementi održivog razvoja 1.1 Principle of sustainable development

1.1.1 Definicija održivog razvoja 1.1.1 Definition of sustainable development

Tehnološki i ekonomski napredak ljudske civilizacije doveo je do poremećaja u životnoj okolini u obliku zagađenja, nestajanja prirodnih resursa i bioloških vrsta i rasipanja energije. Kao posledica, došlo je do preusmeravanja prirodnih tokova energije i materije i remećenja prirodne (biološke) ravnoteže i ugrožavanja čovekovog života i opstanka vrste. Naravno da se ovakav put razvoja ljudske civilizacije može oceniti neodrživim ili, još tačnije, neuravnoteženim.

Alternativa dosadašnjem razvoju, u poslednje vreme je tzv. održivi razvoj (tačnije uravnoteženi razvoj), koji podrazumeva dalji napredak ljudskog društva koji ne remeti i ne ugrožava životnu okolinu i opstanak ljudse vrste. Po definiciji, održivi razvoj je »razvoj koji zadovoljava potrebe sadašnjice, a da istovremeno ne ugrožava mogućnost budućih generacija da zadovolje svoje potrebe« [1]. Ako se održivi razvoj shvati ozbiljno, onda će se pojaviti drastični zahtevi za promenama u gotovo svim oblastima života, uključujući i promene naše svesti u oblastima tehnologije, ekonomije, društva i politike. Takav razvoj podrazumeva projektovanje aktivnosti, prakse i tehnoloških postupaka tako da rezultujući razvoj ne ugrožava ravnotežu prirodnih parametara životne sredine [2].

1.1.2 Sadržaj koncepta održivog razvoja 1.1.2 Compendium content of sustainable development

Koncept održivog razvoja, kao generalnog opredeljenja, ima tri aspekta [3] (slika 1):a) Ekonomsku održivost, koja podrazumeva efikasnije korišćenje i povećanje produktivnosti

raspoloživih resursa, vodeći računa pri tome o da se otklone ili umanje negativni uticaji na životnu sredinu;

b) Socijalnu održivost, koja podrazumeva da razvoj mora biti pravedan i da zadovoljava potrebe većine ljudi na planeti, što uključuje borbu protiv siromaštva, produktivno zapošljavanje, promovisanje društvenog ujedinjenja, efikasnu i svima dostupnu ydravstvenu zaštitu i obrazovanje, prevenciju negativnih društvenih pojava, demokratizaciju društvenog života i promenu potrošačkih navika;

c) Ekološku održivost, koja obuhvata integritet ekosistema i brigu o njihovom kapacitetu i bioraznolikosti, što uključuje brigu za očuvanje kvalieta vazduha, vode i zemljišta, zaštita divljih staništa i efikasnije korišćenje prirodnih resursa i energije.

Slika 1. Sistem održivog razvoja [4]

3

1.1.3 Načela održivog razvoja 1.1.3 Principle of sustainable development

Nesporna je međusobna veza i uticaj čoveka na životnu sredinu. Uticaj savremenog čoveka na životnu sredinu može se umanjiti ukoliko se čovek pridržava principa koji čine politiku održivog razvoja. Činjenica je da se sprovođenjem koncepta i principa održivog razvoja uticaj može reducirati ili potpuno eliminisati.

U osnovne princpe (načela) održivog razvoja spadaju [2]: integrisanost, predostrožnost, obnovljivost resursa i preventivno delovanje.

Princip integrisanosti, kao najsveobuhvatniji princip, odnosi se na donošenje političkih odluka u svim domenima odlučivanja, a sprovodi se na tri nivoa brige o životnoj srdeini, tj. na nivou društva, privrede ili proizvoda. Na nivou društva ovaj princip sprovodi se u politici, prilikom donošenja odluka, uz ograničenja pravnim sredstvima. Na ovom nivou u brigu o životnoj sredini uključuje se javnost, odnosno celokupnog stanovništva, što se postiže razvijanjem javne svesti i sticanjem odgovarajućeg znanja o svim aspektima zaštite životne sredine. Na nivou privrede, on podrazumeva uvođenje zakonskih obaveza pravnim subjektima da odgovorno upravljaju svih vrsta otpada i integrisano rešavanje problema otpada. Na nivou proizvoda stvara se, kao preventivna mera, zakonska obaveza proizvođača da unapred definiše uticaj proizvoda na životnu sredinu, i to integralno u čitavom životnom ciklusu proizvoda, tj. od sirovina i proizvodnje do otpada.

Princip predostrožnosti podrazumeva da svaka aktivnost mora biti sprovedena bez oslanjanja na odsustvo naučnih dokaza o njenom uticaju na životnu sredinu, kao, na primer, definisanje proizvoda zasnovanih na genetički modifikovanim organizmima.

Princip obnovljivosti resursa se obično svodi na očuvanje prirodnog fonda nekog resursa – sirovine ili energije. Ovaj princip podrazumeva povećanje efikasnosti korišćenja resursa, povećanje ušteda (smanjenje gubitaka) i povećanje reciklabilnosti. Sa aspekta ovog principa, svi resursi su podeljeni na obnovljive i neobnovljive.

Princip preventivnog delovanja je glavni metod i pristup u integraciji politike životne sredine u druge politike i odlučivanja i univerzalna tehnika za sprovođenje svih principa održivog razvoja.

1.1.4 Indikatori održivog razvoja 1.1.4 Monitor of sustainable development

Indikatori održivog razvoja mere postignuće ciljeva održivog razvoja. Zbog toga se ciljevi održivog razvoja, gde god je to moguće, izražavaju tako da se mogu meriti. Na primer, cilj »smanjiti emisiju gasova koji pojačavaju efekat staklene bašte« može se izraziti kao »smanjenje emisije CO2 za određeni procenat do određenog roka«. Oni služe pojednostavljenom i jasnom prikazivanju prikupljenih informacija o odnosu društva prema sociološkim, ekološkim i ekonomskim aspektima održivog razvoja. Ono pomažu u odmeravanju i podešavanju razvoja društva u skladu sa ciljevima održivog razvoja.

Održivi razvoj integriše nekoliko domena (sociološki, ekonomski i ekoliški) u jednu celinu, sa akcentom na njihov međusobni uticaj. Indikatori održivog razvoja su pozatelji stanja i promena u pojedinim domenima [5]. Prema Komisiji UN za održivi razvoj, indikatori održivog razvoja (ukupno 57) grupisani su u 15 tema i 38 podtema i podeljeni su u četiri grupe [6]:

- ekološki indikatori (na primer, specifične emisije CO2, SO2),- socijalni indikatori (na primer, indikator uticaja na zdravlje, idnikator prihvatljivosti sa

staovišta potrošača),

4

- ekonomski indikatori (na primer, godišnja potrošnja energije po stanovniku, udeo potrošnje energije iz obnovljivih izvora, nastajanje opasnog otpada ...)

- institucionalni (na primer, broj telefonskih linija ili broj INTERNET pretplatnika na 1000 stanovnika, izdaci na istraživanje i razvoj kao procena bruto nacionalnog dohotka).

Agregacijom grupe indikatora definišu se parcijalni indeksi održivosti za svaki domen ili opšti indeks održivosti, koji su pokazatelji dostignutog nivoa održivosti u pojedinim domenima ili generalno [7]. Oni, takođe, ukazuju na »kritične tačke« u pojedinim domenima. Njihov značaj je i u tome što olakšavaju položaj onome koji donosi procenu održivosti, pošto različiti kriterijumi (ekološki, socijalni ili ekonomski) mogu imati različitu težinu i uticaj na donošenje odluke.

1.2 Procena životne sredine 1.2 Basic of environmental assessment

U poslednje vreme došlo je do značajnog razvoja u prihvatanju potrebe da se upravlja načinima kojima ljudi interaguju sa životnom okolinom i alatima koji će omogućiti dostupnim ovakvo upravljanje. Primer ovog trenda je tzv. »pristup ekosistemu« u kome se kontrolišu ljudske aktivnosti i potrebe prema životnoj okolini, za razliku od upravljanja ekološkim procesima [8].

Pod procenom životne sredine podrazumeva se proces kojim se predviđaju uticaji predloženih inicijativa, kao što su akcioni projekti ili projekti izgradnje objekata, na kvalitet životne sredine, i to pre njihove praktične realizacije [9]. Procena životne sredine identifikuje moguće uticaje na životnu okolinu, predlaže mere za ublažavanje negativnih uticaja i predviđa da li će biti značajnih nepovoljnih uticaja na životnu okolinu, čak i ako se sprovedu mere za njihovo ublažavanje.

Često se ovaj pojam meša sa nekim drugim pojmovima. Tako, procena životne sredine nije ekološka procena mesta akcidenta, koja se koristi da bi se identifikovala priroda i nivo kontaminacije na jednom specifičnom mestu, niti je ekoliški odit, koji se koristi za evaluaciju ekološkog menadžmenta i nadziranog pridržavanja specifičnih zahteva.

Procena životne sredine ima dva glavna cilja: da minimizira ili izbegne negativne uticaje na životnu sredinu pre nego što se oni jave i da uključi faktore životne sredine u proces donošenja odluke.

Procenu životne sredine određenog projekta treba sprovesti što je moguće ranije u fazama planiranja i predlaganja projekta da bi analiza bila korisna donosiocima odluka i da bi mere ublažavanja bile uključene i predložene planove. Blagovremene i efikasne procene životne sredine imaju za rezultat donošenje odluka na bazi informacija koje podržavaju održivi razvoj.

Koristi od analize uticaja na životnu okolinu i mera za ublažavanje nepovoljnih uticaja u ranoj fazi planiranja projekta su:

šansa da se javnost uključi u donošenje odluka, povećana zaštita ljudskog zdravlja, održivo korišćenje prirordnih resursa, smanjeni rizici od ekoloških katastrofa i povećana odgovornost vlasti.

Ušešće javnosti je značajan elemenat procesa procene životne sredine, jer jača kvalitet i kredibilitet procene životne sredine. Javnost je značajan izvor lokalnog i tradicionalnog znanja o mestu realizacije predloženog projekta i verovatnih uticaja na životnu sredinu. Kroz učešće javnosti, pristalice projekta mogu dobiti informacije, bolje razumeti i odgovoriti na javne interese, kao i obavestiti ljude o odlukama.

5

Proces procene životne sredine realizuje se u nekoliko važnih koraka [10]: analiza verovatnih uticaja neke predložene aktivnosti na životnu sredinu; priprema izveštaja o proceni mogućih uticaja na životnu sredinu; sprovođenje postupka informisanja javnosti i konsultacija; uvažavanje izveštaja i rezultata konsultacija u postupku odlučivanja i donošenja ili usvajanja

određenih planova i programa; pružanje informacija i podataka o donetoj odluci.

Realizacija procene životne sredine po predloženim koracima pomažu da se identifikuju mogući uticaji na životnu sredinu i mere ublažavanje nepovoljnih uticaja.

Među raspoloživim alatima procene životne sredine su procena uticaja na životnu sredinu (eng. environmental impact assessment, EIA) i strateška procena životne sredine (strategic environemntal assessment, SEA) [10]. Ove procedure su projektovane tako da osiguravaju da implikacije određenih akcija na životnu okoinu mora da budu uzete u obzir pre nego što one budu izvršene. Na primer, procena uticaja na životnu sredinu se zahteva pre realizacije individualnih projekata, kao što je izgradnja autoputa, aerodroma ili fabrike, dok je strateška procena životne sredine potrebna pre realizacije planova i programa. Prema tome, suštinska razlika je u skali procene, pri čemu se strateška procena odnosi na visok nivo državnih planova i programa, dok se procena uticaja na životnu sredinu odnosi na individualne građevinske i razvojne projekte. Poređenje između ove dve procedure izvršeno je u tabeli 1.

1.3 Praksa strateške procene životne sredine 1.3 Practice of strategic environmental assessment (SEA)

1.3.1 Definicija strateške procene životne sredine1.3.1 Definition of SEA

Termin strateška procena životne sredine se različito definiše i razume. Tako se ovaj termin može definisati kao »formalizovani, sistematski i sveobuhvatan proces evaluacije uticaja određene razvojne politike, planova, programa i drugih strateških akcija i njihovih alternativa na životnu sredinu«. Strateška procena životne sredine se vrši radi obezbeđivanja zaštite životne sredine i unapređivanja održivog razvoja integrisanjem osnovnih načela zaštite životne sredine u postupak pripreme i usvajanja planova i programa.

Tabela 1. Poređenje između procene uticaja na životnu sredinu i strateška procena životne sredine

Procene uticaja projekta na životnu sredinu

Strateška procena uticaja planova i programa na životnu sredinu

Sprovodi se na kraju procesa donošenja odluke Dešava se u ranim fazama donošenja odlukeReaktivni pristup razvojnim projektima Proaktivni pristup razvojnim projektimaIdentifikuje specifične uticaje na životnu sredinu Identifikuje njihove implikacije na održivi razvojRazmatra ograničen broj izvodljivih alternativa Razmatra veći broj mogućih alternativaDaje ograničeni pregled kumulativnih uticaja Rano upozorenje na kumulativne uticajeNaglasak na ublažavanje i minimiziranje uticaja Naglasak na postizanje ciljeva životne sredine,

održavanjem prirodnih sistemaUska perspektiva – mnogo detalja Široka perspektivs, niži nivo detaljisanja da bi se

obezbedila vizija i ukupna okvirDobor definisan proces, sa jasnim početkom i krajem

Višestepeni proces, sa preklapanjem komponenti; nivo politike je kontinualni i iterativni

Fokus na standardnoj proceduri, tretira simptome narušavanja životne sredine

Fokus na održivom razvoju, dostiže do izvora narušavanja životne sredine

6

Prema Zakonu o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu Republike Srbije »strateška procena uticaja određenih planova i programa na životnu sredinu podrazumeva pripremu izveštaja o stanju životne sredine, sprovođenje postupka konsultacija, uvažavanje izveštaja i rezultata konsultacija u postupku odlučivanja i donošenja ili usvajanja određenih planova i programa, kao i pružanje informacija i podataka o donetoj odluci« [11].

Planovi i programi su svi razvojni ili drugi planovi i programi, uključujući i njihove izmene, koje priprema i/ili usvaja organ na republičkom, pokrajinskom ili lokalnom nivou, ili koje nadležni organ priprema za odgovarajući postupak usvajanja u Narodnoj skupštini ili Vladi Republike Srbije, odnosno skupštini ili izvršnom organu autonomne pokrajine, odnosno jedinice lokalne samouprave, kao i planovi i programi koji se donose na osnovu propisa.

Ukratko, strateška procena životne sredine je sistematski proces identifikovanja, predviđanja, izveštavanja i ublažavanja uticaja određenih planova i programa na životnu sredinu.

Implementacija strateške procene životne sredine bazira se na dva osnovna principa [12]:a) ona mora da jasno identifikuje izvodljive alternativne planove i da ih uporedi u kontekstu

procene;b) ona mora da unapredi, pre nego da analizira određeni plan ili program.

Alternative na strateškom nivou ne treba razmatrati jedino sa tačke izbora između različitih mogućnosti dostizanja istog cilja nego i sa tačke smanjenja potreba, na primer ne samo birati između proizvodnje energije iz uglja ili biomase nego i smanjiti potrebu za proizvodnjom energije izolacijom zgrada [12].

1.3.2 Sadržaj strateške procene životne sredine1.3.2 Content of SEA

Strateška procena životne sredine vrši se za planove i programe u oblasti prostornog i urbanističkog planiranja ili korišćenja zemljišta, poljoprivrede, šumarstva, ribarstva, lovstva, energetike, industrije, saobraćaja, upravljanja otpadom, upravljanja vodama, telekomunikacija, turizma, očuvanja prirodnih staništa i divlje flore i faune, kojima se uspostavlja okvir za odobravanje budućih razvojnih projekata određenih propisima kojima se uređuje procena uticaja na životnu sredinu.

Strateške procene životne sredine koje se izrađuju za planove i programe na različitim hijerarhijskim nivoima moraju biti međusobno usklađene i usklađene sa procenama uticaja projekata na životnu sredinu, kao i planovima i programima zaštite životne sredine.

1.3.3 Načela strateške procene životne sredine 1.3.3 Principle of SEA

Osnovna načela strateške procene životne sredine jesu:

Načelo održivog razvoja. Održivi razvoj jeste usklađen sistem tehničko-tehnoloških, ekonomskih i društvenih aktivnosti u ukupnom razvoju u kome se na principima ekonomičnosti i razumnosti koriste prirodne i stvorene vrednosti sa ciljem da se sačuva i unapredi kvalitet životne sredine za sadašnje i buduće generacije.

Načelo integralnosti. Politika zaštite životne sredine koja se realizuje donošenjem planova i programa zasniva se na uključivanju uslova zaštite životne sredine, odnosno očuvanja i održivog korišćenja biološke raznovrsnosti u odgovarajuće sektorske i međusektorske programe i planove.

Načelo predostrožnosti. Svaka aktivnost mora biti sprovedena na način da se spreče ili smanje negativni uticaji određenih planova i programa na životnu sredinu pre njihovog usvajanja, obezbedi racionalno korišćenje prirodnih resursa i svede na minimum rizik po zdravlje ljudi, životnu sredinu i materijalna dobra.

7

Načelo hijerarhije i koordinacije. Procena uticaja planova i programa vrši se na različitim hijerarhijskim nivoima na kojima se donose planovi i programi.

Načelo javnosti. U cilju informisanja javnosti o određenim planovima i programima i o njihovom mogućem uticaju na životnu sredinu, kao i u cilju obezbeđenja pune otvorenosti postupka pripreme i donošenja ili usvajanja planova i programa, javnost mora, pre donošenja bilo kakve odluke, kao i posle usvajanja plana i programa, imati pristup informacijama koje se odnose na te planove i programe ili njihove izmene.

1.3.4 Kriterijumi strateške procene životne sredine 1.3.4 Criteria of SEA

Kriterijumi za utvrđivanje mogućnosti značajnih uticaja planova i programa na životnu sredinu i donošenje odluke o izradi strateške procene podeljeni su u dve glavne grupe, prema tome da li su vezani za karakteristike plana i programa ili za karakteristike uticaja:

A. Karakteristike plana i programa :

1) značaj plana i programa za zaštitu životne sredine i održivi razvoj;2) problemi zaštite životne sredine plana i programa i mogućnost uticaja na: vazduh, vode,

zemljište, klimu, biljni i životinjski svet, staništa i biodiverzitet, zaštićena prirodna dobra, stanovništvo i zdravlje, gradove i druga naselja, kulturno-istorijsku baštinu, infrastrukturne, industrijske i druge objekte i druge stvorene vrednosti;

3) stepen uticaja plana i programa na druge planove i programe, uključujući i one u različitim hijerarhijskim strukturama;

4) stepen kojim se planom i programom uspostavlja okvir za realizaciju projekata u pogledu lokacije, prirode, obima i uslova funkcionisanja ili u vezi sa alokacijom resursa.

B. Karakteristike uticaja :

1) verovatnoća, intenzitet, složenost, reverzibilnost;2) vremenska dimenzija (trajanje, učestalost, ponavljanje);3) prostorna dimenzija: lokacija, geografska oblast, broj izloženih stanovnika i prekogranična

priroda uticaja; 4) kumulativna i sinergijska priroda uticaja;5) rizici po ljudsko zdravlje i životnu sredinu;6) delovanje na oblasti od prirodnog, kulturnog i drugog značaja: posebne prirodne

karakteristike, oblasti ili prirodni predeli kojima je priznat zaštićeni status na republičkom ili međunarodnom nivou, kulturno-istorijska baština, gusto naseljene oblasti i oblasti sa različitim režimima zaštite;

7) delovanje na ugrožene oblasti: prekoračeni standardi kvaliteta životne sredine ili granične vrednosti, intenzivno korišćenje zemljišta, postojeći rizici, smanjeni kapacitet životne sredine, posebno osetljive i retke oblasti, ekosistemi i biljne i životinjske vrste.

1.3.4 Strateška procena životne sredine i održivi razvoj 1.3.4 SEA and sustainable development

Ciljevi zakona strateške procene životne sredine zemalja koje su ga donele uključuju unapređenje održivog razvoja i transparentno planiranje integrisanim razmatranjima životne sredine i učešćem javnosti na višem nivou u proces donošenja odluke. Strategije održivog razvoja ovih zemalja nose jednostavnu ideju o osiguranju boljeg kvaliteta života za svakoga u sadašnjoj i u budućim generacijama, koja podrazumeva brigu za zivotnu sredinu. Odgovorne vlasti koje žele da svojim strateškim procenama životne sredine pokriju pun opseg predmeta održivog razvoja mogu slobodno širiti ciljeve ovih procena, s ciljem da, pored uticaja na životnu sredinu, uključe socijalne i ekonomske efekte svojih planova i programa.

8

1.3.5 Primena strateške procene životne sredine 1.3.5 Application of SEA

Šematski prikaz primene starteške procene životne sredine, u skladu sa zakonom, dat je na slici 2.

Slika 2. Prikaz primene strateške procene životne sredine

1.3.6 Faze u postupku strateške procene životne sredine1.3.6 Phases of SEA

Postupak strateške procene životne sredine sastoji se od sledećih glavnih faza:A. Pripremna faza, koja obuhvata: odlučivanje o izradi strateške procene, izbor nosioca izrade

izveštaja o strateškoj proceni, učešće zainteresovanih organa i organizacija;B. Izveštaj o strateškoj proceni;C. Postupak odlučivanja, koji obuhvata: učešće zainteresovanih organa i organizacija, učešće

javnosti, izveštaj o rezultatima učešća zainteresovanih organa i organizacija i javnosti, ocenu izveštaja o strateškoj proceni, saglasnost na izveštaj o strateškoj proceni.

9

A. Pripremna faza

Odlučivanje o izradi strateške procene. Odluku o izradi strateške procene donosi organ nadležan za pripremu plana i programa po prethodno pribavljenom mišljenju organa nadležnog za poslove zaštite životne sredine i drugih zainteresovanih organa i organizacija. Ova odluka sadrži:

- razloge za vršenje strateške procene prema kriterijumima;- prikaz pitanja i problema vezanih za životnu sredinu u planu i programu koji će biti

razmatrani u okviru strateške procene;- razloge za izostavljanje pojedinih pitanja i problema vezanih za životnu sredinu u planu i

programu iz strateške procene;- elemente izveštaja o strateškoj proceni;- izbor i obaveze nosioca izrade izveštaja o strateškoj proceni (predlog metodologije, sastav

stručnog tima, rok izrade i dr);- način učešća zainteresovanih organa i organizacija i javnosti u postupku izrade i razmatranja

izveštaja o strateškoj proceni;- druge podatke od značaja za izradu strateške procene.

Organ nadležan za pripremu plana i programa može odlučiti da se ne izrađuje strateška procena o čemu prethodno pribavlja mišljenje organa nadležnog za poslove zaštite životne sredine i drugih zainteresovanih organa i organizacija.

Izbor nosioca izrade izveštaja o strateškoj proceni . Organ nadležan za pripremu plana i programa odlučuje o izboru nosioca izrade izveštaja o strateškoj proceni, po postupku utvrđenom zakonom. Nosilac izrade izveštaja o strateškoj proceni može biti pravno ili fizičko lice koje je upisano u odgovarajući registar za obavljanje delatnosti prostornog planiranja i izrade planskih dokumenata, odnosno urbanističkog planiranja i izrade urbanističkih planova.

U češće zainteresovanih organa i organizacija . U pripremi odluke o izradi strateške procene, odnosno odluke o nepristupanju izradi strateške procene, organ nadležan za pripremu plana ili programa dužan je da, od organa nadležnog za poslove zaštite životne sredine i zainteresovanih organa i organizacija zatraži mišljenje. Ako se mišljenje ne dostavi u zakonskom roku, smatra se da nema primedaba na predloženu sadržinu odluke o izradi strateške procene, odnosno na predlog odluke o nepristupanju izradi strateške procene.

B. Izveštaj o strateškoj proceni

Izveštaj o strateškoj proceni je dokument kojim se opisuju, vrednuju i procenjuju mogući značajni uticaji na životnu sredinu do kojih može doći implementacijom plana i programa i određuju mere za smanjenje negativnih uticaja na životnu sredinu.

On sadrži: - polazne osnove strateške procene; - opšte i posebne ciljeve strateške procene i izbor indikatora;- procenu mogućih uticaja sa opisom mera predviđenih za smanjenje negativnih uticaja na

životnu sredinu;- smernice za izradu strateških procena na nižim hijerarhijskim nivoima i procene uticaja

projekata na životnu sredinu;- program praćenja stanja životne sredine u toku sprovođenja plana i programa (monitoring);- prikaz korišćene metodologije i teškoće u izradi strateške procene;- prikaz načina odlučivanja, opis razloga odlučujućih za izbor datog plana i programa sa aspekta

razmatranih varijantnih rešenja i prikaz načina na koji su pitanja životne sredine uključena u plan ili program;

- zaključke do kojih se došlo tokom izrade izveštaja o strateškoj proceni predstavljene na način razumljiv javnosti;

- druge podatke od značaja za stratešku procenu.

10

Organ nadležan za pripremu plana i programa obezbeđuje učešće zainteresovanih organa i organizacija i javnosti u postupku pribavljanja saglasnosti na izveštaj o strateškoj proceni, na način utvrđen ovim zakonom.

Polazne osnove strateške procene obuhvataju:- kratak pregled sadržaja i ciljeva plana i programa i odnosa sa drugim planovima i programima;- pregled postojećeg stanja i kvaliteta životne sredine na području na koje se izveštaj odnosi;- karakteristike životne sredine u oblastima za koje postoji mogućnost da budu izložene

značajnom uticaju;- razmatrana pitanja i probleme zaštite životne sredine u planu ili programu i prikaz razloga za

izostavljanje određenih pitanja i problema iz postupka procene;- prikaz pripremljenih varijantnih rešenja koja se odnose na zaštitu životne sredine u planu i

programu, uključujući varijantno rešenje nerealizovanja plana i programa i najpovoljnije varijantno rešenje sa stanovišta zaštite životne sredine;

- rezultate prethodnih konsultacija sa zainteresovanim organima i organizacijama bitne sa stanovišta ciljeva i procene mogućih uticaja strateške procene.

Opšti i posebni ciljevi strateške procene definišu se na osnovu zahteva i ciljeva u pogledu zaštite životne sredine u drugim planovima i programima, ciljeva zaštite životne sredine utvrđenih na nivou Republike i međunarodnom nivou, prikupljenih podataka o stanju životne sredine i značajnih pitanja, problema i predloga u pogledu zaštite životne sredine u planu ili programu. Na osnovu definisanih ciljeva vrši se izbor odgovarajućih indikatora koji će se koristiti u izradi strateške procene.

Procena mogućih uticaja plana i programa na životnu sredinu sadrži sledeće elemente:

- prikaz procenjenih uticaja varijantnih rešenja plana i programa povoljnih sa stanovišta zaštite životne sredine sa opisom mera za sprečavanje i ograničavanje negativnih, odnosno uvećanje pozitivnih uticaja na životnu sredinu;

- poređenje varijantnih rešenja i prikaz razloga za izbor najpovoljnijeg rešenja;- prikaz procenjenih uticaja plana i programa na životnu sredinu sa opisom mera za sprečavanje i

ograničavanje negativnih, odnosno uvećanje pozitivnih uticaja na životnu sredinu;- način na koji su pri proceni uticaja uzeti u obzir činioci životne sredine uključujući podatke o:

vazduhu, vodi, zemljištu, klimi, jonizujućem i nejonizujućem zračenju, buci i vibracijama, biljnom i životinjskom svetu, staništima i biodiverzitetu; zaštićenim prirodnim dobrima; stanovništvu, zdravlju ljudi, gradovima i drugim naseljima, kulturno-istorijskoj baštini, infrastrukturnim, industrijskim i drugim objektima ili drugim stvorenim vrednostima;

- način na koji su pri proceni uzete u obzir karakteristike uticaja: verovatnoća, intenzitet, složenost/reverzibilnost, vremenska dimenzija (trajanje, učestalost, ponavljanje), prostorna dimenzija (lokacija, geografska oblast, broj izloženih stanovnika, prekogranična priroda uticaja), kumulativna i sinergijska priroda uticaja.

Izveštaj o strateškoj proceni sadrži razrađene smernice za planove ili programe na nižim hijerarhijskim nivoima koje obuhvataju definisanje potrebe za izradom strateških procena i procena uticaja projekata na životnu sredinu, određuju aspekti zaštite životne sredine i druga pitanja od značaja za procenu uticaja na životnu sredinu planova i programa nižeg hijerarhijskog nivoa.

Program praćenja stanja životne sredine u toku sprovođenja plana i programa sadrži: - opis ciljeva plana i programa; - indikatore za praćenje stanja životne sredine; - prava i obaveze nadležnih organa; - postupanje u slučaju pojave neočekivanih negativnih uticaja; - druge elemente u zavisnosti od vrste i obima plana i programa.

11

C. Postupak odlučivanja

Učešće zainteresovanih organa i organizacija . Organ nadležan za pripremu plana i programa dostavlja zainteresovanim organima i organizacijama na mišljenje izveštaj o strateškoj proceni, koji su dužni da dostave mišljenje u roku od 30 dana od dana prijema zahteva. Ako se mišljenje ne dostavi u roku, smatra se da nema primedaba na dostavljeni izveštaj o strateškoj proceni.

Učešće javnosti . Pre upućivanja zahteva za dobijanje saglasnosti na izveštaj o strateškoj proceni, organ nadležan za pripremu plana i programa obezbeđuje učešće javnosti u razmatranju izveštaja o strateškoj proceni putem javnog uvida i održavanja javne rasprave.

Izveštaj o učešću zainteresovanih organa i organizacija i javnosti . Organ nadležan za pripremu plana i programa izrađuje u roku od 30 dana od dana završetka javne rasprave izveštaj o učešću zainteresovanih organa i organizacija i javnosti koji sadrži sva mišljenja, kao i mišljenja izjavljenih u toku javnog uvida i javne rasprave o planu ili programu, odnosno o izveštaju o strateškoj proceni.

Ocena izveštaja o strateškoj proceni . Organ nadležan za pripremu plana i programa dostavlja organu nadležnom za poslove zaštite životne sredine na saglasnost izveštaj o strateškoj proceni sa izveštajem o učešću zainteresovanih organa i organizacija i javnosti. Po dobijanju izveštaja organ nadležan za poslove zaštite životne sredine može pribaviti mišljenje drugih ovlašćenih organizacija ili stručnih lica za pojedine oblasti.

Organ nadležan za zaštitu životne sredine vrši ocenu izveštaja na osnovu kriterijuma sadržanih u osam elemenata strateške procene:

1. Karakteristike plana i programa- jasno su prikazani ciljevi i sadržaj plana i programa, područje za koje se priprema plan ili

program, prostorni obuhvat i vremenski horizont;- pitanja zaštite životne sredine su zastupljena u pripremi ciljeva plana i programa;- prikazane su veze sa drugim relevantnim planovima i programima.

2. Polazne osnove- prikazana su pitanja i problemi vezani za životnu sredinu koji su razmatrani u planu i

programu tokom izrade strateške procene;- dati su razlozi za izostavljanje pojedinih pitanja i problema iz strateške procene;- prikazan je način na koji su definisani ciljevi strateške procene i izabrani odgovarajući

indikatori.

3. Stanje životne sredine- prikazano je postojeće i buduće stanje životne sredine;- opis stanja životne sredine usklađen je sa ciljevima i indikatorima strateške procene;- prikazani su izvori podataka o stanju životne sredine i korišćena metodologija je usklađena

sa stepenom složenosti strateške procene.

4. Varijantna rešenja- prikazan je način na koji su pripremljena i razmatrana varijantna rešenja za pitanja i

probleme vezane za životnu sredinu;- pripremljeno je varijantno rešenje nerealizovanja plana i programa i varijantno rešenje

najpovoljnije sa stanovišta zaštite životne sredine;- procenjeni su uticaji varijantnih rešenja na životnu sredinu i izvršeno poređenje;- obrazloženi su razlozi za izbor najpovoljnijeg varijantnog rešenja sa stanovišta zaštite

životne sredine.

12

5. Procena uticaja na životnu sredinu- prikazan je način na koji su određeni i vrednovani značajni uticaji plana i programa na

životnu sredinu;- pri proceni uticaja uključeni su svi značajni činioci: azduh, vode, zemljište, klimu, biljni i

životinjski svet, staništa i biodiverzitet, zaštićena prirodna dobra, stanovništvo i zdravlje, gradove i druga naselja, kulturno-istorijsku baštinu, infrastrukturne, industrijske i druge objekte i druge stvorene vrednosti

- pri proceni uticaja uzete su u obzir sledeće karakteristike uticaja: verovatnoća, intenzitet, složenost/reverzibilnost, vremenska dimenzija (trajanje, učestalost, ponavljanje), prostorna dimenzija (lokacija, geografska oblast, broj izloženih stanovnika, prekogranična priroda uticaja), kumulativna i sinergijska priroda uticaja i druge karakteristike uticaja;

- određivanje i vrednovanje značajnih uticaja usklađeno je sa važećim standardima, propisima i graničnim vrednostima;

- opisana je korišćena metodologija.

6. Mere i program praćenja stanja životne sredine- predviđene su mere za sprečavanje i ograničavanje negativnih odnosno uvećanje pozitivnih

uticaja na životnu sredinu za svaki procenjeni uticaj;- prikazan je način na koji su pripremljene smernice za izradu procena uticaja projekata na

životnu sredinu i drugih strateških procena; - pripremljen je program praćenja stanja životne sredine u toku realizacije plana i programa u

skladu sa članom 17. ovog zakona.

7. Izveštaj o strateškoj proceni- jasno je definisana uloga nadležnih organa u izradi strateške procene;- izveštaj je pripremljen na jasan i precizan način;- obrađeni su svi elementi izveštaja propisani članom 12. ovog zakona i dati izvori

informacija, uključujući stručna mišljenja; - prikazan je način na koji su pitanja životne sredine uključena u plan ili program, način na

koji se vršilo odlučivanje i opisani razlozi odlučujući za izbor datog plana i programa sa aspekta varijantnih rešenja koja su bila razmatrana;

- zaključci o izrađenom izveštaju o strateškoj proceni predstavljeni su na način razumljiv javnosti.

8. Učešće zainteresovanih organa i organizacija i javnosti - obezbeđeno je učešće zainteresovanih organa i organizacija i javnosti u postupku izrade

strateške procene;- dostavljena su mišljenja zainteresovanih organa i organizacija i javnosti na izveštaj o

strateškoj proceni i prikazan način na koji se odlučivalo o mišljenjima.

Saglasnost na izveštaj o strateškoj proceni. Organ nadležan za poslove zaštite životne sredine daje saglasnost na izveštaj o strateškoj proceni ili odbija zahtev za davanje saglasnosti. Organ nadležan za pripremu plana ili programa ne može uputiti plan ili program u dalju proceduru usvajanja bez saglasnosti na izveštaj o strateškoj proceni od organa nadležnog za zaštitu životne sredine.

13

Abstract Technological and commercial progress of human civilization has negatively affected the environment by polution, excessive natural resources consumption, biological species disappearance and energy dissipation. As a consequence, natural flows of energy and matter have been redirected, and many biological balances have been disturbed. The alternative to such a development is sustainable (or more precisly, balanced) development. During last decades, it has been widely accepted that there is a need to manage the people-environment interaction and to have and use the tools enabling such a management. Strategic environmental assesment (SEA) is among the available these tools. SEA is presented as a key component of sustainable development, focused on protecting the environment. Therefore, at first, the definition, concept, principles and indicators of sustainable development are described. Secondly, the purpose, objectives and main stages of environmental assesment are shortly intoduced. Then, the purpose, objectives, key matters, criteria and benefits of SEA are explained. SEA is emphasized to ensure that information on the significant environmental effects of plans, programes and strategies (PPS) is gathered and made available to decision-makers, both as the PPS is prepared and prior to its adoption. Finally, the main stages and use of SEA, according to the Serbian law, are described and the suggestions how to apply SEA are given.

LITERATURA

[1] World Commission on Environment and Development (WCED), Our Common Future, Oxford, 1987, str. 43. Svetska komisija za životnu sredinu i razvoj UN, Naša zajednička budućnost, Oksford, 1987. str. 43.

[2] B. Radak, K. Subotić, P. Popović, Principi održivosti u zakonodavstvu EU za zaštitu životne sredine, 32. Nacionalna konferencija o kvalitetu »Festival kvaliteta«, 19.-21. maj 2005., Kragujevac, str. G-47-G-50.

[3] DESA/DSD/BP13, UN Depratment of economic and social affairs, Guidance in Preparaing a National Sustainable Development Strategy: Managing Sustainable Development in the New Millenium, 2002, p. 1.

[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Sustainable_Development[5] A. Fricker, Measuring up to Sustainability, Environ. Anthropol. 30 (1998) 367-375.[6] E/CN.17/2001/4/Add. 1 Commission on Sustainable Development. Work Programme on

Indicators of Sustainable Development.[7] J.W.S. Young, A Framework for the Ultimate Environmental Index – Putting Atmosperic

Change into Context with Sustainability, Environ. Monit. Assess. 46 (1997) 135-149.[8] www.wwf.org.uk/filelibrary/pdf/sea.pdf [9] Introduction and Features: Canadian Environmental Assessment Act, http://www.ceaa.gc.ca/013/intro_e.htm [10] A. Reid, Strategic Environmental Assessment, SPICe briefing 04/46 (2004).[11] Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu, Sl. glasnik RS, 135/04.[12] E. Joao, Implementing Strategic Environmental Assessment, http://stratch.ac.uj/Departments/CBE/

14

http://stratch.ac.uj/Departments/CBE/

http://www.ceaa.gc.ca/013/intro_e.htm

http://www.wwf.org.uk/filelibrary/pdf/sea.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Sustainable_Development

2. PROCENA UTICAJA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE - saglasno srpskom zakonodavstvu2. ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT - accordind to Serbia’s legislation

2.1. Zakoni Srbije o zaštiti životne sredine2.1 Serbia’s legislation related to environmental impact assessment

Izuzetno brz i dinamičan industrijski razvoj i ekonomski rast koji je ostvaren pre svega značajnim tehnološkim razvojem krajem pretprošlog i prošlog veka, značajno je podigao kvalitet života čovečanstva, ali i suočio čovečanstvo sa novim problemima i izazovima. Naime, uspešnost i osnova ostvarenog razvoja je do skora posmatrana kroz ekonomske parametre, pre svega kroz ostvareni profit kao osnovni pokazatelj uspeha. Ovakav koncept je poslednjih decenija doveden u ozbiljnu sumnju. Opšti ekonomski rast kvantifikovan kroz profit ima kao posledicu ubrzano i prekomerno trošenje prirodni resursa, posebno onih neobnovljivih. Ova činjenica, ali i stalni porast stanovništva na zemlji, ograničenost resursa, i rezultujuća ekološka kriza, koja je poprimila globalni karakter, kao posledica prekoračenih granica tolerancije globalnog prirodnog sistema zadnjih decenija prošlog veka, a posebno u ovom, nametnula je kao glavni odgovor novi globalni pristup.

2.1.1 Koncept održivog razvoja2.1.1 Compendium of sustainable development

U osnovi ovog koncepta je mišljenje i opredeljenje da se samo na krajnje racionalnom korišćenju raspoloživih kapaciteta planete može zasnivati dalji razvoj i ostvariti viši kvalitet života. Zbog toga su od značaja:

1. Resursi ekosistema održavaju život na planeti,2. Ekosistem je kvalitativno i kvantitativno ograničen resursima 3. Sposobnost ekosistema za obnovu istrošenih resursa ima određene granice.

Problemi zaštite životne sredine su na globalnom nivou prvi put razmatrani 1972.god. Tada je pod pokroviteljstvom Ujedinjenih Nacija u Stokholmu održana prva konferencija koja se smatra prekretnicom u rešavanju problema životne sredine jer je ukazala na probleme i pristupe u njihovom rešavanju.

Pod okriljem Ekonomske komisije Ujedinjenih Nacija za Evropu (UN Economic Commision for Europe – UN/ECE) je pripremljena Konvencija o proceni uticaja na životnu sredinu u prekograničnom kontekstu. Ovom konvencijom su države članice prihvatile obavezu rane faze planiranja aktivnosti i procene uticaja na životnu sredinu kao i saradnje na projektima za koje se smatra da bi mogli da imaju štetan uticaj na životnu sredinu preko državnih granica. Iako je na snazi od 10.09.1997.god Srbija, Crna Gora kao i Bosna i Hercegovina nisu članice Espokonvencije.

Osnov nove politike zaštite životne sredine je prevencija koja se bazira na nekoliko principa:

1. Preventivna akcija je bolja od remedijalnih mera.2. Šteta po životnu sredinu treba da bude zadržana na izvoru zagađenja.3. Zagađivač treba da plati troškove zagađivanja i mera koje se preduzimaju.4. Politika zaštite treba da bude deo drugih politika.

Postupak procene uticaja na životnu sredinu u formi zakona o nacionalnoj politici zaštite životne sredine je uveden u pravni sistem SAD počev od 01.01.1970. god. Ovim zakonom sve sastavne jedinice SAD su u obavezi da za svaku aktivnost koja bi mogla da ima uticaj na životnu sredinu pripreme dokument izjava/izveštaj o proceni uticaja na životnu sredinu. Ova izjava mora

15

da sadrži opis svih mogućih uticaja na životnu sredinu kao mogući rezultat aktivnosti koje se planiraju.

Nešto kasnije slična praksa je uvedena i u pravni sistem Evropske Unije. Naime, 1985

godine direktivom 85/337/EEC uveden je koncept o proceni uticaja na životnu sredinu koji je kasnije dopunjavan (direktiva 97/11/EEC). Ovom direktivom je uvedeno načelo javnosti kojim je obezbeđeno učešće zainteresovane javnosti u proces razmatranja uticaja na životnu sredinu, ali i pravna zaštita. Saglasno koncepciji proširenje EU novim članicama, evropski koncept o proceni uticaja na životnu sredinu je proširen i na zemlje centralne i istočne Evrope koje su se pridružile ili su u procesu pridruživanja Uniji, a sve u okviru obaveza prihvatanja kompletnog Community Acquis tj. akta koji definiše skup zajedničkih prava i obaveza država članica EU, a koje moraju prihvatiti pre nego što postanu članice. Države kandidati za članstvo u EU, dakle moraju prihvatiti i ubaciti ove akte u nacionalne pravne sisteme. Ovi akti se odnose, pored ostalog i na zaštitu životne sredine.

Narodna skupština Republike Srbije je donela Rezoluciju o pridruživanju Evropskoj Uniji, 13.10. 2004 god. kojom je predviđena obaveza usklađivanja Zakonodavstva sa onim Evropske Unije, uz opredeljenje da to bude prioritet rada Skupštine. Usaglašavanje našeg Zakonodavstva sa onim EU je složen i obiman posao, ali i neodložan, pa tako i deo koji se odnosi na Zaštitu životne sredine. U Zakonodavstvu EU postoji oko 200 propisa koji se odnose na ovu oblast ( direktive, pravilnici i odluke), sa kojima je samo deo našeg zakonodavstva usklađen.

Polazeći od Evropskog opredeljenja i obaveza prihvatanja kompletnog Community Acquis, ali i odnosa prema životnoj sredine, Republika Srbija je životnu sredinu i njenu zaštitu definisala kao ustavnu kategoriju, t.j. kao pravo na zdravu životnu sredinu kao osnovno pravo i slobodu svakog građanina, a ćl. 72 Ustava je utvrđeno da je Republika Srbija nadležna za zaštitu životne sredine, žaštitu i unapređenje flore i faune. U 2004. godine doneto je nekoliko zakona kojima je zamenjen neadekvatan i zastareli sistem baziran na Zakonu o zaštiti životne sredine iz 1991 godine. Naime, Ustavom Republike Srbije je propisano da Republika uređuje i obezbeđuje sistem zaštite i unapređivanja životne sredine, a da se zaštita, korišćenje, unapređivanje i upravljanje dobrima od opšteg interesa ostvaruje pod uslovima i na način utvrđen Zakonom. U tom smisliu, u toku 2004. i 2005. godine, donešena su 4 Zakona:

1. Zakon o zaštiti životne sredine.2. Zakon o integrisanom sprečavanju i kontroli zagađivanja životne sredine.3. Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu. 4. Zakon o proceni uticaja na životnu sredinu.

Ova četiri zakona su strateški zakoni, a pored njih oblast zaštite životne sredine prate i zakoni koji su u vezi sa vazduhom, vodama i zemljištem. Na oblast zaštite životne sredine se odnosi oko 100 Zakona i propisa koji čine propisi o planiranju i izgradnji, rudarstvu, geološkim istraživanjima, o zaštiti voda, zemljišta i vazduha, šuma, životinja, biljaka, ribarstvu, lovstvu, nacionalnim parkovima, postupanju sa eksplozivnim, štetnim i opasnim materijama, zaštiti od jonizujućih zračenja, proizvodnji i prometu otrova itd.

2.1.2 Propisi Republike sredine koji se odnose na vazduh

U Sl. Gl. RS br 54. od 1992. godine objavljen je Pravilnik o graničnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumima za uspostavljanje mernih mesta i evidenciji podataka. Ovim pravilnikom su propisane granične vrednosti inisije kao najviše dozvoljeni nivoi koncentracije zagađujućih materija u vazduhu, za naseljena mesta, i posebno za nenastanjena mesta i rekreativna područja, definisane su zagađujuće materije za koje se vrši sistematsko merenje (čl. 3 Pravilnika), utvrđeno je je epizodno zagađenje kao rezultat nepovoljnih meteoroloških faktora za

16

sumpordioksid, čađ, azotdioksid, prizemni ozon i ugljendioksid. Definisana su merna mesta za sistematsko merenje. Sistematska merenja obezbeđuju redovnu kontrolu kvaliteta vazduha, detekciju i trend zagađujućih materija kao i izvora zagađenja, prostorna i vremenska raspodela zagađenja, analiza hemijskih reakcija u atmosferi, modela disperzije,analiza efekata preduzetih mera i uticaja na životnu sredinu. Definisane su i metode za merenje emisije.

Uredbom o utvrđivanju programa kontrole kavliteta vazduha u 2000. i 2001. godini utvrđen je sistem kontrole kvaliteta vazduha koji obuhvata sistematsko merenje emisije, praćenja uticaja zagađenog vazduha na zdravlje ljudi, životni sredinu i okolinu (sl. Glasnik br. 19, 2000. godine). Pravilnikom o dopunama pravilnika o graničnim vrednostima, metodama merenja emisije, kriterijuma za uspostavljanje mernih mesta i evidencije podataka (sl. Glasnik RS br 19. iz 2006.god) određene su granične vrednosti emisije za kancerogene materije ( akrilonitril, arsen, benzen, hrom, nikl, policiklični i aromatični ugljovodonici i azbest).

2.1.3 Propisi Republike Srbije koji se odnose na vodu

Deo propisa koji se odnosi na vode sadržan je u Službenom listu SFRJ br 33, od 1987. godine i br. 13 iz 1981. godine, a ostali u službenom glasniku SRJ i SRS, kako je navedeno niže:

1. Pravilnik o načinu uzimanja uzoraka i metodama za laboratorijsku analizu vode za piće, 2. Pravilnik o higijenskoj ispravnosti vode za piće, Sl. List SRJ, br 42/98, 44/99,3. Uredba o klasifikaciji voda u međurepubličkim vodotokovima, međudržavnih voda i voda

obalnog mora, Sl. List SFRJ br. 6, 1978. god4. Pravilnik o opasnim materijama u vodi, Sl. List SFRJ br. 31 iz 1982. god,5. Pravilnik o načinu i minimalnom broju ispitivanja kvaliteta otpadnih voda, Sl. Glasnik SRS

br. 47 iz 1983, i 13/84.6. Pravilnik o uslovima koje moraju da ispunjavaju preduzeća i druga pravna lica koja vrše

određenu vrstu ispitivanja kvaliteta površinskih i podzemnih voda, kao i ispitivanje kvaliteta otpadnih voda, Sl glasnik SRS br. 41, 1984. god,

7. Pravilnik o kvalitetu prirodne mineralne vode, Sl. Glasnik SRJ br. 45, 1993.god,8. Dozvoljene koncetracije pesticida u vodi za piće u vreme vanrednog stanja, Sl. Glasnik SRJ

br. 44, 1999. god,9. Pravilnik o opasnim materijama u vodi, Sl. Glasnik SRJ br. 31, 1982. god,10. Pravilnik o sanitarno-tehničkim uslovima za ispuštanje otpadnih voda u kanalizaciju, Sl.

Glasnik SO Leskovac br. 44, 1992. god,11. Pravilnik o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu i vodi za

navodnjavanje metodama za njihovo ispitivanje, Sl. Glasnik RS br. 23, 1994. god,12. Pravilnik o uslovima u pogledu zdravstvene ispravnosti predmeta opšte upotrebe koji se

mogu stavljati u promet, Sl. List SFRJ br. 26, 1983. god. 13. Zakon o vodama (Sl. Glasnik RS, br. 46/91, 53/93, 67/93, 48/94, 54/96) 14. Zakon o režimu voda (Sl. listSRJ, br. 59/98)

2.1.4 Propisi Republike Srbije koji se odnose na zemljište

Pored Pravilnika, navedenog pod brojem 11 u prethodnom tekstu, a u vezi sa zemljištem, je i sledeći dokument:

1. Pravilnik o kriterijumima za određivanje lokacije i uređenje deponija otpadnih materija Sl. Glasnik RS br.54 , 1992.god.

17

2.1.5 Propisi koji se odnose na otpadne i opasne materije

1. Zakon o postupanju sa otpadnim materijama (’Sl.glasnik RS’, br.26/96).2. Pravilnik o kriterijumima za određivanje lokacije i uređenje deponija otpadnih

materija(’Sl.glasnik RS’, br.54/92).3. Pravilnik o metodologiji za procenu opasnosti od hemijskog udesa i od zagađivanja životne

sredine,merama za otklanjanje posledica(’Sl.glasnik RS’, br.60/94).4. Pravilnik o postupanju sa otpacima koji imaju svojstva opasnih materija(’Sl.glasnik RS’,

br.12/05).5. Zakon o postupanju sa otpadnim materijalom(’Sl.glasnik RS’, br.101/05).

2.1.6 Propisi koji se odnose na zaštitu prirode

1. Zakon o nacionalnim parkovima (’Sl. Glasnik RS’, br. 39/93, ispravka broj 53/93, br. 67/93 i br. 48/94).

2. Pravilnik o kategorizaciji zaštićenih prirodnih dobara (’Sl.glasnik RS’, br. 30/92).3. Pravilnik o načinu obeležavanja zaštićenih prirodnih dobara (’Sl. Glasnik RS’, br. 30/92,

24/94, 17/96).4. Pravilnik o registru zaštićenih prirodnih dobara (’Sl. Glasnik RS’, br. 30/92).5. Pravilnik o obrascu legitimacije nadzornika nacionalnog parka (’Sl. Glasnik RS’, br. 70/94).6. Naredba o stavljanju pod kontrolom korišćenja i prometa biljnih i životinjskih vrsta (’Sl.

Glasnik RS’, br. 16/96 i 44/96).7. Uredba o zaštiti prirodnih retkosti (’Sl. Glasnik RS’, br. 50/93 i 93/93).

2.1.7 Propisi koji se odnose na vode, zemljište i šume

1. Zakon o vodama (’Sl.glasnik RS’, br. 46/91, 53/93, 67/93, 48/94).2. zakon o hidrometerološkim poslovima od interesa za celu zemlju (’Sl.glasnik RS’, br. 18/88

i 63/90).3. Pravulnik o opasnim materijama u vodama (’Sl.glasnik SRS’, br. 31/82).4. Pravilnik o načinu i minimalnom broju ispitivanja kvaliteta otpadnih voda (’Sl.glasnik SRS’,

br. 47/83, ispravka br.13/84).5. Pravilnik o određivanju poslovnih i drugih objekata za koje nije potrebno pribavljanje

vodoprivrednih uslova (’Sl.glasnik RS’, br. 41/94, ispravka br. 47/94).6. Zakon o osnovama geološke delatnosti od interesa za celu zemlju (’Sl.list SFRJ’, br. 63/90 i

’Sl.list SFRJ’, br. 24/94 i 28/96).7. Zakon o geološkim istraživanjima (’Sl.glasnik RS’, br. 44/95).8. Zakon o rudarstvu (’Sl.glasnik RS’, br. 44/95).9. Zakon o poljoprivrednom zemljištu (’Sl.glasnik RS’, br. 49/92, 53/93, 67/93, 48/94, 46/95).10. Pravilnik o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu i vodi za

navodnovanje i metodama za njihovo ispitivanje (’Sl.glasnik RS’, br. 23/94).11. Zakon o šumama (’Sl.glasnik RS’, br. 46/91, 83/92, 53/93, ispravka br.67/93 i 48/94).

18

12. Pravilnik o obliku i sadržini šumskog žiga, obrascu propratnice, odnosno otpremnice, uslovima, načinu i roku žigosanja prosečnog drveta (’Sl.glasnik RS’, br. 95/92).

13. Pravilnik o uslovima koje moraju ispunjavati prduzeća i druga pravna lica koja vrše određenu vrstu ispitivanja kvaliteta površinskih i podzemnih voda, kao i ispitivanje kvaliteta otpadnih voda, Sl. Glasnik RS br. 41/94, 47/94.

2.1.8 Propisi koji se odnose na biljni i životinjski svet

1. Zakon o zaštiti bilja od bolesti i štetočina koje ugrožavaju celu zemlju (’Sl.list SFRJ’, br. 74/89 i ’Sl.list SRJ’, br. 24/94 i 28/96).

2. Zakon o zaštiti bilja od bolesti i štetočina (’Sl.glasnik SRS’, br. 14/84 prečišćen tekst i br. 6/89, ’Sl.glasnik RS’, br. 53/93, 67/93, 24/94 i 28/96).

3. Zakon o prometu sredstava za zaštitu bilja (’Sl.list SRJ’, br. 57/93, 24/94 i 28/96).4. Zakon o zaštiti životinja od zaraznih bolesti koje ugrožavaju celu zemlju (’Sl.list SFRJ’, br.

43/86, 53/91 i ’Sl.list SRJ’, br. 24/94 i 28/96).5. Zakon o zdravstvenoj zaštiti životinja (’Sl.glasnik RS’, br. 37/91, 50/92, 33/93, 52/93,

53/95, 67/93, 48/94).6. Pravilnik o maksimalnim količinama štetnih materija u stočnoj hrani (’Sl.list SFRJ’, br.

2/90, ispravka br. 27/90).7. Pravilnik o načinu vođenja evidencije o izdatim i produženim uverenjima o zdravstvenom

stanju životinja, o njihovom prenosu kao i o obrascu za vođenje ove evidencije (’Sl.glasnik RS’, br. 44/94).

8. Pravilnik o uslovima i merama za humano hvatanje i uništavanje pasa i mačaka lutalica (’Sl.glasnik RS’, br. 29/94).

9. Pravilnik o merama za zaštitu od mučenja pri izvođenju mera zdravstvene zaštite životinja, izvođenju eksperimenata na životinjama i izvođenju drugih postupaka sa životinjama, o merama za sprečavanje zlostavljanja životinja, kao i određivanju vrste sredstava koje mogu koristiti za ubijanje životinja na human način (’Sl.glasnik RS’, br. 44/94).

2.1.9 Propisi koji se odnose na uređenje prostora i gradnju

1. Zakon o prostornom planu (’Sl.glasnik RS’, br. 13/96).2. Zakon o planiranju i izgradnji (’Sl.glasnik RS’, br. 47/03).3. Zakon o izgradnji objekata (’Sl.glasnik RS’, br. 44/95 i 24/96).4. Zakon o putevima (’Sl.glasnik RS’, br. 46/91, 52/91, 53/93, ispravka br. 67/93 i 48/94).5. Zakon o eksproprijaciji (’Sl.glasnik RS’, br. 53/95).6. Zakon o komunalnim delatnostima (’Sl.glasnik SRS’, br. 44/89 i ’Sl.glasnik RS’, br. 53/93,

67/93, 48/94).

2.1.10 Propisi koji se odnose na opasne, radioaktivne materije i jonizujuća zračenja

1. Zakon o prevozu opasnih materija (’Sl.list SFRJ’, br. 27/90, 45/90, ispravka ’Sl.list SRJ’, br. 24/94, 28/96).

2. Zakon o eksplozivnim materijama, zapaljivim tečnostima i gasovima (’Sl.glasnik SRS’, br. 44/77, 45/85 i’Sl.glasnik RS’, br. 53/93, 67/93 i 48/94).

3. Zakon o prometu eksplozivnih materija (’Sl.list SFRJ’, br. 30/85 i, 6/89 i 53/91 i ’Sl.list SRJ’, br. 24/94 i 28/96).

19

4. Zakon o proizvodnji i prometu otrovnih materija (’Sl.list SRJ’, br. 15/95 i 28/96).5. Pravilnik o kriterijumima za razvrstavanje otrova u grupe i o metodama za određivanje

stepena otrovnosti pojedinih otrova (’Sl.list SFRJ’, br. 79/91).6. Pravilnik o označavanju otrova koji se stavljaju u promet na domaćem tržištu (’Sl.list SRJ’,

br. 18/92 i 50/92).7. Pravilnik o uništavanju neupotrebljivih otrova i ambalaže koja je korišćena za pakovanje

otrova i o načinu povlačenja otrova iz prometa (’Sl.list SFRJ’, br. 7/83).8. Zakon o jonizujućim zračenjima (’Sl.list SRJ’, br. 46/96).9. Zakon o zabrani izgradnje nuklearnih elektrana u SRJ (’Sl.list SRJ’, br. 12/95).10. Pravilnik o maksimalnim granicama radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i vršenju

dekontaminacije (’Sl.list SFRJ’, br. 8/87).11. Pravilnik o mestima i vremenskim intervalima sistematskog ispitivanja sadržaja

radionukleotida u životnoj sredini, ranom otkrivanju i obeležavanju o radioaktivnoj kontaminaciji životne sredine (’Sl.list SFRJ’, br. 18/91).

12. Pravilnik o stavljanju u promet i korišćenju radioaktivnih materija iznad određene granice aktivnosti rendgen aparata i drugih aparata koji proizvode jonizujuća zračenja i o merama zaštite od zračenja tih izvora (’Sl.list SFRJ’, br. 40/86 i 45/89).

13. Pravilnik o načinu skupljanja, evidentiranja, obrađivanja, čuvanja, konačnog smeštaja i ispuštanja radioaktivnih otpadnih materija u čovekovu okolinu (’Sl.list SFRJ’, br. 40/86).

14. Pravilnik o načinu vođenja evidencije o izvorima jonizujućih zračenja i o zračenju stanovništva i lica koji su pri radu izložena dejstvu jonizujućih zračenja (’Sl.list SFRJ’, br. 40/86 ).

15. Pravilnik o granicama iznad kojih stanovništvo i lica koja rade sa izvorima jonizujućih zračenja ne smeju biti izloženi zračenju, o merenjima stepena izloženosti jonizujućim zračenjima lica koja rade sa izvorima tih zračenja i o proveravanju kontaminacije radne okoline (’Sl.list SFRJ’, br. 31/89).

16. Pravilnik o stručnoj spremi, zdravstvenim uslovima i zdravstvenim pregledima lica koja mogu raditi sa izvorima jonizujućih zračenja (’Sl.list SFRJ’, br. 40/86).

17. Pravilnik o interventnim i izvedenim interventnim nivoima i merama za zaštitu stanovništva, domaćih životinja i poljoprivrede (veterinarstvo, biljna proizvodnja i vodoprivreda ) u vanrednom događaju (’Sl.list SFRJ’, br. 18/92).,

2.1.11 Propisi koji se odnose na vazduh

1. Zakon o zaštiti od zagađivanja vazduha (’Sl.glasnik SRS’, br. 8/73 i 31/77).2. Pravilnik o rokovima i načinu vršenja merenja ispuštanja štetnih materija u vazduhu

(’Sl.glasnik SRS’, br. 50/73).

2.1.12 Zakon o zaštiti životne sredine

Ovaj zakon uređuje integralni sistem zaštite životne sredine i uravnotežen odnos privrednog razvoja i životne sredine. Ključnu odgovornost u oblasti žaštite šivotne srdine ima Ministarstvo nauki žaštite životne sredine, t.j.Uprava za žaštitu Životne sredine u okviru nadlžnosti definisanih Zakonom, danas Ministarstvo zaštite živone sredine, Zakon o Ministarstvima Sl. Glasnik RS 43/07 od 15.5. 2007 god.

Prema ovom zakonu definisana su osnovna načela zaštite životne sredine: integralnost, prevencija i predostrožnost, očuvanja prirodnih vrednosti, održivog razvoja, odgovornosti zagađivača i njegovog pravnog sledbenika, supsidijarna odgovornost, primene podsticajnih mera,

20

informisanja i učešća javnosti, zaštita prava na zdravu živtonu sredinu i pristupa pravosuđu, i dva posebno važna načela: načelo zagađivač plaća i korisnik plaća. Zakonom su definisane prirodne vrednosti, standardi koji se odnose na kvalitet životne sredine, standardi emisije, ili dozvoljene granične vrednosti imisije i emisije zagađujućih materija u vodi, vazduhu i zemljištu uključujći i imisiju iz mobilnih izvora zagađivanja ( većina graničnih vrednosti nije usklađena sa Direktivama EU, Direktiva 2001/80/ES postrojenja za sagorevanje, 99713ES, nisu uvedeni standardi emisije za ispuštanje otpadnih voda). Kontrola korišćenja i zaštita prirodnih resursa i dobara s mora obezbediti u fazi planiranja i izgradnji primenom standarda, normativa i propisa, strateškom procenom uticaja (SEA), procenom uticaja projekta na životnu sredinu (EIA) i integrisanim sprečavanjem i kontrolom zagađivanja zivotne sredine (IPPC), sistemom dozvola, odobrenja i saglasnosti, katastrom korišćenja prirodnih resursa, monitorningom korišćenja i stanja zivotne sredine. Definisani su i domaći i međunarodni standardi i propisi za upravaljanje, sertifikaciju i registraciju sistema upravljanja životnom sredinom. Zakonom je utvrđeno da se u Srbiji mogu primenjivati samo one tehnologije i proizvodi (ili uvoziti) samo ako ispunjavaju propisane standarde zaštite životne sredine, tako da je zabranjena proizvodnja supstanci koje oštećuju ozonski omotač, ali i njihov uvoz, kao i uvoz opasnog otpada.

2.1.13 Zakon o integrisanom sprečavanju i kontroli zagađivanja životne sredine

Ovim zakonom (Sl. Glasnik RS br. 135/94, koji je u skladu sa direktivom EU 96/61 ES) su uređeni uslovi i postupak izdavanja integrisane dozvole za postrojenja i aktivnosti koje mogu imati negativne posledice na zdravlje ljudi, životnu sredinu ili materijalan dobra, vrste aktivnosti i postrojenja, nadzor i druga pitanja od značaja za sprečavanje i kontrolu zagađivanja životne sredine, kao registar izdatih dozvola ali i kaznene odredbe. Vrste aktivnosti i postrojenja za koje se izdaje integrisana dozvola se klasifikuju prema nivou ili riziku zagađivanja, a dozvola se odobrava za rad novih postrojenja ili rad i bitne promene postojećih uz vremensko ograničenje na period od 10 godina i pribavljanje dozvola najkasnije do 2015. godine. Ovim Zakonom je praktično uvden sistem IPPC u pravni sistm Srbije.

Definisan je postupak i nadležnost za izdavanje ovakve dozvole. Osnovna načela ovog

zakona su: predostrožnost, integrisanost o koordinacija, održivi razvoj, hijerarhija upravljanja otpadom, javnost i načelo da zagađivač plaća.

2.1.14 Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu

Strateška procena uticaja na životnu sredinu regulisana ovim zakonom vrši se za planove i programe ali i osnove iz oblasti prostornog i urbanističkog planiranja ili korišćenja zemljišta i to na različitim hijerarhijskim nivoima, počev od planova i programa na republičkom, preko Pokrajinskog do lokalnog nivoa. Osnovna načela procene su: načelo održivog razvoja, integralnosti, predostrožnosti, hijerarhije i koordinacije i učešća javnosti u svim fazama strateške procene, (u skladu sa Direktivom 2003/35/ES, i 2001/43/ES). Odluku o izradi strateške procene donosi organ nadležan za pripremu plana i programa ali po prethodno pribavljenom mišljenju nadležnog organa za poslove zaštite životne sredine ali i od drugih zainteresovanih organa i organizacija.

Izveštaj o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu mora da opiše, vrednuje i proceni moguće značajnije uticaje na životnu sredinu i odredi mere za smanjenje negativnih uticaja koji su mogući rezultat implementacije plana i programa sa svim mišljenjima dostavljenim u toku javnog uvida i javne rasprave.

21

2.1.15 Zakon o proceni uticaja na životnu sredinu

Ustavom Republike Srbije je utvrđeno da Republika uređuje i obezbeđuje sistem zaštite i unapređivanja životne sredine.

Ovim zakonom je regulisan postupak procene uticaja na životnu sredinu za sve projekte koji se planiraju ili izvode, ili su realizovani a nemaju odobrenje za izgradnju ili upotrebu, za projekte promene tehologije, rekonstrukcije, proširenje kapaciteta, prestanak rada i uklanjanje projekata koji mogu imati štetan uticaj na životnu sredinu a u skladu sa Direktivom 85/337/EES,i 97/11/ES

Suština ovog zakona je u tome da se uređuje postupak procene uticaja na životnu sredinu za one projekte koji mogu imati direktan ili indirektan uticaj na životnu sredinu, a sa ciljem da se spreče, ublaže i ograniče eventualni štetni uticaji na okolinu i zdravlje ljudi, ali i da se stalno prate svi navedeni uticaji. Ovim zakonom je predviđena izrada studije o proceni uticaja na životnu sredinu, učešće nadležnih organa i javnosti kao i prekogranično obaveštavanje za projekte koji mogu imati uticaja na životnu sredinu zemalja u okruženju, nadzor i druga pitanja.

Procena uticaja vrši se za projekte iz oblasti:1. industrije,2. energetike i rudarstva,3. saobraćaja, poljoprivrede,4. turizma, 5. šumarstva,6. vodoprivrede,7. upravljanje otpadom i komunalne delatnosti,

ali i za sve projekte koji se planiraju na zaštićenim prirodnim ili kulturnim dobrima i prostorima Republike.

Predviđeno je da se postupak procene (koji je po svojoj prirodi upravni postupak) sastoji iz tri faze:1. odlučivanje o potrebi procene uticaja,2. određivanje obima i sadržaja Studije o proceni uticaja,3. odlučivanje o davanju saglasnosti na Studiju o proceni uticaja.

1. Odlučivanje o potrebi procene uticaja. Vlada Republike Srbije propisuje listu projekata za

koje se može zahtevati procena uticaja. Nosilac projekta preko nadležnih organa obezbeđuje potrebnu dokumentaciju i podnosi zahtev preko propisanih obrazaca (sa opisom lokacije, opisom projekta i mogućih javnih uticaja na životnu sredinu i sl.) a nadležni organ obaveštava sve zainteresovane i javnost na način propisan Zakonom (čl. 29 Zakona o proceni uticaja na životnu sredinu) pa posle toga odlučuje na osnovu njihovih mišljenja o podnetom zahtevu.

2. Određivanje obima i sadržaja Studije o proceni uticaja. Posle dobijanja odluke nadležnog organa o obavezi procene uticaja, nosilac projekta podnosi zahtev o određivanju obima i sadržaja Studije o proceni uticaja. Što nadležni organ radi prethodno obaveštavajući javnost o zahtevu sa rokovima za dostavljanje mišljenja, nakon čega donosi odluku o sadržaju i obimu Studije o proceni uticaja o čemu obaveštava javnost i podnosioca studije.

3. Odlučivanje o davanju saglasnosti na Studiju o proceni uticaja. Nosilac projekta nakon dobijanja odluke o sadržaju i obimu Studije, kao i samu Studiju, podnosi zahtev nadležnom organu. Odluka o davanju saglasnosti o proceni uticaja utvrđuje uslove i mere za sprečavanje, smanjenje i otklanjanje štetnih uticaja na životnu sredinu o čemu nadležni organ obaveštava zainteresovanu javnost. Nosilac projekta je dužan da u predviđenom roku počne sa izvođenjem radova.

22

Ako nosilac projekta nije pribavio odobrenje za izgradnju ili upotrebnu dozvolu do stupanja na snagu Zakona dužan je da podnese zahtev za dobijanje saglasnosti na Studiju o proceni uticaja zatečenog stanja na životnu sredinu a nadležni organ odlučuje o potrebi izrade Studije. Ako se radi o projektima za koje postoji opasnost štetnog uticaja na okolinu druge države, nadležno Ministarstvo može zatražiti mišljenje te države o čemu se opet obaveštava javnost. Sve troškove postupka snosi nosliac projekta.

U vezi sa ovim zakonom donešeni su i sledeći podzakonski akti:

1. Uredba o utvrđivanju liste projekata za koje je obavezna procena uticaja i liste projekata za koje se može zahtevati procena uticaja na životnu sredinu, Sl. Gl. RS 84/05,

2. Pravilnik o sadržini zahteva za odlučivanje o potrebi procene uticaja na životnu sredinu, Sl. Gl. RS 69/05

3. Pravilnik o sadržini studije o proceni uticaja na životnu sredinu, Sl.gl. RS 69/05, Sl.gl. RS 69/05,

4. Pravilnik o postupku javnog uvida, prezentaciji i javnoj raspravi o studiji o proceni uticaja na životnu sredinu, , Sl.gl. RS 69/05,

5. Pravilnik o radu tehničke komisije za ocenu studije o proceni uticaja na životnu sredinu, Sl.gl. RS 69/05,

6. Pravilnik o sadržini, izgledu i načinu vođenja javne knjige o sprovedenim postupcima i donetim odlukama o proceni uticaja na životnu sredinu. , Sl.gl. RS 69/05,

8. Uredba o vrstama aktivnosti i postrojenja za koje se izdaje integrisana dozvola Sl. Gl. RS 84/05.

9. Uredba o kriterijumima za određivanje najbolje dostupnih tehnika, za primenu standarda kvaliteta, kao i za određivanje graničnih vrednosti emisije u integrisanoj dozvoli, Sl. Gl. RS 84/05.

10. Uredba o sadržini programa mera prilagođavanja rada postojećeg postrojenja ili aktivnosti propisanih uslovima Sl. Gl. RS 84/05.

2.2. Studija o proceni uticaja na životnu sredinu2.2 Procedure for preparing the environmental impacts assessment study

2.2.1 Predmet studije

Izuzev projekata namenjenih odbrani zemlje svi projekti koji se planiraju ili izvode, promene tehnologije, rekonstrukcije, proširenjen kapaciteta, prestanak rada, uklanjanje projekata koji mogu imati štetan uticaj, ali i svi projekti koji su realizovani bez izrade utvrđene su posebnom Uredbom Vlade Republike kategorije projekata koji obavezno podležu proceni uticaja kao i lista projekata za koje se može zahtevati procena uticaja od slučaja do slučaja (Sl. Glasnik RS, br.

23

84/05), sa kriterijumima na osnovu kojih nadležni organ donosi odluku o potrebi izrade procene uticaja za projekte za koje se može zahtevati procena.

2.2.2 Cilj procene uticaja

Cilj procene uticaja je utvrđivanje, opis i vrednovanje mogućih direktnih ili indirektnih uticaja predloženog projekta kao preventivne mere na:

1. život i zdravlje ljudi, floru i faunu,2. uticaj na zemljište, vode, vazduh, klimu i pejzaž,3. materijalna i kulturna dobra,4. uzajamno delovanje prethodnih činilaca.

Ovi ciljevi se ostvaruju na osnovu:1. izradi studije o proceni uticaja na životnu sredinu,2. učešću javnosti (saglasno zahtevima Konvencije o dostupnosti informacija, učešću javnosti

u postupku donošenja odluka i pravu na zaštitu u pitanjima životne sredine, Arhus, 1998.),3. analizi alternativnih rešenja,4. utvrđivanju i predlaganju mera kojima se štetni uticaji mogu sprečiti, smanjiti ili otkloniti

saglasno tehno-ekonomskim mogućnostima projekta.

2.2.3 Studija o proceni uticaja

Za početak rada na realizaciji projekta ili dobijanja upotrebne dozvole neophodna je studija o proceni uticaja, kao deo potrebne dokumentacije. Studija mora obavezno da sadrži:

1. podatke o nosiocu projekta,2. opis lokacije na kojoj se planira izvođenje projekta,3. opis, uključujući tehnološki, projekta,4. prikaz glavnih alternativa koje je nosilac razmatrao,5. prikaz stanja životne sredine mikro i makro lokacije,6. opis mogućih uticaja, 7. procenu uticaja na životnu sredinu u slučaju udesa,8. opis mera za sprečavanje ili ublažavanje svakog štetnog uticaja,9. program mera za praćenje uticaja na životnu sredinu,10. podatke o tehničkim nedostacima ili nepostojanju relevantnih znanja i veština ili

nemogućnosti pribavljanja odgovarajućih podataka kao i netehnički prikaz navedenih podataka,

ali i podatke o svim licima koja su učestvovala u izradi studije, vremenu izrade i odgovornim licima. Sadržaj studije je propisan pravilnikom (Sl. Glasnik RS, 69/2005).

Sadržaj studije o proceni uticaja na životnu sredinu je propisan Pravilnikom (Sl. Glasnik RS, 69/2005).

2.2.4 Lista projekata iz oblasti hemijske, tekstilne i prehrambene tehnologije za koje je obavezna procena uticaja na životnu sredinu

Ova lista je utvrđena uredbom Vlade RS 05 br. 110-5899/2005 od 29.09.2005 god. Zajedno sa kriterijumima za odlučivanje o potrebi za sudijom a za navedene tehnologije su to projekti:

1. Rafinerije za preradu sirove nafte, izuzev postrojenjima kojima se proizvode maziva od sirove nafte, ali i objekti namenjeni skladištenju nafte, gasa, petrohemijskih i hemijskih proizvoda i zapaljivih tečnosti i goriva kapaciteta 200000 t i više,

24

2. postrojenja za gasifikaciju i topljenje kapaciteta 500 t i više uglja ili bitumenskih škriljaca, teških ostataka nafte na dan,

3. postrojenja za ekstrakciju azbesta, preradu i transformaciju azbesta i proizvoda koji sadrže azbest,

4. kombinovana hemijska postrojenja, tj. Postrojenja za industrijsku proizvodnju supstanci kod kojih se primenjuju postupci hemijske promene i u kojima se nalaze jedan pored drugog i funkcionalno su povezani a namenjeni za proizvodnju baznih organskih i neorganskih hemikalija, đubriva, sredstva za zaštitu bilja, farmaceutskih sirovina, eksploziva i sličnih

5. postrojenja za uklanjanje otpada spaljivanjem, hemijskim postupcima i deponije za odlaganje opasnog otpada,

6. crpljenje podzemnih voda7. postrojenja za tretman otpadnih voda,8. vađenje nafte,9. industrijska postrojenja za proizvodnju celuloze i papira, kartona preko 200 t/dan,10. objekti za intenzivan uzgoj živine, svinja, goveda.

2.2.5 Lista projekata iz oblasti hemijske, tekstilne i prehrambene tehnologije za koje se može zahtevati procena uticaja na životnu sredinu

Hemijska industrija. Obrada poluproizvoda i proizvodmnja hemikalija, samostalna postrojenja za proizvodnju i preradu, formiranje i pakovanje baznih organskih i neorganskih hemikalija, hemijskih đubriva, proizvoda za zaštitu bilja, farmaceutskih i kozmetičkih proizvoda, plastičnih masa, eksploziva, boja i lakova, deterdženata, sredstva za održavanje higijene i čišćenja, postrojenja za proizvodnju mineralnih ulja i maziva

Prehrambena industrija. Postrojenja za proizvodnju i preradu ulja, masti i voskova, proizvodnja, tretman i obrada proizvoda iz sirovina biljnog ili životinjskog porekla, prerada, pakovanje i konzervisanje mesa, povrća i voća, prerada podzemnih voda, punjenje i pakovanje, proizvodnja piva, sladfa i kvasca, slatkiša ili sirupa, vian, alkoholnih i bezalkoholnih pića, sirćeta, prerada ribe, ribljeg brašna i ulja, prerada skroba, proizvodnja i rafinisanje šećera, mlinovi, sušare i silosi, prerada duvana, hladnjače, proizvodnja melase.

Industrija tekstila, kože, drveta i papira. Postrojenja za proizvodnju papira, kartona i lepka, proizvoda od celuloze, prerada i oplemenjivajne drveta, postrojenja za proizvodnju i tretman vlakana ili tkanina ili bojenje vlaka i tkanina, postrojenja za štavljenje kože, proizvodnja i prerada gume i kaučuka, postrojenja za vulkaniziranje

2.2.6 Postupak procene uticaja

Postupak procene uticaja je uređen Zakonom (čl. 8-12) a sastoji se kao što je napred navedeno iz tri faze:

U prvoj fazi, treba imati u vidu čl. 2 Uredbe o utvrđivanju Liste projekata za koje je obavezna procena uticaja i Liste projekata za koje se može zahtevati procena uticaja na životnu sredinu

U drugoj fazi odlučivanja (potreba za izradom studije) treba imati u vidu Zakon o proceni uticaja, čl. 8-12, kao i Pravilnik o sadržini zahteva o potrebi procene uticaja i sadržini

25

zahteva za određivanje obima i sadržaja studije o proceni uticaja na životnu sredinu (Sl. Glasnik RS br. 69/05).

Treća faza se realizuje samo ako je nadležni organ doneo odluku o potrebi procene uticaja, pri čemu podnosilac zahteva preko nadležnog prgana podnosi zahtev za utvrđivanje obima i sadržaja studije a sve saglasno Zakonu o proceni uticaja, čl. 12-15.

Celokupna procedura postupka procene uticaja, od prve faze Zahteva za odlučivanje o potrebi procene uticaja do dostavljanja Obaveštenja o davanju saglasnosti ili odbijanju, može se naći u grafičkom prikazu u Vodiču kroz postupak procene uticaja na životnu sredinu, Novi Sad 2005, autora S. Bogdanović, S. Nojković, A. Vesić, koji je publikovan u pisanoj formi i na CD-u, a prikazan niže. Obrasci koji se koriste u postupku procene uticaja na životnu sredinu prikazani su u Tabeli 2).

GRAFIČKI PRIKAZ POSTUPKA PROCENE UTICAJA NA ŽIVOTNU SREDINU

26

Nema žalbe

Zahtev za odlučivanje o

potrebi procene situacije

Neuredan

Uredan

Obaveštenje o zahtevu

Dopuna po zahtevu nadležnog organa

Uvid

Dopuna nije izvršena u roku

Odbacivanje(neuredan)

Mišljenje

Odluka o zahtevu za odlučivanje o potrebi procene uticaja

Treba Ne treba

Dostavljanje obaveštenja o odluci

Nema žalbe Podneta žalba

Odluka po žalbi

Preinačena prvostepena odluka

Potvrđena prvostepena odluka

Dostavljanje obaveštenja

Studija se mora raditi

Studija se ne mora raditi

Zahtev za određivanje obima studije

Investitor može otpočeti realizaciju

Uredan Neuredan

Obaveštenje o zahtevu

Dopuna

Uvid Izostanak dopune

Mišljenje Odbacivanje (neuredan)

Odluka o obimu i sadržaju studije o proceni

Obaveštavanje Izrada studije

Zahtev za davanje saglasnosti na studiju o proceni uticaja

Obaveštenje o zahtevu, vremenskom periodu i mestu javnog uvida i vremenu i mestu javne prezentacije i javne rasprave

Održavanje javne prezentacije i javne

rasprave

Dostavljanje primedbi nosiocu projekta

Nosilac projekta dostavlja korigovanu studiju nadležnom organu

Nadležni organ dostavlja studiju Tehničkoj komisiji. Tehnička komisija razmatra studiju o proceni uticaja

Zahtev Tehničke komisije za izmene i dopune studije

Izveštaj sa ocenom studije i predlogom odluke

Nisu izvršene

Izvršene

Odluka nadležnog organa

Daje se saglasnost Odbija se zahtev

Dostavljanje obaveštenja

Dostavljanje obaveštenja da žalba nije podneta

Tabela 2.

OBRASCI KOJI SE KORISTE U POSTUPKU PROCENE UTICAJA NA ŽIVOTNU SREDINU

27

Tabela 2. -nastavak-

28


29


Abstracs

In thys part are present the Serbia’s legislation related to environmental impact assessment in water, soil and air prevention and control. The four fundamental Serbian legal acts are discused, and special content of the study of the environmental impact assessement and complete procedure for its preparation.

30

3. NOVE TEHNOLOGIJE – PRIJATELJ ŽIVOTNE SREDINE3. EMERGING ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY TECHNOLOGIES

3.1 ZELENA HEMIJA I TEHNOLOGIJA: definicija, principi i primeri primenjenih procesa 3.1 GREEN CHEMISTRY AND TECHNOLOGY: definition, principles and examples of applied processes

Uvod

Razvoj industrijske proizvodnje u drugoj polovini 20. veka doveo je do znatnog povećanja životnog standarda. Veći deo te proizvodnje činili su procesi koji obuhvataju fizičko-hemijske promene supstanci, koji su osmišljeni i projektovani bez mnogo razmišljanja o proizvodnji otpada, što je prouzrokovalo narušavanje prirodne okoline u vidu klimatskih promena, nastajanja ozonskih rupa i nakupljanju nerazgradljivih organskih onečišćivača u svim delovima biosfere – atmosferi, vodi i zemljištu. Da bi se održala mogućnost življenja i delovanja, potrebno je pronaći ravnotežu između primene prirodnih resursa, ekonomskog rasta i očuvanja okoline. “Zelena” hemija pokušava pronaći i održati tu ravnotežu, stvarajući novu generaciju istraživača i tehnologa koji će, na ekonomskoj osnovi, analizirati procese i materijale upotrebljene u proizvodnji i razvoju uz očuvanje prirodnih resursa i okoline.

U Sjedinjenim Američkim Državama proizvodi se oko 12 biliona tona otpada godišnje, odnosno oko 300 milona tona otpada opasnog za ljudsko zdravlje i životnu sredinu (tzv. opasni otpad). Hemijska industrija proizvede 70 % od količine opasnog otpada, a najviše organskog toksičnog otpada (oko 150.000 t) u kojem prevladavaju metanol i ksilen. Na saniranje otpada troši se oko 2,2 % bruto proizvoda SAD-a, a troškovi i dalje rastu. U evropskim zemljama proizvedeno je 1.270 Mt čvrstog organskog otpada u 2005. godini, što iznosi 150 do 200 kg po stanovniku na godinu. Oko 1.180 Mt tog otpada (93 %) direktno uzrokuje globalno zagrevanje.

Organski otpad, škodljiv za ljude i okolinu, primarno nastaje pri proizvodnji u određenim sintezama, tzv. “prljavim reakcijama”, u kojima se koriste toksični reaktanti i rastvarači, a zbog žestokih reakcionih uslova, nastaje veliki broj toksičnih nus-produkata. To su, najčešće, osnovne reakcije organske sinteze (halogenovanje, oksidacija, alkilovanje, nitrovanje i sulfonovanje), koje se primenjuju u različitim industrijskim granama.

Uticaj organske sinteze na okolinu može se znatno smanjiti uključujući “čistije” procese dobijanja hemijskih produkata, pri kojima se može smanjiti ili čak isključiti nastanak nus-produkata i otpada. Pokret za zaštitu okoline, zasnovan na naučnim i ekonomskim načelima, poznat kao “zelena” hemija (green chemistry) osnovan je 1990. godine u SAD-u. Od godine 1995. pokrenut je program The Presidentional Green Chemistry Challenge Awards Program s ciljem prepoznavanja i podupiranja fundamentalnih i razvojnih hemijskih industrijskih metodologija kojima se postiže prevencija onečišćivača kroz smanjenje izvora onečišćenja. Program su podržale brojne organizacije, kao što su: American Institute of Chemical Engineers, Council for Chemical Research, Department of Commerce, Department of Energy, Environmental Protection Agency i National Science Foundation.

Program “zelena” hemija obuhvata promene dosad primenjivanih metoda i materijala u industijskim procesima proizvodnje, a glavni je uslov prihvatanja tog programa stvaranje ekonomske dobiti. Procesi “zelene” hemije zasnivaju se na 12 načela (tabela 1), koja govore o smanjenju, odnosno uklanjanju opasnih ili štetnih supstanci iz sinteze, proizvodnje i primene hemijskih produkata. Istorijski gledano, ta načela se mogu prepoznati u terminima kao što su iskorišćenje procesa, broj potrebnih sintetičkih faza, selektivnost itd. Prilikom osmišljavanja procesa “zelene” hemije nemoguće je istovremeno maksimalno udovoljiti zahtevima svih 12 načela “zelenog” procesa, ali se za vreme pojedinih faza sinteze pokušava primeniti što veći broj načela.

31

Tabela 1 – Dvanaest načela “zelene” hemije

1. Mere opreza: bolje je sprečiti nastajanje otpada, nego ga obrađivati i uništavati nakon što je nastao.

2. Ekonomija atoma: tok hemijske sinteze treba osmisliti tako da se ulazne sirovine maksimalno uključe u konačni proizvod.

3. Sinteza manje opasnih hemikalija: ako je moguće, sintetske procese, treba osmisliti tako da se u njima ne troše i ne proizvode supstance toksične za ljude i okolinu.

4. Stvaranje sigurnih hemikalija: hemijske produkte treba osmisliti tako da im se smanji toksičnost, a zadrži delotvornost.

5. Sigurniji rastvarači i pomoćne supstance: upotrebu pomoćnih hemijskih supstanci (npr. rastvarača, sredstva za ekstrakciju i sl.) treba izbeći ili zameniti neškodljivim, gde god je to moguće.

6. Dizajn za što manju energiju: sintetske procese treba izvoditi pri sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, da bi se energetski zahtevi sveli na minimum.

7. Upotreba obnovljivih rezervi: potrebno je upotrebljavati obnovljive sirovine gde god je to s tehničke i ekonomske strane prihvatljivo da ne bi došlo do iscrpljivanja prirodnih zaliha.

8. Smanjenje derivata: stvaranje derivata treba izvegavati ili svesti na najmanju meru jer za svaku fazu procesa treba obezbediti dodatne hemikalije koje stvaraju otpad.

9. Katalizatori: katalitički reagensi selektivni koliko god je to moguće, prihvatljiviji su od reagenasa u stehiometrijskim količinama.

10. Dizajn za razgradnju: hemijski proizvodi trebaju biti takvi da se na kraju upotrebe mogu razgraditi do neopasnih sastojaka koji se neće nakupljati u okolinu.

11. Realno vreme analiza za sprečavanje zagađenja: potrebno je primeniti i razvijati analitičke metode za praćenje hemijskog, proizvodnog procesa s ciljem sprečavanja nastanka opasnih supstanci.

12. Sigurnija hemija za sprečavanje nesreća: u hemijskim procesima potrebno je smanjiti upotrebu supstanci koje mogu uzrokovati štetne posledice (eksplozija, vatra i štetno isparavanje).

Sprečiti nastajanje otpada

Uvek je bolje sprečiti nastajanje otpada, nego ga obrađivati i uništavati nakon što je nastao. Uništavanje otpadnih opasnih materijala je obično skuplje nego kupovina sirovina.

Ekonomija atoma

Sintetičke procese treba dizajnirati tako da sav materijal koji se koristi u sintezi bude inkorporiran u finalni produkt. Ovaj princip definisao je Barry Trost 1991. godine. To je iniciralo redizajniranje postojećih sintetskih reakcija koje su bile ustanovljene po principu »napraviti proizvod bez obzira na cenu« i koji nisu potencirani u knjigama iz organske hemije. Ove modifikacije su korisne i stoga što uglavnom vode povećanju prinosa. Tako je poznat napredak u sintezi ibuprofena. Novi postupak ima mnogo veću ekonomiju atoma i skoro da nema otpada (otpadni materijali se recikliraju u procesu).

Smanjiti toksičnost

Sintetske procese treba osmisliti tako da se u njima ne troše i ne proizvode supstance toksične za ljude i okolinu. Većina ovih reakcija, koje se obično odvijaju u više faza, koristi

32

toksične reagense. Iako produkt ne sadrži te toksične supstance, postoji opasnost od njegovog kontaminiranja. Redizajniranje ovih procesa zadatak je zelene hemije.Sigurne hemikalije

Upotrebu toksičnih hemikalija treba izbeći i zameniti ih neškodljivim gde god je to moguće. Pri tome treba voditi računa o efikasnosti. Često se nehotično dobijaju proizvodi koji mogu biti kancerogeni, koji oštećuju ozonski omotač itd. Treba posvetiti posebnu pažnju obučavanju sintetskih hemičara da bi cenili principe zelene hemije. Tako, na primer, nedavno su jako toksična organska jedinjenja na bazi kalaja, kojima se premazuju brodovi spolja, da bi se sprečilo hvatanje morskih trava i planktona, zamenjena produktom nazvanim Sea-Nine koji je potpuno degradabilan i nije toksičan.

Sigurni rastvarači

Upotrebu pomoćnih supstanci u toku procesa sinteze treba maksimalno smanjiti i izbeći gde god je to moguće. Hromatografska razdvajanja, gde se koriste velike količine rastvarača, problematična su zbog zagađenja životne sredine. Oko 3,8 miliona tona rastvarača se godišnje koristi u SAD. Naročito se koristi petroletar za čišćenje u elektronici, štamparijama, tekstilu, uključen je u sastavu boja u raznih premaza itd. Mnogi rastvarači (benzen, ksilen, toluen, ugljentetrahlorid, hloroform, etilen glikol i dr.) se nalaze na svetskoj listi opasnih materija.

Energetska efikasnost

Za svaki proces da bi se odigrao treba dovesti neku energiju koja mora da bude veća od energije aktivacije. Korišćenje energije treba minimizirati. Sintetičke procese treba voditi na sobnoj temperaturi i na atmosferskom pritisku kad god je to moguće. Tu nam je od velike koristi korišćenje katalizatora. Naftna kriza 1973. godine inicirala je razvoj brojnih postupaka u kojima se vodi računa o štednji energije.

Obnovljive sirovine

Praktičnije je koristiti obnovljive sirovine nego razne vrste plastike, a onda trošiti sredstva za uklanjanje otpadnog materijala. Pravljenje biorazgradivih plastičnih materijala je sadašnji trend. Takva je polimlečna kiselina koja se dobija iz biomase fermentacionim procesom.

Reducirati derivate

Kad je to moguće, treba izbegavati fizičko-hemijske procese u kojima se koriste blokiranje i deblokiranje odgovarajućih grupa u toku sinteze. Kad god je to moguće, treba koristiti biološke procese u sintezi, kako bi se izbegla sinteza produkata za koje ne postoje enzimi koji bi ih razgradili.

Katalizatori

Principe koje nalaže zaštita životne sredine podrazumeva korišćenje enzima umesto katalizatora na bazi prelaznih metala. Biorazgradivi katalizatori podrazumevaju manje korišćenje energije, izbegavanje korišćenja organohlornih jedinjenja i smanjenje upotrebe vode, tj manje otpadnih voda.

Dizajn degradabilnosti

33

Procesi na Zemlji su tako dizajnirani da čine jedan ekološki ciklus, u kome su otpadni materijali iz jednog procesa sirovine u drugom procesu. Taj proces se mora bolje razumeti taj proces da bi se dizajnirali takvi hemijski produkti posle čije upotrebe ne nastaju nedegradabilni produkti.

Vreme analize za prevenciju zagađenja

Tradicionalna analitička hemija podrazumeva velike količine uzorka za analizu, obilno korišćenje rastvarača i energije. Razvojom novih metoda i preciznih mobilnih instrumenata omogućeno je da analize rade sa malom količinom uzorka na mestu uzorkovanja i sa mnogo manje rastvarača, tj. pravljenja otpada.

Obećavajuća »zelena« budućnost

Jonske tečnosti, čije su tačke ključanja oko 100 °C, smatraju se budućnošću zelene hemije. Iako ne postoji sumnja da su jonske tečnosti korisne u hemijskim sintezama, sve češće postavlja se pitanje da li će one ispuniti očekivanja. Posebna pažnja se poklanja Hekovim reakcijama, uz primenu paladijumovog katalizatora. Jonske tečnosti se uveliko ispituju kao alternativa organskim rastvaračima, ali da li ih mogu zameniti, još je otvoreno pitanje. Kad se primene 12 načela kojima se opisuju zelene hemikalije, jonske tečnosti ne izgledaju naročito zelene. Za vreme sledećih deset godina će se, na osnovu primene u industriji, moći da kaže da li su jonske tečnosti stvrano zelene. Postoji mišljenje da je na sadašnjem stepenu napretka nauke nerealno očekivati da će se u sledećih deset godina videti široka primena jonskih tečnosti. Premda su, kako je poznato, jonske tečnosti malo isparljive zbog niskog napona pare, ipak se radi samo o jednoj osobini između mnogih koje neku supstancu čine stvarno zelenom hemikalijom. Na primer, jonske tečnosti zasnovane na imidazolu i fluoro anjonima su verovatno otrovne, ali ne mogu dospeti u okolinu isparavanjem. Problem je u tome što je većina jonskih tečnosti rastvorljiva u vodi i tim putem lako mogu dospeti u biosferu.

Koliko je zeleno stvarno zeleno?

Nažalost, često se terminom »zeleno« manipuliše. Zelena hemija je postala pomodni trend. Prema tome, treba oceniti da li se zaista radi o zelenoj hemiji, jer često je potreban samo mali osvrt unazad da bi se pronašla »prljava« hemija. Tek razmatranjem postupka proizvodnje može se u potpunosti proceniti koliko je neka hemikalija zaista zelena.

Prljavi početak

Imidazol i halogenoalkani se dobijaju iz nafte i ne nalaze se u grupi zelenih i prihvatljivih hemikalija. Heksafluorofosfatni anjoni često se dobivaju uz primenu toksičnih soli srebra ili arsena, dok je za dobijanje fosfora elektro-hemijskim putem potrebna ogromna količina energije uz znatno zagađivanje okoline. Anjoni hloroaluminata dobijaju se iz aluminijum trihlorida dobijenog u procesu prerade aluminijuma. Ukratko, jonske tečnosti za sada se ne proizvode od zelenih hemikalija, pa bi bilo neobično da se jonske tečnosti klasifikuju kao zelene hemikalije. Međutim, jonske tečnosti ne mogu se jednostavno otpisati kao sumnjivo zelene i da bi se dobila bolja slika, potrebno je opreznost usmeriti na neku određenu jonsku tečnost, a ne na opšte ososbine.

Uočen je napredak istraživača u primeni jonskih tečnosti u dve specifične hemijske tehnologije. U industriji hromiranja jonska tečnost je zamenila hromnu kiselinu koja je visoko toksična i kancerogena i toliko je opasna da je u većini procesa zabranjena. Međutim, u nedostatku alternativnih postupaka za hromiranje još uvek se upotrebljavaju reaktivniji metali kao što je aluminijum. Uzimanjem jonske tečnosti dobijene reakcijom Cr(III)-hlorida s hlorholinom istraživači su znatno smanjili opasnosti vezane uz proces uz povećano iskorištenje struje s 15 % na

34

više od 90 %. Prelazom s elektrohemijskog postupka hromiranja pomoću hromne kiseline s Cr(VI) na elektrohemijski proces s jonskom tečnosti Cr(III) ispunjeno je 8 od 12 načela zelene hemije. U tom je slučaju teško ne složiti se da se radi o zelenom hemijskom procesu. Takođe treba istaći da je sigurnost radnika bitno poboljšana.

Drugi proizvodni proces u kojem je uvedena jonska tečnost je ekološki prihvatljivo elektropoliranje. Normalno se u procesu elektropoliranja za povećanje otpornosti na koroziju i postizanje potrebne glatkoće površina nerđajućeg čelika upotrebljava koncentrovana sumporna ili fosforna kiselina. Zamenom kiseline s jednom od jonskih tečnosti kao i u gornjem slučaju povećana je efikasnost procesa na više od 90 % te je povećana i otpornost na koroziju kao i glatkoća površina. U tom procesu se 6 od 12 mogućih točaka koje opisuju načela zelene hemije podudaraju. Navedeni primeri jasno pokazuju kako jonske tečnosti mogu biti primenjivane u zelenoj tehnologiji bez obzira što same ne spadaju u grupu zelenih hemikalija jer se, kao što je već spomenuto, hrom-hlorid još uvijek proizvodi u okviru teške industrije. Nije potrebno da komponenta u procesnoj hemiji bude zelena, nego celokupni proces.

Prave zelene hemikalije

Ako se proizvode prave zelene jonske tečnosti, svi sastojci trebaju biti ekološki prihvatljivi, netoksični i biološki razgradljivi te se moraju lako i čisto pripremiti. Jonske tečnosti se ipak mogu dobiti upotrebom jednostavnih soli organskih halogenida i kompleksirajućih supstanci koji stvaraju vodonične veze. Kompleksirajuće supstance smanjuju interakciju između anjona i katjona i na taj način snižavaju tačku zamrzavanja smeše.

Radeći s takozvanim eutektičnim rastvaračima, pokazano je da se može postići velika varijabilnost uzimanjem jeftinih, neotrovnih i biološki razgradljivih početnih materijala. Osobine eutektičkih smeša je da je tačka ključanja niža od tačke ključanja pojedinačnih komponenata. Jedan od dobrih primera je Reline 203 koji predstavlja smešu holin-hlorida i ureje. Holin-hlorid je vitamin B4 i proizvodi se u megatonama kao dodatak pilećoj hrani. Kao i ureja vrlo je jeftina supstanca i lako je dostupna.

Zaključak

Iz navednih primera vidi se da je zadatak “zelene” hemije osmišljavanje hemijskih procesa i produkata neškodljivih za ljudsko zdravlje i okolinu, te na taj način sprečava nastajanje onečišćenja. "Zelena" hemija zasnovana je na 12 načela kojima se upotreba ili proizvodnja supstanci opasnih za ljudsko zdravlje i okolinu redukuje ili eliminiše. Ciljevi "zelene" hemije u zaštiti okoline i ekonomskoj dobiti ostvaruju se kroz nekoliko dominantnih pravaca kao što su kataliza, biokataliza, upotreba alternativnih obnovljivih sirovina (biomasa), alternativnih reakcionih medija (voda, jonske tešnosti, superkritične tečnosti), alternativnih reakcionih uslova (aktivacija mikrotalasnim zračenjem) kao i novim fotokatalitičkim reakcijama. Kataliza kao temelj "zelene" hemije novim katalitičkim reakcijama i tipovima katalizatora (glina, zeoliti itd.) nudi niz pogodnosti u pogledu iskoristivosti procesa, selektivnosti, redukcije energije i upotrebu alternativnih reakcijskih medija. Ogroman potencijal mikroorganizama i enzima u transformisanju sintetičkih supstancija s visokom hemo-, regio- i enantiomernom selektivnosti daje biokatalizi dominantno mesto u "zelenom" programu. Fotokatalitičke reakcije koje predstavljaju nove metode za čišćenje kontaminiranog vazduha i vode takođe pridonose "zelenoj" hemiji stvarajući uslove za postizanje održivosti.Ovaj pregled kroz niz primera ilustruje te dominantne trendove ukazujući pritom na načine kojima "zelena" hemija redukuje uticaj hemijskih procesa i tehnologija na okolinu. Razvrstavajući hemijske procese u osnovne reakcije organske sinteze, pokušano je da se prikažu promene i područja novih razvoja u poređenju s klasičnim procesima, i da se naznače smernice za buduće osmišljavanje i primenu čistih procesa, što je imperativ hemijske industrije u 21. veku.

35

Abstract

The intention of this chapter is to briefly summarise the keynote lecture and to provide a personal perspective on the progress in green chemistry. It is addressed in the representation of downstream environmental stakeholder interests in the upstream everyday practice that is reinventing chemistry and its material inputs, products, and waste as described in the ‘‘12 Principles of Green Chemistry’’. The Principles of Green Chemistry have been distilled from a diverse set of practices and emerging research.

Prevent waste: it is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed. Atom economy: synthetic methods should be designed to maximize the incorporation of all materials used in the process into the final product. Less hazardous synthesis: wherever practicable, synthetic methodologies should be designed to use andgenerate substances that possess little or no toxicity to human health and the environment. Safer chemicals: chemical products should be designed to preserve efficacy of function while reducing toxicity. Safer solvents and auxiliaries: the use of auxiliary substances (e.g. solvents, separation agents, etc.) should be made unnecessary wherever possible and, innocuous when used. Energy efficiency: energy requirements should be recognized for their environmental and economic impacts and should be minimized. Synthetic methods should be conducted at ambient temperature and pressure. Renewable feedstocks: a raw material of feedstock should be renewable rather than depleting wherever technically and economically practicable. Reduce derivatives: unnecessary derivatization (blocking group, protection/deprotection, and temporary modification of physical/chemical processes) should be avoided whenever possible. Catalysis: catalytic reagents (as selective as possible) are superior to stoichiometric reagents. Design for degradation: chemical products should be designed so that at the end of their function they do not persist in the environment and break down into innocuous degradation products. Real-time analysis for pollution prevention: analytical methodologies need to be further developed to allow for real-time, in-process monitoring and control prior to the formation of hazardous substances. Inherently safer chemistry for accident prevention: substances and the form of a substance used in a chemical process should be chosen so as to minimize the potential for chemical accidents, including releases, explosions, and fires.

This section outlines the scale of Green Chemistry in the chemical industry, the dynamics of chemical innovation, and the interplay of industry, government, and professional societies. The theory and practice of Green Chemistry is associated (in concept) with a reorientation in the paradigm for conducting science-based investigations—that is ‘use-inspired basic research. The pursuit for Green Chemistry of fundamental understanding is motivated by a practical problem. Green Chemistry can be viewed as ‘‘work that locates the center of research in an area of basic scientific ignorance that lies at the heart of a social problem’’.

36

LITERATURA

1. John C. Warner*, Amy S. Cannon, Kevin M. Dye,(2004) Green chemistry, Environmental Impact Assessment Review, 24 775–799

2. Jukić, M., Đaković, S., Filipović-Kovačević, Ž., Vorkapić-Furač, J., (2004) Zelena kemija – ekološki prihvatljivi procesi, Kem. Ind. 53 (5) Zagreb, 217–224

3. S. K. Sikdar, S. G. Howell, (1998) J. Clean. Product 6 253.4. Pollution Prevention, (1997) A National Progress Report, EPA 742-R-97-00, 1997, str. 49.5. T. T. Shen, (1995) Industrial polluition prevention, Springer, Berlin, str. 5–17.6. M. Hofman, (2001) Current Studies of Biotechnology, Volumen II Environment, Published

by Croatian Society of Biotechnology, Zagreb, str. 13–33.7. D. T. Allen, K. Sinclair Rosselot, (1997) Pollution prevention for chemical processes, John

Wiley & Sons, Inc, New York, str. 3–47.8. P. T. Anastas, J. J. Breen, (1997) J. Clean. Product 5 97.9. O. Čedrov, (2001) Kem. Ind. 50 108.10. P. T. Anastas, J. C. Warner, (1998) Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford

University Press, New York, str. 30–58.11. B. M. Choudary, M. Sateesh, M. L. Kantam, K. K. Rao, K. V. R. Prasad, K. V. Raghavan, J.

A. R. P. Sarma, (2000) Chem. Commun. 1 25.12. Air Products and Chemicals and the Imperial College, (1997) Chem. Eng. News 75 March,

London, 31 23.13. A. Cornelis, L. Delaude, A. Gerstmans, P. Laszlo, (1988) Tetrahedron Lett. 29 5909.14. K. K. Laali, V. J. Gettwert, (2001) J. Org. Chem. 66 35.15. R. W. Millar, (1997) Eng. Fondation Conf. On Clean Products and Processes, San Diego,

CA, str. 12–18.16. R. W. Millar, (1996) Chem. Eng. News 74 December 23, 7.17. G. G. A. Balavoine, Y. V. Geletti, D. Bejan, (1997) Nitric oxide 1 507.18. J. L. Luche, (1998) Synthetic Organic Sonochemistry, Plenum Press, New York, str. 23–31.19. T. J. Mason, (1990) Advances in Sonochemistry, JAI Press, London and Greenwich, CT, str.

14–29.20. R. Rajagopal, K. V. Srinivasan, (2003) Ultrason. Sonochem. 10 41.21. R. M. Uppu, W. A. Pryor, (1996) Biochem. Biophys. Res. Commun. 229 764.22. J. Kniewald, (2001) Kem. Ind. 50 (6) 343.23. J. F. Brennecke, M. A. Stadtherr, (2002) Comput. Chem. Eng. 26 307.24. M. K. Stern, B. K. Cheng, (1993) J. Org. Chem. 58 6883.25. M. K. Stern, (1994) Nucleophilic aromatic substitution for hydrogen: New halide-free routes

for production of aromatic amines. In Benign by Design, ACS Symposium Series 577, P. T.Anastas and C. A. Farris (eds.), American Chemical Society,Washington, DC 82–97.

26. F. Rivetti, in: P. T. Anastas, P. Tundo (Eds.), (2000) Green Chemistry: Challenging Perspectives, Oxford University Press, str. 201–218.

27. F. Rivetti, F. Mizia, G. Garone, U. Romano, (1987) (Enichem Synthesis) U. S. Patent 4 659 845.

28. F. Rivetti, (2000) C. R. Acad. Sci. Paris, Série IIc, Chimie/Chemistry 3 487.29. T. Matsuraki, A. Nakamura, (1997) Catal. Surv. Japan 1 77.30. L. E. Manzer, in: P. T. Anastas, C. A. Farris (Eds), (1994) Benign by Design: Alternative

Synthetic Design for Pollution Prevention, Vol. 12, American Chemical Society, Washington, DC, str. 144–162.

31. M. McHugh, V. Krukonis, (1994) Supercritical fluid extraction, Butterworth-Heinmann, Stoneham, MA, str. 6–74.

32. J. E. Chateauneuf, K. Nie, (2000) Advan. Environ. Res. 4 307.

37

33. B. M. Trost, in: P. T. Anastas, T. C. Williamson (Eds.), (1998) Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes, Ch. 6, Oxford University Press, New York, str. 101–122.

34. Mobil Technology Company, (1997) The Presidential Green Chemistry Challenge Awards Program, Summary of 1997 Award Entries and Recipients, EPA 744-S-97-001, US Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics, Washington, DC, str. 33–58.

35. K. M. Draths, J. W. Frost, in: P. T. Anastas, T. C. Williamson (Eds.), (1998) Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Syntheses and Processes, Ch. 9, Oxford University Press, New York, str. 150–182.

36. K. M. Draths, J. W. Frost, (1998) The Presidential Green Chemistry Challenge Awards Program, Summary of 1998 Award Entries and Recipients, EPA 744-R-98-001, US Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics, Washington, DC, 1998, str. 3.

37. C. S. Crossland, A. Johnson, J. Woods, E. G. Pitt, (1992) Chemical Research and Licensing Co., U. S. Patent 5157196.

38. S. I. Hommeltoft, H. F. A. Topsoe (Haldor Topsoe A/S), (1993) U. S. Patent 5220095.39. Hydrocarbon Technologies (1996) Inc. of Lawerenceville, New Jersey, Chem. Eng. News

74, 17.40. R. A. Sheldon, (1991) Chemtech. 21 566.41. J. S. Rafelt, J. H. Clark, (2000) Catal. Today 57 33.42. Nagoya University, (1997) Chem. Eng. News 75 37.43. A. Wolfson, S. Wuyts, D. E. De Vos, I. F. J. Vankelecom, P. A. Jacobs, (2002) Tetrahedron

Lett. 43 8107.44. Monsanto Ind., (1997) Chem. Eng. News 75 32.45. Monsanto Ind., (1997) Chem. Week 159 (8) 11.46. G. Panov, A. Khovitonov, V. Sobolev, (1993) Appl. Catal. A: Gen. 98 1.47. R. A. Sheldon (1994) Chemtech. 24 (9) 38.48. M. B. D’Amore, S. Schwarz, Chem. Commun. (2), (1999) January 21, 121. BHC Company,

The Presidential Green Chemistry Challenge Awards Program, Summary of 1997 Award Entries and Recipients, EPA 744-S-97-001, US Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics, Washington, DC, 1997, str. 2.

49. M. S. Simmons, in: P. T. Anastas, T. C. Williamson (Eds.), (1996) Green Chemistry: Designing Chemistry for the Environment, American Chemical Society, Washington, DC, Vol. 10, str. 121–136.

50. J. D. Stewart, (1998) The Presidential Green Chemistry Challenge Awards Program, Summary of 1998 Award Entries and Recipients, EPA 744-R-98-001, US Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics, Washington, DC, 1998, str. 12.

51. D. A. Alonso, C. Nájera, M. Varea, (2002) Tetrahedron Lett. 43 3459.52. R. A. Abramovitch, (1991) Org. Prep. Proced. 23 685.53. R. A. Abramovitch, D. A. Abramovitch, K. Iyanara, K. Tanareselvy, (1991) Tetrahedron

Lett. 32 (39) 5251.54. D. Stuerga, K. Gonon, M. Lallemant, (1993) Tetrahedron 49 6229.55. http://www.epa.gov/airs/airs.html 56. http://www.rtk.net 57. Trost BM., (1991) The atom economy—a search for synthetic efficiency. Science

254(18):1471–7.58. www.elsevier.com/locate/eiar

38

http://www.rtk.net/

http://www.epa.gov/airs/airs.html

3.2 BIOREMEDIJACIJA: definicija, principi, tipovi, prdnosti i ograničenja, tehnologije i primeri primenjenih procesa 3.2 BIOREMEDIATION: definition, principles, types, advantages and constraints, technologies and examples of applied processes

Uvod

Populaciona eksplozija u Svetu izaziva povećan pritisak na okolinu, odnosno vazduh, vodu i ostale zemljine resurse. Da bi povećan broj ljudi zadržao i poboljšao kvalitet života, neophodan je brzi razvoj industrije, proizvodnje hrane, zdravstva, transporta i drugo. Novi ubrzani razvoj je nepovoljan po okolinu jer stvara veliku količinu otpada proširujući, na taj način, već postojeće zagađene oblasti: zemljište, vodu i vazduh. Kako je kvalitet života vezan za kvalitet sredine, svetska nastojanja su fokusirana na održanju i zaštiti okoline.

U prirodi postoje sistemi koji omogućuju stalno kruženje materije, odnosno materija u sistemu prolazi kroz različite oblike, od najjednostavnijih (mineralne materije) do najsloženijih organskih molekula koji ulaze u sastav ćelija. Organski molekuli prolaze kroz fazu stvaranja (produkcija), potrošnje (konzumacija) i, na kraju, razgradnje (redukcija) do oblika koji se ponovo uključuje u prvi korak ciklusa. Razgradnju organskih materija u prirodi neprestano vrše mikroorganizmi (bakterije, gljive, protozoe). Međutim, ravnoteža u nekoj sredini se remeti kada se pojavi povećana količina pojedinih supstanci, pojavi toksična supstanca ili jedinjenje koje u prirodi ranije nije postojalo. Takve supstance se nazivaju kontaminanti ili zagađivači. Jedno od prihvatljivih rešenja za uklanjanje zagađivača može pružiti biotehnologija koja, između ostalog, podrazumeva prirodnu biološku razgradnju opasnog materijala.

Biotehnologija zaštite životne sredine proučava primenu mikroorganizama u cilju usavršavanja efikasnosti i smanjenje koštanja procesa uklanjanja zagađivača. Efikasnost i cena nekog procesa su ključni faktori u eksploataciji mikroorganizma za smanjenje nepoželjnih supstanci u sredini. Biotehnologija može biti upotrebljena za postizanje ili povratak idealnih odnosa u nekoj prirodnoj sredini tako što pomaže razvoju procesa za:

tranformaciju kontaminanata u neškodljive supstance,stvaranje biodegrabilnih proizvoda iz obnovljivih izvora, proizvodnju koji su neškodljivi po okolinu ibezbedno odlaganje opada.

U okviru biotehnoloških procesa, razvijena je tehnika ‘bioremedijacija’ koja predstavlja poseban pristup obnavljanju oblasti koja je zagađena ili na neki drugi način oštećena kao posledica ljudske nebrige. Bioremedijacija je relativno nova tehnika, a svoju prvu praktičnu primenu je imala 70-tih godina prošlog veka u Americi.

Šta je bioremedijacija?

Remedijacija znači popravka, tj. rešenje problema, a ‘bio-remedijacija’ predstavlja procese korišćenja organizama za rešenje probleme okoline, kao što su kontaminirano zemljište i vode, čak i vazduha.Prema Američkom naučnom rečniku (2002), bioremedijacija podrazumeva korišćenje bioloških agenasa (bakterije, gljive, protozoe, alge) u cilju prečišćavanja kontaminiranog zemljišta i podzemnih ili površinskih slatkih ili slanih voda. To je prirodni proces u kome mikroorganizmi transformišu kontaminante do neškodljivih krajnjih produkata. Takođe, process se može nazvati ‘bioobnavljanje’, što znači pomaganje prirodi da na njen način obnovi narušeno stanje u okolini, kao i sprečavanje daljeg zagađivanja. Bioremedijacija uključuje uspostavljanje uslova u zagađenoj sredini za rast određenih mikroorganizama koji svojim metaboličkim aktivnostima uklanjaju supstance izazivače zagađenja. Za vreme bioremedijacije, mikroorganizmi mogu koristiti razgraditi kontaminat tako što ga koriste kao hranu (nutritijent ili izvor energije) ili na neki drugi način. Na slici 16 je prikazan princip bioremedijacije na primeru razgradnje nafte.

39

Ćelije mikroorganizama zahvataju kontaminant

Razgradnja kontaminanta

Oslobađanje neškodljivih produkata razgradnje

Slika 16. Princip bioremedijacije na primeru razgradnje nafte

Uspostavljanje odgovarajućih uslova za bioremedijaciju znači uspostavljanje uslova koji podstiču rast potrebnih mikroorganizama, a to je:

dodavanje nutritijenata i izvora energije ipodešavanje ekoloških faktora (prisustvo kiseonika, vlažnost, temperatura, pH itd).

Osnovni koncept je, dakle, obezbediti kritične ekološke faktore za uzročnike prečišćavanja (mikroorganizme). Nepostojanje minimuma kritičnih ekoloških faktora za mikrobnu aktivnost može biti izazvati neuspeh procesa, odnosno ostanak u sredini inače biorazgradivih supstanci. Slika 17 predstavlja prikaz procesa bioremedijacije na mikro-, mezo- i makroskali.

Bioremedijacijom se mogu razgraditi toksični otpadni organski zagađivači do nivoa bezbednih po okolinu. Proces ima ogroman potencijal u tretmanu zemljišta i voda i razgradnji različitih opasnih hemikalija, uključujući naftu i naftine derivate, benzene, stirene, vinil-hlorid, pentahlorofenole, poliaromatične ugljovodonike, toluen, ksilen, fenole i drugo. Pored toga, mikroorganizmi imaju sposobnost redukcije teških metala u manje toksične oblike. Pojedini ksenobiotici (supstance produkti civilizacije koji u prirodi ne postoje), kao što su pesticidi takođe, mogu biti razgrađeni zahvaljujući mikrorganizmima i biotehnologiji.

Slika 17. Uprošćen prikaz procesa bioremedijacije

40

Razmatranja potrebna pre primene bioremedijacije.

Procesi bioremedijacije nisu identični za sve uslove i sve vrste kontaminanata, zbog čega je potrebno, pre izvođenja procesa:potpuno prihvatanje zakonskih regulativa koje regulišu osnov za primenu procesa (šta je potrebno

razgraditi i do koje koncentracije, gde i kako odložiti krajnje produkte procesa …),okarakterisati mesto, uključujući vrstu i zapreminu kontaminiranog mediuma koja će biti tretirana,

koncentraciju kontaminanta i druge probleme,izrada studije izvodljivosti za određivanje najboljeg postupka obrade (često se biotretiranje

kombinuje sa drugim tehnologijama)projektovanje sistema na bazi rezultata studija iobezbediti da bioproces bude javno prihvaćen.

Tipovi bioremedijacije.

Postoje tri osnovna tipa bioremedijacije: biostimulacija, bioaugmentacija i praćena spontana bioremedijacija.

Bioremedijacija se pre svega vrši uz korišćenje mikroflore koja je već prisutna u zagađenoj sredini. Pretpostavka je da su mikroorganizmi koji naseljavaju zagađena područja adaptirani na takvu sredinu, pa je potrebno tu adaptaciju stimulisati. Biostimulacija prisutne mikroflore se obavlja tako što se stvaraju uslovi koji pospešuju rast prisutne mikroflore, odnosno dodavanje nutritijenata i obezbeđivanje optimalnih fizičko-hemijskih uslova koji pogoduju mikroorganizmima (pH, vlažnost, kiseonik …).

U slučajevima kada se zahteva brzo prečišćavanje ili postojećom mikroflorom nije moguće obaviti potrebnu biodegradaciju, u zagađnu sredinu se dodaju predhodno selekcionisani pripremljeni mikroorganizmi. Proces dodavanja mikroorganizama u zagađenu sredinu u cilju izvođenja biodegradacije naziva se bioaugmentacija. U pojedinim slučajevima kontaminat je supstanca koju nije moguće razgraditi sa prisutnom mikroflorom zagađenog područja. Te supstance su najčešće ksenobiotici (poliaromatični ugljovodonici, polihlorirani bifenoli, DDT, TNT, teška ulja, trihloretilen …), tako da se mikroorganizmi tokom evolucije nisu prilagodili za njihovu razgradnju. Za razgradnju takvih supstanci genetskim inžinjeringom su ‘konstruisani’ mikroorganizmi koji se naknadno dodaju u kontaminiranu sredinu. Proces dodavanja genetski modifikovanih mikroorganizama takođe predstavlja bioaugmentaciju.

Za procese dodavanje mikroflore već postoje komercijane biomešavine koje sadrže radne mikroorganizme zajedno sa odgovarajućim nutritijentima. U slučajevima biostimulacije koriste se samo mešavine nutritijenata (bez mikroorganizama). Mešavina nutritijenata je kreirana kao samo-puferizirajući sistem koji omogućava održavanje odgovarajućeg pH kroz ceo proces tretiranja. Neke mešavine su vodorastvorne što omogućava korišćenje pumpnih sistema i jednostavniju primenu. Da bi se izbegla kontaminacija zemljišta azotom, postoje mešavine nutritijenata bez azotnih jedinjenja.

Spontana bioremedijacija se odvija se bez intervencije ljudi u cilju smanjenja količine, toksičnosti i kretanja kontaminanata u zemljištu i vodi, a podrazumeva, pored bioloških, hemijske i fizičke procese. Ova vrsta bioremedijacije je uočena na mestima koja su kontaminirana naftom i derivatima nafte, a intenzivno se proučava na mestima koja su kontaminirana drugim hemikalijama. Spontana bioremedijacija zahteva pažljivo praćenje i kontrolu koja omogućava zaštitu okoline i ljudi.

Mikroorganizmi bioremedijacije.

Mnogi organizmi mogu biti korišćeni u procesima bioremedijacije, međutim, mikroorganizmi imaju najveći potencijal. Mikroorganizmi, pre svega bakterije i gljive su prirodni razgrađivači organske materije (recikleri). Njihova sposobnost da transformišu prirodne, čak i sintetičke supstance upućuje na zamenu skupih hemijskih i fizičkih postupaka remedijacije sa jeftinim i po prirodu bezopasnim bioprocesima.

Dokazano je da gljive koje učestvuju u truljenju biljnog materijala, odnosno imaju sposobnost razgradnje složenih makromolekula lignina i celuloze, mogu da razore poliaromatične

41

ugljovodonike, hlorirane aromatične ugljovodonike, policiklične aromate, polihlorirane bifenole i dibenzodioksine, pesticide, DDT, kao i neke azo-boje. Sposobnost gljiva da razgrađuju molekule kontaminanata zasnovana je na činjenici da kontaminanti i lignin imaju slične hemijske veze. Dokazana je sposobnost gljiva koje izazivaju trulež (Chrysosporium lignorum, Trametes versicolor i Phanerochaete chrysosporium) da mineralizuju 3,4-dihloroanilin, dieldrin i fenantren. Bakterije roda Pseudomonas (P. putida, P. acidovorans, P. fluroscens, P. aerugenosa, P. mendocina) su aktivni na zemljištima kontaminiranim TNT. Bakterije sa sposobnošću oksidacije metana mogu da razore vinilhlorid, dihloroetilen i trihloretilen.

Najveći problem po okolinu prestavljaju naftne mrlje koje su posledica ispuštanja ili curenja iz skladišta nafte ili tankera. Nafta sadrži ugljovodonike koje mnogi mikroorganizmi mogu da uklone tako što je koriste kao hranu, dok mnogi produkuju aktivne materije (emulgatore) koji mogu da ubrzaju uklanjanje. Nasuprot hemijskim, bakterijski emulgatori su biorazgradivi i netoksični. Mikroorganizmi koji razgrađuju ugljovodonike nafte pripadaju pseudomonadama, korinobakterijama, mikobakterijama i kvascima. Razgradnja boja može biti obavljena uz pomoć nekih anaerobnih bakterija i gljiva.

Mikrooganizmi tako, predstavljaju neiscrpan izvor za razvoj biotehnologija u zaštiti životne sredine. Savremena istraživanja povrđuju potencijal mikroorganizama u procesima bioremedijacije. Na primer, skoro je otkrivena sposobnost bakterija Geobacter metallireducens da uklanja uranijum iz kontaminiranih podzemnih voda. Ovo upućuje na dalja istraživanja mikroorganizama sa jedinstvenim sposobnostima koje mogu biti iskorišćeni u bioremedijaciji.

Tehnike bioremedijacije.

Postupci bioremedijacije mogu biti primenjeni na samom mestu zagađenja (in sity tehnike) ili na kontaminiranom materijalu koji je uklonjen sa orginalnog mesta pre tretiranja (ex sity tehnike). Tretiranje na mestu kontaminacije se primenjuje za propusna zemljišta ukoliko u blizini ne postoji neki osetljivi prijemnici, kao što su izvori za vodosnabdevanje i vodotokovi. U svim slučajevima gde postoje rizični prijemnici u blizini, primenjuje se postupak ‘izvan mesta’ kontaminacije.

Ex sity tehnike. Ex sity tehnike podrazumevaju iskopavanje ili ispumpavanje i prenos kontaminiranog

materijala sa mesta zagađenja na mesto pogodno za mikrobiološki tretman. Ove tehnike imaju više nedostataka nego prednosti.U zavisnosti od stanja kontaminiranog materijala, ex sity bioremedijacije se može vršiti u sistemučvrste faze (tretman zemlje) ičvrsto-tečne faze (obrada mulja)

Bioremedijacija otpada u čvrstoj fazi.

Bioremedijaciom u čvrstoj fazi se tretiraju organski otpadi (biljni material, životinjski otpad i poljoprivredni otpad) i problematični otpadi (industrijski otpadi, gradske kanalizacione vode kao i gradski čvrsti otpad). Tehnike obrade čvrstog matreijala su ‘lendfarming’, biogomile i kompostiranje.

Najjednostavije ex sity biotehnološko rešenje za obradu danas je lendfarming. U ovom slučaju se kontaminirana zemlja iskopa, raširi u tankom sloju i snabdeva nutritijentima i/ili mikroorganizmima, kao i odgovarajućim uslovima sredine (pH). Zemlja se stalno vlaži prskanjem i aeriše periodičnim okretanjem. Ukoliko ne postoji opasnost da se kontaminant proširi, kontaminirana zemlja se može raširiti direktno na obradivo zemljište (otuda naziv lendfarming – poljoprivredna obrada zemljišta). U suprotnom, kontaminirana zemlja se raširi na plastične folije ili glinenu podlogu u kojoj je napravljen drenažni sistem za sakupljanje i sprečavanje tečnosti da dospe u okolno zemljište. Tehnika zahteva veliku površinu i duže trajanje procesa. Predlaže se za tretiranje naftom kontminiranog mulja kao jeftina tehnika. U ovom slučaju ulje, voda, čvrste supstance u mulju iz rafinerija nafte se tretiraju mikroorganizmima nakon dodavanja kreča, azotno-

42

fosfornih đubriva i uz povremeno prevrtanje (aeraciju). Oprema koje se koristi za ‘lenfarming’ je identična opremi za poljoprivredne operacije.

Biogomile su varijanta landfarminga gde se kontaminirana zemlja iskopa i slaže na nepropusnim površinama u gomile (Slika 18). U ovom slučaju, povećani su uslovi kontrole, zauzima se manja površina i sprečava se pojava isparenja. Kako su gomile, najčešće prekrivene nepropusnim materijalom, isparenja mogu biti zahvatana i tretirana, što predstavlja veliku prednost ove tehnike. Sistem perfororanih cevi se nalazi unutar gomila koji omogućava kretanje vazduha kroz gomilu. Gomile se snabdevaju kroz sistem cevi mešavinama nutritijenata i/ili mikroorganizama, a tečnost koja prođe kroz gomile sakuplja se preko drenažnog sistema. Sakupljena tečnost se može ponovo vratiti kroz gomile (reciklovati) ili naknadno tetirati nekom drugom tehnikom bioremedijacije (u posebnim sudovima - bioreaktorima).

Kompostiranje predstavlja kontrolisani biološki process u kome se biorazgradivi otpad prevodi u bezopasne i stabilne produkte uz korišćenje mikroorganizama pod povišenom temperaturom. Povišena temperature je rezultat aktivnosti mikroorganizama za vreme razgradnje. Aerobno (uz dodavanje vazduha) kompostiranje se koristi za prečišćavanje kanalizacionih voda, dok je anaerobni process (bez naknadnog dodavanja vazduha u toku procesa) prikladniji za tretman otrovnog otpada. U toku kompostiranja kontaminirane zemlje, vrlo često se dodaje slama, seno, životinjski otpad i slično da poveća poroznost sredine. Na efikasnost kopostiranja jako utiče sadržaj vode, pH, kiseonik, temperatura, kao i odnos ugljenika i azota u podlozi.

Kompostiranje se primenjuje generalno za organski biodegrabilni otpad. Otpadni material iz pivara i drugih prehrambenih procesa, proizvodnje antibiotika, zemljište kontaminirano sa naftnim produktima i drugo. Trinitrotoluen (TNT), heksahidro 1,3,5 trinitro 1,3,5 triazin (RDX) i oktahidro 1,3,5,7 tetranitro 1,3,5 tetraazocin (HMX) su eksplozivi koji se značajno mogu transformisati procesima kompostiranja.

Slika 18. Uzdužni i poprečni presek biogomile

43

Bioremedijacija mulja.

Za mesta koja zahtevaju veću kontrolu procesa, kompletniju stepen degradacije ili gde su troškovi kompostiranja visoki, procesi u čvrsto-tečnom stanju su opcija. Kontaminirani material se meša sa vodom što omogućava bolji kontakt između mikroorganizama i kontaminanta. Kako su uslovi optimizovani za mikroorganizme, process obrade mulja je brži u odnosu na druge procese bioremedijacije. Nakon tretmana, mulj je pogodan za direktno ispuštanje na zemlju, slično kompostiranoj zemlji.

Opasni čvrsto-tečni otpad se može tretirati u zatvorenim sudovima (reaktorima) ili otvorenim jamama ili lagunama (in sity tehnike). Otpad se ubacuje u bioreaktor (Slika 19) u obliku mulja i meša sa mikroorganizmima, organskim i neorganskim nutritijentima. Kiseonik se doprema u reaktor preko sistema za aeraciju. Nakon završenog procesa, sačeka se da se čvrsta faza istaloži i, ukoliko je potrebno, talog dalje tretira na odgovarajući način ili ispušta. Tečna faza je, uglavnom, bezbedna i ispušta se u okolinu. Materijal koji se najčešće tretira ovom tehnikom je otpad iz proizvodnje materijala za zaštitu drveta i rafinerija, a koji sadrže fenole, benzene, toluene, naftalen, policiklične aromatične ugljovodonike.

Procesi ispumpavanja kontaminiranog mulja predstavlja ex sity tehniku u slučajevima kada je kontaminirani materijal nedostupan (ispod zgrada, zemlja oko podzemnih cevovoda, ventila i kablova, kao i tretman podzemnih voda). Zemljani mulj ili podzemna voda se ispumpava na površinu, tretira pod kontrolisanim uslovima u bioreaktorima, a prečišćena voda se vraća u zemlju. U ovu svrhu mogu se koristiti različite vrste bioreaktora, počev od malih (1-5m3) portabilnih jedinica do velikih postrojenja specijalizovanih za zagađena mesta.

Slika 19. Shematski prikaz obrade kontaminirane zemlje u bioreaktoru

Procesi kompostiranja i obrade čvrsto-tečnog otpada koštaju upola manje u odnosu na procese spaljivanja. Za jako kontaminirani otpadni material ili material koji je kontaminiran jedinjenjima različtog stepena razgradivosti, razvijeni su postupci višestepene obrade čvrsto-tečnog otpada. U višestepenim procesima, u svakoj fazi obrade stvaraju se uslovi za razgradnju različitih supstanci. Tako, postoji postupak gde se jednostavne komponente nafte razgrađuju u prvom koraku, a teško razgradive komponente u sledećem koraku. Višestepeni procesi ubrzavaju tretman jer u svakom koraku su drugačiji uslovi za rast mikroorganizama zavisno od toga koji se kontaminant uklanja.

In situ tehnike. Tretiranje kontaminiranog mesta kada je iskopavanje nemoguće ili u blizini nema osetljivih

prijemnika, moguće je postupcima in sity. Pri in sity bioremedijaciji, kontaminirano zemljište ili vode se tretiraju na mestu gde se nalaze. U ovim postupcima, podzemna voda se može vaditi i oplemeniti mikroorganizmima i nutritijentima, pa zatim vratiti u zemlju ili se može ubaciti rastvor nutritijenata i mikroorganizama u zemljište kroz vrela ili infiltracione siteme (Slika 20). Cela tretirana oblast tada funkcioniše kao bioreaktor.

44

Tehnike in sity su jeftine, ne zahtevaju dodatno iskopavanje i transport kontaminirane zemlje, ne remete značajno mesto kontaminacije, tako da omogućavaju istovremen tretman podzemnih voda i zemljišta. In sity bioremedijacija je izuzetno pogodna za isparljiva organska jedinjenja i druge kontaminante koji se zadržavaju u adsoptivnim zemljištima, na manje propusnim mestima, sedimentima i glinama (iscurela nafta i derivati nafte, hlorirani rastvarači i razne otrovne mešavine).

Tehnike za remedijaciju mulja u otvorenim sistemima (jamama ili lagunama) obično zahtevaju kombinovani aerobno/anaerobnu biodegradaciju. U cilju ubrzanja procesa, mulj se vrlo često, aeriše (uduvava se vazduh), meša, pretače… Postoje uspešno razvijeni procesi obrade mulja kojim je uspešno otpad iz procesa galvanizacije, fenoli, organske kiseline, teški metali, policiklični aromatični ugljovodonici, benzen, toluen, etilbenzen i ksilen. Nakon završetka procesa, odlaganje tretiranog mulja značajno utiče na troškove. Gde će tretiran mulj biti odlagan zavisi od namene tog područja Troškovi se znatno povećavaju ukoliko tretman nije potpuno uklonio kontaminante, pa je potrebno dodatno tretiranje taloga ili vodene faze.

Prednost in sity tehnika je uklanjanje otrovnih jedinjenja na mestu gde se nalaze i, na taj način, smanjenje opasnosti kontakta sa radnicima, kao i mogućnost širenja opasnih jedinjenja koje je moguće ukoliko se kontaminirani material iskopava ili ispumpava.

Nedostaci in sity tehnika su:duže trajanje u poređenju sa ostalim tehnikama,nepostojanje adekvatnih sistema za respoređivanje nutritijenata, efikasno mešanje kontaktinih

mikroorganizama, nutritijenata, kontaminanata,osetljivost na promenu ekoloških faktora što utiče na otežanu kontrola mikrobnog rasta i nedostatak adekvatnih sredstva za projektovanje i kontrolu u heterogenim podzemnim sredinama.

Slika 20. Šematski prikaz bioremedijacije in sity

Bioventiliranje je proces stimulisanja prirodne in sity biodegradacije kontaminanata u zemljištu uduvavanjem kiseonika u zemljište. Kiseonik se najčešće obezbeđuje direktnim uduvavanjem vazduha u kontaminiranu zemlju kroz predhodno iskopane bunare. Broj, lokacija i dubina bunara zavisi od geoloških faktora.

Bioventiliranje koristi slab protok vazduha koji omogućava snabdevanje zemljišta dovoljnom količinom kiseonika za stimulaciju mikrobne aktivnosti. Pored stimulisanja razgradnje adsorbovanih jedinjenja, ubačeni vazduh obezbeđuje pomeranje isparljivih jedinjenja kroz biološki aktivnu zemlju. Može se primeniti na sve hemikalije koje se razgrađuju u prisustvu kiseonika.

45

Tehnika je uspešno primenjena na uklanjanje ugljovodonika nafte, nehloriranih rastvarača, nekih pesticida, sredstva za zaštitu drveta i druga organska jedinjenja.

Biofiltracija.

Zagađeni gasovi se mogu prečistiti filtriranjem kroz zatvoreni sud u kome se nalazi zemlja, treset ili kompost. Ovi materijali se pre stavljanja u sud pripreme tako što se umnože potrebni mikroorganizmi za uklanjanje ili kompletnu razgradnju kontaminanata iz gasova. Biofiltracija se pokazala jako efikasnom za isparljive komponente nafte. U Evropi se koristi za kontrolu mirisa, a u SAD korišćenje ove metode je stalno u porastu zbog njegove jednostavnosti i efikasnosti.

Biofiltracija se može koristiti za uklanjanje kontaminanata vazduha, kao što su industrijske hemikalije stiren, mešavine pentana i izobutana, toluen, hlorirani benzen, dimetilsulfidi, etilen i druga isparljivi organska jedinjenja.

Prednosti bioremedijacije.

Najveća prednost procesa bioremedijacije je da, u najvećem broju slučajeva, koristi prirodne biogeohemijske procese koji su inače prisutni u prirodi, ali se ubrzavaju stvaranjem posebnih biološko-fizičko-hemijskih uslova. Bioremedijacijom se toksična jedinjenja uništavaju, a ne samo izdvajaju iz okoline. Izdvajanjem kontaminanata problem njihovog uništavanja ostaje.

Pored toga, bioremedijacija je jeftiniji process u odnosu na konvencionalne tehnike jer su potrebni manji troškovi investicije, manja je potrošnja energije i manji utrošeni rad u praćenju procesa. Prema proceni primene bioremedijacije na preko 400 mesta u SAD, cena prečišćavanje je bila 80-90% manja u odnosu na druge tehnike. Zbog toga, povećanje učešća bioremedijacije u ukupnim procesima prečišćavanja iznosi 15-20% godišnje.

Ograničenja bioremedijacije.

Bioremedijacija ima ograničenja svojstvena svim biološkim sistemima zbog čega nije uvek odgovarajući pristup za prečišćavanje kontaminiranih mesta. Prvi zahtev za korišćenje bioremedijacije je da uslovi sredine moraju podržavati biološku aktivnost. Na primer, ekstremne promene pH, temperature, prisustvo otrovnih supstanci, teških metala (olovo, živa i cink), nedostatak nutritijenata u okolini mogu onemogućiti rast mikroorganizama i sprečiti proces bioremedijacije. Isto tako, dodati mikroorganizmi pri in sity tehnikama mogu imati kratko preživljavanje u okolini u kojoj normalno nisu prisutni. Suprotan problem može nastati u slučaju kada dodati mikroorganizami mogu ostati nakon završene bioremedijacije i tako poremetiti normalne odnose u prirodnoj sredini.

Bioremedijacija nije efikasna i u slučajevima kada kontaminirani material:nije dostuni mikroorganizmima (vezan nepropusne materijale, npr. glinu),predstavlja kompleksnu smešu više nepoželjnih jedinjenja inije biorazgradiv zbog osnovne hemijske strukture (na primer ksenobiotične susptance).

Postojeći nedostaci bioremedijacije su:proces je spor (traje od nekoliko dana do nekoliko meseci),ne uklanjaju se teški metali,ne uklanja potpuno svu količinu kontaminanta iza pojedine vrste bioremedijacije preduslov je jako propustljivo zemljište.

U cilju prevazilaženja postojećih ograničenja i nedostataka, potrebno je proširiti i sinhronizovati znanja iz bioloških (mikrobne ekologije, fiziologije i genetike organizama) i inžinjerskih disciplina. Potrebna je jača naučna baza za racionalno projektovanje efikasnog procesa.

46

Zaključak.

Bioremedijacija podrazumeva korišćenje prirodnih mehanizama za uklanjanje zagađenja i koristi procese koji inače postoje u prirodi. Zbog toga, razumevanje i širenje znanja o ulozi mikroorganizama, mehanizmima, principima procesa razgradnje može dovesti do razvoja novih jeftinijih bioremedijacionih tehnika, a posebno širenju svesti o mogućnostima i neophodnosti primene bioprocesa u očuvanju sredine i održavanju i poboljšanju kvaliteta života ljudi. Kako je prirodni process, bioremedijacija zahteva vreme.

Rečnik manje poznatih pojmova.

aerobni procesi – bioprocesi koje je potrebno snabdevati vazduhom (kiseonikom)anaerobni procesi – bioprocesi koji se odvijaju bez prisustva kiseonikabiodegrabilni – supstanca koja može biti razgrađena biološkim agensimabiogeohemijski procesi – hemijski procesi koji postoje u određenoj sredini, a uspostavljaju se

međusobno između organizama, kao i organizama i okolinebioreaktori – sudovi različite veličine u kojima se pod kontrolisanim uslovima odvija neki biološki

procesbiotehnologija – nauka koja proučava korišćenje inžinjerskih disciplina za primenu živih ćelija ili

njihovih delova (enzima) u cilju dobijanja nekog proizvoda ili obavljanja neke korisne funkcijeekološki faktori – faktori sredine koji utiču na rast ćelija (organizma)emulgator – materija koja omogućava mešanje dve, inače, nemešljive supstancegenetski inžinjering – različite metode za manipulisanje genetskim materijalom živih ćelija u cilju

promene naslednih osobinakontaminat – supstanca koja uzrokuje zagađenje sredine u kojo se nađeksenobiotik – kompleksno veštačko jedinjenjemetabolizam – sve hemijske reakcije u jednoj ćelijimikroflora – svi mikroorganizmi prisutni u određenoj sredinimineralizacija – razgradnja složenih molekula do mineralnih materijanutritijent – hranljiva materija potrebna za rast ćelijeugljovodonik – jedinjenje u čiji sastav ulaze samo atomi ugljenika i vodonika

Bioremediation(definition, fundamentals, types, advantages and constraints, technologies, examples)

AbstractBioremediation is the use of living microorganisms to degrade environmental pollutants or to

prevent pollution, i.e. it is a technology for removing pollutants from the environment thus restoring the original natural surroundings and preventing further pollution. Bioremediation can be adapted for use to treat soil, sediment, sludge, water, or even air.

Many different types of organisms can be used for bioremediation but microorganisms (primarily bacteria and fungi) show the greatest potential since they are nature's original recyclers. Their capability to transform natural and synthetic chemicals into sources of energy and raw materials for their own growth suggests that expensive chemical or physical remediation processes might be replaced with biological processes that are lower in cost and more environmentally friendly.

On the basis of removal and transportation of wastes, treatments can be either ex situ or in situ. Ex situ procedures involve removal of contaminated materials from a polluted site prior to treatment in another location. Depending on the state of the contaminant to be removed, ex situ bioremediation can be classified as “solid phase system” (including landfarming, biopiles and composting) and “slurry phase systems” (including solid-liquid suspensions in bioreactors). In situ approaches treat contaminants in place without moving them to a treatment facility. Most often, it is applied to the degradation of contaminants in saturated soils and groundwater.

The bioremediation industry has developed thee basic types of bioremediation: biostimulation, bioaugmentation and intrinsic bioremediation. More often bioremediation is accomplished most

47

efficiently by simply stimulating natural, indigenous, contaminant-transforming microbial or plant populations by providing them the necessary nutrients, environmental conditions, or both needed for growth and metabolism (biostimulation). Bioremediation sometimes can be speeded by augmenting natural systems with exogenous biological materials (bioaugmentation). It usually involves the use of natural microorganisms or plants grown to large numbers in fermenters or greenhouses, and can include the use of genetically engineered microorganisms or plants developed specifically for the purpose. Finally, intrinsic bioremediation encompasses natural microbial processes that occur without human intervention (self-restoration).

Bioremediation has many potential advantages: it harnesses natural biogeochemical processes, represents cost-effective alternative, toxic chemicals are destroyed or removed from environment and not merely separated, low capital expenditure, less energy required when compared with other technologies and less manual supervision. Bioremediation can also be considered problematic because, while additives are added to enhance the functioning of one particular microorganism, it may be disruptive to other organisms inhabiting that same environment when done in situ. Even if genetically modified microorganisms are released into the environment after a certain point of time, it becomes difficult to remove them. Bioremediation is generally very costly, is labor intensive, and can take several months for the remediation to achieve acceptable levels.

LITERATURA

1. The American Heritage® Science Dictionary (2002) Houghton Mifflin Company.2. Sasikumar, C.Sheela and Taniya Papinazath “Environmental Management:- Bioremediation Of Polluted Environment” in Martin J. Bunch, V. Madha Suresh and T. Vasantha Kumaran eds ., Proceedings of the Third International Conference on Environment and Health, Chennai, India, 15-17 December, 2003.3. http://www.biodeterioration.org/about.asp4. http://www.mushroomexpert.com/trametes_versicolor.html5. http://www.microbiologybytes.com/video/Pputida.html 6. http://www.hawaii.edu/abrp/biotech.html7. http://www.biobasics.gc.ca/english/view.asp?x=593&t=8. http://www.piercelaw.edu/risk/vol7/summer/Timian.htm 9. http://meanwhile.com/?domain=brownfieldstech.org&10. http://water.usgs.gov/wid/html/bioremed.html11. http://www.cleanearthltd.com/en/contamination_cleanup/index.php 12. http://www.envirotools.org/factsheets/Remediation/bioremediation.shtmlWEB adresa kompanija koje nude opremu, material i tehnologiju za bioremedijaciju:

- www.alabastercorp.com- http://www.remtech1.com/bioremediation.htm- http://www.intergeo-consulting.com/technology/bioremediation.htttp

48

3.3 MEMBRANSKI PROCESI: principi, tipovi, tehnologije i primeri primenjenih procesa3.3 MEMBRANE PROCESSES: principles, types, technologies and examples of applied processes

Membrane i membranski procesi imaju veliku primenu u separacionim tehnikama. Membrane se upotrebljavaju u: mikrofiltraciji, ultrafiltraciji, reverznoj osmozi, membranskoj destilaciji, pervaporaciji, elektrodijalizi i mnogim drugim procesima. Posebna primena membrana je u oblasti reaktorskog inženjerstva gde se membrane koriste ze za konstrukciju reaktora koji se primenjuju u biotehnologiji i obradi otpadnih voda različitog porekla.

Membranski procesi su svi oni procesi koji se odvijaju na membrani ili posredstvom membrane. To su procesi zasnovani na:

o selektivnoj propustljivosti membrane,o adsorpciji na adsorbentu koji je zadržan na membrani ili od strane same membrane,o -biološkim pocesima uz pomoć mikroorganizama ili enzima koji su zadržani ili

imobilisani na membrani.

U membranskim separacionim procesima dolazi do razdvajanja suspenzija i rastvora kroz polupropustljivu (semipermeabilnu) membranu. Pogonska sila kod ovih procesa je pritisak koji se ostvaruje potisnim pumpama.

U zavisnosti od propustljivosti membrane tj. stepena separacije, razlikuje se: mikrofiltracija (MF) kojom se uklanjaju čestice veće od 0,1 μm (membrana zadržava

suspendovane, koloidno dispergovane čestice i viabilne mikroorganizme). Koristi se za bistrenje i dezinfekciju vode;

ultrafiltracija (UF) kojom se uklanjaju čestice veće od 1 nm (membrana zadržava veće molekule rastvorenih materija, spore i viruse). Koristi se za uklanjanje organskih supstanci i sterilizaciju vode; i

reversna osmoza (RO) kojom se uklanjaju čestice manje od 1 nm (membrana propušta samo rastvarač). Koristi se za demineralizaciju vode.

Prvobitno membranski procesi, posebno reverzna osmoza i ultrafiltracija, primenjivani su u

desalinaciji vode i u pripremi manjih količina vode za potrebe medicine i farmacije. Danas je njihova primena proširena na prečišćavanje vode namenjene snabdevanju stanovništva, pa i za potrebe industrije (procesne i kotlovske napojne vode). Nagloj ekspanziji membranskih procesa posebno su doprineli sledeći momenti:

pad investicionih troškova proces je kontinualan, odvija se izotermno, poseduje izvanrednu selektivnost za pojedine rastvore, energetski bilans je (posebno u odnosu na postupak destilacije) vrlo povoljan, ne zagadjuje okolinu, troškovi održavanja su dosta niski, i izgradnja uređaja je modularna što omogućava jednostavno povećanje kapaciteta

postrojenja.

Nepovoljnost kod membranskih procesa je što zahtevaju povišene pritiske radi potiskivanja vode kroz membranu, kao i to što se, radi zaštite zagađenja i blokiranja membrane, mora izvršiti predtretman vode. On se sastoji u uklanjanju suspendovanih materija postupcima filtracije, a kod voda koje sadrže koloidno rastvorene i suspendovane materije potrebna je i prethodna koagulacija i flokulacija, kao i postupci deferizacije i demanganizacije, u cilju očuvanja membrane.

49

Membranski separacioni procesu su našli svoje mesto u izdvajanju i prečišćavanju proizvoda biotehnologije, kao i u prečišćavanju otpadnih voda.

Princip rada membranskih separacionih procesa.Princip rada membranskih separacionih procesa je jednostavan. Osnovna komponenta u tom

procesu je polupropustljiva membrana na čijoj površini se dešavaju sve promene. Separacija suspenzije ili rastvora kroz membranu zasniva se na selektivnoj propustljivosti membrane. Mikrofiltracija se objašnjava teorijom pora ili membranskog sita. Po ovoj teoriji, pore membrane su cilindrične i pružaju se kroz membranu, normalno na njenu površinu. Membrana deluje kao sito na kome se zadržavaju čestice većeg prečnika od prečnika pora, a čestice manjeg prečnika prolaze kroz pore u membrani. U slučaju ultrafiltracije ili reversne osmoze membrana deluje kao membransko sito: molekuli veći od pora se zadržavaju na membrani, a rastvarač prolazi.

Pod dejstvom pritiska kroz membranu, na suprotnu stranu, prolazi produkt (permeat), a koncentrovani rastvor izdvojenih komponenti (koncentrat), ostaje na prednjoj strani membrane. Svaka od ove dve frakcije se posebno izvodi iz sistema (Slika 21).

Prečišena voda (permeat), nakon prolaska kroz membranski sistem, gubi pritisak i slobodnim isticanjem se prihvata u posebnom rezervoaru a odatle odvodi do potrošača. Koncentrat se sa površine membrane, uz kontinualno povećanje gustine i sa pritiskom koji je približno jednak ulaznom, odstranjuje u pravcu oticanja.

Slika 21. Princip rada postrojenja za membransku separaciju

On se, ukoliko ne sadrži štetne komponente za životnu sredinu, ispušta u kanalizaciju. Ukoliko se u koncentratu nalazi nedozvoljena koncentracija štetnih supstanci, obično teških metala, on se prethodno mora prečistiti.

Od kvaliteta membrane i radnog pritiska postrojenja zavisi stepen separacije tj. prečišćavanja, kapacitet i ekonomičnost rada postrojenja. Odnos permeata i koncentrata kod vode u reversnoj osmozi kreće se oko 3:1. Da bi se povećalo iskorišćenje vode, koncentrat može biti kao polazna voda u drugom stepenu membranske fitracije. Na taj način se stepen iskorišćenja vode može povećati na preko 90%.

Konstrukcija membrana.Materijal od koga se izradjuju membrane je različit. Prve korišćene membrane su bile od

acetatne celuloze. Zbog nedostataka ovog materijala danas se koriste sintetički polimeri (polivinilhlorid, poliakrilonitril, polisulfoni i poliamidi). Treću grupu čine mineralne membrane, najčešće keramičke, koje se koriste u mikrofiltraciji. Ove membrane se grade od cirkonijum oksida, aluminijuma, ugljenika na keramici ili grafitu kao nosaču. Ove membrane pokazuju najbolje karakteristike prečišćavanja, ali su i najskuplje.

Membrane se smeštaju u kućišta koja mogu biti u obliku ravnih ramova (slično ramskim filter presama) ili u obliku tubusa. Membrane koje nemaju dovoljnu mehaničku otpornost postavljaju se na nosače a između slojeva membrana postavljeni su odstojnici koji omogućavaju nesmetan prolaz permeata i koncentrata kroz kučište. Konstruktivni elementi jednog tubularnog membranskog kućišta prikazani su na Slici 22.

50

Slika 22. Šematski prikaz konstrukcionih elemenata tubularnog membranskog kućišta

Pojedinačne membrane imaju ograničen kapacitet. Radi postizanje većeg kapaciteta separacije paralelno se povezuje više membrana u membranske module.

Postrojenja za membransku separaciju. Principijelna šema uređaja za membransku sparaciju vode data je na Slici 23 a izgled

postrojenja na Slici 24. Postrojenje uklčjučuje dve uzastopne faze prečišćavanja:

predtretman, imembransku sparaciju.

Sirova voda se u prvoj fazu podvrgava predtretmanu koji uključuje filtraciju, deferizaciju, omekšavanje jonskom izmenom i dehlorisanje. Nakon toga, u drugoj fazi voda se podvrgava membranskoj serparaciji u modulu za ultrafiltraciju, nanofiltraciju ili reversnu osmozu, što zavisi od potrebnog kvaliteta vode.

Slika 23. Principijelna šema postrojenja za membransku separaciju predtretmanom. Oznake: 1. Mehanički filter, 2. Deferizacija, 3. Omekšavanje, 4. Dehlorisanje, 5. Membranski uredjaj, 6. Kanalizacija 7. Doziranje potrebnih hemikalija (ako je potrebno za postizanje određenog kvaliteta vode, nap. Ca i Mg soli kod vode za piće)

51

Slika 24. Izgled industrijskog postrojenja za reversnu osmozu

Efikasnost procesa reversne osmoze. Kako je već navedeno, efikasnost procesa membranske separacije zavisi pre svega od

karakteristika membrane i od radnog pritiska. Membrane za reversnu osmozu imaju nejveći efekat serparacije rastvorenih supstanci. Pošto se izrađuju memmbrane koje imaju različiti efekat separacije, njihov izbor se vrši prema željenom efektu separacije.

Na primer, procesom reversne osmoze, sa kompletnim predtretmanom u prečišćavanju vode, prosečno se otklanja:

monovalentni joni (npr. Na+, K+, Cl-, NH3-), 97% viševalentni joni (npr. Ca 2+, Mg 2+, Al 3+, SO4 2-), 98% nerastvorene čestice: 5 x 10-4 mm, 99% pirogene materije, 99% organske materije (molekulske mase > 200), 99%

Unakrsna filtracija.Unakrsna filtracija se vrši tako što suspenzija struji preko filtracione površine tangencijalno

(Slika 25), odnoseći čvrste čestice sa filtracionog medijuma, pa se ostvaruju 100 do 1000 puta veće brzine filtracije nego filtracijom kroz filtracionu pogaču. Posebni slučajevi unakrsne filtracije su mikrofiltracija i ultra filtracija.

Slika 25. Šematski prikaz unakrsne (tangencijalne) filtracije

52

Membranska separacija.Razvojem selektivno propustljivih, hemijski i mehanički otpornih membrana, membranski

separacioni procesi zauzimaju sve značajnije mesto u biotehnologiji, prvenstveno u postupcima prečišćavanja proizvoda, mada se sve više koristi i za izdvajanje proizvoda iz suspenzija. Na taj način mebranski procesi kao selektivniji sve više zamenjuju klasičnu filtraciju i centrifugalnu separaciju. Uspešno se koristi i kao faza prečišćavanja nakon izdvajanja proizvoda, najčešće proteina, precipitacijom.

Proizvodi biosinteze, koje je potrebno izdvojiti iz fermentacione tečnosti ili razorene ćelijske biomase, organske su prirode, ali su po veličini molekulske mase i hemijskoj prirodi veoma različiti. Zbog toga je izbor tipa membrane za izdvajanje određenog proizvoda prvi i najbitniji korak, koji uvek zavisi od veličine molekula ili fizičkohemijskih karakteristika supstance koja se želi odvojiti.

Podela postupaka membranske separacije prema veličini pora membrane šematski je prikazana na Slici 26.

Slika 26. Podela membranskih sepracionih procesa zavisno od veličine pora membrane

Mikrofiltracija (MF). Mehanizam ovog najjednostavnijijeg postupka membranske separacije dobro je poznat. Suspendovane ili koloidno dispegovane supstance većih dimenzija od prečnika pora se zadržavaju na membrani, a manje prolaze kroz nju. Tipična vrednost prečnika pora je 0,2 m.

U skladu sa veličinom pora membrane, mikrofiltracijom se na membrani mogu odvojiti bakterije i kvasci (veličina ćelije je 0,1 do 10 m) i makromolekuli, kao što su belančevine i polisaharidi (molekululska masa 100.000 do 500.000 daltona). Iako je pomoću MF moguće izdvajatii animalne ćelije, zbog intenzivnih smicajnih sila i osetljivosti ćelija, to je potrebno činiti veoma oprezno.

Pošto se MF (delom i UF) prvenstveno koristi za izdvajanje mikroorganizama i makromolekula, klasična filtracija ima za posledicu formiranje sloja izdvojenih supstanci, koji se ponaša kao dodatna membrana i izaziva značajne filtracione probleme. Zbog toga se za ovu vrstu namene isključivo koristi unakrsna filtracija.

Ultrafiltracija (UF) koristi membrane manje permeabilnosti, sa veličinom pora manjih dimenzija. Opseg koji obuhvata UF je 5.000 do 100.000 daltona što odgovara prečniku pora 2 – 100 nm .UF se koristi za koncentrisanje i prečišćavanje proizvoda, na primer izdvajanje i prečišćavanje proteina, enzima, pirogenih supstanci (lipopolisaharidi iz zida bakterijskih ćelija), ćelijskih delova i virusa.

Nanofiltracija (NF) zahvata deo oblasti koji pripada UF i RO, pa se njome mogu izdvajati komponente sa dimenzijama 1-5 nm. Primenjuje se za izdvajanje i separaciju proizvoda.

Reverzna osmoza (RO) obvuhvata opseg ispod 500 daltona (prečnici pora 0,2 – 3 nm). U skladu sa veličinom pora, RO se koristi za izdvajanje organskih molekula manje molekulske mase i neorganskih molekula i jona. Pošto RO membrane bez smetnji propuštaju molekule vode, ovaj membranski postupak se uspešno koristi za sušenje proizvoda.

53

Uređaji za membransku separaciju. Uređaji za membransku separaciju sadrže MF, UF ili RO modul i napojnu pumpu. U slučaju MF i UF koriste se centrifugalne pumpe jer radni pritisci nisu previše visoki. U slučaju RO, iza napojne pumpe se postavlja pumpa visokog pritiska. Ovakvom kombinacijom pumpi izbegava se kavitacija pumpe visokog pritiska, a za pranje modula koristi se samo napojna pumpa.

U određenim slučajevima retentat (frakcija koja ne prolazi kroz membranu) se recirkuliše, radi boljeg iskorišćenja permeata ili koncentrisanja retentata (Slika 27). Ako je pad pritiska nakon membrane veliki, uključuje se još jedna pumpa u povratni tok (buster pumpa), radi podizanja radnog pritiska.

Slika 27. Osnovna šema uređaja za mikrofiltraciju

Postupak separacije se može izvoditi šaržno ili kontinualno.

Šaržni postupak se izvodi tako što se u cirkulacionom krugu vrši više uzastopnih prolaza kroz modul. Ovaj postupak se koristi u slučaju manjih količina fluida i kada je potrebno postići što veću koncentraciju komponenti koje ostaju u retentatu. Uređaj je jednostavaniji i investiciono jeftiniji. Uređaj obavezno uključuje povratnu pumpu. Veliki nedostatak je to što se želejna komponenta duže vreme zadržava u uređaju, što može imati za posledicu delimično razaranje proizvoda, a veća je i mogućnost infekcije.

Kontinualni postupak uključuje dve osnovne varijante. Prva je kontinualni postupak bez recikulacije koji je višestepen, a broj modula u nizu se smanjuje sa porastom stepena koncentrisanja. Fluid prolazi kroz uređaj samo jedanput, pa je oštećenje komponenti manje nego kod šaržnog. Potrošnja energije je mala, što ovaj postupak čini ekonomičnim. Drugi je kontinualni postupak sa delimičnom recirkulacijom retentata, pa se ovaj bolje koncentriše.

Ekonomičnost primene membranskih procesa određena je kvalitetom (cenom) membrana i potrebnim pritiskom.

Za izbor membrana najbitnije su sledeće karakteristike: biokompatibilnost, permeabilnost, mehanička i hemijska stabilnost, mogućnost interakcije sa proizvodom i podobnost za sterilizaciju (termička stabilnost). Većina membrana koje su u upotrebi su izrađene od polimernih materijala kao što su: acetat celuloze, najlon, politetrafluoroetilen (PTFE), polivinil difluorid (PVDF), polisufonati i sl. U poslednje vreme, sve češće se primenjuju keramičke membrane. One poseduju veliku hemijsku stabilnost i mehaničku otpornost, kao i otpornost na termičku sterilizaciju. Zbog toga imaju duži vek upotrebe, što kompenzuje njihovu veću cenu.

Pored navedenih karakteristika i cene membrana, treba imati na umu da sa smanjenjem prečnika pora otpor prolasku kroz membranu raste, tako da za MF iznosi 1-3 bar, UF 1-7 bar, a za RO 7-70 bar. To je jedan od razloga što se u biotehnologiji i hemijskoj industriji najviše koristi MF i UF, dok se RO prvenstveno koristi za prečišćavanje skupih farmaceutskih proizvoda.

54

Dijaliza. Dijaliza je membranska separacija koja se koristi za razdvajanje rastvorenih niskomolekularnih

jedinjenja (molekulska masa 100 do 500 daltona), kao što su, na primer, organske kiseline i neorganski joni (jonska masa 10 do 100 daltona). U primeni najpoznatija dijaliza je izdvajanje uree (molekulska masa 60 daltona) iz urina kod bolesnika obolelih od uremije. U biotehnologiji dijaliza se može primeniti za izdvajanje soli iz rastvora proteina.

Uređaj za dijalizu uklučuje selektivnu membranu koja deli dva prostora, prostor sa rastvorom niskomolekularne i prostor sa rastvorom visokomolekularne komponente (Slika 28).

Slika 28. Šematski prikaz separacije dijalizom:

o – niskomolekularna komponenta, mase, - visokomolekulara komponenta

Zbog selektivne propustljivosti membrane, komponenta male molekulske mase difunduje kroz membranu u prostor niže koncentracije sve do uspostavljanja ravnotežnog stanja. U stanju ravnoteže hemijski potencijal difundujućeg jedinjenja na obe strane membrane je izjednačen, pa se može pisati:

(1)

uvođenjem koncentracija dobija se:

(2)

ili:(3)

gde je: - koncentracije difundujuće komponente i - koeficijent aktivnosti difundujuće komponente.

Za idealne, veoma razblažene rastvore , jednačina 3 ima oblik:

(4)

Ova ravnoteža važi za nenaelektrisane rastvorene molekule. Ako je makromolekul polieliktrolit, kao što su belančevine i nukleinske kiseline, potrebno je uzeti u obzir i ravnotežu naelekterisanja molekula. Ravnoteža se naziva Donnan-ova ravnoteža.

Elektrodijaliza je poseban tip dijalize kod koje se u jednosmernom električnom polju mogu razdvojiti pozitivno od negativno naelektrisanih jona, što je poznati princip elektrolize. Za razliku od obične elektrolize, prostori katode i anode su odvojeni selektivno propustljivom membranom, čime se postiže i selektivno razdvajanje jona po veličini (Slika 29). Elektrodijaliza se koristi za razdvajanje jona iz rastvora velike jonske koncentracije.

55

Slika 29. Šematski prikaz uređaja za elektrodijalizu

Primena membranskih reaktora.Primeri primene membranskih reaktora prikazani su na Slikama 30-32.

Slika 30. Application of membrane reactors.

56


57


58

3.4 TEHNOLOGIJE RECIKLIRANJA3.4 RECYCLING TECHNOLOGIES

Najjednostavnije značenje ovog termina je ponovna upotreba materijala koji je već korišćen. Recikliranje materijala kao što su staklo, metali, papir i tekstil ima dugu tradiciju u svetu, pa i kod nas. Ovi materijali se selektivno sakupljaju posle upotrebe u industriji i domaćinstvima i sa relativno malo priprema koriste ponovo kao industrijske (ili sekundarne) sirovine uključujući se tako u kružni tok materijala.

Danas je opšte prihvaćena činjenica da su izvori sirovina i energije ograničeni i da ih treba štedeti, ali i čuvati životnu sredinu od zagađenja štetnim supstancama i od sve većih količina različitih vrsta otpada. Bez obzira na ograničenost sirovina i energije i stalni rast njihovih cena potrebe industrije su sve veće i dostigle takve razmere da se priroda više ne može sama boriti za ravnotežu razmene industrijskih potreba i mogućnosti, pre svega u oblasti zaštite okoline bez svesnog delovanja čoveka.

Recikliranjem mogu da se smanje troškovi sirovina i energije, ali je ono i jedan od najperspektivnijih načina rešavanja problema otpada. Recikliranje otpada je često nerentabilno tako da je zadatak industrije i države da angažuju sve kreativne potencijale kako bi radili na stalnom razvoju novih postupaka recikliranja koji mogu da zadovolje kako ekonomske tako i ekološke zahteve, a da kod građana stvore kritičnu svest o značaju ekologije i promene odnosa prema okolini.

Zadnjih dvadesetak godina se zbog toga postavlja pitanje ekološke opravdanosti, proizvodnje i primene mnogih materijala. Uveden je pojam ekološkog materijala pod kojim se danas podrazumeva materijal za čiju se proizvodnju, primenu i recikliranje utroši manje sirovina i energije i manje zagadi životna sredina nego za druge materijale iste namene. Tako, recimo, W.Thalmann je razradio 1984 god. jednu proceduru za izradu ekološke lične karte ili ekološkog bilansa materijala koji su korišćeni za izradu ambalaže kojom se porede ekološka svojstva polimernih i drugih materijala, a ova procedura je dopunjena 1991 god. izradom ekološkog bilansa za sve materijale koji se koriste na prostoru Evropske zajednice.

Slika 3.1. Ekološki bilans materijala. Pomoćna šema. Oznake: E- energija, V- voda, S- sirovine, T-energija za transport, OG- otpadni gasovi, OV- otpadna voda, ČO-čvrst otpad, TE-otpad uslovljen transportom

Za pravljenje ekološkog bilansa se pravi šema koja je prikazana na Slici 3.1. Kada se uradi ekološki bilans, može se vršiti korektno upoređivanje različitih materijala, svih faza njihove proizvodnje i vršiti procene doprinosa zagađivanju životne sredine svake faze, ali i ovakvo

59

Izlaz

Materijali

Recikling

Prerada Primena OtpadD

epon

ija

SIROVINE

OG OV ČOTE

Ulaz

E V T E S V T

upoređivanje proizvodnje jednog istog proizvoda različitim postupcima u cilju izbora optimalnog postupka sa aspekta proizvodnje, korišćenja i recikliranja.

Recikliranje i komunalni otpad.

U svetu su nagomilane velike količine komunalnog otpada na deponijama koje su različito uređene. Cena odlaganja komunalnog otpada u savremeno uređenim deponijama je visoka, u proseku oko 70 dolara po toni u SAD, odnosno 60 evra u Evropi (Nemačka), što je problem, ali je problem i to što su mnoge popunjene, a izgradnja novih ne prati trend porasta komunalnog otpada zbog cena i adekvatnog prostora. Zbog toga, nažalost, velike količine otpada završe u moru, ili na kopnu van uređenih deponija.

Narasla svest o zaštiti životne sredine, s jedne, i činjenica da komunalni otpad predstavlja značajan izvor sekundarnih sirovina s druge strane, su doprineli angažovanju značajnih potencijala i sredstava u cilju rešavanja komunalnog otpada kako bi se zadovoljili ekološki standardi ali i snizili troškovi sirovina i energije. Količina sakupljenog otpada i sortiranje (kvalitet i sadržaj otpada) zavisi od socijalnog statusa, stepena obrazovanja i informisanosti, motivacije građana i zakonskih propisa koji regulišu ovu materiju.

Zakonodavstvo EU uoblasti otpada ima za cilj smanjenje količine otpada, obezbeđenje njegovog ponovnog korišćenja (recikliranje) ili takav način odlaganja koji ne ugrožava životnu sredinu. Dve direktive regulišu ovu materiju: Direktiva o otpadu (directive 75/442/EEC, izmene directive 91/156/EEC) koja ima za cilj smanjenje količine i štetnosti otpada razvojem novih (zelene) tehnologija i proizvoda, tehnika odlaganja otpada ali i recikliranja otpada u cilju dobijanja materijala ili energije. Druga direktiva (directive 94/31EEC) se odnosi na opasni otpad i zahteve za upravljaje njime, poćev od načina obeležavanja, dozvola za reciklažu, transporta do MDK vrednosti i sl.

Otpadne i opasne mateije su predmet i našeg Zakonodavstva, Zakona o postupanju sa otpadnim materijama, Sl. Glasnik RS, br. 26/96, Pravilnika o kriterijumima za određivanje lokacije i uređenje deponija otpadnih materijala Sl. Glasnik RS, br. 54/92, Pravilnika o postupanju sa otpacima koji imaju svojstva opasnih materija Sl. Glasnik RS, br. 12/95. Izgradnja sanitarnih deponija za odlaganje komunalnog otpada je uređena Zakonom u RS i danas je deo Lokalnih ekoloških akcionih planova lokalnih samouprava na prostoru RS.

Za sakupljanje otpada primenjuju u razvijenim zemljama tri modela kod kojih je zbog recikliranja prisutan princip selektivnog door-to-door sakupljanja:

Po prvom, koji je prisutan u svim razvijenim zemljama, se u određenim delovima grada postavljaju kontejneri u kojima se odlaže određena vrsta otpada, papir, staklo, metal, polimerna ambalaža, tekstil i sl.,

Po drugom, svako domaćinstvo dobija određen kontejner ili kese za različite vrste otpada koje preuzimaju komunalne službe, (ovaj model je dosledan u Nemačkoj),

Po trećem komunalne službe u naseljenim mestima odrede ograđen prostor na koji građani predaju svoj otpad koji je klasifikovan službenom licu. Na ovakvim mestima se predaje i otpad iz domaćinstva kao sto je nameštaj, drvo, lišće trava ali i bela tehnika, elektronski uređaji, automobilske gume, građevinski šut i sl.

Sve modele najćešće prate mere represije, stimulacije i prevencije. Posebna pažnja se posvećuje merama prevencije koje uključuju edukacione programe, metode kućnog kompostiranja za biorazgradiv otpad (baštenski otpad), primena principa zagađivač plaća, ambalažne kese za višekratnu upotrebu, upustvo gražanima za smanjivanje otpada. Ova tri modela su međusobno uporediva po iskorišćenju, čistoći otpada i ceni sakupljanja. Sva tri modela kao što može lako da se zaključi omogućavaju razdvajanje raznih vrsta otpada na mestu nastajanje, potom njegovo grubo klasiranje i sakupljanje, transport do centara za obradu i ponovno vraćanje u proizvodnju, što sve smanjuje troškove recikliranja proizvoda. Građani ovih zemalja su ne samo finansijski stimulisani

60

(od takse za komunalni otpad se odbija iznos otpada koji se može reciklirati) ali i potpuno informisani o načinu odlaganja raznih vrsta otpada, recimo ambalažnog koji se može reciklirati što je označeno na samom ambalažnoj jedinici sa oznakom materijala od koga je izrađena boca (PET –polietilentereftalat) i načinom odlaganja (simbol kante za otpad).

Ako se radi o nekom uređaju ili aparatu za domaćinstvo u uputstvu se nalazi i deo koji se

odnosi na postupanje sa tim iskorišćenim aparatom, tako simbol precrtane kante za smeće znači da je proizvod pokriven Evropskom direktivom 2002/96/EC. Ova direktiva zabranjuje zajedničko odlaganje električnih i elektronskih uređaja zajedno sa komunalnim otpadom već na posebna mesta za odlaganje koje je odredila Vlada ili lokalna samouprava .U svakom upustvu za rad, održavanje, servisiranje i odlaganje je navedeno da informacije o odlaganju starog mogu da se potraže u uredu lokalne vlasti, službi za odlaganje otpada ili trgovini. Tako, recimo, staklo se sakuplja i sortira po boji i sastavu. Ravno belo staklo kao i ono ambalažno (flaše) se uglavnom sitni u specijalnim kugličnim mlinovima do određene veličine čestica koje se vraćaju u proizvodnju zamenujući silicijum dioksid kao osnovnu prirodnu sastavnu komponentu u proizvodnji stakla. Automobilske gume, pak, mogu da se koriste kao izvor energije ili za recikliranje po dva postupka jednom koji je poznat kao razumrežavanje pri čemu se dobija kaučuk koji se dalje prerađuje na uobičajeni način ili kriogenim meljanjem se dobija gumeno brašno kao dodatak svežem kaučuku i drugim vezivnim sredstvima za izradu različitih predmeta o čemu će biti više reči kasnije.

Manje razvijene zemlje Evrope, uključujući i one sa prostora bivše SFRJ imaju tradiciju sakupljanja i recikliranja industrijskog otpada preko specijalizovanih preduzeća za otkup i preradu sekundarnih sirovina od kojih danas mnoga za promenjenom vlasničkom strukturom i poslovnom politikom uspešno rade i imaju perspektivne. Opšta slikaje da se na prostorima bivše SFRJ komunalni otpad organizovano sakuplja, najčešće u specijalnim sudovima – kontejnerima, a otpad iz domaćinstva u priručnim sudovima ili malim kontejnerima.i kao takav bez reciklaže odlaže na na deponije. Kod prikupljanja i odlaganja dosadašnja praksa je pokazala da su prisutni problemi kao što su:

udaljenost deponija, nedovoljan broj i neadekvatna vozila, odlaganje bez prethodnog razdvajanja u cilju recikliranja, odlaganje biohazardnog otpada sa komunalnim, odlaganje na divljim deponijama.

U Srbiji je bilo pokušaja ili su u toku, da se primeni neki od tri naped navedena modela

sakupljanja otpada međutim, iskustva su loša pre svega zbog niske svesti i odgovornosti građana. U mnogim gradovima su urađeni, ili su u fazi izrade Lokalni ekološki akcioni plan sa novim pristupima upravljanja komunalnim otpadoma sve uskladu sa najnovijim zakonskim propisima iz ove oblasti. Aktivnosti na ovom planu idu od nabavke novih vozila i sudova za odlaganje i transport, razdvajanje komunalnog od opasnog otpada, izgradnja regionalnih deponija, ali i i onih za odlaganje i preradu opasnog otpada na nivou Republike, redukcija otpada pre svega izgradnjom postrojenja za reciklažu kao i planiranje i izgradnja novih sanitarne deponije sa postrojenjima za reciklažu otpada. Naime, pošto se selekcija i sakupljanje otpada ne vrši na mestu nastajanja, to se otpad iz kontejnera ili kanti za smeće prikuplja i vozi do predviđene lokacije na kojoj se primenom odgovarajuće tehologije vrši izdvajanje stakla, papira, tekstila, metala, plastike i dr. a ostatak odlaže na sanitarnu deponiju koju čine iskopane i zaštićene kasete sa sistemom za odvođenje i prečišćavanje otpadnih voda.

Prema podacima u Srbiji se svakog dana sakupi oko 2,2 miliona m3 otpada u kome komunalni ima udeo u iznosu od 60%, a ostatak je industrijski otpad. Komunalni otpad se uglavnom deponuje na deponije koje nisu u skladu sa propisima i bez prethodnog tretmana (kompostiranje, insineracija, kao gorivo, ne klasifikuje i sl). Procenat urbanih površina sa kojih se uklanja zadovoljava (90%) dok je u ruralnim nešto niži. Većina opštinau Srbiji problem

61

komunalnog otpada rešava deponovanjem na Opštinskoj deponiji kojom gazduju lokalna javna preduzeća (neka su u fazi privatizacije sa stranim partnerima koja donose nove tehnologije –sanitarne deponije, selekciju i recikliranje). Očekuje se izgradnja deponija za trajno odlaganje opasnog otpada, industrijskog i medicinskog zakoju su procenjene količine u iznosu od oko 460000 tona /god., otpadana motorna ulja oko 106000t/god., uljne emulzije oko257000t/god., 97000t/god. organski i neorganski industrijski a u Vojvodini naftne isplake 600000 m3 .

Naime, količina i struktura komunalnog otpada u gradovima Srbije je slična onoj u drugim zemljama Evrope. Tako, recimo, prema podacima u Leskovcu se odlaže dnevno oko 150 m3

nesabijenog otpada sa največim udelom polimernog otpada (ambalaža). U Beogradu prema podacima od ukupnog otpada 550000 tona otpada na raznu ambalažu, najviše na bazi polimera, što je ogroman potencijal za reciklažu.

Recikliranje komunalnog otpada u cilju dobijanja energije.

Komunalni otpad danas predstavlja značajan izvor energije, čija toplotna vrednost je skoro jednaka onoj koju poseduje drvo. Toplotna vrednost izražena u MJ/kg iznosi 14,5, dok drvo ima 15, stari papir 16,7, automobilske gume 30, a različiti polimerni materijli od 18 (PVC polivinil acetat) do 46 (kod poliolefina), ulje za grejanje oko 43. U razvijenim zemljama otpad koji se ne može reciklirati u cilju dobijanja materijala, ili na druge načine se spaljuje, t.j. koristi kao gorivo u gradskim toplanama za proizvodnju energije i to toplotne koja služi za zagrevanje i/ili za proizvodnju električne energije. Ovaj način recikliranja komunalnog otpada je ekološki opravdan jer vodi smanjenju otpada na deponijama, uštedi fosilnih goriva i smanjenju mogućnosti zagađenja životne sredine, pored ostalog i zbog toga što se sagorevanjem neke supstance razgrađuju, a teški metali zaostaju u pepelu što olakšava njihovu elimimaciju a zajedno sa nesagorenim se koriste za izradu putnih osnova umesto šljunka.

Ovaj način recikliranja u početku nije bio prihvaćen od ekološke javnosti jer su prvobitna postrojenja za sagorevanje bila na niskom tehnološkom nivou, snabdevena samo filterima za izdvajanje prašine pa su tako emisijom štetnih gasova ugrožavala okolinu. Prednosti ovog načina recikliranja su bila motiv razvoja novih tehnoločkih rešenja i postrojenja sa sistemima za prečišćavanje otpadnih (štetnih gasova) gasova tako da je danas emisija ovih gasova znatno ispod maksimlno dozvoljenih količina MDK) koje su navedene u Tabeli 1, a važe za Nemačku i primenjuju se i u EU.

Tabela 1. Promene MDK štetnih supstanci u otpadnim gasovima iz postrojenja za sagorevanje otpada od 1974 do 1990 (u mg/m3 )

Štetna sustanca 1974 1986 1990

oksidi sumpora - 100 50oksidi azota - 500 200ugljen monoksid 1000 100 50hlorovodonična kiselina 100 50 10fluorovodonična kiselina 5 2 1ukupna prašina 100 30 10Cd, jedinjenja Ti i Hg 20 0,2 0,05As, Co, Ni 20-50 1,0 0,05R,Cu, Mn, Pb, Sn, V 20-75 5,0 0,5Ukupan C (organske supstance)

20-300 20 10

Dioksini, furani - - 0,1 ng

62

Imajući u vidu perspektive ovog postupka recikliranja, u mnogim većim gradovima Evrope izgraćena su postrojenja za spaljivanje otpada i proizvodnju energije. Blok šema proizvodnje i distribucije jednog ovakvog postrojenja firme Ivago, Gent, Belgija, prikazana je na Slici 3.2.

Pored dobijanja energije spaljivanjem u gradskim toplanama, selektovan komunalni otpad (polimeri, auto gume, papir, tekstil) se koristi sam ili zajedno sa drugim gorivima u proizvodnji materijala sa visokim udelom energije kako bi se troškovi snizili, recimo u proizvodnji cementa. Postoje takve fabrike u Nemačkoj koje koriste goriva iz komunalnog otpada, a samo jedna koristi oko 120000 tona gorivih supstanci (papir, tekstil, polimerni otpad) iz komunalnog otpada. Razvijaju se i nove tehnologije i postrojenja (peći za spaljivanje, uređaji za prečišćavanje otpadnih gasova i čvrstog otpada)) za proizvodnju energije iz mešanog polimernog otpada (Finska 1992 god) čistog ili u kombinaciji sa drugim drugim vrstama otpada koja su sa ekološkog stanovišta potpuno prihvatljiva ali su troškovi proizvodnje zasad veći ili blizu cene sagorevanjem dobijene energije. Kod izgradnje postrojenja za spaljivanje treba imati u vidu minimalni ekonomski kapacitet, količinu otpada i njegov kvalitet. Smatra se da ovakva postrojenja mogu funkcionisati ako pokrivaju područje sa oko 200000 stanovnika.

Slika 3.2 Blok šema rekuperacije energije

Recikliranje polimernog otpada.

Retko koji materijal je imao kao polimerni materijai, pre svega sintetički organskog porekla, rast proizvodnje i primene. Od milion tona godišnje proizvodnje u 1950 god. do preko 200 miliona tona krajem 2000 god. što ne treba da čudi, jer se danas ovi materijali primenjuju gotovo u svim oblastima i svakodnevnom životu čoveka. Polimeri imaju izuzetno povoljan odnos osobina/kvalitet/cena, jednostavno se prerađuju raznim tehnikama, mogu se posle upotrebe spaljivati jer je u njima sačuvanja energija nafte od koje nastaju, imaju izuzetno povoljan ekološki bilans. Primenom polimernih materijala ostvaruju se uštede energije i materijala, ali smanjuje sei

63

REKUPERACIJA ENERGIJE

Para 36 bar/320o

dmNOx high temp

Turbina Alternator Para 10 bar/212 oC

Električna energija dmNOx low temp Sopstvne potrebe Grejanje domaćinstva Spoljašnji potrošači Grejanje ustanova (bolnica,škole...) Zatvoreni kružni sistem

Pogonski gas 1000 oC + demi-voda 10 oC

zagađenje životne sredine što može dobro ilustrovati primer upotrebe polimernih materijala u automobilskoj industriji.

Zadnjih dvadesetak godina masa polimernih materijala ugrađenih u prosečan automobil je porasla sa 20 na 95 kg. što je smanjilo masu automobila i donelo uštedu od oko 0,5 dm3 /100 km, ili za oko 90 miliona putničkih vozila u Evropi u toku 1996 god uštedu benzina oko 3 miliona tona, i smanjenje emisije ugljen dioksida za oko 6 miliona tona. Sem toga automobili koji su na deponijama (oko 12 miliona na deponijama Zemalja Evropske unije) su zvor sekundarnih sirovina.

Deponije i otpad na njima su do skoro bii problem države, a danas prema konceptu potpune odgovornosti treba da rešava probleme vezane za otpad koji nastaje prestankom upotrebe njenih proizvoda, dakle ne samo da proizvede i omogući stalnu upotrebu automobila već da po prestanku upotrebe preuzme takvo vozilo.

Zbog toga je i zaštitni znak ovog koncepta simbol automobila u tri kruga predstavljena isprekidanom linijom koji se međusobno seku a odnose se na proizvodnju, upotrebu i recikliranje. Ovaj koncept na primeru kružnog toka polimernih materijala pri recikliranju putničkih automobila je razradila i primenjuje firma OPEL za svoje tipove automobila (Slika 3.3). Za korišćene avione postoji sličan koncept imajući u vidu pre svega aluminijum koji je mouće potpuno reciklirati ali i druge delove kao elektromehanićke, elektronske koji se posle odvajanja ispituju, repariraju i ponovo koriste, plastiku i tekstil.

Slika 3.3. Šematski prikaz kružnog toka polimernih materijalapri recikliranju putničkih automobila

Porast proizvodnje i potrošnje polimernih materiala je pratio i porast polimernog otpada, a rešenje problema otpada, i pored mnogih postupaka za recikliranje, komplikuju činjenica velikog broja različitih polimernih materijala po osobinama, primeni i mestu nastajanja otpada. Prema mestu nastajanja i stepenu čistoće što je bitno za mogućnost recikliranja polimerni otpad je razvrstan u 5 grupa (v. Tab. 2):

64

Prerada

Granulat

Produkt Ugradnjau vozilo

Korisnik

Demontiranjei klasiranje

Polime-rizacija

Sagorevanje

Energija

Deponija

1.Ponovnaprimena delova

2.Recikliranjematerijala

3.Recikliranje-sirovine(monomeri)

Tabela 2. Grupe otpada

Grupa Mesto nastajanja polimernog otpada Tip i stepen čistoće

I proizvodnja polimera homogen i čist1

II prerada polimera homogen i čist1 III dorada polufabrikanata homogen ili kombinovan čist2

IV polimeri primenjivi u industriji kombinovan, oštećen, zaprljan2

V polimeri u komunalnom otpadu kombinovan, oštećen, zaprljan2

1 prah ili granulat, vlakna2 komadi različitog oblika

Način recikliranja polimernog otpada u cilju dobijanja materijala zavisi od vrste i stanja materijala. Otpad koji pripada grupama I-III termoplastičnih polimera nastaje u proizvodnji kao tehnološki otpad u proizvodnji ili primeni polimera, recimo u industriji hemijskih vlakana. Imajući u vidu njegovu čistoću i homogenost i mesto nastajanja on se koristi ponovo posle sakupljanja, usitnjavanja, granulira i mešanja sa svežim polimerom za izradu istih proizvoda ili nekih drugih. Tako, recimo, u proizvodnji poliamidnih vlakana ovaj tip otpada može da supstituiše svež poliamid smanjujući tako cenu proizvoda, ili da se isporučuje u formi granulata drugim firmama koje rade druge proizvode, recimo za livenje raznih proizvoda za kućnu ili industrijsku upotrebu kao zupčanici ili delovi za automobile i dr.

Način recikliranja polimernog otpada u cilju dobijanja materijala zavisi od vrste i stanja materijala. Otpad koji pripada grupama I-III termoplastičnih polimera nastaje u proizvodnji kao tehnološki otpad u proizvodnji ili primeni polimera, recimo u industriji hemijskih vlakana. Imajući u vidu njegovu čistoću i homogenost i mesto nastajanja on se koristi ponovo posle sakupljanja, usitnjavanja, granulira i mešanja sa svežim polimerom za izradu istih proizvoda ili nekih drugih. Tako, recimo, u proizvodnji poliamidnih vlakana ovaj tip otpada može da supstituiše svež poliamid smanjujući tako cenu proizvoda, ili da se isporučuje u formi granulata drugim firmama koje rade druge proizvode, recimo za livenje raznih proizvoda za kućnu ili industrijsku upotrebu kao zupčanici ili delovi za automobile i dr.

Polimerni otpad iz grupe IV i V je zaprljan, mehanički i hemijski oštećen, nehomogen mora u cilju recikliranja da se prvo razdvoji od drugih vrsta otpada, potom da se klasifikuje, usitni, opere, osuši, meša sa različitim aditivima i svežim polimerom po potrebi i prevede u pogodan oblik za dalju upotrebu, ili da se reciklira hemijskim postupcima.

U rešavanju polimernog otpada doprinos kompostiranja je mali s obzirom na male količine biorazgradivogih polimera, a najveći imaju recikliranje i odlaganje na uređene deponije. Opšte prihvaćen koncept problema otpada uključujući i recikliranje je prikazan na Slici 3.4.

65

sirovina

Proizvodnja polimeraHemijsko

recikliranje

Prerada polimera

primena

Recikliranje materijala

Visekrataprimena

Recikliranje utoplotu (sagorevanje)

sljakadeponija

Struja

para

Slika 3.4. Šematski prikaz rešavanja problema polimernog otpada

Recikliranje polimernog otpada u cilju dobijanja materijala.

Sakupljanje polimernog obrada je prethodno obrađeno. Sakupljeni polimerni otpada iz komunalnog otpada ili industrije, predstavlja najčešće smešu većeg broja različitih polimera pa se zbog toga za dalju upotrebu mora grubo klasiranje, najčešće ručno klasirati, prema obliku artikla i vrsti kada je to moguće, razdvajanjem frakcija: šuplja tela (sa oko 90% PE), folije (sa oko 83% PE, 5% PP i 3%PET), pehari i blister pakovanja (30% PS, 62% PP , 2% PET), penasti materijali (nema podataka o sastavu) i ostali sitan materijala ili mešan sa oko 45% PE/PP, 17% PS, 8%. PVC, 4% PET, sa 26% drugih materijala koji se koriste za pakovanje.

Sledeća faza je lagerovanje i transport koje su neophodne u različitim fazama recikliranja. Lagerovanje se vrši u otvorenim ili zatvorenim kontejnerima u zavisnosti od stanja i sastava, sitan, granuliran, vlažan ili sušen, presovan ili ne, a transport pomoću transportnih traka, puževa ili pneumatski do mesta lagerovanja, a do mesta primene se odvija najčešće specijalnim kamionoima.

Usitnjavanje je operacija pripreme sa ciljem dobijanja čestica određene veličine i homogenosti (tri grupe: grube čestice do 20 mm, srednje 1 do 20 mm i fino usitnjene manje od 1 mm), a zbog lakšeg lagerovanja i primene.Usitnjavanje se vrši različitim metodama; specijalni noževi tipa giljotina, dvovaljci sa noževima ili klasični mlinovi na temperaturi okoline, dok termosetljivi i oni koji postaju krti na nižim temperaturama kao guma kriogenim postupkom (tečni azot).

66

Polimerni otpad

Posle usitnjavanja otpad koji je jako zaprljan se čisti pranjem ili ekstrakcijom u cilju otklanjanja nečistoća. Pranje se vrši hladnom ili toplom vodom (zbog ekonomičnosti ova se reciklira) pomoću površinski aktivnih supstanci i drugih supstanci koje olakšvaju proces, a odvija kroz tri faze, omekšavanje nečistoća, uklanjanje nečistoća od polimera, uklanjanje polimera iz uređaja za pranje i sušenje. Ako je za dalju upotrebu reciklata potrebno ukloniti iz polimera ne samo nečistoće sa površine već i unutrašnosti (razni aditivi, proizvodi degradacije polimera od upotrebe termo ili termohemijske i boje) onda je potrebno pored pranja vodom primeniti i pogodan proces ekstrakcije nekim organskim rastvaračem što zavisi od prirode nečistoće, polimera. Na ovaj način se dobija skoro potpuno čist reciklat koji se može koristiti za izradu vrlo kvalitetnih proizvoda.

Sortiranje ili razdvajanje je najvažnija operacija imajući u vidu nekompaktabilnost polimernih materijala izuzev nekih. Sortiranje se izvodi primenom nekoliko metoda što zavisi od prirode i namene reciklata. Jedna od metoda je sortiranje prema gustini, a omogućeno je zahvaljujući činjenici različitih gustina polimera i mogučnosti njihovog odvajanja u nekoj, najčešće vodi, disperznoj sredini u specijalnim bazenima, ili hidrociklonima, ili centrifugugama za kontinualno sortiranje. Sledeći postupak je elektrostatički u čijoj osnovi je činjenica da trenjem čestica polimera dolazi do njihovog naelektrisanja, a vrsta i količina zavisi od građe polimera koje se sada odvajaju u električnom polju između dve elektrode. Pogodnim izborom rastvarača moguće je iz smeše polimera izdvojiti jedan, a ovaj način se naziva sortiranje selektivnim rastvaranjem. Bez obzira na način pranja polimera, voda ili drugi rastvarač, sledeća faza je sušenje koje se može vršiti mehanički (obično ceđenje preko sita različite finoće, tada zaostaje oko 7% vlage), pomoću centrifuga različitih konstrukcija ili termički u sušnicama sa protokom toplog vazduha (ostatak vlage je oko 0,1%). Sušenje se izvodi do dozvoljenog sadržaja vlage, potom se polimerni otpad koristi ili granulira i kao takav iznosi na tržište. Za otpad grupe I-III nije potrebno izvoditi operacije pranja, sortiranja i sušenja (koje kod otpada iz grupe IV i V povećavaju cenu) pa je recikliranje otpada iz ovih grupa i ekološki i ekonomski opravdano.

Recikliranje polimernog otpada u cilju dobijanja sirovina.

Kada se polimerni otpad reciklira u cilju dobijanja materijala on se hemijski ne tretira pa se ne menja niti njegova hemijska priroda ili makromolekulska struktura. Hemijskim tretmanom moguća je razgradnja polimera do polaznih sirovina - monomera ili oligomera, ali i druge gasovite ili tečne niskomolekularne supstance. Za hemijsko recikliranje ze razvijen veliki broj univerzalnih postupaka ili specifičnih za jednu vrstu polimera. Polimeri dobijeni postupcima polimerizacije ili poliadicije kao poliamidi, poliuretani, poliestri, polikarbonati, i poliacetati mogu se u određenim reakcionim uslovima (voda, alkohol, T i pH) mogu hidrolizovati ili alkolizovati ili aminolizovati praktično u industrijskim uslovima do polaznih supstanci koje se korise za njihovu sintezu. Pored ovih načina postoje i metode hemijskog recikliranja mešanog polimernog otpada postupcima pirolize (razradnja polimera do niskomolekularnih ulja i gasovitih produkata zagrevanjem u inertnoj atmosferi na 400-900 oC.) hidrogenovanja (to je postupak kod koga se polimerni otpad meša sa teškim frakcijama nafte, a potom zagrejan do 450 oC i pritisku od oko 300 bara izlaže dejstvu vodonika, pri tome se dobijaju tečni niskomolekularni ugljovodonici za potrebe rafinerija, t.j. oko 90% polimernog otpada se prevodi u petrohemijske sirovine, a nastali gasovi koriste za proizvodnju energije) i visokotemperaturna gasifikacija (za dobijanje gasa za sintezu i primenu u visokim pećima). Piroliza se smatra univerzalnim i perspektivnim, a postupkom može biti nisko ili visokotemperaturna, sastav i količina tečnih, asovitih i čvrstih proizvoda zavisi od vrste otpada ali i uslova postupka.

Termoreaktivni polimeri se ne mogu reciklirati napred navedenim postupcima jer se ne mogu topiti niti rastvarati. Za njih, recimo za ekspandirane poliuretane, su razvijeni posebni postupci prerade koji se uglavnom sastoje od presovanja a potom sitnjenja do čestica od oko 5

67

mma potom uz dodatak veziva presuju, 20-50 bara, na povišenoj temperaturi 160 o C. Ovakvi proizvodi se koriste kao izolacioni materijal, za izradu podloga, izradu strunjača i sl.

Recikliranje automobilskih guma.

Do skora su korišćene automobilske gume, gume drugih transportnih sredstava idrugi proizvodi na bazi gume predstavljali ozbiljan ekološki problem zbog količina i svoje pripadnosti termoaktivnim polimerima, koji je rešavan spaljivanjem. Međutim, razvijeni su postupci recikliranja ovog otpada u cilju dobijanja materijala i sirovina. Za recikliranje guma su razvijena dva postupka. Po jednom se guma izlaže dejstvu povišene temperature i smicanju i u prisustvu supstanci za raskidanje veza pri čemu dolazi do razumrežavanja i dobijanja kaučuka koji se prerađuje na uobičajen način. Po drugom se guma melje a nastalo gumeno brašno koristi kao dodatak pri preradi svežeg kaučuka ili meša sa nekim vezivnim sredstvom i prerađuje u željene predmete. Usitnjavanje gume se vrši na sobnoj temperaturi u uređajima za sečenje gume, a dobijeni usitnjeni delovi veličine 1 do 6 mm se dalje usitnjavaju u drugoj fazi u specijalnim mlinovima na hladno ili toplo do veličine čestica 50 do 1500 mikrometra. Pri mlevenju na hladno se koristi tečni azot, (kriogeni postupak) koji hladi gumu ( u t.zv. kriogenom tunelu) ispod temperature ostakljivanja kada ona prelazi u krto stanje i kao takva melje u mlinovima čekićarima do 50 mikrometra (gumeno brašno) koje se potom koristi kao punioc u smeši sa svežim kaučukom ili u kombinaciji sa drugim vezivom.

Reciklaža asfalta.

Pod asfaltom se podrazumevaju prirodni bitumeni fosilnih ostatka koji se dobijaju destilacijom sirove nafte. Asfalt i bitumeni zauzimaju glavno mesto u asfaltiranju puteva. Stare, korišćene, asfaltne podloge mogu se reciklirati i ponovo koristiti za izradu novih putnih podloga. Danas se primenjuju dva postupka reciklaže: hladni i topli .

Topli postupak se primenjuje za kolovoze kod kojih je potrebna veća nosivost, elastičnost i ravnost. Kod ovog postupka se asfaltni pokrivač prvo zagreva a potom skida rezanjem. Izgrebani materijal se meša sa svežim vezivnim sredstvom (to su primarne komponente nosionog sloja) i potrebni sastav finih delova u recikliranju materijala. Na dotrajali asfaltni put nasipa se drobljeni materijal za dostizanje potrebnog sastava nosionog sloja i za ravnanje neravnina. Na ispravljenu površinu se potom stavlja prerađena mešavina. Ovim postupkom se postiže ušteda oko 50% u odnosu na stavljanje novog asfaltnog sloja.

Ako je za kolovoz predviđena veža nosivost ili rekonstrukcija (sanacija) primenjuje se hladni postupak. Ovim postupkom se prvo uklanja stara gornja površina asfalta specijalnim mašinama bez prethodnog zagrevanja, potom se koriguje granulometrijski sastav uz dodavanje novih količina cementa, kreča i bitumena pa tako dobivena smeša posipa kao nova kolovozna konstrukcija. Preko ove površine se stavlja betonski zastor ili ili se vrši druga površinska obrada Ovaj postupak se obavlja posebnim uređajima, a postupak obuhvata, prvo, hladno rezanje puta, potom dodavanje cementa, bitumena i kreča, brzo mešanje i potom posipanje i ravnanje novog sloja.

ABSTRACT

68

In this part are present some of recycling technologies. For over two decades, Advanced Recycling Technology Inc. has enjoyed demonstrable success in minimizing industry’s negative impact on our environmental quality of life.Recycling is the reprocessing of old materials into new products, with the aims of preventing the waste of potentially useful materials, reducing the consumption of fresh raw materials, reducing energy usage, reducing air (from incineration) and water (from landfilling) pollution by reducing the need for "conventional" waste disposal, and lowering greenhouse gas emissions as compared to virgin production. Recycling is a key concept of modern waste management and is the third component of the "Reduce, Reuse, Recycle" waste hierarchy, though colloquial usage of "recycling" can also include "reuse".

"Recyclable materials" or "recyclables", may originate from home, business or industry. They include glass, paper, metal, textiles and plastics. Though analogus, the composting of biodegradable waste—such as food or garden waste—is not typically considered recycling. These materials are either brought to a collection centre or picked-up from the curbside; and sorted , cleaned and reprocessed into new products bound for manufacturing.

LITERATURA

1. S. Jovanović, V. Bojanić, P. Miletić, Ž. Topić, Recikliranje polimernog otpada, Poljoprivredni fakultet Banja Luka, Banja Luka 2002.2. Zakona o postupanju sa otpadnim materijama, Sl. Glasnik RS , br. 26/96.3. Pravilnika o kriterijumima za određivanje lokacije i uređenje deponija otpadnih materijala Sl. Glasnik RS , br. 54/92. 4. Pravilnika o postupanju sa otpacima koji imaju svojstva opasnih materija Sl. Glasnik RS , br. 12/95. 5.S. Petković, D. Urošević, S. Magdalinović, A. Petković, Novi metod obnove dotrajalih putnih obloga, Ecologica, 14 (2007) 49.6. D. Žižić, Zagađenje zemljišta u Opštini Leskovac Ecologica, 14 (2007) 49.

4. MERNE TEHNIKE U KONTROLI KVALITETA VODE, ZEMLJIŠTA I VAZDUHA4. MEASURING TECHNIQUES IN WATER, SOIL AND AIR QUALITY CONTROL

69

http://en.wikipedia.org/wiki/Green_waste

http://en.wikipedia.org/wiki/Food_waste

http://en.wikipedia.org/wiki/Biodegradable_waste

http://en.wikipedia.org/wiki/Biodegradable_waste

http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic

http://en.wikipedia.org/wiki/Textile

http://en.wikipedia.org/wiki/Metal

http://en.wikipedia.org/wiki/Paper

http://en.wikipedia.org/wiki/Glass

4.1 VODA 4.1 WATER

Voda je bitna karika razvoja države. Poznato je da su gradovi i čitave regije, odumirale kada su iz raznih razloga ostajali bez dovoljnih količina pitke vode. Kroz istoriju, ali nažalost i danas, poznati su međudržavni sukobi i trvenja oko izvorišta. Vodi se pridaje toliki značaj da ona ima karakteristike strateške sirovine.

Ekološki značaj vode kao osnovnog uslova opstanka živih bića, mnogostruk je i dalekosežan. Ona je, pre svega primarna sredina u kojoj je život nastao i u kojoj se još uvek održava. Ali ona isto tako čini i unutrašnju sredinu organizama, tečnu fazu koloidnog stanja protoplazme u kojoj se odigravaju osnovni procesi metabolizma.

Kod nas (u našoj zemlji) postoje velike potrebe za vodom, s obzirom na klimatske uslove, raspored gradskog i seoskog stanovništva, potrebe industrije i poljoprivrede. Polazeći od pogrešnih postulata da smo bogati vodom, dugo smo se uljuljkivali u lažnim iluzijama da dovoljne količine slatke vode za Srbiju nisu i neće biti problem. Uprkos tvrdnjama pojedinih stručnjaka da voda kod nas sve više postaje akutan problem, otrežnjenje stručne javnosti nastupilo je tek kada se shvatilo da je Vojvodina dobrim delom, prvi vodonosni sloj potpuno osiromašila, da je Šumadija praktično cela bezvodna, dok je kosovska kotlina oslonjena na Ibarski vodotok, u dobrom delu godine siromašan vodom. Obodni delovi države su bogati vodotocima, ali su teško dostupni i vode gravitiraju ka susednim državama.

Podzemne kao i površinske vode se karakterišu ograničenim i nesigurnim količinama, u pojedinim periodima (leti) svojim kapacitetima ne mogu da obezbede čak ni minimum potreba grada ili regije. Brojni su primeri naših naselja koja nisu mogla da obezbede potrebne količine vode iz vodotoka ili podzemlja. Kvalitet raspoloživih voda, takođe, postaje sve rizičniji. Prisustvo huminskih i drugih organskih materija, gvožđa i mangana, a u poslednje vreme i nitrata, postalo je takoreći svakodnevni i čest problem. Međutim, industrijsko zagađenje, fenoli, deterdženti, mineralna ulja, teški metali, pesticidi i dr. postaju sve češće prisutni u našim podzemnim i površinskim vodama. Ovakva situacija naterala nas je na traženje drugih (alternativnih) izvorišta za vodosnabdevanje.

Veštačke površinske akumulacije vode u zadnjih desetak godina u cilju što bržeg obezbeđivanja dovoljnih količina vode za potrebe rešavanja vodosnabdevanja naraslog broja i standarda stanovništva, nametnule su se kao izvorište na nivou regionalnih vodovodnih sistema. Neophodnost izgradnje akumulacija nalazi se u mogućnosti obezbeđivanja dovoljnih količina vode u oblastima gde izvorišta sa kvalitetnom i u dovoljnoj količini podzemnih voda ne postoje. Površinske akumulacije mogu biti višenamenske i jednonamenske.

Uzajamna zavisnost hidrosfere, atmosfere i litosferePostoji određena verovatnoća da se čestioca koja dospeva u životnu sredinu, premešta od

mesta njenog stupanja u određenu sferu. One pre svega mogu da migriraju u oblastima zasebnih sfera. Na primer supstanca koja dospe do vode može se s njom premeštati nezavisno od toga da li je rastvorena ili adsorbovana na površini suspendovanih čestica. Supstancija koja dospe u atmosferu može da se prenosi atmosferskim strujanjima i u ovom slučaju su brzina i smer njenog kretanja opredeljeni odgovarajućim meteorološkim faktorima. Migracija materije u zemljištu se unekoliko razlikuje od prenosa u vodi i atmosferi. Ona se ostvaruje uglavnom kao rezultat difuzije. Čestice zemljišta i same mogu da se premeštaju u vodi ili atmosferi i tom prilikom prenose sa sobom adsorbovane supstancije. Migracija supstacije u granicama jedne sfere opredeljena je samo karakteristikama procesa prenosa u datoj sredini. Pri tome je uticaj osobina materije koja se prenosi minimalan.

Uloga hemijskih osobina supstancija postaje značajnija u procesu njihovog premeštanja između sfera.

70

Prilikom premeštanja kroz granicu voda-vazduh od posebnog značaja su napon pare supstancije i njena rastvorljivost u vodi.

Premeštanje susptancije kroz granicu voda-zemljište u suštini predstavlja proces koji se sastoji od adsorpcije i desorpcije, koje zavisi od rastvorljivosti supstancije u vodi i faktora koji opredeljuju adsorpciju na čvrstoj fazi.

Sistem zemljište-vazduh je verovatno najsloženiji jer treba uzeti u obzir adsorpciju supstanija na površini zemljišta, napon pare i prisustvo vode koja utiče na njihovo premeštanje na granici razdela faze.

Navedeni ciklusi koji se odvijaju preko niza fizičko-hemijskih, biohemijskih i mikrobioloških transformacija praćenih energetskim promenama povezuju u jedinstvenu celinu atmosferu, hidrosferu, litosferu i živi svet koji ih nastanjuje. Promene koje se na primer dešavaju u atmosferi i u većoj ili manjoj meri prenose se i na ostale elemente životne sredine. Tako je jedan od najznačajnijih globalnih problema današnjice, zagrevanje Zemlje ili efekat staklene bašte, vezan za pojavu određenih gasova u atmosferi, ne može razmatrati izolovano. Naime posledice nagomilavanja gasova staklene bašte mogu da se definišu kao klimatske promene na koje se nadovezuju problemi u poljoprivredi i određenim prirodnim ekosistemima, kao i promene u hidrosferi.

Srednja temperatura na zemlji verovatno već decenijama raste, ali je zbog umerenosti bila maskirana daleko većim godišnjim kolebanjima temperature u određenim klimatskim oblastima. Prosečne temperature od pre dva veka, koje omogućavaju zaključivanje o porastu temperature, dobijene su pažljivim prelistavanjem sačuvanih brodskih dnevnika. Činjenica je da će usled efekta staklene bašte promena globalne temeperaure na Zemlji biti ostvarena 10 do 100 puta brže.

Prema predviđanjima stručnjaka, na višim geografskim širinama, na kojima se nalazi većina razvijenih zemalja zagrevanjem Zemlje moglo bi da znači da će zime biti sve kraće, vlažnije i toplije, a leta duža, vrelija i suvlja. U tropskim i suptropskim oblastima, gde se nalazi većina zemalja u razvoju, predviđaju se još ekstremnije promene klime. Sušna područja mogla bi postati još sušnija, čime bi došlo do propadanja plodnog zemljišta, kojeg i ovako nema dovoljno, i time do širenja pustinja.

Kruženje vode u prirodiVoda mora i okena, kopna i atmosfere se pod uticajem toplotne energije Sunca i zemljine

teže nalazi u stalnom kruženju. Pojavom života na Zemlji kruženje vode postalo je složenije s obziroma da se običnoj pojavi fizičkog isparavanja priključio proces biološkog isparavanja koji je vezan za životne aktivnosti biljaka i životinja. Pojavom čoveka kruženje se dodatno usložnjavalo. Može se naime zapaziti, da se čovek od pamtiveka interesovao za vodu pa se zbog toga uglavnom nastanjivao pored morske obale, obala reka i jezera.

Nauka koja izučava vodeni omotač Zemlje (hidrosferu) i kruženje vode u prirodi (hidrološki cillus) naziva se hidrologija. U pogledu predmeta proučavanja hidrologija izučava: 1(okeanografiju (izučava okeane i mora); 2) limnologiju (izučava jezera); 3 potamologiju (nauka o rekama i rečicama); 4 hidrogeologiju (proučava podzemne vode); 5) hidrometeorologiju (nauka o atmosferskim vodama) i glaciologiju (nauka o lednicima). Zahvaljujući kruženju, opšta količina vode na Zemlji se ne smanjuje pa se voda čini praktično neiscrpnom. Upravo se u ovome voda bitno razlikuje od drugih minerala. Procenjeno je da se pare atmosfere obnavljaju u proseku svakih 10 dana, rečne vode u rečnim koritima u proseku svakih 11 dana, dok se zemljišna vlaga obnavlja godišnje. Najsporije se voda obnavlja u podzemnim vodama, jezerima, močvarama i lednicima. U velikim jezerima proces obnavljanja traje i do 200 godina.

Površinske vodeU procesu obnavljanja slatkih voda osnovna uloga pripada atmosferskim padavinama.

Poznato je da na površinu naše planete u proseku godišnje dospevaju u sloju debljine jednog metra.

71

Međutim, padavine se na Zemljinoj površini neravnomerno raspoređuju. Postoje rejoni sa veoma visokim nivoom padavina. Najveća količina pripada tropskim zonama ekvatora. Istovremeno, u nekim rejonima ekatorijalne zone padavine su nedovoljne, pa čak ni zemlju ne mogu da pokvase. Na primer Sinajska, Peruanska i Libijska pustinja itd. Pustinje zauzimaju četvrtinu Zemljine površine, a padavine u tim oblastima ne prelaze 200 mm godišnje.

Značajno mesto u životu čoveka pripada rečnim i jezerskim vodama. Danas je u svetu poznato 145 većih jezera, u kojima se nalazi 95% jezerske vode. Najveća količina slatke vode je u Bajkalskom jezeru (2300 km3) i Velikim američkim jezerima (2400 km3).

Reke i jezera se osim direktnim atmosferskim padavinama, napajaju i podzemnim vodama kao i topljenjem snega i lednika. Prema procenama, močvare na našoj planeti zauzimaju površinu veću od 3,5 miliona km2. One predstavljaju ogromne rezervoare slatke vode i jedinstvene prirodne filtre za prečišćavanje zagađenih voda.

Podzemne vodePodzemne vode (izdani) koje su jedan od učesnika kruženja vode u prirodi imaju posebno

značajnu ulogu kao izvori vodosnabdevanja naselja. Rezervoare podzemne vode u nedrima Zemlje su ogromne. Podzemna mora nalaze se na svim kontinentima, čak i pod pustinjama. U najvećoj beživotnoj pustinji Sahari podzemne vode su nađene na dubini od 150 do 200 m. Atmosferske vode dospele na površinu Zemlje postepeno su pronicale kroz sloj zemlje i minerala i stizale do vodootpornog sloja gline. Kao što je poznato među vodootpornim glinama voda se nalazi pod pritiskom,zbog čega podzemne vode mogu da izbijaju na površinu zemlje (gejzeri).

Povećana oksploatacija podzemnih voda spušta njihov nivo na sve veće dubine pa je, recimo, u okolini Milana (Italija) za dvadeset godina nivo opao za 25 m.

Podzemne vode se dele na gornje ili plitke vode (one ispod same površine), na vode nad vodonepropustljivim slojevima i arterske vode.

U gornje vode spadaju one vode koje se nalaze u sloju najbližem površini, u zoni aeracije. Njihov sastav se naglo menja i najpodložnije su zagađenju.

Vode se pri dubljem poniranju skupljaju nad vodonepropustljivim slojevima. Pri filtraciji kroz sloj zemlje snižavaju se sadržaji koji daju boju i smanjuje se sadržaj mikroorganizama, dok sadržaj rastvorenih soli raste. Ove vode se koriste za vodosnabdevanje ruralnih sredina (bunari).

Arterske vode su vode koje se nalaze pod pritiskom između dva vodonepropustljiva sloja. Budući da se obrazuju u različitim uslovima, po sastavu mogu biti veoma različite, ali se voda žiz iste bušotine odlikuje relativno konstantnim sastavom. U sanitarnom smislu ove vode su najpovoljniji izvori vode za piće jer ne zahtevaju prečišćavanje.

Mora i okeaniMora i okeani imaju odlučujuću ulogu u očuvanju životne sredine ispoljavanjem uticaja na

klimu i obezbeđivanjem balansa svetskog hidrološkog sistema. Ona bogata fitoplanktonima glavni su snabdevači atmosfere kiseonikom. Upravo se stoga i nazivaju plućima Zemlje jer proizvode više od polovine kiseonika i doprinose stabilnosti balansa kiseonik-ugljendioksid u atmosferi, što je neophodni preduslov za opstanak života na našoj planeti. Kada voda ne bi posedovala akumulaciju toplote, veći deo Zemlje bi bio bez osnovnih uslova za život. Okeani hlade tropske predele, unose toplotu u hladnije oblasti i regulišu temperaturu na planeti. U okeanskoj vodi nađeno je više od 70 različitih hemijskih elemenata. U vodama mora i okeana rastvoreno je 6,5 milijardi tona natrijuma, 80 milijardi tona nikla, 800 miliona tona molibdena, 4 milijardi tona urana, 200 milijardi tona litijuma i oko 10 milijardi tona zlata. Od ukupne svetske produkcije 80 % broma i više od dve trećine mangana dobija se iz morske sredine. Kada bi se sva količina soli koja se nalazi u morskoj vodi raspodelila po površini kopna, dobio bi se sloj debljine 153 metra.

Mora i okeani su neiscrpni rezervoari slatke vode. Do 1960. bilo je podignuto svega nekoliko postrojenja za desalinizaciju, maksimalnog kapaciteta oko 3000 m3 dnevno, dok je samo 1975. u pogon uvedeno 26 postrojenja za preradu morske vode srednjeg kapaciteta od oko 9300 m 3

72

vode dnevno. Kapaciteti savremenih postrojenja za desalinizaciju prevazilaze 100 hiljada m3 vode na dan.

U vodama mora i okeana žive hiljade jestivih algi, školjki, rakova i riba. Od ukupno oko 160 hiljada vrsta biljaka i životinja koje žive u morima i okeanima čovek upotrebljava svega oko 1500, uz napomenu da se u poslednje vreme ovaj broj povećava.

Osnovni fizičko-hemijski sastav i karakter prirodnih vodaPrirodne vode su složeni sistemi koji sadrže materije u obliku jona i molekula, mineralna i

organska jedinjenja u obliku koloida, suspenzija i emulzija. U vodi su rastvoreni gasovi koji ulaze u sastav atmosfere, a takođe i materije koje nastaju kao rezultat životnih aktivnosti vodenih organizama i procesa hemijske interakcije u samoj vodenoj sredini. Sastav prirodnih voda nastaje kao rezultat interakcije vode sa sredinom – mineralima, zemljištem i atmosferom. Pri tome se odvijaju sledeći procesi:

a) rastvaranje jedinjenja; b) hemijska interakcija materija sa vodom i vodenim rastvorima; v) biohemijske inetrakcije i g) koloidno-hemijske interakcije.

Delovanje svakog navedenog procesa opredeljuje se takvim uslovima interakcija materije sa vodom kao što su temperatura, pritisak i geološke specifičnosti. Na formiranju sastava površinskih podzemnih i atmosferskih voda znatno utiče i raznovrsna ljudska delatnost.

Higijenska ispravnost vode za pićePreventivne i druge zaštitne mere koje se preduzimaju protiv zagađivanja voda uzročnicima

bolesti i raznim hemijskim jedinjenjima, nužno moraju da se oslanjaju na sredstva pravne prirode. Poznato je da intervencija zakonima s ciljem sprečavanja zagađivanja voda nije nova. Još je Hamuradi (Vavilon) 4100. g pre naše ere doneo prvi poznati zakon o vodama. U srednjem veku su takođe preduzimane zakonodavne mere za zaštitu voda (Engleska, 1388. o zaštiti Temze, a kasnije je i Švedska 1734. donela zakon o zaštiti voda). Prvi zakon za koji se može reći da je imao u vidu savremene mere za zaštitu voda jeste engleski zakon o vodama iz 1876. godine. I najbolji zakoni i drugi pravni akti i norme ako se ne primenjuju ostaju mrtvo slovo na papiru. Defava se da se donese veoma dobar zakon i da se u početku njegove primene preuzimaju sve mere koje su njime predviđene, ali se akcija vremenom polako usporava, i zakon pada u zaborav. Postoji i opasnost starenja zakona, pozakonskih propisa i higijenskih normi. Po pravilu bi zakone koji regulišu tehničke probleme (što važi i za higijenske norme) trebalo revidirati svakih pet godina, imajući u vidu neverovatan progres primenjenih nauka.

Vode u Srbiji su dobro od opšteg interesa i predstavljaju prirodno bogatstvo koje se nalazi u društvenoj svojini. Naša zajednica pokazuje posebno interesovanje za očuvanje, plansko korišćenje i zaštitu voda od zagađenja, a naročito za zaštitu kvaliteta i zdravstvene, odnosno higijenske ispravnosti vode za piće.

Prvalinikom o higijenskoj ispravnosti vode za piće razlikuju se tri vrste voda i to:

a) flaširana prirodna voda (voda izvanrednih prirodnih, fizičko-hemijskih, mikrobioloških i radioloških osobina, koja se iz higijenski kaptiranog izvora, obezbeđenog sanitarno-zaštitnim zonama, neposredno na izvoru puni u sterilnu ambalažu bez prethodnog prečišćavanja i dezinfekcije, izuzev dezinfekcije radijacijama).

b) prečišćena i dezinfikovana voda ic) neprečišćena voda

Za svaku od ovih voda date su posebne bakteriološke i hemijske norme u redovnim prilikama i norme za vode za piće, u vanrednim prilikama. Vanredno stanje je stanje posle

73

elementarne i druge nesreće ili posle akcidentnog zagađivanja izvorišta ili vodovoda koje proglasi nadležna društveno-politička zajednica.

Uzorkovanje vode je vezano za kapacitet i značaj objekta za snabdevanje vodom za piće, odnosno broj stanovnika koji koriste objekat. U dosadašnjoj praksi najčešće je naručiocu ili analitičaru bilo ostavljeno da određuje koji će se pokazatelji analizirati u vodi za piće. S jedne strane, često ih je bilo nedovoljno da bi se ocenila higijenska ispravnost, a s druge strane često se preterivalo u zahtevima da se traže i oni pokazatelji koji se nisu ni mogli očekivati. Ideja zakonodavca je dvojaka: s jedne strane, želi se da se smanjenjem broja pokazatelja skrati, uprosti, ubrza i pojeftini postupak analize, kako bi se povećao njihov broj, što omogućuje sigurniju ocenu higijenske ispravnosti vode za piće, a s druge strane, to omogućuje da se bakteriološka i fizičko-hemijska analiza rade skoro paralelno, što pretpostavlja sigurniju procenu higijenske ispravnosti vode za piće.

Higijenska ispravnost vode za piće utvrđuje se: osnovnim (A), proširenim (B) i periodičnim pregledom (V), pregledom vode iz novih zahvata (G) i pregledom na osnovu higijensko-epidemioloških indikacija (D). Pregledi obuhvataju mikrobiološke, fizičke, fizičko-hemijske i hemijske pokazatelje, i to:

Osnovni pregledi obuhvataju kontrolu sledećih parametara: mikrobioloških parametra i to: ukupnih koliformnih bakterija, koliformnih bakterija fekalnog porekla i ukupan broj aerobnih mezofilnih bakterija; kontrolu sledećih fizički, fizičko-hemijski i hemijskih parametra i to: temperature, boje, mirisa, ukusa, mutnoće, pH, utroška KMnO4, koncentracije amonijaka, rezidualnog hlora, konc. nitrita i konc. fluorida (u vodovodima u kojima se fluoriše voda). Ovi pregledi vode za piće su najučestaliji, a po sadržaju otkrivaju osnovne bakteriološke i hemijske indikatore fekalnog zagađenja vode, a upravo su ta zagađenja, s obzirom na nesanitarnu sredinu, najčešći razlozi higijenske nespravnosti vode za piće. Fizički, fizičko-hemijski i hemijski pregledi mogu se proširiti i na kontrolu specifičnih materija koje se očekuju, koje su problem dotičnog vodovoda (mineralnih ulja, tri i tetrahloretilena, žive, arsena, mangana, gvožđa, itd.). Kod svih vrsta pregleda je data pomenuta mogućnost da se ispituju i ona zagađenja koja su higijenski problem na datom području.

Prošireni laboratorijski pregledi obuhvataju one mikrobiološke i fizičko-hemijske preglede koji proširuju listu indikatora fekalnog zagađenja vode. To su kod mikrobioloških parametra streptokoke fekalnog porekla, proteus-vrste i sulfitoredukujuće klostridije. Kod fizičko-hemijskih parametra proširenje se odnosi na ispitivanje elektrolitičke provodljivosti, koja je najbrža metoda koja omogućuje da se vrlo brzo otkriju promene do kojih je došlo u hemijskom sastavu vode i daje znak da se detaljnije traže uzroci promena. Takođe obuhvata kontrolu suvog ostatka koji predstavlja glavni parametar za procenu stepena mineralizacije voda. Proširenje se odnosi i na kontrolu koncentracije nitrata kao dodatnog pokazatelja fekalnog zagađenja, kao i kontrola gvožđa i mangana koji često pričinjavaju nevolje u snabdevanju vode za piće.

Periodični pregledi predviđaju da se periodično ispituje veći broj pokazatelja da bi se utvrdilo da nije došo do prodora bakterijskih i hemijskih agenasa koji se u osnovnim i proširenim pregledima nisu ispitivali, a s obzirom na njihovo prisustvo u životnoj sredini. Broj periodičnih pregleda u toku godine u korelaciji je sa veličinom vodovoda. Što je objekat za snabdevanje vodom veći i značajniji, utoliko su pregledi češći, a lista indikatora duža i obrnuto. Ne želi se nepotrebno povećanje broja pregleda i proširenje liste indikatora tamo gde je društvena opasnost manja. Proširenje mikrobioloških parametara može da obuhvati kontrolu sledećih parametra: pseudomonas aeruginosa, enterovirusi (ako je izvorište površinska voda). Ako se kontroliše površinska voda proširenje može da se odnosi na kontrolu bakteriofaga i crevnih protozoa i helminita i njihovih razvojnih oblika. Periodično treba kontrolisati i sledeće fizičko-hemijske parametre: koncentraciju olova i sulfata i koncentracije deterdženta i fenola ako se kontrolišu površinske vode.

Kod novih zahvata, tj. pri ispitivanju potencijalnih izvorišta za snabdevanje vodom traži se da se još u fazi istražnih radova pažljivo ispita budući izvor.

74

Broj mogućih mikrobioloških parametra koje treba kontrolisati kod novih zahvata vode su sledeći: ukupne koliformne bakterije, koliformne balterije fekalnog porekla, ukupan broj aerobnih mezofilnih bakterija, streptokoke fekalnog porekla, proteus-vrste, sulfitoredukujuće klostridije, pseudomonas aeruginosa, feruginoze (ako ima gvožđe i mangana iznad MDK), enteroviruse, crevne protozoe i helminiti i njihovi razvojni oblici (ako je izvorište površinska voda) i bakteriofag.

Fizički, fizičko-hemijski i hemijski parametri koje treba kontrolisati kod novih zahvata vode su sledeći: temperatura, boja, miris, ukus, mutnoća, pH, ostatak isparavanja, električna provodljivost, konc. rastvorenog kiseonika, CO2, amonijaka, hlorida, nitrita, nitrata, sulfata, cijanida, fosfata, fluorida, joda, BPK5, HPK (utrošak KMnO4 ili utošak K2Cr2O7), ukupnog sadržaja organskog ugljenika (TOC), policiklični aromatični ugljovodonici (PAH), polihlorovani bifenili (PCB), polihlorovani trifenili (PCT), trihalometani (THM), fenola, pesticida, deterdženta, kalcijuma, magnezijuma, kalijuma, gvožđa, mangana, olova, aluminijuma, bakra, cinka, hroma(III) i hroma(VI), kadmijuma, SiO2, arsena, žive, ukupne alfa i beta-radioktivnosti.

Takođe treba kontrolisati i neke posebne specifične materije koje se očekuju. Zahteva se ispitivanje preko 40 parametra najmanje godinu dana. Naknadno ugrađivanje uređaja za popravku i prečišćavanje vode je uvek komplikovanije i skuplje. Blagovremeno i rano otkrivanje neispravnosti vode u potencijalnom nalazištu omogućuje planiranje odgovarajućih uređaja za kondicioniranje vode i traženje novih izvorišta.

Logično je da higijensko-epidemiološka situacija diktira sadržaj ispitivanja vode za piće. Zakonodavac zahteva minimum ispod kojeg se ne može ići.

Broj pregleda higijenske ispravnosti vode za piće iz vodovoda za javno snabdevanje stanovništva zavisi od broja stanovnika koji se snabdevaju tom vodom (ekvivalentni stanovnici). U Tabeli 6 data je šema broja pregleda u toku jedne godine u zavisnosti od broja ekvivalentnih stanovnika:

Tabela 6. Broj pregleda u toku godine u zavisnosti od broja ekvivalentnih stanovnika.

OpisBroj pregleda

mesečno godišnjeOd toga

Broj ekvivalentnih stanovnika (ES)

Ukupno Osnovni pregledi

Prošireni pregledi

Periodični pregledi

Ukupno

Do 5 000 - - - 4 45 001-10 000 1 - 1 2 1410 001-50 000 3 2 1 2 3850 001-100 000 8 6 2 2 98100 001-200 000 12 9 3 4 148200 001-400 000 20 16 4 6 246Više od 400 001 30 22 8 12 372

Mikrobiološki parametri koji su predviđeni za ovakvu vrstu pregleda su sledeći: ukupne koliformne bakterije, koliformne balterije fekalnog porekla, ukupni broj aerobnih mezofilnih bakterija, streptokoke fekalnog porekla, proteus-vrste, sulfitoredukujuće klostridije, pseudomonas aeruginosa i patogeni mikroorganizmi prema higijensko-epidemiološkim indikacijama. Fizički, fizičko-hemijski i hemijski parametri koji su predviđeni za ovakvu vrstu pregleda su sledeći: temperatura, boja, miris, mutnoća, pH, utrošak KMnO4, ostatak isparavanja, električna provodljivost, koncentracija amonijaka, rezidualnog hlora, hlorida, nitrita i ostalih pokazatelja prema higijensko-epidemiološkim indikacijama.

Broj uzoraka se određuje na sledeći način. Prilikom svakog pregleda vode iz vodovoda uzorci se uzimaju:

75

a) iz svakog izvorišta (ako su izvorišta direktno povezana na vodovodnu mrežu, odnosno iz rezervoara sirove vode);

b) iz vodovodne mreže broj uzoraka se određuje zavisno od broja ekvivalentnih stanovnika kao što je prikazano u Tabeli 7:

Tabela 7. Broj uzoraka koje treba uzeti za analizu iz vodovoda u zavisnosti od broja ekvivalentnih stanovnika.

Broj ekvivalentnih stanovnika

Do 10 000

10 001- 50 000

50 001- 100 000

100 001-200 000

200 001-400 000

400 001-600 000

Broj uzoraka 3 7 9 12 15 18

Za vodovode veće od 600 000 ekvivalentnih stanovnika uzimaće se iz svakih sledećih 200 000 ekvivalentnih stanovnika još po jedan uzorak.

Broj pregleda vode iz arterških bunara i drugih objekata za javno snabdevanje stanovnika prikazan je u Tabeli 8:

Tabela 8. Broj pregleda vode iz arterških bunara i drugih objekata za javno snabdevanje stanovnika vodom.

Broj stanovnika

Osnovni pregledi Prošireni pregledi Periodični pregledi

Ukupno

Arterški bunari

Ostali objekti

Arterški bunari

Ostali objekti

Arterški bunari

Ostali objekti

Arterški bunari

Ostali objekti

Do 1000 2 2 2 2 2 2 6 61001-5000 3 4 2 2 2 2 7 85001-10000 6 12 2 4 2 2 10 16Iznad 10000 8 12 4 6 2 2 14 18

U objektima za javno snabdevanje vodom obrazovno-vaspitnih organizacija vrše se u toku školske godine dva osnovna i dva proširena pregleda vode za piće, a u objektima za rekreativnu nastavu, odmor dece i u omladinskim naseljima vrše se dva osnovna, dva proširena i dva periodična pregleda za vreme korišćenja objekta.

U javnim turističko-ugostiteljskim objektima i u objektima za proizvdnju i promet životnih namirnica, a snabdevaju se vodom iz sopstvenih objekata pregled vode vrši se jedanput mesečno a periodični pregled jedanput godišnje.

Kontrola higijenske ispravnosti prirodne vode za piće koja se flašira vrši se na samom izvorištu, a broj uzoraka zavisi od kapaciteta proizvodnje. Broj uzoraka flaširane vode određuje se prema broju pakovanja koja se zateknu u prodaji ili skladištu. Obično se uzima po dva pakovanja na 500 ambaližiranih jedinica.

Pravilnik reguliše i higijensku ispravnost prirodnih flaširanih voda. To je učinjeno iz dva razloga: prvo, da se obezbedi snabdevanje odojčadi i male dece vodom odgovarajućeg kvaliteta, jer voda za takvu decu, na primer, ne sme da sadrži nitrate u koncentracijama koje se dozvoljavaju za odraslu decu, i drugo, što se ovakve vode mogu i izvoziti i tada moraju odgovarati normama koje za takve vode postoje u Evropi i u svetu. Pravilnik ne obuhvata mineralne vode za piće, ali se odredbe o bakteriološkoj ispravnosti primenjuju i na njih. Pravilnik i norme koje on sadrži obavezno se primenjuju samo na vodu iz objekata za javno snabdevanje vodom za piće, shodno Zakonu o zdravstvenoj ispravnosti životnih namirnica i predmeta opšte upotrebe («Sl. List SFRJ», br. 55/78 i 58/85). S obzirom da nema zakonske osnove, ovim pravilnikom se ne reguliše higijenska ispravnost vode za piće iz individualnih objekata.

Javnim objektom za snabdevanje vodom za piće smatra se objekat iz kojeg se snabdeva vodom najmanje pet domaćinstva, odnosno 20 osoba, takođe to je i objekat koji se bavi

76

proizvodnjom, prometom, prodajom i distribucijom životnih namirnica. Takođe u ovom pravilniku se pojavljuju i normativi za pesticide. Ako pesticidi poseduju kancerogena svojstva označeni su sa «C» (Cancerogen) i njihove norme su mnogo strožije i odražavaju stav Zdravstvene organizacije u ovom pogledu. Higijenske norme koje sadrži pravilnik usaglašene su sa direktivama Saveta Evropske ekonomske zajednice o kvalitetu vode namenjene za ljudsku potrošnju (br. 80/778/EEC), kao i sa preporukama Svetske zdravstvene organizacije o kvalitetu vode za piće. Treba imati na umu da se norme za smešu pojedinih supstanci (nepoznatog, a i poznatog sastava) određuju prema najtoksičnijoj komponenti u smeši. Norme za pojedinačne radionukleotide u vodi za piće regulisane su posebno u «Pravilniku o maksimalnim granicama radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i o vršenju dekontaminacije, kao i srednje godišnje vrednosti pojedinih radionukleotida koji se unose vodom za piće. Ocenu higijenske ispravnosti vode za piće i procenu opasnosti od zagađenja vode za piće po ljudsko zdravlje mogu vršiti samo ovlašćene zdravstvene organizacije, pošto je takva ocena sinteza mišljenja ne samo analitičara (laboratorijskih stručnjaka), već i lekara – higijeničara, toksikologa, epidemiologa i drugih lekara koji se nalaze u takvim institucijama.

U akcidentnim situacijama često nastaje dilema: da li zatvoriti vodovod i dozvoliti antisanitarno stanje, ili za kratko vreme tolerisati veće koncentracije pojedinih supstanci od propisanih. Novi pravilnik predviđa da nosilac zakonskih ovlašćenja može ublažiti propisane norme, ali samo za kratko vreme, tj. do sedam dana po nastajanju akcidenta.

Mikrobiološka kontrola vode za pićeU pogledu mikrobioloških osobina razlikuju se tri vrste vode za koje se daju posebne norme,

a to su:a) Prečišćena i dezinfikovana voda i flaširana voda na izvoru,b) Prirodna voda zatvorenih izvorišta,c) Prirodna voda otvorenih izvorišta.

Za sve ove vode daje se devet različitih indikatora, ali se norma tih parametara značajno razlikuju među sobom, u skladu sa higijensko-epidemiološkim značajem i namenom vode, što je inače praksa i u svetu. Najstrožije su norme za vodovode koji, moraju da prečišćavaju prirodnu vodu i da je dezinfikuju. Sa ovim vodama izjednačene su prirodne vode koje se ambalažiraju, ali samo kada se prate na samom izvorištu. Proizvođač ove vode je dužan da upozori prodavca da se i ovakava voda mora čuvati pod određenim uslovima, ali nije odgovoran ako oni ne ispoštuju ta uputstva. Nijedna vrsta vode ne sme da sadrži patogene i uslovno patogene bakterije, crevne protozoe, crevne helminte i njihove razvojne oblike, vibrione, bakteriofage, alge i druge organizme koji mogu da izmene izgled, miris i ukus vode. To je razumljivo, jer navedeni mikroorganizmi predstavljaju direktnu opasnost za zdravlje stanovništva.

Uzorci vode za mikrobiološku kontrolu se uzimaju u čiste staklene boce, prethodno sterilisane u suvom sterilizatoru na temperaturi od 160-180 ºC u trajanju od jednog sata ili u autoklavu na 121 ºC u trajanju od 15 minuta, prethodno zatvorene staklenim plastičnim ili gumenim zapušačima preko kojih su stavljene kapice od aluminijumske folije. U boce za uzimanje hlorisane vode pre sterilizacije stavi se 0,15 cm3 rastvora natrijum-tiosulfata radi redukcije hlora. Uzorci vode se transportuju u rashladnim uređajima i donose u laboratoriju najkasnije šest časova posle uzimanja. Uzorci koji će se zasejati u roku od jednog sata posle uztimanja ne moraju se tranportovati u hladnjaku. Može da se koristi metoda menbranske filtracije koji omogućava sakupljanje mikrorganizama na menbrani, koja se posle obrađuje mikrobiološkim metodama. Uzorci vode koji su na terenu obrađeni metodom menbran-filtra i već zasejani na podloge transportuju se bez rashladnih uređaja. Uzorci vode za virusološku analizu uzimaju se u plastičnim sudovuima od 10 L koji su prethodno sterilisani. Uzorci vode za planktone uzimaju se planktonskom mrežom i bocom za dubinsko uzimanje uzoraka. Za analizu faune sa dna uzimaju se uzorci sedimenta Ekmanovim bagerom. Ako se pri osnovnim i proširenom pregledu vode za piće utvrdi odstupanje u pogledu mikrobioloških osobina istraživaće se i patogeni mikroorganizmi vrste salmonela i šigela. Nalaz indikatora fekalnog zagađenja u vodi za piće predstavlja neposrednu opasnost od akutnih crevnih

77

zaraznih bolesti jer voda može da sadrži i žive patogene mikroorganizme, koje se teško mogu uobičajenim metodama dokazati. Prema savremenim koncepcijama, ova ispitivanja ne vrše se samo u epidemiološkim indikacijama, nego i radi praćenja kretanja patogenih mikroorganizama u vodama kao jednom od glavnih medija njihovog kruženja svetom. Međutim treba naglasiti da ispitivanje patogenih bakterija ima smisla ako se voda ne dezinfekuje, ili se dezinfekuje kampanjski. Ako voda sadrži zahtevanu koncepciju rezidualnog hlora, ispitivanje prisutnosti patogena je bespredmetno.

Tabela 9. Fizičke, fizičko-hemijske i hemijske osobine vode za piće

Fizičke i fizičko-hemijske osobine

Maksimalno dopuštene vrednosti ili koncentracijeRedovne prilike

Flaširana prirodna

voda

Prečišćena voda

Neprečišćena voda

Vanredne prilike

Primedbe

Temperaura K 281,16-285,16

281,16-285,16

281,16-285,16 281,16-285,16

8-12 ºC

Miris bez bez bez bezUkus bez bez bez bezMutnoća koju prouzrokuje silikatna zemlja u 1 L destilovane vode, mg-Mutnoća u nefelometrijskim jedinicama (NTU)

do 2,5

do 0,6

do 5

do 1,2

do 10

do 2,4

do 25

do 6,0

Boja-stepeni kobalt-platinske skale-voda koja sadrži huminske materije (najviše do 20 mg/L KMnO4)

10 10

-

20

do 40

50

ne sme se

hlorisati

pH vrednosti:- u vodovodskoj

vodi- u ostalim vodama

6,8 - 8,56,8 - 8,5 6,8 - 8,5

6,5 - 9,06,8 - 8,56,5 - 9,5

Ukupni ostatak posle ispravanja na 378,16 K, mg/L

do 500 do 800 do 1000 do 1500 105 ºC

Suspendovane čvrste supstancije na 378,16 K, mg/L

bez bez bez bez 105 ºC

Potrošnja KMnO4 mg/L-voda sa huminskim materijama

do 5 do 8 do 12do 16

do 12do 16 Ne sme

se hlorisati

Tabela 9. – nastavak –

Hemijska potrošnja kiseonika (HPK) iz K2Cr2O7, mg O2/L

do 1 do 2 do 3 do 3

78

Elektrolitička provodljivost (µScm-1) pri 293,16 K

do 300 do 500 do 600 do 1500 Poželj. (20 ºC)

Zasićenost kiseonikom na 293,16 K, u %

- 85 85 75 (20 ºC)

Fizičko-hemijski parametri vodeUzorci vode za fizičko-hemijsku analizu uzimaju se u hemijski čistu, dobro opranu staklenu

bocu ili bocu od hemijski inertne plastike. Za određivanje nestabilnih parametara uzimaju se uzorci u odvojenim sudovima i konzervišu se prema analitičkoj metodi.

U Tabeli 9. date su vrednosti nekih paramatara vode za piće, od kojih svaki ima određeni higijenski značaj, iako to nisu karakteristike koje bi direktno, same po sebi, mogle da ugroze zdravlje ljudi. Odstupanje od vrednosti za pojedine parametre upozoravaju analitičara da se nešto neuobičejeno dogodilo sa vodom za piće i da treba hitno tražiti uzroke takvoj promeni. Nagla promena temperature koja nije u skladu sa temperaturom vazduha, pojava mirisa, ukusa ili boje, porast potrošnje KMnO4, ili elektrolitičke provodljivosti ukazuju na prodor stranih najčešće površinskih ili otpadnih voda u izvorište ili na nedovoljnu efikasnost sistema za prečišćavanje, odnosno dezinfekciju.

Tabela 10. Maksimalno dopuštene koncentracije hemijskih supstancija u vodi za piće, mg/L

OpisMaksimalno dopuštena koncentracija

Flaširana prirodna voda

Redovne prilike

Vanredne prilike

Aluminijum 0,05 0,2 -Amonijak kao N 0,01 0,1 0,5Antimon 0,01 0,01 -Arsen 0,05 0,05 0,05Azbest, broj vlakana bez 300000 3 000 000Azot po Kjeldalu bez N iz NO2 i NO3 0,02 1,0 -Bakar 0,1 0,1 3,0Barijum 0,1 1,0 1,0Berilijum 0,0002 0,0002 -Bor 1,0 1,0 2,0Cijanidi bez 0,05 0,1Cink 0,1 5,0 15,0Deterdženti anjonski nejonogeni triton X-100

bezbez

0,10,2

0,20,2

Fenoli –hlorisane vode-nehlorisane vode-2,4 dinitrofenol

bezbezbez

0,001-0,002

0,0010,300,005

fluoridi 1,0 1,0 4,5orto fosfati kao P 0,03 0,15 -poli fosfati kao P 0,0 1,5 -

Tabela 10. - nastavak -

gvožđe 0,05 0,3 0,3hlor bez 0,2-0,5 0,8hloridi 25,0 200,0 400,0

79

hrom (VI) 0,05 0,05 0,05hrom (III) 0,10 0,10 0,2kadmijum 0,005 0,005 0,01kalcijum 100,0 200,0 250,0kalijum 10,0 12,0 -kobalt - - -magnezijum 30,0 50,0 150,0mangan 0,02 0,05 0,2mineralna ulja bez 0,010 0,1molibden - 0,25 0,5natrijum 20,0 150,0 -nikl 0,01 0,05 -nitrati kao N 5,0 10,0 15,0nitriti kao N bez 0,005 0,05olovo 0,05 0,05 0,01organohlorna jedinjenja osim pesticidda bez bez -poliakrilamid bez 0,010 -policiklični aromatični ugljovodonici (PAH) bez 0,0002 -polihlorovani bifenil (PCB) i trifenil (PCT) bez 0,000001 -selen 0,01 0,01 0,05silikati - 20,0 -srebro 0,01 0,05 -stroncijum - 2,0 -sulfati 25,0 200,0 400,0suspendovane rastvorene u hloroformu 0,1 0,1 -trihalometani (THM) bez 0,100 -ukupni organski ugljenik (TOC) - - -ukupna ulja i masti (posle ekstrakcije u CCl4 bez 0,100 -uran 0,05 0,05 1,7vanadijum 0,001 0,005 0,1vodonik-sulfid bez bez 0,05živa 0,001 0,001 -

Hemijski aspekti vode za pićeValorizacija hemijskog aspekta kvaliteta vode za piće obavlja se putem definisanja

preporučenih vrednosti odgovarajućih supstanci u vodi. Preporučena vrednost predstavlja maksimalnu koncentraciju određene supstance u vodi za piće pri kojoj nema negativnih posledica po zdravlje, ili je rizik za zdravlje prihvatljiv.

U Tabeli 10. date su vrednosti maksimalno dozvoljenih koncentracija za flaširane prirodne vode, za vodu za piće u redovnim prilikama i za vodu za piće u vanrednim prilikama. Ove razlike se zasnvaju na shvatanju da svaka supstanca može da bude otrov, što zavisi od koncentracije, dužine unošenja, osobine same supstance (rastvorljivosti, sposobnosti vezivanja za pojedina tkiva i organe, na sposobnost kumulativnog dejstva itd.). S druge strane, ako se ne može obezbediti kvalitet propisan za redovne prilike, onda se može dozvoliti ublažavanje ovih normi za kratko vreme (za vreme vanrednih prilika i rata) i za pojedine supstance.

Temperatura vodeTemperatura je samo orjentacioni uopšteni parametar, i voda u datim vrednostima je

najpitkija. Voda ispod 7 ºC je hladna i neprijatna za pranje, umivanje, pa čak i za piće, dok je voda iznad 20 ºC bljutava i ne osvežava. Temperatura vode je važna za život riba. Kod limnoloških

80

studija, temperatura se meri na različitim dubinama. Podaci o temperaturama vode su potrebni pri postupcima hlađenja u industriji, kao i za izračunavanje koncentracije rastvorenog kiseonika i za određivanje acidobazne ravnoteže između karbonata i rastvorenog ugljen-dioksida. Temperatura se meri odmah pri uzimanju uzorka termometrom sa podeocima od 0,1 stepen.

MirisMiris se u vodi određuje neoposredno po uzimanju uzorka ili najkasnije za dva sata

organoleptički na sobnoj temperaturi i na 40 ºC. Intenzitet mirisa raste s porastom temperature.

UkusUkus se određuje samo kod voda kod kojih se ne sumnja na mikrobiološku i toksikološku

ispravnost vode. Ukus se određuje organoleptički na hladno (12 ºC) i na sobnoj temperaturi (25 ºC).

MutnoćaMutnoća nastaje najčešće prodiranjem padavina sa površine tla, a može poticati i od živih i

mrtvih mikroorganizama i od otpadnih voda. Mutnoća se određuje upoređivanjem uzorka vode sa standardnim vodenim suspenzijama silikatne zemlje. Upoređivanje se vrši bez upotrebe optičkih sprava, posmatranjem golim okom. Određivanje treba izvršiti što pre, istog dana. Mutnoća se određuje na osnovu dve metode, od kojih se, u poslednje vreme, više preporučuju nefelometrijske jedinice – NTU. Od brojnih parametara koji se koriste za ocenu trofičnog statusa stajaćih voda najbrže i najjednostavnije je merenje providnosti određene dubinom na kojoj se gubi slika seki-diska. Na taj način se transparentnost vodenih masa dovodi u vezu sa dubinom dopiranja fotosinteze i sama zavisi od koncentracije algi, odnosno produkcije. Takva uzajamna veza dovela je do razvoja metode koja definiše doprinos hlorofila u ukupnom slabljenju osvetljenja sa dubinom.

ln S = 2,04 – 0,68 ln Hla; gde je S – dubina seki diska (m), a Hla – koncentracija hlorofila u trofigenom sloju (mg/m3).

Navedena relacija predstavlja teorijsku vrednost kada je smanjenje svetlosti sa dubinom uslovljeno pre svega koncentracijom fitoplanktona.

Povezanost providnosti i mutnoće definiše sledeća jednačina:Providnost = 4,170 (NTU)-0,772; gde je NTU – mutnoća izražena u nefelometrijskim jedinicama (NTU).

Suspendovane materijeSuspendovane materije čine ilovača, mulj, čestice prašine, organski detritus sa površine

zemlje, bakterije, fito i zooplanktoni čiji sadržaj prvenstveno zavisi od proseka sunčanih dana u godini. Suspendovane čestice se određuju najkasnije za 24 sata, kao ukupne, ceđenjem odgovarajuće količine vode kroz menbranski filter 0,45 , u vakumu, a zatim sušenjem do konstantne mase na 105 C.

Ostatak posle uparavanja – rastvorene materijeNa ostatak posle uparavanja se ranije nije mnogo obraćala pažnja, jer nije mnogo selektivan,

već je rezultat svih prisutnih materija, koje se nalaze rastvorene i delimično suspendovane. Međutim, suvi ostatak je glavni parametar za procenu stepena mineralizacije voda. Na sadržaj rastvorenih materija u vodi utiču dinamički, fizički i hemijski faktori. Ostatak u proceđenoj vodi čine makroelementi i mikroelementi, a od anjona hloridi, sulfati, karbonati, i fosfati. Ukupni ostatak posle isparavanja se određuje najkasnije posle tri dana pri čuvanju uzoraka na 3-4 ºC. Određivanje se vrši isparavanjem uzorka vode do konstantne mase u sušnici na 105 ºC.

pH vodeU prirodnim vodama, pH obično reguliše ravnoteža ugljen-dioksida i karbonata i nalazi se u

intervalu od 4,5 i 8,5. pH u stvari predstavlja složeni odnos koncentracija neorganskih i organskih

81

jona. U akumulacijama pH se kreće od blago kisele reakcije tokom jesenjeg perioda u slojevima vode pri dnu do slabo bazne koja karakteriše srednje i površinske slojeve vode.

Veće razlike u pH vrednosti u odnosu na protekli period ukazuju na intenziviranje biogenih procesa, pre svega intenzivniju razgradnju, odnosno mineralizaciju materija na dnu akumulacije. Određuje se najkasnije za 24 sata.

Elektrolitička provodljivostElektrolitička provodljivost se određuje odmah po uzorkovanju konduktometrijski. Ona

označava stepen mineralizacije vode. Metoda za njeno određivanje je vrlo brza, jednostavna i praktična. Svako odstupanje od uobičajenih vrednosti izaziva sumnju na zagađenje. Obično se serijom ispitivanja mora utvrditi standardna, tipična provodljivost za datu vodu kada pokazuje svoje najbolje kvalitete i punu higijensku ispravnost. Taj standard onda služi kao orjentir za ispravnost posmatrane vode.

Rastvoreni kiseonikPoznata je činjenica da bez kiseonika nije moguć opstanak živih bića. Sadržaj rastvorenog

kiseonika je jedan od najbitnijih pokazatelja kvaliteta vode. Rastvoreni kiseonik učestvuje u različitim hemijskim i biohemijskim reakcijama oksidacije organskih i neorganskih materija, dok ga živi svet uzima iz vode u procesu respiracije. Osnovni izvori rastvorenog kiseonika u vodi su gasoviti kiseonik iz atmosfere koji se rastvara u vodi procesom aeracije i fotosinteza koju obavljaju alge. Stepen zasićenosti kiseonikom je jedan od osnovnih parametara za ocenu kvaliteta vode, i u stvari predstavlja rezultat veoma komplikovanog odnosa njegovog trošenja i obnavljanja. Kiseonik je neophodan za opstanak većine organizama koji naseljavaju vodena prostranstva. Kao jak oksidans kiseonik igra važnu sanitarno-higijensku ulogu, jer omogućava brzu mineralizaciju organskih ostataka. Rastvoreni kiseonik se troši u procesima biohemijske razgradnje organske materije i oksidacije azotnih jedinjenja. Stepen zasićenosti vode kiseonikom direktno zavisi od temperaturnog režima, kao i od intenziteta procesa fotosinteze u jezeru. Vertikalni profili rastvorenog kiseonika su mnogo teži za objašnjenje, pošto su pored fizičkih, proizvod i bioloških procesa. U odsustvu bioloških ili nekih drugih efekata, prihvata se da rastvoreni kiseonik inverzno korelira sa temperaturom.

Tokom zime ne postoji vertikalna promena u temperaturi vode, koja se tada naziva izotermalna, i u mnogim slučajevima vodena masa je na temperaturi blizu temperature maksimalne gustine vode, 4 C. Izotermalna temperatura vode u zimskom periodu vodi do povećanja i vertikalne homogenizacije sadržaja rastvorenog kiseonika. U martu mesecu stepen zasićenosti kiseonikom je, može se reći, identičan od površine do dna, i to je period zimske cirkulacije.

Početkom proleća sa povećanjem sunčeve energije zagreva se površina, pa se uočava dvoslojna struktura. Gornji i donji sloj zovu se epilimnion i hipolimnion, a zona između, sa naglom promenom temperature, označava se kao termoklina. Od aprila započinje letnja stagnacija, što odgovara termici jezerskih sistema, odnosno termičkoj stratifikaciji pa se zasićenost kiseonikom blago i postepeno menja. Pri tome ćemo se zadržati na prolećno letnjem periodu kada je biološka aktivnost najuticajnija. U proleće i leto, biljni svet u epilimnionu, od kojih je fitoplankton najvažniji, usvaja CO2 iz vode i otpušta kiseonik kao proizvod fotosintetičke aktivnosti. Zbog toga, gornji slojevi postaju bogatiji kiseonikom, koji se koristi u procesima aerobnog metabolizma i respiracije. Fitoplankton ima veoma kratak životni ciklus koji iznosi 3 nedelje. Nakon izumiranja on se taloži na dno i razlaže. Tada teče reakcija suprotna fotosintetičkoj reakciji, a rastvoreni kiseonik se troši za razlaganje organske materije do CO2. Sa povećanim površinskim zagrevanjem i povišenjem temperature, odvijaju se fotosintetički procesi.

U uslovima kada kiseonik gotovo isčezne, pri dekompoziciji organske materije nastupaju sledeće reakcije: tako se na pr. nitrati mogu konvertovati do N2, Fe3+ do Fe2+, sulfati do H2S-a. Neke od ovih reakcija imaju veoma važne posledice na hemizam vode.

Sa daljim površinskim zagrevanjem tokom leta termoklina se pomera naniže i dvoslojna struktura postaje izraženija. Iz podataka se vidi da se kiseonik intenzivno produkuje u letnjem

82

periodu na površini, i to u procesu fotosinteze zasićenost je preko 100%. Kod snažne letnje termokline, kiseonični profil je inverzan u odnosu na temperaturni. U jesen, voda epilimniona počinje da se hladi i postaje gušća nego voda hipolimniona. Tada počinje vertikalno mešanje i obrtanje slojeva, pa voda postaje izotermalna sa dubinom.

Tokom kasnog jesen-zima perida voda se kontinualno hladi i vertikalno meša dok se ne uspostavi zimski profil. U kasnu jesen i zimu život biljaka se ograničava usled smanjenja raspoložive sunčeve energije za procese fotosinteze i nižih temperatura koje inhibiraju bakterijsku aktivnost. Obnavljanje koncentracije kiseonika, odnosno zasićenosti kiseonikom vrši se tokom cirkulacije, tj. u zimskom periodu.

Određivanje rastvorenog kiseonika se vrši titrimetrijski po Winkleru ili pomoću kiseoničnih elektroda. Određivanje po Winkleru se zasniva na metodi po kojoj se rastvoreni kiseonik veže u poznatoj zapremini vode dodatkom mangan-sulfata i alkalnog jodidnog rastvora koji sadrži natrijum azid u obliku hidratisanih oksida mangana. Rastvor se zatim zakiseli i oslobođeni jod se titriše standardnim rastvorom tiosulfata.

Ukupni alkalitetAlkalitet je mera sposobnosti vode da veže H+ jone. Hemijske vrste u prirodnim vodama

koje mogu da vežu H+ jone uključuju: OH-, CO32-, HCO3

-, B(OH)4-, HPO4

2-, SiO(OH)3-, i NH3.

Alkalitet služi u vodi kao pufer, čini rezervoar CO2 za fotosintezu, koji postaje važan izvor kada se CO2 fotosintezom odstranjuje brže nego što se nadoknađuje uzimanjem iz vazduha. Iz ovog razloga alkalitet u vodi jezera znatno se menja zavisno od sezone.

Promena ukupnog alkaliteta izražava se u cm3 0,1 mol/dm3 HCl utrošenog za titraciju 1 litra uzorka uz metil-oranž kao indikator.

Kalcijum i magnezijumGlavne katjone (kalcijum i magnezijum) donose uglavnom pritoke od dolomitskih stena.

Kalcijum je vezan u proteinima preko kompleksa koji uključuju kombinacije karbonilnih, karboksilatnih i alkoholnih grupa. Magnezijum igra vrlo važnu ulogu u živim organizmima jer stabilizuje makromolekule kao što su RNA i DNA. Ovo se ostvaruje tako što je on kontrajon negativno naelektrisanim fosfatnim grupama u ovim molekulima. On se nalazi u hlorofilu labilno vezan za četiri azotova atoma i jedan kiseonikov atom i vrlo lako može biti zamenjen H+ jonom iz slabih kiselina. Određivanje sadržaja kalcijuma i magnezijuma najlakše se vri kompleksometrijski titracijom standardnim rastvorom KIII uz pogodan indikator i odgovarajuću pH vrednost. Kalcijum se određuje na pH 12-13, uz mureksid kao indikator, dok se ukapan sadržaj kalcijuma i magnezijuma određuje na pH 10 uz eriohrom crno T kao indikator. Takođe se njihov sadržaj može odrediti i metodom atomske apsorpcione spektrofotometrije.

Ukupna tvrdoćaUkupnu trvdoću čine joni kalcijuma, magnezijuma, kao i ostali joni kao što su gvožđe,

mangan i ostali mikroelementi, a od anjona najveći udeo imaju bikarbonati, sulfati, hloridi i nitrati.

NutrijentiHemijski elementi koji su od posebne važnosti za postojanje i razvoj živog sveta u vodi

nazivaju se nutrijenti. Najvažniji nutrijenti su ugljenik, azot, fosfor i kalijum. Silicijum je važan samo za vrstu algi zvane dijatome. Pri modeliranju trofičkih procesa u jezeru mora se razmatrati i dinamika nutrijenta, jer prirast algi direktno zavisi od količine raspoloživih nutrijenta u vodi. Kako alge predstavljaju početnu kariku u lancu ishrane, samim tim od količine raspoloživih nutijenata zavisi i dinamika čitavog živog sveta u jezeru.

U površinskim vodama ugljenika ima u dovoljnim količinama, tako da on retko predstavlja ograničavajući faktor rasta algi. Isto važi i za takozvane mikronutrijente, kao što su gvožđe, mangan, bakar, molibden, cink, i ostali mikroelementi, koji su potrebni živom svetu u izuzetno malim koncentracijama. Uobičajena je situacija da je rast algi u jezeru limitiran količinom

83

raspoloživog neorganskih azotnih ili fosfornih jedinjenja, pa se u modelima kvaliteta obično razmatra dinamika samo ova dva nutrijenta. Prilikom rasta alge koriste rastvorene neorganske nutrijente iz vode. To su ugljendioksid, amonijak, nitrati, molekulski azot, ortofosti i rastvoreni silicijum (samo dijatome). Modeliranje dinamike azotnih jedinjenja u vodi je bitno kako za trofičke procese u jezeru, tako i za količinu rastvorenog kiseonika.

Nutrijenti u vodi se javljaju u nekoliko različitih formi: rastvoreni neorganski nutrijenti, rastvoreni organski nutrijenti, nerastvorni organski nutrijenti, nutrijenti u sedimentu i biotički nutrijenti (vezani u živim organizmima). Svaki nutrijent tokom vremena prelazi iz jedne forme u drugu. Kruženje nutrijenata je izuzetno složen proces koji zavisi od fizičkih, hemijskih i biotičkih faktora.

Azot po KjeldahluOvom metodom se određuje organski i amonijačni azot nakon postupka mineralizacije konc.

sumpornom kiselinom pri čemu nastaje amonijum-sulfat iz kojeg se oslobađa amonijak delovanjem NaOH sa natrijum-tiosulfatom. Zagrevanjem rastvora destiluje amonijak koji se hvata u standardni rastvor neke kiseline koja je u višku i čiji se višak određuje titracijom.

Amonijum jonNorme za amonijak se odnose na amonijak organskog porekla, a ne na neorganski amonijak

(na primer, amonijak u arterškim vodama). Amonijum jon postaje razgradnjom azotnih organskih supstanci pomoću enzima amonifikacionih bakterija u određenim ekološkim uslovima. U koncentracijama u kojima se sreće u vodi za piće nije opasan po zdravlje, ali je poznato da je amonijak indikator zagađenja sirove vode i utiče negativno na miris i ukus vode. Pojava porasta koncentracije amonijaka u vodi povezana je sa povećanjem temperature i padom koncentracije kiseonika u vodi. Najbolje je određivanje amonajaka izvršiti odmah posle uzorkovanja. Ako mora da se konzervira ono se vrši dodatkom 1 cm3 konc H2SO4 i uzorak se čuva na 4 ºC, a analiza se mora izvršiti u roku od 24 sata. Određivanje sadržaja amonijaka se vrši spektrofotometrijski sa Neslerovim reagensom (posle destilacije ako se analiziraju otpadne vode ili bez destilacije uzorka ako se analiziraju pijaće i površinske vode). Prethodnim tretiranjem uzorka sa cink-sulfatom i sa NaOH do pH oko 10,5 pre razvijanja sa Neslerovim reagensom uklanjaju se gvožđe i sulfidi koji smetaju i stvaraju zamućenje pri dodatku Neslerovog reagensa. Pahuljičasti talog cink-hidroksida otklanja i suspendovane, a u nekim slučajevima i obojene materije koje takođe smetaju određivanju. Prethodnim tretiranjem uzorka sa kalijumnatrijum-tartaratom sprečava se taloženje kalcijuma i magnezijuma u prisustvu alkalnog Neslerovog reagensa. Rezidualni hlor se uklanja dodatkom 0,1 %-tnog rastvora natrijum-arsenita da bi se sprečilo njegovo reagovanje s amonijakom.

NitritiNitriti predstavljaju kariku u ekološkom prometu azota kao međuprodukti mineralizacije na

jednoj strani i denitrifikacije na drugoj. Zajedno sa nitratima su veoma važni zbog zdravstvenih problema koje mogu da izazovu u većim koncentracijama od propisane vrednosti. Tako su poznati kao uzročnik methemoglobinemije, najopasnije za bebe do 6 meseci, koja se manifestuje ozbiljnim poremećajima u disanju, takozvani sindrom “plava beba”. Koncentracija nitrita, je indikator intenzivne mineralizacije i hipoksije. Nitriti se određuju spektrofotometrijski sa alfa-naftilaminom i sulfanilnom kiselinom (crvenoljubičasta boja određuje se na 520 nm) ili sa indolom (crveno-ljubičasta boja određuje se na 530 nm).

NitratiZdravstveni aspekt nitrata smo već istakli kod opisivanja nitrita. Možemo da dodamo da

postoje indicije da su nitrati prekursori nitrozamina, koji mogu biti kancerogeni. Dinamika trošenja i ponovnog obrazovanja zavisi od obima i dinamike fitoplanktonskih populacija i intenziteta organske produkcije. Nitrati se određuju spektrofotometrijski sa natrijum-salicilatom ili sa brucinom.

84

Sadržaj nitrata se određuje spektrofotometrijski sa natrijum-salicilatom ili sa brucinom. Sa natrijum-salicilatom u koncentrovanoj sumpornoj kiselini nitrati grade soli nitrosalicilne kiseline.

Te soli u alkalnoj sredini daju žutu boju čiji se intenzitet meri na 420 nm. Sa brucinom nitrati daju žutu boju čiji se intenzitet meri spektrofotometrijski. Ako je sadržaj nitrata mali (nezagađene prirodne vode i pijaće vode) oni se mogu određivati i na osnovu kalibracione prave napravljene sa standardnim rastvorima nitrata. Apsorbanca na 220 nm pokazuje lineranu zavisnost do koncentracije nitrata od 11 mg/L.

Fosfatni jonLimitirajući faktor za kontrolu prekomernog razvoja algi i ubrzane eutrofikacije je fosfor,

zahvaljujući činjenici da neke plavo-zelene alge imaju sposobnost fiksacije atmosferskog azota. Obično se smatra da voda sa sadržajem fosfata preko 0,01 mg/L poseduje stimulante osobine za razvoj algi koje doprinose obogaćivanju vode organskim materijama povećavajući halokarbonski potencijal. Znatno manja koncentracija fosfata u odnosu na nitrate ukazuje da je ovaj elemenat odgovoran za procese produkcije i eutrofikacije akumulacije.

Po sadržaju ukupnih fosfata razlikujemo oligotrofne akumulacije ispod 16 mg/L; mezotropne od 16 do 24 mg/L i eutrofne preko 24 mg/L. Dublji slojevi vode primaju fosfor u dva oblika: kao neorganski fosfor (absorbovan na glini) i kao biogeni fosfor usled raspadanja biljaka i životinja. Nađeno je da kada se uvede 1 mg fosfora u stagnacionom periodu dolazi do sinteze 100 mg alge (suva masa), koji mineralizacijom troše 140 mg kiseonika.

Godišnje deponovanje fosfora po površini jezerske vode (Lmax) može biti izraženo sledećom jednačinom:

Lmax=O2max 7.10-3 (365/Tst) zH

gde je: O2max (mg/m3) podnošljiva potrošnja kiseonika u hipolimnionu na dubini zH (m) za

stagnacioni period Tst (dani). Ova jednostavna jednačina se menja od jezera do jezera. Fosfati se određuju spektrofotometrijski sa amonijum-molibdatom i askorbinskom

kiselinom. Reakcija je specifična samo za orto-fosfate. Da bi se odredili i hidrolizujući fosfati vrši se kuvanje probe sa kiselinom pri čemu se metafosfati, pirofosfati i tripolifasfati prevode u ortofosfate. Ukupni fosfati se određuju kuvanjem probe sa kiselinom i persulfatom. Tada se i organski fosfati prevode u orto-fosfate. Sadržaj organskog fosfata se može dobiti iz razlike ukupnog fosfata i hidrolizujućih fosfata.

HloridiPrisustvo hlorida u vodi za piće nije toksično, jer je dnevna potreba čoveka za NaCl reda 5

000 mg. Hloridi su međutim veoma dobri indikatori hemijskog organskog zagađenja vode. Dozvoljene granice (25 mg/L) za hloride zasnovane su na njihovom uticaju na organoleptičke osobine vode (ukus). Sadržaj hlorida se određuje argentometrijskom ili merkurometrijskom titracijom, a mogu da se određuju i jon-selektivnom elektrodom.

SulfatiSulfati su najveći oksidacioni, najstabilniji i preovlađujući oblik sumpora u vodama kojim se

koriste organizmi. Biljke i mikroorganizmi mogu redukovati sulfate i koristiti sumpor za izgradnju aminokiselina cistina i metionina. U anaerobnim uslovima bakterije mogu redukovati sulfate do sulfida.

Sulfati se mogu određivati titrimetrijski taloženjem sulfatnog jona viškom barijum-hlorida, taloženju viška barijumovog jona sa viškom kalijum-hromata i određivanju viška hromatnog jona u rastvorui jodometrijskom titracijom sa rastvorom natrijum-tiosulfata.

85

Sulfati mogu da se određuju i kompleksometrijskom titracijom. Sulfat jon se taloži rastvorom barijum-hlorida, talog barijum-sulfata se odvaja ceđenjem, ispere, rastvori u alkalnom rastvoru EDTA, a višak EDTA se određuje titracijom s rastvorom magnezijum-hlorida.

SulfidiNormalno, u vodi za piće ne sme biti vodonik-sulfida jer je njegovo prisustvo najčešće znak

zagađivanja vode organskim materijama u raspadanju i industrijskim otpadnim vodama, te se takve vode ne mogu koristiti za piće. Vodonik-sulfid neorganskog porekla je prisutan u nekim mineralnim vodama koje se mogu piti u određenim količinama, ali samo po uputstvu lekara. Takve vode se ne mogu kaptirati za snabdevanje vodom za piće. Sulfidi se mogu određivati spektrofotometrijski sa N,N –dimetil-p-fenilendiaminom koji u prisustvu Fe3+ prelazi u metilensko plavo čiji se intenzitet meri na 670 nm. Sulfidi se takođe mogu odrediti i sulfid jon-selektivnom elektrodom.

SilikatiSilikati su prisutni u vodi pre svega zbog postupne degradacije minerala koji sadrže

silicijum. Silicijum može biti prisutan i u obliku silicijum-organskim jedinjenjima (silikoni). Određivanje rastvornog silicijuma zasniva se na reakciji rastvornog silicijuma s molibdat jonom pri čemu se stvara zelenkasto-žut kompleks koji se pretvara u plavi kompleks reakcijom s 1-amino-naftol-1-sulfonskom kiseloinom. Silicijum može da se određuje i metodom atomske apsorpcione spektrofotometrije. Atomizacija se vrši u redukcionom plamenu acetilen-azot-suboksid.

PesticidiBudući da ispitivanje pesticida u vodi za piće zahteva skupocenu opremu, dobro obučene

stručnjake i posebne uslove rada zakon predviđa da se u prvoj fazi utvrđuju samo grupe pesticida, i tek kada se dokaže da njihove koncentracije prelaze propisane granice, u drugoj fazi traže se pojedini pesticidi i određuju se njihove koncentracije.

Dozvoljene koncentracije pesticida u vodi za piće po grupama prikazane su u Tabeli 11.

Tabela 11. Dozvoljene koncentracije pesticida u vodi za piće

Grupa pesticida Dozvoljene koncentracije,µg/L

Insekticidi (ukupno)a) organofosfornib) organohlornic) karbamati

0,10,010,080,01

Herbicidi 0,1Fungicidi 0,1Ostali pesticidi 0,2

Pesticidi se određuju gasnom hromatografijom.

Fizičko-hemijski parametri koji pokazuju sadržaj organske supstance u vodiKao što je već pokazano, u vodi vladaju izrazito složeni odnosi između svih članova

ekosistema. Prisustvo organskih materija može da izazove brojne teškoće, od kojih su neke već pomenute. Radi preglednosti neke od ovih teškoća će biti i ovde pobrojane:

- Organski sadržaj vode je osnovni uzročnik problema u vezi sa bojom vode;- Izvesna organska jedinjenja izazivaju neprijatan ukus i miris vode za piće;- Prisustvo organskih jedinjenja u već pripremljenoj vodi može izazvati probleme u vezi sa neželjenom promenom kvaliteta biološke prirode u distribucionom sistemu;

86

- Prisustvo organskih materija u vodi za piće intenzivira korozione probleme u distribucionim sistemima;- Prisustvo organskih materija može ometati procese demineralizacije;- Utvrđeno je da organska jedinjenja ometaju oksidaciju i odstranjivanje gvožđa i mangana;- Pri dodavanju hlora vodi u dozama koje se zahtevaju za dezinfekciju, hlor može reagovati ili sa prirodnim huminskim materijama, ili sa nekim antropogenim jedinjenjima, ili i sa jednim i sa drugim, i formirati organohlorna jedinjenja;- Za neka organska jedinjenja se zna da su toksična ili kancerogena i da mogu biti štetna po zdravlje čak i u tako malim koncentracijama koje se mogu naći u vodi za piće, itd.Osvrnućemo se i na grupu makropokazatelja koji informišu o stepenu samoprečišćavanja

voda i njihovoj zagađenosti supstancama organskog porekla. To su orijentaciono boja vode, a mnogo pouzdanije je: hemijska potrošnja kiseonika određivana preko utroška KMnO4, biohemijska potrošnja kiseonika u toku 5 dana (BPK5) i UV ekstinkcija, dok bi najtačnija metoda bila ekstrakcija organske supstance i njena analiza nekom instrumentalnom metodom.

BojaSupstance koje čine boju obuhvataju prirodno rastvorne metalne jone, huminske, taninske i

druge organske supstance, koje potiču od planktona makrofita. Huminske materije spadaju u grupu organskih jedinjenja koja se najčešće sreću u prirodnim

vodama. Ove supstance najčešće daju boju. Najčešće je to žuto-mrki ton koji potiče od visokomolekularnih huminskih supstanci koje se spiraju iz zemljišta, ili se obrazuju kao produkt razgradnje biljnih materijala u vodotocima i akumulacijama. Ispitivanjem funkcionalnih grupa huminskih kiselina izdvojenih iz zemljišta i treseta dokazano je prisustvo karboksilnih i fenolhidroksilnih grupa koje huminima daju kiseli karakter što ih svrstava u polioksikiseline. Hemijski ove materije predstavljaju kompleks makromolekula različitog sastava sa većim brojem najrazličitijih funkcionalnih grupa i sa različitim vrstama veza ovih grupa sa osnovnim makromolekulom.

Prema nekim izvorima boja vode najvećim delom je određena sadržajem fulvokiselina (reda 98%), dok samo oko 10% otpada na huminske materije. Veći procenat huminskih materija (krenova kiselina koja predstavlja najniži oksidacioni stupanj i apokrenova kiselina smesa oksidisanih huminskih kiselina) nije u rastvcrnom, obliku. Pravi rastvori su samo fulvokiseline i njihove soli dok se u koloidnom obliku nalaze huminske materije i njihove soli alkalnih i zemnoalkalnih metala. Vode koje sadrže huminske materije ne smeju se hlorisati, jer sa hlorom daju trihalometane i druge kancerogene materije.

Boja se određuje najkasnije za 24 sata posle uzorkovanja vizuelno upoređivanjem uzoraka sa obojenim rastvorima poznate koncentracije. Poređenje se takođe može izvršiti pomoću posebno obojenih staklenih diskova. Kao standardna metoda za merenje boje data je platinsko-kobaltna metoda. Upoređivanje se vrši sa rastvorima koji sadrže određene koncentracije kalijum-heksahloroplatinata(IV) i kobalt(II)-hlorida.

Utrošak kalijum-permanganataKoličina utrošenog kalijum-permanganata zavisi od količine organske materije u vodi, ali i

od njihove hemijske strukture. Takođe poznato je da KMnO4 oksiduje i neke neorganske materije (nitrite, Fe2+, sumpor-dioksid itd.), pa se potrošnja KMnO4 samo uslovno može smatrati kao merilo sadržaja organskih materija. Uzorke treba analizirati najkasnije za 24 sata. Uzorci se konzervišu dodatkom 2 cm3 H2SO4 (1:2) na 100 cm3 uzorka i čuvaju se na temperaturi od 3-4 ºC.

Hemijska potrošnja kiseonika (HPK)Hemijska potrošnja kiseonika se zasniva na metodi određivanja količine dihromata koja se

redukuje pod specifičnim uslovima. Termin «potrošnja kiseonika» definisan je u metodi kao ekvivalentna količina kiseonika koja je potrebna da se pod određenim uslovima oksiduju organske i

87

nerganske materije koje reaguju sa dihromatom. Određivanje se vrši tako što se uzorak vode kuva standardnim rastvorom K2Cr2O7 određeno vreme, a zatim se višak rastvora titriše standardnim rastvorm feroamonijum-sulfata uz korišćenje ortofenantrolin-fero-kompleksa kao indikatora.

Biološka potrošnja kiseonika

Pod biohemijskom potrošnjom kiseonika podrazumeva se količina kiseonika u miligramima koja je potrebna mikroorganizmima da oksiduju organske supstancije u 1 litru analizirane vode pod aerobnim uslovima. Biohemijska potrošnja kiseonika (BPK) ne uključuje potrošnju kiseonika za nitrifikaciju. Stoga određivanje treba izvoditi pod standardnim uslovima i tako dobijene rezultate uzimati kao zbirni sadržaj organske supstancije u vodi koja se oksiduje biohemijski. Određivanje BPK se svodi na određivanje koncentracije rastvorenog kiseonika u vodi pre termostatiranja i u vodi koja je termostatirana 5 dana na temperaturi od 20 ºC. Izračunavanje se vrši po formuli:

gde je :a1 - koncentracija kiseonika u vodi pripremljen za izvođenje ogleda pre inkubacije (nultog dana), mg/L,a2 - koncentracija kiseonika u vodi za razblaživanje pre inkubacije, mg/L,b1 - koncentracija kiseonika u probi na kraju perioda inkubacije, mg/L.b2 - koncentracija kiseonika u vodi za razblaživanje na kraju inkubacije, mg/L.V - zapremina vode koja se nalazi u 1 litru probe posle konačnog razblaživanja cm3.

UV ekstinkcijaPojava neprijatnog mirisa i ukusa u vodi takođe predstavlja indirektan uticaj i još jedan od

limitirajućih parametara kvaliteta vode koji nastaje kao rezultat primarne produkcije u sistemu. Zbog svega ovoga izučavanju ovih procesa se mora pokloniti izuzetna pažnja. Na osnovu veoma obimnih istraživanja Edzwald (1992) je predložio specifičnu UV ekstinkciju na 254 nm kao merilo koje ukazuje na sadržaj ove grupe materija u vodi. Vrednost UV ekstinkcije manja od 3 ukazuje da se prisutne organske supstance sastoje od nehuminskih materija.

Mineralna uljaOvim se podrazumeva smesa razkličitih organskih jedinjenja nepoznatog sastava. Da bi se

bliže odredilo na šta se odnosi norma, neophodno je da se bliže definišu. To se najčešće čini tako što se određuje rastvarač koji služi za njihovo laboratorijsko određivanje. Obično se norma odnosi na mineralna ulja rastvorljiva u ugljentetrahloridu, ili freonu 113. Njihov sadržaj se može odrediti metodom infracrvene-spektrofotometrije posle ekstrakcije mineralnog ulja pogodnim rastvaračem (ugljen-tetrahloridom).

Policiklični aromatični ugljovodoniciPoliciklični aromatični ugljovodonici određuju se kao smesa na osnovu intenziteta

fluorescentne emisije u odnosu na standard.

Polihlorovani bi i trifeniliPolihlorovani bi i trifenili su kancerogene supstance koje se obično javljaju kod površinskih

voda u blizini preduzeća koja koriste transformatore električne struje ili ulja za kočenje itd. Određuju se zajedno gasnom hromatografijom.

TrihalometaniAko se dokažu u vodi za piće treba zahtevati da se utvrdi o kom se trihalometanu radi. Oni

se određuju gasnohromatografski.

88

Ukupni organski ugljenik (TOC)Nije data norma za ovaj parametar, ali se povećanje sadržaja ukupnog organskog ugljenika

uzima kao mera za otkrivanje pogoršanog sadržaja vode.

4.1.1 SPECIFIČNE HEMIJSKE, FIZIČKO-HEMIJSKE I BIOLOŠKE METODE

Identifikacija organske supstance u sedimentimaDosadašnja organsko-geohemijska ispitivanja pokazala su da se organska supstanca u

geosferi može naći u obliku fulvokiselina, huminskih kiselina, humina, kerogena, gasa, bitumena, nafte i grafita. Većina ovih oblika karakteristična je za dublje delove litosfere, dok se u nativnu organsku supstancu recentnih sedimenata mogu ubrojiti, pre svega, fulvo i humunske kiseline i ređe humin. U površinskim delovima litosfere takođe se mogu naći u malim količinama i neka lipidna organska jedinjenja koja čine tzv. “nasleđeni bitumen”. Količina organske supstance u prirodnim uzorcima, pre svega u sedimentima nije strogo definisana. Generalno uzevši ona je mala, ali i ovo određenje može da podrazumeva široki opseg vrednosti. Zbog toga je za utvrđivanje prisustva zagađivača antropogenog porekla u sedimentima neophodno organsku supstancu, čija je količina utvrđena, analizirati, i njen sastav dovesti u vezu sa sastavom ili organske supstance recentnih sedimenata, ili pak sa sastavom nafte ili njenih derivata. Pri ovom pristupu vrlo je važno opredeliti se za određivanje onih parametara koji sa sigurnošću mogu da upute na razlike između organske supstance recentnih sedimenata i nafte, a koji, s druge strane, ne zahtevaju primenu zametnih i nepristupačnih analitičkih metoda. Ukoliko je prisutna vrlo mala količina rastvorne organske supstance njena karakterizacija je otežana zbog eventualno prisutnih lipidnih jedinjenja “nasleđenog bitumena”. U tom slučaju pouzdanu diferencijaciju između zagađivača i nativne organske supstance mogućno je učiniti samo na osnovu analize onih organskih jedinjenja za koja se zna da imaju različitu raspodelu ili obilnost u “nasleđenom bitimenu” i zagađivaču. Pokazalo se da u tu svrhu mogu da posluže n-alkani, ugljovodonici koji u organskoj geohemiji predstavljaju najizučavanije biološke markere. Njihova primena u identifikaciji zagađivača naftnog tipa u recentnim sedimentima mogućna je, i vrlo je praktična, pre svega zbog toga što se zna da se raspodela pojedinih članova homologog niza n-alkana u recentnim sedimentima u znatnoj meri razlikuje od one u naftama ili proizvodima prerade nafte, i zbog toga što identifikacija n-alkana ne zahteva primenu složenih analitičkih tehnika. Može se reći da je za analizu n-alkana “dovoljno” da se organska supstanca ekstrahuje iz uzorka sedimenta, alkanska frakcija iz nje izoluje metodom hromatografije na stubu, i konačno, alkanska frakcija analizira gasnohromatografski.

Sadržaj rastvornih mikroelemenata u vodiSadržaj rastvornih mikroelemenata u vodi uslovljavaju svojstva podloge, klimatske i

hidrološke prilike, antropogeni i ostali činioci. Standardima kvaliteta vode za piće su dozvoljene vrlo niske koncentracije mikroelemenata u vodi. Treba naglasiti da je metale veoma teško eliminisati iz vode jer se oni zadržavaju na česticama istaloženog mulja. Ipak postoji opasnost njihove mobilizacije sa dna i ponovnog prisustva u vodi. Biogeohemijski procesi koji se odvijaju u anaerobnim uslovima, znatno se razlikuju od odgovarajućih procesa koji se odigravaju ako su uslovi aerobni. Pod uticajem kiseonika stvorenog od strane algi rastvorljivo gvožđe i mangan se oksidišu i prelaze u nerastvorljive forme sa taloženjem po dnu, odakle se pod uticajem promene temperature vode i dejstvom anaerobnih bakterija redukuju u rastvorljivije oblike sa porastom sadržaja u vodi. U ovome značajnu ulogu igra stratifikacija jezera.

Do formiranja hidroksida gvožđa i mangana u vodenoj sredini dolazi pri određenim uslovima: u prvom redu, pri određenim vrednostima oksidaciono-redukcionog potencijala, a koji se javljaju u toku procesa formiranja anaerobnih uslova u hipolimnionu akumulacije. Kao posledica

89

mikrobiološke aktivnosti, u anaerobnim uslovima se javljaju, najčešće, u visokim koncentracijama, rastvorljivi oblici azota, gvožđa, magana i sulfida, koji mogu izazvati neželjene promene toksičnosti, ukusa i mirisa vode. Tako na primer živa, arsen, a delimično i bakar mogu pod uticajem pomenutih uslova u mulju da pređu u organometalne komplekse, daleko toksičnije nego njihova organska jedinjenja.

Procesi koji se odigravaju u hipolimnionu akumulacije u anaerobnim uslovima značajno umanjuju vrednost akumulacije kao izvorišta vode za piće. Javljaju se mikroelementi u koncentracijama koje je klasičnim načinom pripreme vode za piće nemoguće svesti u granice predviđene standardima. Priprema specijalnih načina pripreme dovodi do povećanih troškova i izaziva tehničke teškoće.

GvožđeGvožđe je jedan od najvažnijih bioaktivnih mikroelemenata. I pored intenzivnog

proučavanja njegova hemija u slatkovodnoj i morskoj vodi još nije potpuno jasna. Poznata je takozvana “Gvožđeva hipoteza” po kojoj u Arktičkim vodama veliko prisustvo

gvožđa stimuliše veliku produkciju fitoplanktona i cvetanje algi, i na taj način uklanja CO 2 iz atmosfere. Ovo je u javnosti podstaklo bacanje hiljada tona gvožđa u okean u cilju smanjenja CO 2 u atmosferi. Simpozijum organizovan u cilju razjašnjavanja ovog fenomena podelio je mišljenja istraživača i zaustavio ovaj postupak ubacivanja gvožđa u more.

Dobar deo gvožđa dolazi u vodene površine preko atmosfere, u koju dolazi putem prašine. U vodenim kapljicama Fe3+ joni se redukuju u Fe2+. U vodenim sredinama termodinamički je stabilno Fe3+ oksidaciono stanje i dominiraju hidrolizovani oblici kao što su Fe(OH)2

+, Fe(OH)30, i Fe(OH)4

-. Čvrsti Fe(OH)3

0 prisutan u vodi mnogo je amorfniji nestabilniji i rastvorljiviji od kristalnog oblika FeOOH ili Fe2O3 zbog fotohemijskih procesa koji se dešavaju i stalnog pretvaranja Fe3+ u Fe2+ i obrnuto. Fotohemijski nastalo Fe2+ se reoksiduje pomoću O2. Ta oksidacija je pojačana ako je Fe3+

adsorbovan na mineralnoj ili biološkoj površini. U anaerobnim uslovima Fe3+ prelazi u Fe2+. Ovom redukcijom prevodi se gvožđe iz nerastvornog oblika u rastvorni oblik. Reoksidacijom Fe2+ dobija se Fe(OH)3 (s) kao koloid koji je mnogo manje polimerizovan i kristalan nego stari Fe(OH)3 i tako mnogo rastvorljiviji i u stalnoj ravnoteži sa monomernim neorganskim Fe3+ vrstama koje mogu da kontrolišu njegovo korišćenje od strane fitoplanktona.

Gvoždje se odredjuje spektrofotometrijski sa 1,10-fenatrolinom ili tiocijanatom. Sa 1,10 fenatrolinom određuje se Fe(II). Zato se Fe(III) mora najpre da redukuje hidroksilaminom u Fe(II) na pH 3,2 do 3,3. Fe(II) daje sa 1,10-fenatrolinom narandžasto-crveni kompleks, čiji se intenzitet boje meri na 510 nm. Gvoždje(III) se određuje spektrofotometrijski sa tiocijanatom, pri čemu se gradi crvena boja čiji intenzitet se meri na 480 nm. Ukupan sadržaj Fe(II) i Fe(III) može se odrediti metodom atomske-apsorpcione spektrofotometrije.

ManganMangan je esencijalni oligoelement. Za sada nema ubedljive evidencije o toksičnim

efektima na ljudsku populaciju povezanih sa njegovim unošenjem u organizam preko vode za piće. Preporučena granična vrednost za mangan iznosi 0,5 mg/L i ona je sasvim dovoljna za zaštitu ljudskog zdravlja. Mangan ima važnu ulogu u metabolizmu kalcijuma i fosfora, kao i za održavanje reproduktivnih funkcija organizma. Prisutnost mangana u vodi za piće iznad 0,5 mg/L, dovodi do pojave mrlja na sanitarijama i vešu.

Sadržaj mangana se može odrediti metodom atomske-apsorpcione spektrofotometrije i spektrofotometrijski posle oksidacije mangana u pemanganat pomoću amonijum-persulfata.

BakarBakar pripada grupi esencijalnih oligoelemenata. On u vodi menja njen ukus, međutim voda

može biti prihvatljiva za piće od strane konzumenata pri količini bakra na nivou ispod preporučenih graničnih vrednosti. Bakar učestvuje u oksido-reduktivnim procesima u organizmu i ulazi u sastav

90

mnogih enzima. Preporučena granična vrednost iznosi 1,3 mg/L. U koncentracijama većim od MDK može izazvati stomačne probleme, oštećenja jetre i bubrega i anemiju. Ljudi koji boluju od Wilson-ove bolesti naročito moraju da vode računa da ne koriste vodu u kojoj ima bakra preko dozvoljene granice. Allen et al., (1970) su ustanovili različite oblike rastvornog bakra u vodi i to : Cu2+, CuOH+, Cu(CO3)2

2- i CuCO3. Xue i Sigg, (1993) su utvrdili da je promena koncentracije hlorofila i promena odnosa ukupnog bakra i slobodnog bakrovog jona ista tokom godine. Naime pošto je cvetanje alge u periodu mart-april, tada se odigrava i najveće kompleksiranje, pa je i najveća koncentracija hlorofila, odnosna najmanja koncentracija slobodnog Cu2+ jona. Ovi podaci pokazuju da produkcija organskih liganda ima važnu ulogu u kompleksiranju bakra, odnosno na rast i fiziologiju vodenih biljaka. U dubokim slojevima koji su bogati nutrijentima i u kojima je koncentracija rastvorenog kiseonika mala, stehiometrijski odnos fotosinteze i oksidacije je odgovoran za konstantan odnos C/NP/O2. Fitoplanktoni učestvuju u regulaciji koncentracije mnogih nutritivnih mikroelemenata. Oni uzimaju makronutritivne i mikronutritivne mikroelemente na površini vodene mase. Nastali fitoplanktoni se mikrobiološki degradiraju u dubokim vodenim slojevima i na taj način obogaćuju dublje slojeve u koncentraciji mikroelemenata.

Bakar se određuje spektrofotometrijski sa neokuproinom (za niske i visoke koncentracije), spektrofotometrijski sa kupretolom ili metodom atomske–apsorpcione spektrofotometrije.

KadmijumKadmijum nije pronađen kao esencijalni osnovni sastojak u metabolizmu, a njegovi

negativni uticaji na biotu veoma su izraženi. Organizmi u zagađenim vodenim zonama akumuliraju kadmijum, mada se ne zna tačno koji je mehanizam adsorpcije i u kojem se obliku nalazi u pojedinom organu, kao ni u čemu se sastoji mehanizmi njegovog toksičnog dejstva. Međutim ustanovljeno je da kadmijum ulazi u slatkovodne organizme direktno kao jon iz vode, a ne preko lanca ishrane. Poznato je da Zn ima antagonističko delovanje prema kadmijumu, tako da je važan odnos Cd:Zn u biološkom sistemu. Adsorpcija kadmijuma zavisi od rastvorljivosti njegovih jedinjenja. Primarno se akumulira u bubrezima i ima dugo biološko vreme poluraspada od 10 do 35 godina.

Sadržaj kadmijuma se može odrediti metodom atomske-apsorpcione spektrofotometrije.

OlovoSmanjenje emisije olova u životnu sredinu dešava se nakon započete zamene olovnog

benzina bezolovnim. Ono može prouzrokovati brojne zdravstvene probleme. U relativno malim koncentracijama olovo izaziva poremećaje u hemiji crvenih krvnih zrnaca, zastoj u fizičkom i mentalnom razvoju kod dece, smanjenje koncentracije, čujnosti i mogućnosti pamćenja kod dece, a kod odraslih povećanje krvnog pritiska. Pretpostavlja se da su ovi efekti uzrokovani promenama u nekim enzimima krvi. Hronično izlaganje dejstvu olova povezuje se sa cerebrovaskularnim oboljenjem i bolestima bubrega. Ovde takođe treba istaći da se nesme zaboraviti, niti podceniti olovo koje dospeva u akumulaciono jezero usled depozicije aero polutanata. Za olovo je karakteristična velika zavisnost jonskih vrsta od kiselosti rastvora. Povećanjem baznosti rastvora dolazi do prelaza Pb2+ jona u odgovarajući hidroksid (PbOH+), a i do pojave PbCO3 koji postaje dominantna jonska vrsta.

Sadržaj olova se može odrediti metodom atomske-apsorpcione spektrofotometrije ili diferencijalnom pulsnom anodnom »striping« voltametrijom.

NikalNije poznato da kratkotrajno izlaganje koncentracijama nikla preko MDK vrednosti može

izazvati neke ozbiljnije zdravstvene probleme, ali dugotrajno izlaganje izaziva pored alergijskih reakcija na koži i gubitka težine i oštećenje srca i bubrega. Nikal je jedan od najmobilnijih mikroelemenata u vodi. On se ne akumulira u vodenim biljkama i životinjama, pa se stoga njegova koncentracija ne uvećava putem lanca ishrane. Neorganski Ni2+ je stabilan u vodama bogatim kiseonikom do pH vrednosti 9, iznad koje se pojavljuju oksidi, hidroksidi, a dominiraju karbonati.

91

Sadržaj nikla se određuje metodom atomske apsorpcione spektrofotometrije ili spektrofotometrijski posle reakcije sa natrijum-dietilditiokarbamatom. Intenzitet žuto-zelenog kompleksa nikla se meri spektrofotometrom na 328 ili 436 nm.

CinkCink spada u važne esencijalne oligoelemente koji učestvuju u brojnim fiziološkim

reakcijama. Ulazi u sastav većeg broja metaloenzima. Primarna uloga cinka ogleda se u procesu ćelijske replikacije i ekspresije gena, kao i u metabolizmu nukleinskih kiselina i aminokiselina. Postoje široke granice tolerancije između normalnih količina cinka unetih u organizam i onih koje mogu izazvati štetne efekte. Treba istaći da postoji sličnost u hemijskim reakcijama između cinka i kadmijuma i njihovih metaboličkih puteva u biološkim sistemima. Rezultati ispitivanja pokazuju kompeticiju između cinka i kadmijuma za proteinske receptore pri transportu kroz membranu ćelije, takođe i u metaloenzimima u kojima se nalazi cink. Toksični uticaj visokih doza kadmijuma može biti smanjen povećanjem sadržaja cinka u ishrani. Kao i bakar i cink u prekomernim dozama izaziva nagon za povraćanje pa se time organizam brani od štetnih efekata. U vodi se mogu pojaviti sledeći rastvorni oblici cinka: Zn2+, ZnHCO3

+, Zn(OH)2 i ZnCO3, pri pH vrednostima od 7 do 9, dok ZnOH+

jon nije pronađen. Cink se određuje spektrofotometrijski sa cinkonom ili metodom atomske–apsorpcione

spektrofotometrije.

HromHrom(IV) se određuje spektrofotometrijski sa difenilkarbazidom u kiseloj sredini. Intenzitet

boje se meri na 540 nm. Da bi se odredio ukupni sadržaj hroma (Cr(III) i Cr(IV), uzorak se oksiduje kalijum-permanganatom u kiseloj sredini. Ukupni sadržaj hroma se takođe može odrediti i metodom atomske-apsorpcione spektrofotometrije.

MolibdenMolibden se određuje atomskom apsorpcionom spektrofotometrijom. Element stvara helat

sa 8-hidroksihinolinom, koji se ekstrahuje sa metilizobutilketonom, a ekstrakt aspirira u azot-suboksid-acetilenski plamen spektrofotometra.

SelenOdređivanje se sastoji u tome da se selen pretvori u različite oblike gasovitog selen-hidrida i

kasnije analizira metodom atomsko-apsorpcione spektrofotometrije.

ArsenOdređuje se posle redukcije arsena(V) u arsen(III) pomoću KI i SnCl2. Potom se prevodi u

gasoviti arsin pomoću cinka i HCl. Dobijeni arsin se određuje spektrofotometrijski sa srebro-dietilditiokarbamatom ili atomsko-apsorpcione spektrofotometrijski.

ŽivaOdređuje se besplameno atomsko apsorpcionom spektrofotometrijom. Metoda se zasniva na

oksidaciji u vodenoj sredini, kojom se ukupna živa prevodi u Hg2+, zatim na redukciji Hg2+ u elementarnu živu, koja se aeracijom prenosi iz rastvora u zatvoreni recirkulacioni sistem ili u otvoreni jednosmerni sistem. Živine pare prolaze kroz ćeliju koja je postavljena na prolaz zraka atomskog apsorpcionog spektrofotometra. Živa apsorbuje ultraljubičasto zračenje na talasnoj dužini od 253,7 nm i meri se apsorbancija u funkciji koncentracije žive.

CijanidiCijanidi se određuju spektrofotometrijski sa piridin-barbiturnom kiselinom. Ova metodom

ne može da se razlikuje slobodni cijanid jon od cijanid jona koji je vezan u obliku kompleksa.

92

BorRastvorna borna jedinjenja određuju se spektrofotometrijski jer sa karminskom kiselinom u

koncentrovanoj sumpornoj kiselini stvara plavo-crvena jedinjenja.

Radioaktivne materijeUtvrđivanje radioaktivnih materija u vodi za piće vrši se periodično ako je povećana

vrednost prirodne radioaktivnosti, uvtrđene za to područje, određivanjem ukupne α i β radioaktivnosti. Ako ukupna α i β, uključujući i niskoenergetske čestice β emisije prelaze dozvoljeni nivo, određuje se i sadržaj pojedinih radionukletida, u skladu s propisom o maksimalnim granicama. Ispitivanje α i β radioaktivnosti obavezno je kod praćenja kvaliteta »novih zahvata vode« i u periodičnim pregledima vode za piće ako je povećan prirodni fon radioaktivnosti u nekom kraju. U slučaju da radioaktivnost prelazi dozvoljene referentne nivoe, treba tražiti i pojedine radionukleotide. Za radiološku analizu uzima se najmanje tri litra vode u čistu staklenu ili plastičnu posudu i u roku od pet dana se doprema u laboratoriju.

Azbest Ne sme ga biti ni u kojoj količini, u prirodnim vodama koje se flaširaju. jer azbest izaziva

pojavu tumora.

FluoridiVode koje se ne flaširaju mogu da sadrže do 1,5 mg/dm3 jer se fluoridi teško eliminišu iz

vode. Za vode koje se fluorišu nesme da ga ima više od 1,0 mg/L, što je prema sadašnjim shvatanjima optimalna vrednost koja omogućuje prevenciju zubnog karijesa.

Fluoridi se određuju spektrofotometrijski sa SPADNS reagensom (trinatrijum-4,5-dihidroksi-3-(parasulfofenilazo)-2,7, naftalin disulfonska kiselina). Fluorid se najpre destiluje iz vode kao silikonfluorovodonična kiselina i zatim se određuje spektrofotometrijski na osnovu efekta bleđenja boje sa reagensom SPADNS. Fluoridi se takođe mogu odrediti i pomoću jon-selektivne elektrode.

Slobodni rezidualni hlorSlobodni rezidualni hlor je ostatak hlora u vodi za piće posle dezinfekcije hlorom.

Rezidualni hlor štiti vodu od sekundarnog zagađenja, zapravo uništava ili sprečava razmnožavanje mikroorganizama koji dospeju u vodu za piće posle hlorisanja. Za slobodni rezidualni hlor se određuju i gornja (0,5 mg/L) i donja granica (0,2 mg/L). Veće koncentracije mogu dati vodi neprijatan miris i ukus (na hlor) i dovesti do stvaranja hipohloraste kiseline i trihalometana.

Koncentracija slobodnog hlora određuje se na licu mesta, jer će se u laboratoriji naći uvek manje hlora pošto on isparava i to utoliko više ukoliko je duže vreme od uzimanja uzoraka vode. Rezidulani hlor se određuje spektrofotometriski sa dietil-p-fenilen-diaminom, pri čemu se gradi crvena boja čiji je maksimum apsorpcije na 515 nm.

DeterdžentiDeterdženti postaju sve češće prisutni u našim podzemnim i površinskim vodama. Određuju

se spektrofotometrijski sa metilenskim plavim.

FenoliFenoli se određuju spektrofotometrijski sa 4-aminoantipirinom u prisustvu kalijum-

heksacijanoferatom(III) kao oksidacionim reagensom u slabo alkalnoj sredini.

Zaštita vode od zagađenjaZaštita voda od zagađenja može se ostvariti na dva osnovna načina. Jedan je da se u

prirodne vode ne ispuštaju otpadne vode sa zagađujućim supstancama, a drugi je prečišćavanje otpadnih voda, kao i uklanjanje zagađujućih supstancija atmosferskog vazduha i pravilno odlaganje

93

otpadnog materijala čime se sprečava zagađivanje vode koja je u kontaktu sa atmosferom i zemljištem.

Sistem zatvorenih ciklusa vodaIdeja o proizvodnji bez otpadnih voda ostvaruje se pomoću sistema zatvorenih ciklusa vode,

tako da nema ispuštanja otpadnih voda u površinske vode i druge vodne recipijente. Oni se zasnivaju na tome da se u procesu proizvodnje uvek nalazi ista količina vode, koja se prečišćava u onoj meri koliko je potrebno za odgovarajući proizvodni proces, u koji se ponovo vraća. Svežom vodom se vrši samo nadokanađivanje one količine vode koja se u procesu proizvodnje itgubi, najčešće zbog isparavanja ili potrošnje pri ugrađivanju u produkte proizvodnje. Pored zagađenja vode raznim zagađujućim supstancama ovim zatvorenim ciklusom obuhvaćene su i toplotno zagađene vode.

Zatvoreni ciklusi vode su neophodni u svim onim slučajevima kada, zbog prirode supstancije, u otpadnoj vodi nije moguće izvršiti njeno prečišćavanje do te mere da se može ispustiti u prirodne vode. Pored toga ovakvi zatvoreni ciklusi vode, koja se koristi kao industrijska voda, dozvoljavaju njeno korišćenje i kada čistoća nije onog stepena koji je dozvoljen za ispuštanje, što omogućava i relativno jeftinije delimično prečišćavanje u okviru ovog zatvorenog ciklusa.

4.1.2 OTPADNE VODEPorast stanovništva i dinamičan razvoj industrije uslovljavaju permanentni rast potrošnje

vode, što dovodi, s druge strane, do stalnog porasta količine upotrebljenih otpadnih voda. Otpadne vode naselja, pored otpadnih voda domaćinstva, mogu da sadrže otpadne vode iz

raznih industrijskih objekata. Prema svom poreklu otpadne vode se mogu podeliti na: Komunalne otpadne vode - upotrebljene vode iz domaćinstva, ustanova, škola, bolnica,

ugostiteljstva, i dr. Industrijski otpadne vode – upotrebljene vode iz industrijskih pogona. Meteorska (atmosferska) otpadna voda – padavine koje sa površine terena spiraju i odnose

različite materije Kada se otpadnim vodama iz domaćinstva u kanalizacionoj mreži priključe i otpadne vode

manjih industrijskih preduzeća i oborinske vode, tada se govori o gradskim otpadnim vodama. Sastav takvih voda zavisi od načina života stanovništva i vrste industrija koje su locirane u naseljenom mestu.

Komunalne otpadne vodeVeći deo komunalnih otpadnih voda čine upotrebljen vode iz domaćinstva. Za njih je

karakterističan konstantan sastav u jednom regionu u dužem periodu. Iz tih razloga njihova količina i opterećenje zagađujućim materijama može se izraziti putem normativa, tj. standardnim vrednostima po stanovniku. Količina i sastav komunalnih otpadnih voda pokazuje tokom dana karakteristične varijacije, što je posledica ritma življenja stanovništva. Izvesne varijacije protoka i sastava mogu se pojaviti tokom godine.

Glavna karakteristika kvaliteta komunalnih otpadnih voda je izvestan sadržaj neorganskih i organskih materija. Deo organskih materija nalazi se u suspendovanom stanju. Približno jedna trećina ovih materija odvaja se od vode taloženjem. Komunalne otpadne vode sadrže mikroorganizme, od kojih su neki patogeni.

Industrijske otpadne vodeSastav industrijskih otpadnih voda bitno odstupa od izloženog sastava komunalnih

otpadnih voda. Industrija je danas najveći zagađivač vodenih resursa. Ističe se velikom količinom otpadnih voda i veoma raznovrsnim zagađujućim materijama. Industrijske otpadne

94

vode potiču iz proizvodnih procesa i obuhvataju procesne, rashladne, sanitarne i otpadne vode od čišćenja opreme i postrojenja. Njihova količina i sastav zavisi od niza faktora i specifična je za svaku granu industrije.

S obzirom na raznovrsnost industrije postoji i raznovrsnost industrijskih otpadnih voda i to u pogledu porekla sastava i količine.

Industrija u kojima se javljaju otpadne vode su:-poljoprivredna i prehrambena industrija-hemijska i industrija tekstila-industrija hartije-mašinska industrija-crna metalurgija-industrija uglja-elektronska industrija

Hemijsku, naftnu i petrohemijsku industriju karakteriše velika potrošnja vode. Voda se

troši za tehnološke svrhe, napajanje kotlova i rashlađivanje. Sastav otpadnih voda zavisi od vrste sirovina, proizvoda i tehnološkog postupka. Specifični parametri zagađenja ove industrije su: temperatura, pH, susopendovane materije, organske materije, azot, fosfor, nitrati, sulfati, hloridi, kalijum, kalcijum, fluoridi, teški metali, fenoli, ugljovodonici, cijanidi

Prehrambena industrija dolazi odmah iza hemijske u potrošnji vode. U toj grani se voda troši za transport sirovina, izluživanje korisnih sastojaka, termičku obradu gotovih proizvoda, rashlađivanje, čišćenje opreme i prostorija.

Uloga vode u industriji papira je tako velika da se često smatra kao «druga sirovina» pored biljnih tkiva. Voda služi pre svega kod izlučivanja sirovina, a zatim kod stvaranja pulpe za presovanje papira. Karakteristični parametri zagađenja ove grane su: pH, suspendovane materije, organske materije, boje, teški metali, sulfidi, fenoli, azot i fosfor.

U kožarskoj i tekstilnoj industriji voda se troši za pripremu sirovine i za doradu proizvoda. Karakteristični parametri zagađenja ove grane su: temperatura, pH, taložne materije, suspendovane materije, boje, rastvorne neorganske materije, organske materije, hrom, sulfidi, fenoli, ulja i masti.

Metaloprerađivačka industrija troši vodu za rashlađivanje i u procesu termičke obrade i površinske zaštite metala. Količina otpadnih voda ove grane je relativno mala, ali je zagađenje specifično i veliko. Karakteristični parametri su: pH, ulje, masnoća, hrom, olovo, kadmijum i fenoli.

Količine industrijskih otpadnih voda zavise od kapaciteta i karakteristika primenjenog tehnološkog procesa proizvodnje.

Upotrebljene vode iz industrijskih pogona mogu imati veoma promenljive protoke u toku godine, nedelje ili jednog dana. Potrebno je raspolagati podacima o minimalnim, prosečnim i maksimalnim protocima, ili izvršiti merenja na terenu u cilju definisanja ovih veličina, u svakom konkretnom slučaju.

Karakteristike otpadnih vodaKvantitativna i kvalitativana karakteristika otpadnih voda predstavlja osnovni polazni

podatak koji se koristi pri rešavanju prečišćavanja otpadnih voda, njihovog povratnog korišćanja i ispuštanja u vodotok, kao i pri iskorišćavanju korisnih i skupih primesa u otpadnoj vodi. Kvantitativna karakteristika ne obuhvata samo podatke o dnevnoj količini otpadne vode, nego i o neravnomernosti stvaranja otpadne vode.

Kvalitet otpadne vode obično se karakteriše sledećim pokazateljima Boja Miris Temperatura

95

Providnost Suspendovana materija Talog po zapremini Talog po težini Gubitak pri žarenju Suvi ostatak Utrošak KMnO4, izražava količinu kiseonika potrebnu za oksidaciju lako

oksidujućih zagađenja otpadne vode Hemijska potrošnja kiseonika (HPK) izražava količinu kiseonika potrebnu za

potpunu oksidaciju zagađenja otpadne vode Biološka potreba kiseonika (BPK) izražava količinu kiseonika potrebnog za

oksidaciju organskih materija iz otpadne vode aerobnim bakterijama Relativna stabilnost karakteriše otpornost otpadne vode na truljenje Rastvoreni kiseonik Aktivna reakcija vode (pH) Kiselost ili bazičnost Merenje količine ukupnog azota i amonijačnih soli u otpadnoj tečnosti u Određivanje količine karakterističnih primesa u otpadnoj tečnosti Određivanje bioloških indikatora karakterističnih za pojedine otpadne vode Određivanje količine

- Hlorida - Fosfata - Sulfata - Nitrata - Nitrita - Kalcijuma - Magnezijuma - Ugljene kiseline - Bikarbonata u otpadnoj tečnosti.

Zagađenje otpadne vode može biti mineralnog, organskog i bakterijskog porekla.Najčešći mineralni zagađivači su: pesak, čestice gline, rastvorene soli, kiseline i baze,

čestice ruda, kao i druge materije.Organska zagađenja su biljnog i životinjskog porekla. U zagađenja biljnog porekla

spadaju: ostaci biljaka, plodova, povrća i korova, hartija biljna ulja i dr. Osnovni hemijski elemenat koji ulazi u sastav tih zagađenja je ugljenik.

Takođe u zagađenja spadaju i fiziološki sekreti ljudi i životinja, ostaci mišićnog i masnog tkiva životinja organske kiseline itd. Osnovni hemijski elemenat ovih jedinjenja je azot.

Zagađenja mogu biti i kvascima i plesnima, sitnim algama i različitim bakterijama. U domaćim otpadnim vodama i nekim industrijskim nalaze se patogene bakterije i neki virusi-izazivači raznih bolesti.

Po agregatnom stanju, materije koje se nalaze u otpadnoj tečnosti mogu biti u čvrstom, tečnom ili gasovitom stanju, a po stepenu disperznosti u otpadnoj vodi dele se na suspendovane materije, koloidne rastvore i prave rastvore.

Ocena kvaliteta vodeKarakteristike kvaliteta vode često se definišu kao: fizičke, hemijske (organske ili

neorganske) ili biološke.

Parametri vezani za hemijski kvalitet vode, tzv. indikatori hemijskog kvaliteta su:

Ukupno rastvorene čestice (USS),

96

Ukupni organski ugljenik (UOU)-nastala količina CO2 u procesu terminalne oksidacije organskih supstanci u vodi,

Ukupni zahtev za kiseonikom (UPK)-predstavlja teorijsku količinu kiseonika potrebnu za oksidaciju svih oksidativnih supstanci u otpadnoj vodi,

Hemijska potrošnja kiseonika (HPK)-količina potrebnog kiseonika za hemijsku oksidaciju organskih i neorganskih konstituenata. Obuhvata sva ona jedinjenja koja bi mogla da traže kiseonik, posebno oksidabilne neorganske soli (sulfidi, soli metala manje valentnosti) i veći deo organskih jedinjenja, bilo da su ona biodegradabilna ili ne. Treba znati da veći deo neorganskih jedinjenja nije podložan oksidaciji u standardnoj metodi određivanja HPK sa kalijum-dihromatom, pa to nekada može biti uzrok pogrešnih rezultata.

Kao indikator biološkog kvaliteta vode služi biološka potrošnja kiseonika (BPK), koja podrazumeva količinu kiseonika neophodnu za degradaciju organskih supstanci pomoću mikroorganizama u trajanju od 21 dan na 20°C u tami.

Za potrebnu degradaciju biodegradabilnih organskh jedinjenja potrebno je 21 do 28 dana. Zato se u literaturi često sreću vrednosti BPK5 i BPK24. Ako su sve organske materije koje su prisutne u nekoj vodi istovremeno i biodegradabilne onda su vrednosti HPK5 i BPK24

jednake. Zavisno od namene usmeravanja vode nakon prečišćavanja postoje zakonske regulative koje definišu neophodan kvalitet otpadnih voda. Treba napomenuti da su standardi za otpadne vode, različiti u različitim zemljama sveta.

Prečišćavanje otpadnih vodaDanas postoji znatan broj metoda i postupaka za prečišćavanje otpadnih voda. Koje će od

ovih metoda biti primenjene zavisi od niza činjenica. Prvi je vrsta zagađujućih supstancija i stepen zagađenja. Drugi je kvalitet prečišćene vode, tačnije rečeno stepen zagađenja koji se može dozvodliti kada se voda ispušta u prirodni vodotok ili jezero. Ove dozvoljene koncentracije zagađujućih supstancija u prečišćenoj vodi zavisne su od kapaciteta prirodne vode, tj. od mase zagađujućih agenasa koju voda u prirodi može da primi, a da ne dođe do posledica koje bi uticale na organizme koji žive u njoj, na tlo sa kojim je voda u kontaktu i na čoveka. Uvek se vodi računa da količina zagađujućih supstancija koje se unose u reku, odnosno pritoke sa otpadnim vodama, ne daje u reci sadržaj iznad maksimalno dozvoljene koncentracije. Iz tog razloga stepen prečišćavanja otpadne vode nastale pri proizvodnji nekog proizvoda nije konstantna veličina i zavisi od osobina i količine prirodne vode u koju se otpadna voda unosi. Drugi činilac koji može da utiče na dozvoljen sadržaj zagađujućih agenasa u otpadnim vodama pred njihovo ispuštanje u vodotok je sposobnost samoprečišćavanja prirodne vode.

Prirodno prečišćavanje otpadnih vodaPrirodno prečišćavanje otpadnih voda, ili samoprečišćavanje, predstavlja skup niza procesa

koji dovode do umanjenja sadržaja zagađujućih agenasa u vodi. Ovi procesi se obavljaju spontano. Proces samoprečišćavanja se odvija u samoj prirodnoj vodi pod uticajem različitih činilaca (fizičkih, hemijskih, bioloških), usled čega dolazi do transformacije zagađujućih supstancija u druge obilke koji ne deluju štetno na žive organizme. Kao rezultat odvijanja ovih procesa, jedanput zagađena voda moći će da se regeneriše posle dužeg ili kraćeg vremena. Međutim, ako se voda u prirodi neprekidno zagađuje dolazi postupno do trajnih izmena u sastavu vode, koritu, flori i fauni koje se teško ili skoro nikako ne mogu ukloniti.

Zagađujuće supstancije koje se nalaze u prirodnim vodama mogu da budu zadržane na dnu rečnog korita. U kojoj meri će pojedina supstancija na ovaj način biti zadržana zavisi od sastava tla kroz koji se kreće reka, sastava mulja u koritu reke i sastava supstancija koje se nalaze u vodi. To znači da se za svaki pojedinačni slučaj mora utvrditi stepen prečišćavanja otpadnih voda.

Procesi samoprečišćavanja otpadnih voda mogu se grubo podeliti u dve osnovne grupe: biološke i fizičkohemijske i hemijske procese.

97

Pod biološkim procesima obuhvatamo sve one procese pri kojima organizmi koji žive u vodi uklanjaju supstancije ili materijale iz vode koristeći ih u procesu svoje ishrane. Tako na primer, ribe koriste za ishranu razne otpatke hrane, čime se sprečava njihovo raspadanje drugim putevima, koji bi dali i toksične produkte. Vodeno bilje za ishranu koristi fosfate i azotna jedinjenja. Razni mikroorganizmi troše čitav niz različitih supstancija za ishranu. Ti procesi dele se na aerobne (u prisustvu kiseonika) i anaerobne (bez prisustva kiseonika). Prvi se obično daju neškodljive supstancije, dok drugi dovode do građenja škodljivih jedinjenja (H2S i dr.).

Fizičko-hemijski i hemijski procesi koji se događaju u vodi imaju dodatne efekte ne samo na zagađenje vode, negi i na zagađenje korita. Hidroliza jona metala dovodi do stvaranja teškorastvornih hidroksida, što uzrokuje smanjenje koncentracije ovih elemenata u vodi, ali se njihova koncentracija povećava u mulju. Procesi sorpcije zrncima čvrstog materijala smanjuju koncentraciju zagađujućih supstanija u vodu, a li se njihova koncentracija povećava u mulju. Međutim deo ovih supstancija, anoričito ako su organskog porekla, može biti putem aerobnih ili anaerobnih procesa razgrađen, usled čega će se vremenom njihov sadržaj smanjivati.

Postrojenja za prečišćavanje otpadnih vodaPrema osobinama otpadne vode razlikujemo komunalno i industrijsko postrojenje za

prečišćavanje otpadnih voda. U komunalnom postrojenju se prečišćava otpadna voda iz domaćinstva i deo industrijske otpadne vode koja se izliva u javnu kanalizaciju. Industrijsko postrojenje služi ili za prethodnu obradu otpadnih voda, tj. Pripremu industrijske vode za ispuštanje u javnu kanalizaciju ili za prečišćavanje industrijske otpadne vode pre direktnog ispuštanja u vodotok (recipijent).

Na Slici 21. su prikazane najvažnije vrste otpadnih voda jednog grada ili oblasti. Izrada i veličina postrojenja zavisi od raznih faktora. Dimenzionisanje i izbor postrojenja zavise od vrste vode koja se prečišćava, vremena zadržavanja, optimalnog stepena prečišćavanja pri promenljivom opterećenju, zastupljenosti i stepenu automatizacije. Postrojenje se sastoji od dela za obradu vode i dela za obradu nastalog mulja. Grubi matrerijal (sa rešetki i sita) i inertne materije (pesak) se moraju periodično uklanjati. Muljevi nastali u procesu prečišćavanja otpadnih voda se takođe periodično moraju odstranjivati, nakon što se obrade.

OTPADNE VODE DOMACINSTVA

OSTALE VODE

OBORINSKE VODE

INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE

POSTROJENJE ZA PRETHODNU

OBRADU

KOMUNALNE OTPADNE VODE

INDUSTRIJSKO POSTROJENJE ZA PRECIŠCAVANJE

KOMUNALNO (CENTRALNO) POSTROJENJE

ZA PRECIŠCAVANJE

VODOTOK (RECIPIJENT)

Slika 21. Najvažnije vrste otpadnih voda jednog grada ili oblasti.

Razlikujemo četiri stepena prečišćavanja otpadnih voda: Mehaničko prečišćavanje koje obezbeđuje uklanjanje taloživih i plivajućih materija. Biološko prečišćavanje koje obezbeđuje uklanjanje rastvorenih organskih materija,

koloidnih i netaloživih čvrstih materija. Kroz biološki proces se uklanjaju oko 50 % organskih materija. Proizvod anaerobne stabilizacije mulja je biogas.

98

Uklanjanje nutrijenata (azotnih i fosfatnih materija). Fosfati se po pravilu uklanjaju dodavanjem hemikalija.

Završno prečišćavanje radi uklanjanja preostalog opterećenja, i dezinfekcija vode ukoliko je potrebna.

Osnovni činioci zagađenosti industrijskih otpadnih vodaKlasifikacija osnovnih činioca zagađenosti industrijskih otpadnih voda izvršena je na

osnovu tretmana kojim se otpadne vode moraju podvrgnuti i na osnovu ove kategorizacije postoje osam kategorija:

1. Nerastvorljive materije koje se mogu izdvojiti fizički Čvrste materije u suspenziji (pesak, talog, oksidi) Materije koje plivaju (masti, neki nerastvorljivi i neemulzivni ugljovodonici)

2. Rastvorljive materije koje se mogu fizički izdvojiti

Materije koje se mogu adsorbovati (koloranti, deterdženti...) Soli koje se mogu izdvojiti inverznom osmozom, izmenom jona ili

elektrodijalizom 3. Materije koje se mogu ukloniti samo neutralizacijom

Organske i neorganske kiseline ili baze čije se soli do neke granice mogu rastvarati

4. Materije koje se mogu izdvojiti samo oksido-redukcijom Sulfidi, cijanidi, hromati, Oksidanti ili reduktori, čije su oksidisane ili redukovane forme dovoljno

rastvorljive, a nisu toksične 5. Materije koje se mogu odvajati istaložavanjem

Sulfidi, floridi, neke neorganske ili organske kiseline Metali koji se u određenom opsegu pH mogu istaloživati u obliku nerastvosnih

hidroksida 6. Materije koje se mogu izdvojiti flokulacijom i sedimentacijom ili flotacijom

Uglavnom koloidne materije Materije u emulziji (elastomeri, smole, emulzioni ugljovodonici, rastvorljiva ulja)

7. Materije koje je mogiće izdvajati degazacijom ili ekstrakcijom gasa Gas vezan (okludovan) ili rastvoren Koncentrovana sumporna jedinjenja Fenolna jedinjenja

8. Materije koje se mogu odstraniti nekim od postupaka biološke prerade Šećeri Proteini Fenoli

Poseban pečat nivou zagađenosti otpadnih voda daju izvesna jedinjenja koja su specifična upravo zbog stepena štetnosti koje poseduju. Ovde spadaju:

halogena jedinjenja, fosforna jedinjenja, organski rastvarači, cijanidi, fluoridi, teški metali (Hg, Fe, Cu, Zn, Cd), razni štetni mikroorganizmi.

Obrada industrijskih otpadnih voda

99

Prečišćavanje industrijskih otpadnih voda sprovodi se sa ciljem udavaljanja zagađujućih supstancija, izvlačenja korisnih supstancija i dezinfekcije voda pre njihovog ispuštanja u prirodne vode. U zavisnosti od karaktera i stepena promene osobina zagađujućih supstancija u procesu obrade razlikuju se regereativne i destruktivne metode obrade otpadnih voda. Udaljavanje primesa iz otpadnih voda upotrebom regenerativnih metoda prečišćavanja odvija se praktično bez izmene hemijske strukture zagađujućih supstancija. Ove metode su perspektivne za sistem zatvorenih ciklusa vode i postavku bezootpadnih tehnoloških procesa. Regenerativne metode su najefektivnije sa tehničko-ekonomskog stanovištva pošto omogućavaju smanjivanje rashoda vode i troškova prečišćavanja kao i vraćanje korisnih produkata u proizvodnju. U regenerativne metode ubrajaju se ekstrakcija, isparavanje, jonska izmena i dr. Destruktivne metode prečišćavanja otpadnih voda zasnovane su na značajnim izmenama hemijske strukture primesa, što omogućava njihovu transformaciju u manje složena ili netoksična jedinjuenja. U destruktivne metode ubrajaju se biološko prečišćavanje i mnoge hemijske metode. Prethodna obrada otpadnih voda iz industrije

Prethodnom obradom se sprečava negativan uticaj industrijskih otpadnih voda iz različitih pogona na rad centralnog postrojenja. Dodatni uticaji industrijskih voda nastaju pre svega zbog sledećih uzroka:

inertne taložne materije koje se talože u kanalizacionoj mreži prave otpor koji sprečava dalji transport;

previsoke temperature izazivaju isparavanje iz šahtova, što dovodi do smetnji u transportu otpadne vode, takođe visoka temperatura nepovoljno deluje na spojeve cevi i korozija je veća;

pri niskim pH vrednostima velika je korozija cevi stvaranje gasova ugrožava radnike na kanalizacionim mrežama, naročito ako su ti gasovi

otrovni; toksične materije smetaju u biološkom procesu prečišćavanja otpadnih voda, jer uništavaju

mikroorganizme aktivnog mulja; metali mogu biti toksični i njihovo preveliko prisustvo može da spreči korišćenje mulja u

poljoprivredi.

Fizički postupci obrade otpadnih vodaOvde se ubrajaju:

1. Mešanje otpadne vode. Ujednačavanje sastava otpadne vode vrši se njenim mešanjem. Na ulaz u sistem za prečišćavanje, otpadna voda može da dolazi iz više izvora. Mešanje se vrši na taj način što se otpadne vode ulivaju u kadu u koju su postavljene cevi za produvavanje vazduha. Mehuri vazduha mešaju tečnost i homogenizuju je. Uvek ako je moguće iz jednog izvora dolazi na primer alkalna voda, a iz drugog voda koja ima višak kiseline. Njihovim mešanjem postiže se delimična neutralizacija, što u kasnijim postupcima smanjuje utrošak hemikalija za neutralizaciju.

2. Grubo ceđenje. Ovim postupkom se iz otpadnih voda uklanjaju prvenstveno otpaci materijala kao što su na primer: komadi drveta, komadi kože, ostaci konzervi i druge ambalaže i sl. Za ovo proceđivanje obično se koristi metalna rešetka napravljena od vertikalno poređanih šipki. Uklanjanje vlakana iz otpadnih voda primenjuje se prvenstveno u tekstilnoj industriji i pri proizvodnji celuloze i papira.

3. Odstranjivanje čvrstih čestica taloženjem (sedimentacijom). Ovaj postupak se primenjuje za uklanjanje čestica nerastvornih supstancija. Princip rada ovih uređaja zasniva se na tome da se pod dejstvom gravitacije čvrste čestice, koje imaju veću gustinu od tečnosti u kojoj se nalaze padaju na dno suda. Zbog svoje jednostavnosti i cene koštanja sedimentacija predstavlja najšire primenjivanu metodu. Ona je jedna od najstarijih metoda obrade otpadnih voda. Od vrste i koncentracije čestica u vodi zavisi i mehanizam sedimentacije.

100

Slika 22. Primarni sedimentacioni tank

Taloženje je veoma značajan proces koji se koristi u prečišćavanju otpadnih voda za mehaničko uklanjanje najvećeg dela suspendovanih materija. U postrojenju za prečišćavanje otpadne vode (Slika 22) taložnice srećemo na više mesta: taloženje peska i drugog otpadnog materijala, predhodno taloženje mulja (pre biološkog ili hemijskog procesa), naknadno taloženje (posle biološkog prečišćavanja ili hemijske precipitacije). Kada je koncentracija čvrste faze mala, dispergovana pahuljica se taloži kao da je sama, ali njena brzina padanja raste sa povećanjem njenih dimenzija, jer dok pada ona nailazi na druge sitne pahuljice – to je difuziona sedimentacija. Pri većim koncentracijama, usled velikog broja flokula dolazi do usporene grupne sedimentacije, koja se još odlikuje i izraženom dodirnom površinom između uljnog taloga i tečnosti iznad njega – to je hidraulički usporena sedimentacija. Odstranjivanje tečnosti koje se ne mešaju sa vodom vrši se u taložnicima u kojima tečnosti koje su lakše od vode isplivavaju na površinu i pomoću pogodno konstruisanog sakupljača odvode se iz taložnika.

4. Odstranjivanje čvrstih čestica iz otpadnih voda primenom hidrociklona. Odvajanje čvrstih čestica pri kružnom kretanju vode.

5. Odstranjivanje čvrstih čestica iz otpadnih voda primenom ultracentrifuga i ultrazvuka. Koristi se za razdvajanje višefaznih smeša, kao što su suspenzije i emulzije.

6. Odstranjivanje čvrstih čestica iz otpadnih voda putem ultrafiltracije. Razdvajanje se sastoji u tome da se otpadna voda pomoću pumpe transportuje kroz menbranu sa finim porama. Molekuli vode prolaze kroz pore menbrane, dok emulgovane materije ostaju na menbrani. Propusna moć menbrane zavisi od veličine pora i radnih uslova (radnog pritiska, uslovi strujanja). Efekat filtracije se smanjuje sa povećanjem koncentracije, a povećava se sa povećanjem brzine filtracije. Nemoguće je potpuno razdvajanje bezčišćenja površine membrane.

7. Uparavanjem se mogu preraditi sve vrste otpadnih voda i za to nisu potrebne nikakve hemikalije, dok se dobijena otpadna voda može upotrebiti ili ispustiti. Prilikom isparavanja treba obratiti pažnju da sa vodom ne odu lako isparljivi ugljovodonici i delovi emulgatora. Zato uparivači imaju dodatne aparate za prečišćavanje. Proces se odvija u više uparivača ili pod vakumom zbog velikog utroška energije. Uparavanjem ili degaziranjem mogu da se uklone H2S, amonijak, alkoholi, fenoli itd.

Najčešće primenjivani mehanički postupci obrade dati su u Tabeli 12.

Tabela 12. Najčešće primenjivani mehanički postupci obrade otpadnih voda

Metoda Princip Sredstvo PrimenaSedimentacija Veličina i

gustina česticaGravitacija Separacija

čvrsto-tečno

101

Flotacija Veličina i gustina čestica

Gravitacija i zadržani ili rastući mehurovi

Separacija čvrsto-tečno

Filtracija kroz pogaču

Veličina čestica

Vakum ili meh.pritisak i porozni medijum

Isušivanje mulja

Ultrafiltracija Veličina molekula

Membrana i meh.pritisak

Organsko prečišćavanje

Centrifugiranje Veličina i gustina čestica

Centrifugalna sila Isušivanje mulja

Fizičkohemijske metode prečišćavanja otpadnih voda

Prečišćavanje otpadne vode koagulacijom i flokulacijom. Koagulacija je prva faza flokulacije, fizičko-hemijskog postupka razgradnje emulzija pod dejstvom reagenasa koji neutrališu dejstvo emulgatora u emulziji i time narušavaju stabilnost koloidnih čestica. Ona podrazumeva dodavanje suprotno naelektrisanih jona, da bi se naelektrisanje koloidnih čestica smanjilo. Time se sprečava moguć prilaz čestica među sobom, što posledično omogućava stvaranje aglomerata. U procesu koagulacije talože se suspendovane i emulgovane materije koje se pri običnom taloženju ne izdvajaju. U tu svrhu otpadnoj vodi se dodaju reagensi pre njegovog uvođenja u taložnik. Ovim načinom obično se prečišćavaju vode koje sadrže vrlo sitne suspendovane materije, npr: otpadne vode tekstilnih preduzeća, (odelenje za bojenje i beljenje) zatim otpadne vode fabrike viskoze itd. Koagulanti su hemijska jedinjenja koja se dodaju sistemu kako bi se postigla neutralizacija koloidnih čestica i izazvala destabilizacija i taloženje. U prvih nekoliko minuta potrebno je obezbediti intenzivno mešanje kako bi destabilizacija bila uspešnija. Primarna uloga koagulanata je destabilizacija čestica i jačanje flokula. Koagulativno dejstvo je funkcija valence jona čije je naelektrisanje suprotnog znaka od naelektrisanja čestica. Što je valenca veća to je koagulacija efikasnija.

Neorganski koagulanti. Upotrebljavaju se soli na bazi aluminijuma i gvožđa. Na izbor koagulanata utiče kvalitet vode i pH sistema. Kao neorganski koagulanti javljaju se soli jedno-,dvo-, ili trovalentnih metala koji u vodi postaju naelektrisani pozitivno pa privlače negativno naelektrisane čestice, gradeći mikroflokule.

Organski koagulanti. Javljaju se kao anjonski, katjonski i nejonski polielektroliti. Od anjonskih koagulanata najpoznatiji je poliakrilamid. Katjonski polielektroliti su pozitivno naelektrisani zahvaljujući prisustvu aminske, iminske ili amonijačne grupe. Organski koagulanti se mogu podeliti u prirodne: skrob iz krompira, alginati, dekstrini, želatin koji se koriste čisti ili kombinovani sa neorganskim solima (aktivni SiO2) i sintetičke polimere (odlikuju se velikom molekulskom masom i rastvorljivošću u vodi).

Izbor adekvatne vrste koagulanata zavisi od osobine koagulanata i osobine čestica koje treba destabilizovati, kao i od opšteg sastava odpadne vode. Ako imamo u vidu raznovrsnost sastava otpadnih voda, da bi dejstvo koagulanata bilo efikasno trebalo bi i pH sredine dovesti u potreban opseg. Osim pH, kao dominantnog faktora, na izbor koagulanata utiče i temperatura (mada u opsegu od 5-25˚C nemaju uticaja), prisutni joni u vodi, vrsta i koncentracija čestica kao i uslovi mešanja u trenutku dodavanja koagulanata. Kao koagulant se primenjuje kalcijumov oksid, ferosulfat, amonijum sulfat i dr., a ponekad se dodaju smeše ovih reagenasa.

Proces flokulacije je poseban način ukrupnjavanja kolidnih čestica. Pošto se čestice talože različitim brzinama, čestica koja ima veću brzinu taloženja može da stigne sporiju česticu i „zakači“ se za nju. Tako obrazovane krupne čestice uglavnom se talože većom brznom nego

102

što bi se taložile odvojeno. Proces obrazovanja većih čestica (pahulja, flokula) naziva se flokulacija. Flokulacija je proces koji ima za cilj povećanje broja kontakta između koagulisanih čestica i dešava se posle koagulacije. Pri izvođenju flokulacije treba obratiti pažnju na: temperaturu vode, tip korišćenog koagulanata, zamućenost vode, svojstva suspendovanih čestica (veličina, naelektrisanje) i lokalne uslove (pristupačnost opreme). U fazi flokulacije posebno je važno obezbediti lagano mehaničko mešanje koje će pospešiti „uspešne“ sudare. Takođe, treba voditi računa o vrednostima pH.

Flokulanti se sistemom mogu dodavati po završetku koagulacije ili u fazi između sedimentacije i filtracije, kada flokulant ima ulogu pomoćnog filtracionog sredstva.

Flokulanti utiču na brzinu procesa stvaranja ali i na kvalitet pahulja, koje se zahvaljujući prisustvu flokulanata, odlikuju većom zapreminom, većom čvrstinom i konzistentnošću.

Flokulanti su uglavnom organske prirode, ali postoje i neorganski (primer: aktivni silicijum, aluminijum-hidriksid). Prema naelektrisanju flokulanti mogu biti anjonski, katjonski i nejonski. Prema poreklu se dele na prirodne i sintetičke a prema sastavu na mineralne (aktivni silicijum, betonit, neke gline, infuzorijska zemlja, aktivni ugalj u prahu...) i organske (alganiti, skrob, ekstakt algi...).

Prečišćavanje otpadne vode flotacijom. Ovaj način prečišćavanja otpadnih voda od strane čvrstih čestica zasniva se na istom princpiu koji se koristi i pri flotaciji ruda. Po potrebi, zavisno od sastava voda i vrsta čestica, pri odvajanju flotacijom ubacuju se u vodu potrebni reagensi.

Prečišćavanje otpadne vode ekstrakcijom. Ova metoda prečišćavanja otpadnih voda zasnovana je na izvlačenju iz vode organskih primesa male rastvorljivosti pomoću organskih rastvaračau kojima se ova jedinjenja dobro rastvaraju. Koeficijent raspodele karakteriše ekstzrakcionu sposobnost rastvarača. Njegova veličina zavisi od koncentracije rastvorene supstancije, temperature, hemijske prirode primesa i ekstragenta. Ekstrakcijom se iz vode mogu izdvojiti fenoli, masne kiseline, anilin i druge organske primese.

Prečišćavanje otpadne vode evaporacijom. Ovaj način se koristi za udaljavanje supstancija koje isparavaju s vodenom parom (fenol, anilin). Suština metode zasniva se na tome da se voda koja se prečišćava zagreva do 100 ºC, uvodi u kolinu sa puniocem koji omogućava povećavanje kontakne površine pare i vode. Nasuprot toku vode uvodi se vodena para temperature 102-103 ºC. Pri kontaku pare sa vodom u gasovitu fazu prelaze isparljive supstancije.

Prečišćavanje otpadne vode adsorpcijom. Prečišćavanje vode adsorpcijom vrši se radi uklanjanja relativno malih količina zagađujućih supstancija koje izazivaju znatne efekte ili se drugim postupcima ne mogu ukloniti. To su visoko toksične supstancije, boje, deterdženti, razna makromolekulska jedinjenja, derivati fenola, agensi koji utiču na miris i ukus voide i dr. Proces prečišćavanja sa adsorbensima se vrši uglavnom na dva načina. jedan od njih je da se adsorbens dodaje u vodu iz pravca suprotnog kretanju vode. Time se postiže da voda na ulasku u toranj za prečišćavanje prvo dolazi u kontakt sa adsorbensom na kome su već adsorbovane određene količine supstancije koje treba ukloniti iz otpadne vode. Pri daljem kretanju voda dolazi u kontakt sa adsorbensom koji ima sve manju i manju količinu adsorbovanih supstancija, da bi pri kraju tornja, a pred ispuštanje iz njega, došla u kontakt sa potpuno čistim adsorbensom, koji će ukloniti i zadnje količine zagađujućih supstancija. Drugi način, koji se dosta često koristi, sastoji se u tome da otpadna voda koja se prečišćava ulazi sukcesivno u 2-3 tornja za prečišćavanje. U ovim tornjevima se nalazi aktivni ugalj ili drugo adsorpciono sredstvo.

Prečišćavanje otpadne vode jonskom izmenom. Metoda jonske izmene koristi se za prečišćavanje vode od elektrolita. Kao i prečišćavanje odsorpcijom, ova metoda služi za

103

uklanjanje niskih koncentracija jona koji predstavljaju izrazito štetne zagađujuće supstancije. Sem toga koristi se i za dobijanje meke vode tj. vode oslobođene mineralnih soli. Takođe se koristi i za prečišćavanje otpadnih voda od niskih koncentracija jona visokotoksičnih ili radioaktivnih elemenata. Proces prečišćavanja vode jonskom izmenom vrši se korišćenjem kolona, odnosno tornjeva za prečišćavanje.

Prečišćavanje otpadne vode inverznom osmozom. Osnova ove metode je korišćenje osmoze. Do pojave osmoze dolazi kada su rastvarač (na primer čista voda) i rastvor (na primer otpadna voda) u dodiru preko polupropustljive membrane. Ova membrana dozvoljava prolaz molekulima vode, ali kroz nju ne mogu da prođu molekuli ili joni koji se nalaze rastvoreni u vodi. Ako se deluje na neprečišćenu vodu pritiskom koji je veći od osmotskog pritiska, molekuli vode će iz prostora sa neprečišćenom vodom da prolaze u prostor sa čistom vodom. Na ovom principu rade uređaji za dobijanje pitke vode iz morske.

U fizičko-hemijske postupke obrade, ubraja se i elektrohemijsko razdvajanje. Posle dodavanja kiseline, emulzija se podvrgava elektrolizi. Na elektrodama se pojavljuju mehurići gasa koji se talože na flokulama hidroksida, koje sadrže ulje i prljavštinu.

Hemijski postupci obrade. Hemijskim postupcima obrade otpadne vode mogu se odvajati: 1) toksični i netoksični metali kao što su: Fe, Cu, Zn, Ni, Be, Ti, Al, Pb, Hg, Cr, a koji se talože kao hidroksidi u određenoj oblasti pH; 2) sulafti, fosfati, sulfati i fluoridi, koji se talože sa Ca2+. Takođe hemijskim postupcima obrade otpadne vode mogu se odvajati supstancije koje se talože kao nerastvorne soli gvoždja ili koje mogu da se kompleksiraju: sulfidi, fosfati, cijanidi, sulfocijanidi. Ako otpadna voda sadrži kiseline i baze one se neutrališu. Otpadne vode koje sadrže cijanide, hromate, hloride, nitrate, sulfide, sulfite i dr. uklanjaju se oksido-redukcionim procesima.

Prečišćavanje otpadnih voda hemijskim taloženjem. Prečišćavanje otpadnih voda hemijskim taloženjem zasniva se na tome da se dejstvom odgovarajućeg reaktiva dodatog u otpadnu vodu vrši izdvajanje pojedinih supstancija u vidu teško rastvornih jedinjenja. Koncentracija zagađujuće supstancije preostala u vodi određena je rastvorljivošću nastalog teško rastvornog jedinjenja.

Neutralizacija otpadnih voda. Vode koje sadrže višak kiseline ili višak baze moraju se pre upućivanja na dalju obradu ili ispuštanja u prirodnu vodu prethodno neutralisati. Pri neutralizaciji vode koje sadrže kiseline prvenstveno se koriste alkalne vode, radi smanjenja utroška reagensa. Za neutralizaciju kiselina koriste se obično kalcijum-karbonat, kalcijum-oksid, kalcijum-hidroksid, magnezijum-karbonat, natrijum-hidroksid, kalijum-hidroksid itd. Za neutralizaciju baza prvenstveno se koristi ugljen-dioksid. U slučajevima kada to nije moguće koriste se sumporna ili hlorovodnočna kiselina. Izvođenje neutralizacije vrši se uglavnom na dva načina. Prvi nalčin je filtracija kroz porozan sloj koji sadrži karbonatne materijale kao što su krečnjak, mermer, dolomit, magnezit i dr. Upotreba ovih neutralizacionih filtera nije moguća ako je u vodi prisutna sumporna kiselina, jer dolazi do stvaranja kalcijum-sulfata koji može da izazove zapušavanje poroznog sloja. Drugi način neutralizacije voda sastoji se u unošenju određenih količina sredstva za neutralizaciju u određenoj zapremini vode. Kod ovog postupka potrebno je znati sadržaj kiseline da bi se računala potrebna količina sredstav za neutralizaciju. Neutralizacija se vrši u neutralizatorima, čija je konstrukcija slična uređajima za mešanje tečnosti.

Redukcija oksidacionih agenasa. U vodi, prirodnoj i otpadnoj, kao oksidacioni agens prisutan je kiseonik. Udaljavanje kiseonika iz vode porebno je gde njegovo prisustvo ubrzava koroziju metala. Drugi oksidacioni agens sa izrazitim nepovoljnim dejstvom je kalijum-dihromat, koji se javlja u vodama koje se koriste za hromiranje. Za redukciju oksidacionih

104

agenasa u najvećem broju slučajeva koriste se natrijum-sulfit i natrijum-hidrogensulfit. Za redukciju dihromata mogu se koristiti soli dvovalentnog gvožđa.

Oksidacija hemijskim agensima. Unošenje oksidacionih agenasa u vodi ima dvostruki cilj. Prvi je da se putem oksidacije razgrade zagađujuće supstancije ili prevedu u manje toksične agense, a drugi je uništavanje mikroorganizama, tj. dezinfekcija vode. Kao oksidacioni agensi koriste se obično hlor, hlor-dioksid, natrijum-hipohlorit, ozon, kalijum-permanganat, kiseonik i dr. Koji od ovih agenasa će biti upotrebljen zavisi od supstancija koje treba oksidovati, sastava otpadnih voda i niza drugih uslova. Pored toga važno je da ne nastaju sporedni produkti, koje takođe treba uklanjati. Od svih oksidacionih agenasa danas se najviše upotrebljava hlor. Negativna strana primene hlora je što sa pojedinim supstancama hlor može da gradi hlorovana jedinjenja, koja su toksična. Pored hlora danas se sve više kao oksidacioni agens koristi ozon. Ozon je jako oksidaciono sredstvo koje poboljava organoleptičke osobine vode i ne zagađuje je proizvodima sporednih reakcija. Višak ozona se sam brzo razgrađuje. Zbog toga se prečišćenoj vodi koja se odmah ne koristi dodaje neko drugo dezinfekciono sredstvo (hlor) koje sprečava razvoj mikoorganizama. Prečišćavanje vode korišćenjem oksidacionih agenasa može da se vrši u otvorenim sistemima ili u zatvorenim sistemima u kojima može da se ostvari velika brzina mešanja agenasa i vode.

Aeracija vode. Ovaj vid prečišćavanja otpadnih voda sastoji se u provođenju mehurova vazduha kroz vodu, ili raspršivanjem vode u sitne kapi u vazduhu. Cilj aeracije je dvostruk. Povećava se sadržaj kiseonika u vodi i ubrzava se njegovo rastvaranje u njoj, a iz vode se uklanjaju sve one gasovite supstancije koje nisu prisutne u vazduhu. Pored ova dva efekta aeracija se koristi i u slučajevima oksidacije redukcionih agenasa u otpadnoj vodi kada je oksidacioni agens kiseonik.

Razlaganja otpadnih emulzija. Na primer hemijskim postupcima razlaganje otpadnih emulzija, s obzirom na prirodu elektrolita može biti:

razlaganje pomoću soli razlaganje pomoću kiselina razlaganje pomoću soli sa flokulacijom

Hemikalije koje se po ovom postupku primenjuju su jeftine, pa je ceo postupak ekonomičan. Najprimenjivanije soli za razlaganje su soli aluminijuma i soli trovalentnog gvožđa. Kiseline su bolji koagulanti pri razgradnji emulzija, ali su skuplje. Prednost ove metode je što se ulje odvaja u čistom obliku pa se posle može spaljivati ili mešati sa lož uljem i koristiti kao energetski fluid.

Na Slici 23. prikazan je hemijski postupak obrade otpadne vodene emulzije iz procesa obrade obojenih metala.

105

Slika 23. Šema tehnološkog postupka prečišćavanja otpadne vodene emulzije iz procesa obrade obojenih metala

Biološki postupci obradeBiološko prečišćavanje otpadnih emulzija vrši se pomoću mikroorganizama koji kao hranu i

energiju za razmnožavanje koriste otpadne supstance. Biološkim postupcima uklanjaju se organske materije iz otpadne vode. U tim procesima učestvuju heterotrofni organizmi (organizmi koji ne

106

mogu sami da vrše sintezu sastojaka) koji organske materije uzimaju iz otpadne vode i koriste kao hranu i ugrađuju je u biomasu-asimilacija. Energiju koja je za to potrebna organizmi dobijaju oksidacijom drugog dela hrane, koja se vraća u rastvor u obliku minerala-oksidacija (mineralizacija). Obično se prečišćavanje otpadnih voda mikrobiološkim putem primenjuje kao dopuna mehaničkim i hemijskim metodama prečišćavanja. Najefikasniji postupci obuhvataju: tretman u oksidacionim jamama, aerobne digestore i specijalne filtere. Biološkim prečišćavanjem koloidne i rastvorene organske materije prevode se u oblik manje ili više stabilizovanog mulja, koji se pri ispuštanja otpadne vode u prirodnu sredinu mora iz vode odstraniti taloženjem. Posle biološkog tretmana voda je čista i može se ispuštati u kanalizaciji.

Sve biološke metode prečišćavanja otpadnih voda dele se na anaerobne i aerobne. U veštačke uređaje u kojima se odvija aerobno prečišćavanje voda ubrajaju se biofiltri i aerofiltri. U aerotankovima prečišćavanje otpadnih voda ostvaruje se u uslovima bliskim prirodnim. Toksično supstancije u vodi značajno slabe životnu aktivnost mikroorganizama. U tom cilju neophodan je proces adaptacije mikrorganizama na ta toksična jedinjenja. Taj proces je često jako dug i po nekoliko meseci. Dostupnost neke supstancije biološkoj oksidaciji može biti ocenjena odnosom BPK i HPK.

Biološki prudovi. To su veštački uređene vodene površine za biološko prečišćavanje otpadnih voda zasnovani su na istim procesima koji se odvijaju i pri samoprečišćavanju voda. U prudovima se uspostavljaju uslovi za energičnu oksidaciju organskih supstancija otpadnih voda. To su mala dubina, sunčevi zraci, zagrejana i osvetljen voda bogata višim biljkama i planktonom, zasićena kiseonikom, obilje protozoa koje se hrane bakterijama. Na dnu prudova intenzivno se razvijaju stanovnici mulja: larve, insekti, crvi, mekušci i dr. U prudovima se uzgaja riba.

Biofiltri. To je objekat, ispunjen krupnozrnim materijalom čija se površina orošava otpadniom vodom i na kojoj se obrazuje opna (sloj aktivnih organizama).

Kao punilac biofiltra može biti upotrebljena šljaka, tucanik, šljunak i dr. Materijal punioca mora imati razvijenu površinu i posedovati dovoljnu poroznost, budući da doprinosi dobroj aeraciji biofiltra i maksimalnom kontaku otpadne vode sa bioslojem. Materijal biofiltra mora biti trajan, i ne sme sadržati primese toksičnie za mikroorganizme. Pri kontaktu otpadne vode sa bioopnom na puniocu dolazi do sorbcije organskih zagađujućih supstancija na površini mikrobnih ćelija. U biofiltru se odvija neprekidan prirast i odumiranje bioopne. Odumrla bioopna spira se otpadnom vodom i iznosi iz biofiltra. Očišćena voda dospeva u sekundarne taložnike, posle čega se voda može ispustiti u prirodne vode.

Aerotank. Dugačak rezervoar dubine 3-6 m, snabdeven uređajem za aeraciju je aerotank. Dospevši u aerotank otpadna voda meša se sa aktivnim muljem bogatim mikroorganizmima. Osnovni deo aktivnog mulja čine bakterije, ali se tu nalaze i male količine kvasca i plesni i jednoćelijske životinje (protozoe) i crvi. Smeša otpadne vode i mulja protiče kroz aerotank i meša se sa vazduhom pri čemu dolazi do prečišćavanja vode. Najpovoljniji uslovi za proces prečišćavanja u aerotanku su pri odnosu u otpadnim vodama BPK (potpuna) :N:P = 100 : 1: 1. U slučaju nedostaka ovih elemenata u otpadnim vodama dodaju se azot u obliku amonijačnih soli i fosfor u obliku superfosfata ili trinatrijum-fosfata.

Prerada talogaAnaerobna prerada taloga. Anaerobna prerada taloga je biološka razgradnja organskih supstancija, prvenstveno iz poljoprivredne proizvodnje i iz prerade poljoprivrednih proizvoda. Pored njih ovom procesu mogu da se podvrgnu i biorazgradljivi ostaci dobijeni prečišćavanjem gradskih kanalizacionih voda i sl. Ovi talozi podvrgavaju se obradi u specijalnim uređajim u kojima dolazi do mikrobiološko razlaganje organske supstancije u anaerobnim uslovima. Cilj ovog mikrobiološkog anaerobnog delovanja na taloge je sledeći: promena fizičke strukture taloga kako bi se olakšalo njegovo sušenje; umanjenje mase taloga putem pretvaranja organske materije u gasove

107

vrenja i rastvorne soli masnih kiselina; iskorišćavanje dela organske materije u obliku gorivnih gasova koji se koriste kao goriva, a ostatka procesa vrenja u obliku đubriva; obezbeđivanje zdravstvene bezopasnosti taloga, što je naročito važno pri njihovoj upotrebi kao đubriva. Među uređajima u kojima se vrši odvajanje suspendovanih čestica iz otpadne vode, a zatim i anerobno razlaganje izdvojenih ostataka nalazi se i septitank i metantank.

Septitank. Septitank predstavlja taložnik kroz koji polako protiče otpadna voda, a istaloženi talog previre u toku dužeg vremenskog perioda. Otpadna voda se razbistrava u toku 1-4 dana, a vreme zadržavanja taloga iznosi 6-12 meseci. Pri razlaganju taloga vrenjem nastali gasovi se podižu u vidu mehurova i povlače čestice mulja. Isplivale čestice se slepljuju i na površini septitanka obrazuju koricu koja se zatim zgušnjava i na njoj se nastanjuju različiti plesni sa svojim isprepletenim hifama. Otpadna voda koja protiče između kore i taloga koji se razlaže, zasićuje se gasovima (H 2S, CH4, CO, H2, NH3) nastalih pri anaerobnom razlaganju. Dalja prerada takve vode je prilično otežana. I pored ovih nedostataka setitank u zadovoljavajućoj meri rešava problem prerade taloga.

Metantank. Metantank predstavlja zatvoreni rezervoar predviđen za anaerobnu preradu taloga i suvišnog mulja. Intenziviranje razlaganja organskog dela taloga postiže se veštačkim zagrevanjem i mešanjem. U metantankovima može količina organske supstancije u otpacima da se smanji do 50 %. Pored toga dobija se i gas (CH4 65%; CO2 35%; i H2S tragovi) koji služi kao gasovito gorivo za različite namene. Deo ovog gasa može da se iskoristi za održavanje temperature metantanka, kada je potrebno. Prevreli ostatak može da se upotrebljava kao đubrivo ili posle sušenja i briketiranja i on se koristi kao gorivo.

AbstractWater use has been growing at more than twice the population rate, and a number of regions

are already chronically short of water. Both water quantity and water quality are becoming dominant issues in many countries.

The scope of the study is to discuss physical, chemical and biological major water pollutants. The following points are based on presentation methods for analysis each contaminant emphasizing practical point for them.

Heavy metals as a special group of water contaminants are especially clarified. It is well documented that sediments play a key role in the transport and sorption of trace metals in an aquatic environment. The overall behavior of trace metals in an aquatic environment is strongly influenced by associations of metals with various geochemical phases in sediments. Sequential extraction as special tool can provide information on possible chemical forms of heavy metals in sediments and predict their mobilisation .

Major water quality problems stem from sewage pollution, the intensive agricultural use of fertilizers and pesticides, industrial wastes, saltwater intrusion, and soil erosion. For the purpose of this study wastewater treatment processes is decribed. Sewage treatment involves three stages, called primary, secondary and tertiary treatment. First, the solids are separated from the wastewater stream. Then dissolved biological matter is progressively converted into a solid mass by using indigenous, water-borne bacteria. Finally, the biological solids are neutralized then disposed of or re-used, and the treated water may be disinfected chemically or physically (for example by lagooning and micro-filtration). The final effluent can be discharged into a stream, river, bay, lagoon or wetland, or if it is sufficiently clean, it can also be used for ground water recharge.

In this chapter water monitoring is defined as any kind of acquisition or collection data of water quality and selection critical parameters to improve their property is underlined.

LITERATURA

108

1. Gaćeša, S., Klašnja, M., (1994) Tehnologija vode i otpadnih voda, Jugoslovensko udruženje pivara, Beograd.

2. Z.Popović, (2001) Hemija i tehnologija vode, Tehnološki fakultet, Banja Luka,.3. Montgomeri, J.M., (1985) Water Treatment-Principles&Design. John Wiley&Sons.4. Stuetz, R., (2005) Principles of Water and Wastewater Treatment Processes. IWA

Publishing, UK.5. R.T. Wright, (2005) Environmental Science, Interantional Edition, Ninth Edition, Perason,

Prentice Hall, str.462-490.6. U.S. Environmental Protection Agency (EPA) (1983) Methods for Chemical Analysis of

Water and Wastes, Third Edition.7. W. Stumm, J.J. Morgan, (1996), Aquatic Chemistry, Third Edition, A Wiley-internscience

Publication, John Wiley&Sons, Inc. New York.8. Degremont, (1976) Tehnika Prečišćavanja voda, Građevinska knjiga, Beograd.9. Zakonu o zdravstvenoj ispravnosti životnih namirnica i predmeta opšte upotrebe («Sl. List

SFRJ», br. 55/78 i 58/85)10. http://www.mepp.vlada.cg.yu/files/1054110151.pdf Pravilnik o kvalitetu otpadnih voda i načinu

njihovog ispuštanja u javnu kanalizaciju i prirodni recipijent, "Sl. listu RCG", br. 10/97, 21/97.

11. http://en.wikipedia.org/wiki/sedimentation_(water_treatment) 12. Edzwald, J.K., (1992) Coagulation in Drinking Water Treatment: Particles. Organics and

Coagulants, Proc. IAWQ-IWSA. Joint Specialist Conference on Coagulation, Flocculation, Filtration and Sedimentation, Geneva, Switzerland, 37-45.

13. Allen, H.E., Matson, E.R. Mancy, K.H. (1970) Trace metal characterization in aquatic environments by anodic stripping voltametry, J. Water Poll., Control Fed., 42, 573-581.

14. Xue, H.B. Sigg, L. (1993) Free Cupric Ion Concentration an Cu(II) Speciation in Eutrophic Lake, Limnol. Oceanogr., 38, 1200-1213.

15. Kastori, R., (1997) Teški metali u životnoj sredini, (urednik: R.Kastori, izdavač/ Naučni institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad), str. 269-295, Novi Sad.

16. Veselinović, D., Gržetić, I., Đarmati, Š., Marković, D., (1995) Stanja i procesi u životnoj sredini, Fakultet za fizičku hemiju, Beograd, str. 177-378.

4.2 ZEMLJIŠTE4.2 SOIL

109

http://www.mepp.vlada.cg.yu/files/1054110151.pdf

http://www.mepp.vlada.cg.yu/files/1054110151.pdf

Zemljište predstavlja površinski sloj Zemljine kore. U njemu se neprekidno odvijajudinamički procesi pod uticajem klimatskih, bioloških, hemijskih i mehaničkih faktora, a presvega ljudske aktivnosti. Zemljište je osnova poljoprivredne proizvodnje, a time i opstanka ljudskog roda. Predstavlja inzvaredno značajno prirodno dobro, koje se stvara i obnavlja veoma sporo. Da bi se formirao sloj zemljišta debeo 2 do 3 cm, potrebno je 200 do 1000 godina.

Zemljište je sastavljeno od slojeva, profila, od kojih svaki ima svoje specifičnosti. Površinski sloj predstavlja sloj humusa, debljine od nekoliko cm do 1,5 m. Ovaj sloj se tokom vremena stvara slaganjem biljnog materijala, razloženih ili delimično razloženih organskih materija.Prelazni sloj zemljišta nastaje spiranjem različitog geološkog materijala vodom, a dublje slojeve izgrađuju glineni minerali u kojima dolazi do akumulacije neorganskog i organskog materijala i vode.

Zemljište predstavlja veoma kompleksan eko sistem, u kome žive različiti obliciživog sveta: bakterije, gljivice i plesni, aktinomicete, virusi, protozoe, amebe, infuzorije,hematode, gliste, člankari, insekti, krtice i glodari, alge i drugi biljni i životinjski svet.

Kategorizacia zemljišta - područje istraživanja. Namena i način korišćenja zemljišta uslovljavaju i njegovo eventualno zagađivanje i degradaciju. Stoga se klasifikacija i kategorizacija zemljišta vrši prema nameni i korišćenju, a u skladu sa međunarodnim standardom ISO 11259:1998 (Soil quality - Simplified soil description), na:

- zemljište pod infrastrukturom i zgradama,- industrijski lokaliteti (aktuelni i prošli),- kultivisano zemljište,- pašnjaci,- voćnjaci, voćarske planteže i plantaže vinove loze,- šume,- mešovito korišćeno zemljište,- lovna i ribolovna područja,- zaštićene prirodne celine (parkovi, rezervati, zaštićena područja),- plavljena zemljišta (aktuelna i prošla),- kamenite površine.

Značaj zemljišta i problem njegovog zagađenja Zemljište, kao osnovni deo ekosistema i podloga za život ljudi, za život životinja i biljaka,

za proizvodnju hrane i vode, za sve ljudske aktivnosti, nemilosrdno se uništava i degradira. Ako se takvo zemljište ne zaštiti, posledice mogu biti nesagledive. Poseban oblik zemljišta predstavljaju zaštićene površine koje su takvim proglašene, s ciljem da bude zaštićena osetljiva životna sredina, životinjski i biljni svet, istaknuta posebna lepota tih površina ili njihova turistička korist. Zaštićene površine su od velikog značaja jer održavaju biodiverzitet, rezervoari su kiseonika, čiste vode itd. U tropskim zemljama postoji oko 560 miliona hektara zaštićenih površina, od toga najviše u Africi i Juznoj Americi. U zaštićene površine spadaju prirodni rezervati, nacionalni parkovi, prirodni spomenici, zaštićena staništa i druge vrste zemljišta. Kada one obuhvataju najmanje dve zemlje nazivaju se "parkovi mira".

Glavnu štetu zemljištu nanose zagadjenje tla i vazduha, erozija, salinizacija, prekomerna urbanizacija i poplave, a za njegovu zaštitu ne postoji zajednička strategija Sveta, iako ti problemi svakog dana poprimaju sve veće razmere, i neposredno prete uništenju života na Zemlji. U Italiji je, na primer, 45 % obale izbetonirano, za Španiju naročit problem predstavlja isušivanje tla, a kada su u pitanju zemlje istočne Evrope na njihovim teritorijama izražena je erozija tla, 35 % zemljišta Poljske je preterano kiselo, a u 40 % Litvanskog zemljišta zabeležena je visoka koncentracija teških metala.

Opasnost za svet danas predstavlja gubitak agro-biodiverziteta i to, pored ostalih faktora, zbog upotrebe pesticida,

110

pa čak i đubriva. Upotreba pesticida i đubriva u poljoprivredi, zagađivanje tla otpadom i iz atmosfere, samo su neki od akutnih problema s kojim se suočava Svet. Poslednjih godina, kao veoma opasan neprijatelj zemljišta pojavile su se takozvane kisele kiše. Smatra se da je poslednjih godina natopljeno preko 10 miliona hektara u Evropi i Severnoj Americi. Na ovim površinama značajno su umanjeni poljoprivredni prinosi, došlo je do katastrofalnog sušenja šuma i ozbiljne ugroženosti živog sveta u jezerima.

Prema tome, zemljište je danas veoma ugroženo i njegovoj zaštiti je neophodno posvetiti, maksimalnu pažnju. Ovo utoliko više jer se svake godine u svetu na razne načine, bilo to uzrokovanim širenjem gradova, izgradnjom saobraćajnica, industrijskih objekata, veštačkih jezera, izgubi na stotine i hiljade hektara često i najplodnijeg zemljišta.

Problematika zagađenja zemljišta se mora posmatrati kroz osnovne odnose na relaciji:

emisija - transmisija - imisija - efekti

Ovaj odnos podrazumeva:- direktno zagađenje zemljišta, putem rasipanja i izlivanja zagađivača; - indirektni put zagađivanja, preko vazduha.

Izvori zagađenja zemljišta

1. Zagađenje zemljišta poreklom iz otpadnih voda:- otpadne vode iz tehnoloških postupaka u industriji i

privredi;- vode zagađene usled poljoprivrednih aktivnosti (veštačka

đubriva, pesticidi i organski otpaci različitog porekla);- otpadne vode iz individualnih domaćinstava, kolektiva,

ugostiteljstva i dr.

2. Zagađenje zemljišta poreklom iz atmosfere:- emisija iz industrijskih tehnoloških procesa;- emisija usled sagorevanja fosilnih goriva u industriji,

kapaciteta za proizvodnju energije, individualnih i lokalnih kotlarnica i dr.;

- emisija poreklom od motornih vozila koja koriste naftu i derivate;

- emisija prilikom sagorevanja različitih organskih materijala, biomase i sl.

3. Zagađenje zemljišta čvrstim otpadnim materijalom poreklom iz privrede, domaćinstava, poljoprivrede i dr. Specifičan pristup zahteva ispitivanja zagađenja zemljišta poreklom od čvrstog otpada, i to dela koji se odnosi na “opasan otpad” (1-2% od ukupne količine otpadnog materijala).

Teški metali u zemljištuZemljište kao dinamičan sistem je u ravnoteži sa životnom sredinom. Promene klime utiču

na promene u zemljištu. Tako npr. „efekat staklene bašte” zajedno sa „kiselim kišama” prouzrokuje

111

promene biopristupačnosti metala (Tabela 13). Kako je zemljište vitalan ekološki i poljoprivredni resurs i treba ga štititi od dalje degradacije.

Tabela 13. Srednji sadržaj teških metala u Zemljinoj kori i glavnim tipovima stena (mg/kg)

MetalZemljina

kora

Magmatske stene Sedimentne stene

UltrabazneBazne

magmatskeGranitne Krečnjak Peščar

Glineni škriljci

Ag 0,07 0,06 0,1 0,04 0,12 0,25 0,07As 1,5 1,0 1,5 1,5 1,0 1,0 13 (1-900)Au 0,004 0,003 0,003 0,002 0,002 0,003 0,0025Cd 0,1 0,12 0,13 0,09 0,028 0,05 0,22 (240)Co 20 110 35 1 0,1 0,3 19Cr 100 2980 200 4 11 35 90Cu 50 42 90 13 5,5 30 39Hg 0,05 0,004 0,01 0,08 0,16 0,29 0,18Mn 950 1040 1500 400 620 460 850Mo 1,5 0,3 1 2 0,16 0,2 2,6Ni 80 2000 150 0,5 7 9 68Pb 14 14 3 24 5,7 10 23Sb 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,05 1,5Se 0,05 0,13 0,05 0,05 0,03 0,01 0,5Sn 2,2 0,5 1,5 3,5 0,5 0,5 6Ti 0,6 0,0005 0,08 1,1 0,14 0,36 1,2U 2,4 0,03 0,43 4,4 2,2 0,45 3,7V 160 40 250 72 45 20 130W 1 0,1 0,36 1,5 0,56 1,6 1,9Zn 75 58 100 52 20 30 120

Izvori polutanata teških metala u zemljištu

1. Atmosferski polutanti iz motornih vozila:- upotreba tetrametil i tetraetil olova u benzinu dovodi do disperzije Pb-aerosola,

2. Sagorevanje fosilnih goriva:- disperzija mnogih elemenata u vazduhu,- odloženi pepeo je izvor teških metala,

3. Mineralna đubriva i pesticidi (teški metali kao aktivni konstituenti ili primese):- fosfatna đubriva, - šljake iz prerade gvožđa,- pesticidi, posebno herbicidi,

112

4. Organska đubriva:- svinjska i živinska đubriva (Cu i As),

5. Ukljanjanje urbanih i industrijskih otpadaka:- taloženje čestica aerosola emitovanih pri spaljivanju materija koje sadrže metale,- nepažljivo odlaganje predmeta (minijaturne baterije Ni-Cd, Hg-baterije), napuštena auta

(Pb-akumulatori),

6. Metalurška industrija:- emisija dima i prašine koji sadrže metale,- preko efluenata koji mogu zagaditi zemljište u slučaju

izlivanja vodenih tokova, - putem stvaranja deponija otpada i metalnih strugotina,

7. Rudnici i topionice obojenih metala:- dispergovanje metala kroz prašinu, efluente i otpadnih voda.

Slika 24. Udeo različitih tipova zagađivača zemljišta

Zemljišta, posebno u urbanim i industrijskim područjima, sadrže enormno visoke koncentracije teških metala (Tabela 14). Teški metali prouzrokuju akutne probleme toksičnosti. Poseban problem predstavljaju metali koji se preko hrane akumuliraju u organizmu čoveka (npr. Cd i Pb).

Koncentracija teških metala u zemljištu

Ukupni sadržaj metala u nekom zemljištu (MUK) je rezultat inputa metala iz više izvora:- matičnog supstrata (Mm),- atmosferskog taloga (Ma),- đubriva (Mđ),- agrohemikalija (Mah),- organskih otpadaka (Moo),- neorganskih zagađivača (Mdn),- odnošenje metala sa prinosom biljaka (Mb),- gubici putem ispiranja i volatizacije (Mg),

MUK = (Mm + Ma + Md + Mah + Moo + Mdn) – (Mb + Mg)

Tabela 14. Sadržaj teških metala u kanalizacionim muljevima, mineralnim đubrivima, stajnjaku, kreču i kompostu (mg/kg)

113

MetalKanalizacioni

muljFosforna đubriva

Nitratna đubriva Stajnjak Kreč Kompost

Ag 960 - - - - -

As 3,30 2 -1.200 2,2 - 120 3 - 25 0,1 - 25 2 - 52

B 15 -1.000 5 - 115 - 0,3 - 0,6 10 -

Cd 1 - 340 0,1 - 170 0,05 – 8,5 0 - 0,8 0,04 - 0 0 - 100

Co 1 - 260 1 - 12 5,4 - 12 0,3 - 24 0,4 - 3 -

Cr 8 - 40.600 66 - 245 3,3 - 19 1,1 - 55 10 - 15 1,8 - 410

Cu 50 - 8.000 1 - 300 0 2 - 172 2 - 125 13 - 3.580

Hg 0,1 - 55 0,01 - 1,2 0,3 - 2,9 0,01 - 0,36 0,05 0,09 - 21

Mn 60 - 3.900 40 - 2.000 - 30 - 969 40 - 1.200 -

Mo 1 - 40 0,1 - 60 1 - 7 0,05 - 3 0,1 - 15 -

Ni 6 - 5.300 7 - 38 7 - 34 2,1 - 30 10 - 20 0,9 - 279

Pb 29 - 3.600 7 - 225 7 - 27 1,1 - 27 20 - 1.250 1,3 - 2.240

Sb 3 - 44 100 - - - -

Se 1 - 10 0,5 - 25 - 2,4 0,08 – 0,1 -

U - 30 - 300 - - - -

V 20 - 400 2 - 1.600 - - 20 -

Zn 91 - 49.000 50 - 1.450 1 - 42 15 - 566 10 - 450 82 - 5.894

Tabela 15. Sadržaj teških metala u poljoprivrednim zemljištima (mg/kg)

Metal Opseg Uobičajena vrednost

Ag 0,01 - 8 0,05As 0,1 - 50 1 - 20Au 0,001 - 0,002 -Cd 0,01 - 2,4 0,2 – 1Co 1 - 40 10Cr 5 - 1.500 70 - 100Cu 2 - 250 20 - 30Hg 0,01 - 0,3 0,03 - 0,06Mn 20 - 10.000 1.000Mo 0,2 - 5 1 - 2Ni 2 - 1.000 50Pb 2 - 3.000 10 - 30Sb 0,05 - 260 2 Se 0,01 - 2 0,05Sn 1 - 200 4Ti 0,03 - 10 -U 0,7 - 9 2V 3 - 500 90W 0,5 - 83 1,5Zn 10 - 300 50

Mikroorganizmi zemljišta u zaštiti životne sredine

Rast i razvoj biljaka je u direktnoj zavisnosti od sadržaja organske materije i delatnošću mikroorganizama u zemljištu. Mikroorganizmi učestvuju u stvaranju zemljišta i održanju njegove plodnosti. Kruženje materije počinje i završava u zemljištu zahvaljujući mikroorganizmima.

114

U zemljištu žive različite vrste mikroorganizama: bakterije, gljive, alge, protozoe, virusi i lišajevi. Njihova brjnost je od nekoliko desetina do nekoliko miliona po 1 gramu apsolutno suvog zemljišta. Biomasa iznosi 5-20 t sirove mase po 1 hektaru zemljišta. U celokupnoj organskoj materiji zemljišta, ćelije mikroorganizama učestvuju sa 0,1 – 3,0 %.

Naglim razvojem savremenih tehnologija, u zemljište dospevaju opasne i štetne materije, koje direktno ili indirektno nepovoljno deluju na mikroorganizme (Tabela 16). Od najvećeg značaja je izrazito toksičan uticaj teških metala (Hg Ag Cu Cd Zn Pb Cr Ni Co). Metali se adsorbuju na površini ćelije mikroorganizma, menjaju propustljivost citoplazmine membrane, zaustavljaju razmenu materije i energije i tako ih direktno uništavaju.

Tabela 16. Minimalne koncentracije nekih teških metala koje inhibiraju bakterije

Jedinjenja metala

Koncentracija(mg/ml)

HgCl2 8AgNO3 32As2O3 512CuSO4 x 5 H2O 512.000K2CrO7 128

Postoji veći broj činioca, biotičkih i abiotičkih faktora, od kojih zavisi dejstvo teških metala

na mikroorganizme. U prvom redu su fizičko-hemijska svojstva zemljišta, vrste i koncentracije teških metala, vrste i starosti mikroorganizama, temperatura, vreme delovanja, hemijski sastav sredine u kojoj žive mikroorganizmi.

U toku evolucije, mikroorganizmi su razvili različite sisteme i mehanizme za zaštitu od nepovoljnih faktora spoljašnje sredine, kao i uticaja teških metala. Postoje 3 načina vezivanja rastvorljivih teških metala od strane mikroorganizama:

- bioadsorpcija (specifično i nespecifično vezivanje metala na površini ćelije; npr. Bacillus subtilis bakterija sadrži biopolimer koji vezuje Cr i Al),

- bioakumulacija (nakupljanje metala u ćeliji i vezivanje sa belančevinama, kao i enzimatsko prevođenje toksičnih teških metala u manje toksična jedinjenja; npr. mikroorganizmi oksidišu arsenit As3+ u manje toksičan arsenat As5+),

- uz pomoć produkata metabolizma (mikroorganizmi sintetizuju i izlučuju slabo kisele ugljovodonične polimere koji deluju kao polielektrolit koji apsorbuje jone metala Pb, Cd, Zn),

- transformacija neorganskih u organo-metalna jedinjenja (npr. jedinjenj Hg).

U zaštiti životne sredine, preradi kanalizacionih i otpadnih voda, posebnu ulogu imaju pojedini mikroorganizmi koji pokazuju otpornost na teške metale (biološki indikator zagađenja).

Danas se veoma uspešno koriste različite vrste mikroorganizama za izdvajanje metala iz raznih ekoloških sredina:

- Veći broj bakterija može akumulirati koloidno Au iz zemljišta; - Bakterija Citrobacter intermedius ima sposobnost akumulacije Ag iz otpadnih voda,

saturacionog mulja i fotografskih rastvora;- Micelija gljive Rhizopus arrhizus izdvaja U iz otpadnih voda rudnika urana.

Kontrola kvaliteta zemljištaOpšti pristup na osnovu koga su definisani parametri ispitivanja preuzet je iz preporuka i

uputstava Svetske zdravstvene organizacije (WHO) i Agencije za zaštitu životne sredineSAD-a (EPA-USA), kao i na osnovu idenifikovanih izvora zagađenja u zoni uticaja.

115

Laboratorijsko ispitivanje i tumačenje rezultata se vrši u skladu sa odredbama Pravilnika odozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu i vodi za navodnjavanje imetodama njihovog ispitivanja (“Službeni glasnik Republike Srbije” br. 23/94), kao iMeđunarodnim preporukama i normama.

Na sadržaj opasnih i štetnih materija, a po potrebi i narušenih hemijskih, fizičkih i bioloških svojstava, ispituje se:

- zemljište u blizini većih gradskih i industrijskih naselja,- zemljište u blizini prometnih saobraćajnica, - zemljište gde se odlažu razni otpadni materijali, pepelišta i jalovine (deponije),- zemljište koje se preterano đubri organskim i mineralnim đubrivima,- zemljište koje se zaliva zagađenom vodom,- zemljište zagađeno i u drugim slučajevima.

Prikupljanje uzoraka zemljišta

Ispitivanje zagađenog zemljišta vrši se na taj način što se uzimaju uzorci zemlje iz oraničnog sloja (0 - 30 cm) i pakuju u čiste plastične kese težine 0,5-1,0 kg i dostavljaju naučnoj instituciji na analizu. Na osnovu ispitivanja, vrši se utvrđivanje poremećenih hemijskih, fizičkih i bioloških svojstava zemljišta. Na zemljištu koje je zasejano biljnim vrstama vrši se analiza nadzemnih i podzemnih delova biljaka.

Priprema uzoraka zemljišta

Uzorci zemlje imaju različit sadržaj vode, različitu količinu skeleta i različite su usitnjenosti. Zato treba pripremiti uzorak za analizu, što se postiže: odstranjivanjem skeleta, sušenjem, usitnjavanjem i prosejavanjem.

Priprema uzorka – sitnica. Uzorci zemlje u vlažnom stanju se najpre proseju kroz sito ( 6 mm), a veće grudve izmrve prstima. Pri tom se odvoji, eventualno prisutan, skelet. Sušenje uzoraka se vrši pri temperaturi 25-35 oC, u prostoriji zaštićenoj od prašine i hemikalija ili posebnom uređaju sa automatskom regulacijom temperature i vlage. U toku sušenja, uzorke treba promešati radi ujednačavanja. Osušeni uzorak u količini od 500 g usitnjava se u avanu ili posebnom mlinu, a zatim seje kroz sito ( 2 mm). Na taj način se dobija sitnica za većinu hemijskih određivanja.

Za pojedina određivanja, sitnica u količini od 50 g mora se dalje usitnjavati u ahatnom tarioniku, a zatim prosejati kroz sito ( 0,2 mm).

Ako za vreme sušenja kod uzorka nastaju brze i velike hemijske promene pojedinih sastojaka, ua analizu se koristi zemlja u stanju prirodne vlažnosti. Takav je slučaj npr. kod određivanja zamenjivog Fe ili Al, kod određivanja NH4

-, NO3- ili NO2

- jona, kao i kod određivanja fiziološki aktivnog K2O ili P2O5.

Analitički uzorak (srednja proba). Celokupna količina sitnice se stavi na papir, razdeli na 10-20 približno jednakih delova i iz svakog dela uzima se mala količina zemlje za uzorak. Uzorak se meri na analitičkoj vagi, sa osetljivošću 0,1-0,5 % od mase uzorka. Npr. za uzorak od 20 g dovoljna je osetljivost vage od 0,02-0,1 g.

Merne tehnike kontrole kvaliteta

Određivanje elementarnog sastava mineralnog dela zemljišta (silikatna analiza).

116

a) Semimikro silikatna analiza (razaranje uzorka sa HF)

b) Semimikro silikatna analiza (razaranje uzorka sa Na2CO3)

117

UZORAK (0,1 g)

HF, HClO4 upariti do suva

SiF4 Soli: Fe, Ti, Al, Mn, Ca, Mg, K, Na

Rastvoriti u HClProkuvatiRazblažiti na 100 cm3

Otopina A

5 cm3 50 cm3 Ostatak

PuferpH 4,7

Razblažiti na 50 cm3

Fe na 565 nm

Na2S2O4

Ti na 400 nm

NH4Cl, NH4OHBr2 - voda

Razblažiti na 100 cm3

Filtrirati

50 cm3

Upariti sa HNO3

Soli: Ca, Mg, K, Na

0,4 M HCldo 50 cm3

Otopina B

5 cm3 5 cm3 Ostatak

Titracijauz murexid

Titracijauz eriohrom T

Plameni fotometar

Ca Ca + Mg K, Na

Plameni fotometar

Na, K

Analiza zemljištaAnaliza zemljišta se vrši u specijalizovanoj laboratoriji a neke od analiza zemljišta se mogu

vršiti odmah na terenu. Brze analize, koje su najčešće potrebne na terenu, su određivanje pH, sadržaja nitrata i

nutricijenata. Za brzu procenu pH (kiselosti) zemljišta koristi se vrlo jednostavan aparat - pH

118

UZORAK (0,1 g)

Topljenje sa Na2CO3 Dehidratacija sa HClO4

Centrifugiranje

Talog SiO2

NH4-molibdatHCl

Otopina D

Otopina F(Ca, Mg)

Podesiti pH 4,2Razblažiti do 100 cm3

Al na 520 nm

Si na 400 nm

NH4OHBr2 – voda

Centrifugirati

Rastvoriti u NaOH

Taložiti sa NaOHCentrifugirati

Talog: Fe, Ti, Al, Mn

Otopina G

Ca + Mg

Titracijauz eriohrom T

Otopina E

Rastvoriti u HCl

Fe3+, Ti4+, Al3+, Mn2+

Talog: Fe, Ti, Mn

Otopina H

Pufer pH 4,2

indikator. Ova metoda je korisna radi određivanje pogodnosti zemljišta za obradu i trenutne savete za đubrenje. Za direktno određivanje pH zemljišta (ili tečnosti) koristi se posebna pH elektroda. Merenje pH se bazira na poluprovodničkoj tehnologiji. Specijalna, čvrsta elektroda, sadrži jon-senzitivni terenski tranzistorski (ISFET) senzor, srebro/srebrohlorid referentni sistem i termistor radi automatske temperaturne kompenzacije. Ova elektroda ima raspon merenja od 0-14 pH sa tačnošću od 0,03 pH. Dubina merenja je 80 mm. Ona se koristi u kombinaciji sa osnovnim instrumentom-multimetrom. Kompletan set sadrži multimetar sa elektrodom, malo svrdlo za bušenje sa špatulom za palac i kalibracione tečnosti.

Terenski set za ispitivanje zemljišta nudi pojednostavljene metode za određivanje raspoloživih nutricjenata u zemljištu. Serija brzih, tačnih hemijskih testova koristi standardizovane reagense za dobijanje obojenih reakcija, koje se mere upoređenjem sa tabelama boja. Kolorimetrijske test metode se koriste za većinu faktora koji se ispituju. Neki testovi su bazirani na merenju turbidnosti. Jednokratna procedura ekstrakcije obezbeđuje ekstrakt zemljišta za sve ove nutrijentne testove, sa izuzetkom hlorida, koji se ekstrahuju demineralizovanom vodom. pH zemljišta se određuje kolorimetrijski, pokrivajući raspon od pH 3,8 do 9,6. Za svaki komplet na raspolaganju je i kompletna dopuna reagenasa za 50 testova.

Džepni instrument, reflektometar sa digitalnim merenjem, namenjen je za brzo određivanje sadržaja nitrata u vodi ili u vodenom rastvoru zemljišta ili biljnog materijala. Ova metoda je zasnovana na očitavanju nitratnih test-traka. Pošto se prethodno uroni u rastvor, test-traka se postavlja u aparat za optičko očitavanje. Instrument ima memoriju u kojoj pamti poslednjih 20 merenja, sa indikacijom datuma i vremena kada je svako merenje izvršeno. Raspon merenja je od 5 do 500 ppm (mg/l) nitrata. Tačnost očitavanja je 1 mg/l. Instrument se isporučuje sa kutiijom-futrolom, test-tračicama, rastvorom za kalibraciju i priborom.

Ove metode nisu zamena za laboratorijske metode, mada daju dovoljnu indikaciju za određenu procenu.

Fizičko-hemijski parametri analize (opšti i specifični)

Specifični parametri. Kiselost zemljišta (rastvaranjem i snižavanjem prekursora kiselina NOx i SO2) predstavlja inicijalnu fazu u zagađenju i povlači veliki broj hemijskih reakcija čiji proizvod predstavljaju različiti toksični metaboliti. Posledica kontaminacije, posebno u dužem vremenskom periodu (naročito teškim metalima) dovodi do degradacije zemljišta i naglog smanjenja broja i vrsti mikroorganizama.

Opšti parametri. U opšte fizičko-hemijske parametre analize zemljišta spadaju:

a) Određivanje ukupne količine ugljenika i humusaMetode se baziraju na potpunoj oksidaciji organskog C u CO2. Prvom grupom metoda C se

oksidira sagorevanjem u struji kiseonika u električnoj peći, a nastali CO2 apsorbuje u aparatu za apsorpciju (metoda po Liebigu). Druga grupa metoda se zasniva na oksidaciji C pomoću različitih oksidirajućih otopina (metoda po Tjurinu). Određivanje sadržaja humusa (metoda po Kotzmanu) sastoji se u oksidaciji organskih materija zemljišta pomoću KMnO4.

b) Određivanje sastava humusaEkstrakcija zemlje smešom alkohol-benzol (1:1) radi izdvajanja voskova i smola;

Dekalcifikacija beskarbonatne zemlje rastvorom H2SO4 a karbonatne zemlje rastvorom HCl; Izdvajanje huminskih kiselina obradom dekalcifikovane zemlje rastvorom NaOH; Određivanje nerastvornog ostatka (humina).

c) Određivanje stepena razloženosti i humificiranosti organske materije zemljištaStepen razgrađenosti pokazuje odnos pravih humusnih materija netopivih u acetilbromidu i

predstepena humusa koji su netopivi u acetilbromidu. Koristi se postupak bromacetolize ili postupak sulfoacetolize.

119

d) Određivanje huminskih i fulvo kiselinaIzdvajanje se vrši višestepenom obradom zemlje rastvorom NaOH posle dekalcinisanja.

Alkalni rastvor humusnih materija se odvaja od zemlje filtriranjem. Iz alkalnih rastvora se huminske kiseline talože zakišeljavanjem sa H2SO4. Rastvor se filtrira i iz filtrata odvajaju na aktivnom uglju fulvo kiseline. Svojstva huminskih i fulvo kiselina (elementarni sastav, funkcionalne grupe) određuju se metodama elektroforeze, papirnom hromatografijom, IR spektroskopijom i dr.

e) Određivanje kiselosti i alkalnosti zemljišta

Određivanje pH vrednosti potenciometrijskom metodom (pH metar) ili kolorimetrijskom metodom (pomoću indikatora). Na osnovu pH vrednosti, zemljišta su podeljena u pet grupa: I alkalna (>7,20 pH u 1M KCl), II neutralna (6,51-7,20), III slabo kisela (5,51-6,50), IV kisela (4,51-5,50) i V jako kisela (<4,50).

f) Određivanje zemnoalkalnih karbonata u zemljištuOdređivanje količine CaCO3 volumetrijskom metodom sa HCl.

g) Određivanje rastvorljivih soli u zemljištuMetoda merenja električnog konduktiviteta u saturisanoj zemljišnoj kaši ili u više

razblaženoj suspenziji zemlje vodom.

h) Određivanje azota u zemljištuUkupni azot metodom po Kjedahlu. Amonijačni azot kolorimetrijski pomoću Neslerovog

reagensa. Nitratni azot kolorimetrijskom metodom pomoću fenoldisulfonske kiseline.

i) Određivanje sumpora u zemljištuTopljenje zemljišta alkalnim karbonatima, mokro spaljivanje carskom vodom ili suvo

spaljivanje kalijum hloratom. Konačna sulfatna forma se taloži Ba-solima i određuje gravimetrijski.

j) Određivanje pristupačnog fosfora, kalijuma, kalcijuma i magnezijuma u zemljištuEkstrakcija kiselim pufernim rastvorom Ca-laktata u HCl. Sadržaj fosfora se određuje

kolorimetrijski iz dobijenog ekstrakta. Sadržaj kalijuma se određuje plamenom fotometrijom iz amonim-acetatnog ekstrakta. Elektrodijalizom uzorka zemlje u bornoj kiselini ekstrahuju se pristupačni katjoni Ca i Mg. Kalcijum se određuje turbidimetrijski uz dodatak amonijum-oksalata. Magnezijum se određuje kolorimetrijski sa titan žutim indikatorom u alkalnoj sredini, uz dodatak skroba kao zaštitnog koloida.

k) Određivanje oblika aluminijuma i gvožđa u zemljištuEkstrakcija zemljišta rastvorom smeše oksalne kiseline i amonijum-oksalata. Gvožđe i

aluminijum se određuju gravimterijski nakon taloženja kupferonom (gvožđe u kiseloj sredini a aluminijum u alkalnoj sredini).

m) Određivanje mikroelemenata (B, Mn, Mo, Cu, Zn) u zemljištu.

Maksimalno dozvoljene vrednosti opasnih i štetnih materija u zemljištuPrema Pravilniku o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu (Sl. Gl.

RS 23/94) propisane su maksimalno dozvoljene količine opasnih i štetnih materija koje mogu da oštete ili promene proizvodnu sposobnost (plodnost) poljoprivrednog zemljišta (Tabela 17). Ove materije dolaze izlivanjem deponija, ispuštanjem iz fabrika, nepravilnom upotrebom mineralnih đubriva ili preko sredstava za zaštitu bilja.

Opasne materije u smislu ovog Pravilnika su: kadmijum, olovo, živa, arsen, hrom, nikl i fluor. Štetne materije su: bakar, cink i bor.

Tabela 17. Maksimalno dozvoljene količine (MDK) opasnih i štetnih materija u zemljištu

120

Hemijski elemenat

Hemijska oznaka

MDK u zemljištumg/kg zemlje

Kadmijum Cd 2Olovo Pb 50Živa Hg 1,5

Arsen As 20Hrom Cr 50Nikal Ni 50Fluor F 300Bakar Cu 100Cink Zn 300Bor B 5

Kobalt Co 50Molibden Mo 10

Sredstva za zaštitu bilja, tj. suzbijanje korova, su na bazi triazinskih preparata, kao što su atrazin i simazin (Tabela 18) ili kancerogenih materija (Tabela 19).

Granične vrednosti ostataka simazina i atrazina, u srednje teškim zemljištima za proizvodnju pojedinih poljoprivrednih kultura, su: 0,06-0,09 kod gajenja lucerke, uljane repice i šećerne repe; 0,15-0,20 kod gajenja soje, ovsa, ječma i krastavca; 0,20-0,25 kod gajenja suncokreta; 0,25-0,30 kod gajenja pšenice i raži; 0,30-0,40 kod gajenja krompira, crnog luka, lana; do 1,0 kod gajenja špargle.

Tabela18. Maksimalno dozvoljene količine (MDK) sredstava za zaštitu bilja u zemljištu

Red. br. Sredstva MDK (mg/kg zemlje)

1. triazini (atrazin i simazin) 0,012. karbamati 0,53. ditiokarbamati 1,04. hlorfenoksi (2,4) 1,05. fenolni herbicidi (DNOCI DINOSEB) 0,36. organohlorni preparati DDT+DDD+DDE 0,01

Tabela 19. Maksimalno dozvoljene količine (MDK) toksičnih i kancerogenih materija u zemljištu

Red. br. Sredstva MDK (mg/kg zemlje)

1. policiklični aromatični ugljovodonici (PAHS)

0,6

2. polihlorovani bifenili i terfenili (PCBs i PTC)za svaki od kongenera (28, 52, 101, 118, 138, 153 i 180)

0,004

3. organokalajna jedinjenja(TVT, TMT)

0,005

Metode ispitivanja zemljištaZa ispitivanje zemljišta koriste se različite metode. Razlikuju se metode terenskog i

laboratorijskog ispitivanja. Utvrđivanje dozvoljenog sadržaja materija koje mogu zagaditi zemljište vrši se

laboratorijskim metodama, i to:

121

- atomsko apsorpcionom spektrofotometrijom (AAS)- striping volametrijom (SV), - gasnom hromatografijom (GC),- tečnom hromatografijom (HPLC), - jonskom hromatografijom (IC), - jon selektivnim elektrodama.

4.2.1 SPECIJALNE METODE ISPITIVANJA ZEMLJIŠTA

Jednostavni dijagnostički kriterijumi:- pokazatelji nastali proučavanjem makro-morfoloških karakteristika zemljišnih horizonata

(npr. boja zemljišta, tekstura zemljišta, struktura zemljišta i dr.), - fizičke osobine (granulometrijski sastav, osobine strukturnih agregata zemljišta,

konzistencija i dr.) - hemijske osobine (pokazatelji stanja kiselosti, zaslanjenosti, alkalizacije ili stanja

adsorptivnog kompleksa zemljišta), - druge metode zasnovane na partitativim koeficijentima (npr. R2O3/SiO2; Fe2O3/SiO2; odnos

ugljenika i azota C/N; zatim odnos učešća frakcije gline u eluviajalnom i iluvijalnom horizontu i dr.).

Složeniji dijagnostički kriterijumi:

- pokazatelji dobijeni mikro-morfološkim istraživanjima (Slika 25),- metode mikroskopije i submikroskopije, koje se koriste radi utvrđivanja prisustva

odredjenih procesa ili pojava u zemljistu, kao npr.: procesi iluvijacije (translokacija gline u profilu), prisustvo određenih minerala u zemljištu ili segregacija (konkrecija i sl.) nastalih oksido-redukcionim procesima u zemljištu i drugih pojava.

Slika 25. Specijalna metoda mikro-morfološkog ispitivanja zemljišta

Posebna dijagnosticka vrednost:- istrazivanja mineraloškog sastava pojedinih frakcija zemljista, kojima se izuzetno precizno

utvrđuju karakteristike primarnih i sekundarnih minerala i otkrivaju procesi kod formiranja soluma.

- analize modalnog sastava teških frakcija zemjlišnih minerala; na osnovu ovih analiza moguca je rekonstrukcija porekla i procesa transformacije pojedinih minerala

Kompleksne metode:- analiza većeg broja parametara koji su odgovorni za genezu zemljišta i istovremeno su

pogodni pokazatelji kod razmatranja prostorno- vremenskih rekonstrukcija procesa koji dovode do formiranja soluma.

- kompleksne metode omogućuju ne samo rekonstrukciju stanja geneze zemljišta nego i predviđanje promena ili rizika takvih promena s obzirom na funkcije stanja i poznate ulazne i izlazne elemente funkcija.

122

- istrazivanja se organizuju u okviru određenih prostornih celina (areala) radi identifikacije karakterističnih procesa ili drugim prostornim celinama.

- organizuju se sistemi praćenja (kontrole) većeg broja parametara na većem broju mernih taćaka, kako bi se analizirao efekat inteziteta promena kod pojedinih parametara; na ovaj način istražuju se fenomeni "osetljivosti" zemljišta na promene izazvane spoljašnjim (egzogenim) ili unutrašnjim (endogenim) faktorima pedogeneze.

4.2.2 LOKACIJA I UREĐENJE DEPONIJA OTPADNIH MATERIJA Radi zaštite životne sredine, propisuju se kriterijumi za određivanje lokacije i uređenje

deponija otpadnih materija (Pravilnik, “Službeni glasnik Republike Srbije” br. 54/92).Deponija je sanitarno-tehnički uređen prostor na kome se odlaže čvrst otpad, koji nema

svojstvo opasnih materija i ne može se prerađivati, odnosno racionalno koristiti kao industrijska sirovina ili energetsko gorivo. Otpadni materijal nastaje na javnim površinama, u domaćinstvima, u procesu proizvodnje (tj. rada), u prometu ili upotrebi i dr.

LokacijaDeponija se locira u uvalama zaklonjenim bočnim reljefom, bivšim pozajmištima zemlje i

ravnim terenima koji su bez tekućih i stagnirajućih voda. Za deponije se mogu koristiti i strmi tereni sa nagibom preko 25 %, uz primenu odgovarajućih tehničkih mera. Deponija je udaljena najmanje 1,5 km od ušorenog naselja i naselja zbijenog tipa (granice stambenog dela). Deponija se planira za vreme duže od 20 godina.

Pri izboru lokacije moraju se uzeti u obzir podaci o: - urbanističkom planu (namena površine u radijusu od 3 km),- konfiguraciji terena,- podzemnoj infrastrukturi,- putnim mrežama,- stabilnosti terena (klizišta, seizmičke karakteristike),- hidrogeografskoj situaciji (vodotokovima),- geološkim karakteristikama (nivo podzemnih voda), - hidrometeorološkim karakteristikama (učestalost, brzina i ruže vetrova),- temperaturnim karakteristikama (max T, trajanje T ispod 0 oC, snežni pokrivač), - plavnosti terena površinskim ili podzemnim vodama,- izvorima otpada (domaćinstva, preduzeća, objekti, javne površine, broj stanovnika),- ukupnoj količini i vrsti otpada,- zemlji za kontrolno sanitarno zasipanje deponovanog otpada,- kontroli deponije.

Zapremina i kapacitet deponije

V - godišnja zapremina deponije (m3),K - godišnja količina otpada (t),F - faktor procenjenog učešća prekrivnog materijala (0,10 – 0,17 i 0,17– 0,33),q - zapreminska težina otpada na deponiji (0,5 – 1,0 i 0,3– 0,5 t/m3),

N1 - budući broj stanovnika,N0 - postojeći broj stanovnika,P - priraštaj stanovništva u %,n - broj godina za koje se predviđa vreme trajanja deponije.

123

Zapremina deponije se dobija na osnovu proizvoda broja stanovnika i zapremine otpada posle kompaktiranja (m3), u planiranom vremenu. Računa se godišnje po stanovniku 1 m3 otpada u rastresitom stanju. Proračunata količina otpada, za vek trajanja deponije, uvećava se 2 % godišnje.

Uređenje deponija- Deponija se propisno obeležava tablom sa odgovarajućim podacima,- Deponija se ograđuje veštačkim zaklonom, visine najmanje 2 m, - Deponija se oprema pokretnom žičanom mrežom, visine 3 m, radi sprečavanja raznošenja

otpada,- Deponija se obezbeđuje nepokretnim i pokretnim osvetljenjem,- Deponija ima kontrolni centar za poslove kontrole.- Deponija se obezbeđuje rezervama vode i zemlje, radi zaštite od požara,- Uz deponiju se gradi objekat namenjen pranju vozila i kontejnera,- Deponija se oprema sistemom za prihvatanje voda od padavina i tela deponije,- Voda se odvodi u 2 bazena, koja se pune naizmenično, - Voda se vraća na površinu deponije ili se prečišćava i ispušta u recipijent.- Otpad iz vozila se istovaruje na prostoru dnevnog odlaganja (širina čela 10-50 m),- Otpad se razastire buldožerom i sabija kompaktorima u slojevima 30-50 cm debljine, - Preko ovih slojeva odlažu se novi slojevi, do visine etaže od 2,5 m,- Svaka etaža otpada ostvaruje nagib od min 2 %,- Na deponijama se formiraju do 2 etaže godišnje,- U višeslojnoj deponiji izgrađuju se vertikalni kanali za odvođenje gasa.- Gornja površina dnevnog otpada prekriva se slojem zemlje, debljine 10-30 cm,- Na deponiji se određuje poseban deo za odlaganje čvrstog industrijskog otpada,- Industrijski otpad se zaštićuje nepropusnom folijom u horizontalnom i bočnom delu,- Na deponiji nije dozvoljeno spaljivanje otpada,- Spaljivanje otpada se vrši u odgovarajućim postrojenjima za spaljivanje,- Na deponiji se jednom u 5 godina određuje struktura otpada,- Kontrola postupka pri odlaganju otpada se vrši svakodnevno.

Opasnost od zagađenja životne sredine utvrđuje se:- kontrolom istovarene količine i vrste otpada,- kontrolom količine i kvaliteta ocednih voda iz drenažnih uređaja,- kontrolom kvaliteta podzemnih voda,- sistemskom kontrolom prisustva glodara.

U skladu sa ovim, preduzimaju se odgovarajuće merezaštite:- sprečavanje prijema otpada koji ima svojstva opasnih materija, - otklanjanje nedostataka na drenažnim uređajima,- deratizacija i dr.

Radi kontrole kvaliteta podzemnih voda, na deponiju se postavljaju najmanje 3 pijezometra, po jedan sa svake strane i jedan nizvodno od deponije. Uzorci se uzimaju 2 puta godišnje.

Deponija prestaje da se koristi kad na njenoj površini nije moguće odlaganje novih količina otpada, ili kad ugrožava životnu sredinu a nije moguće izvršiti sanaciju. Gornja površina deponije se prekriva slojem zemlje u količini od 3.000 - 5.000 m3 pohektaru, u zavisnosti od buduće namene zemljišta. U roku od 6 meseci, od dana prestanka korišćenja, vrši se rekultivacija deponije.

Primeri uticaja urbanih funkcija na zagađivanje životne sredine

Program ispitivanja zagađenosti zemljišta na teritoriji Beograda

Beograd, kao najveća urbana aglomeracija u našoj zemlji, suočen je sa brojnim ekološkimproblemima. Intenzivna industrijalizacija i urbanizacija, kao i demografski razvoj Beograda u

124

drugoj polovini prošlog veka izazvala je negativne uticaje na životnu sredinu i kvalitet životastanovnika, kako u samom gradu tako i u njegovim naseljima.

Glavni problemi životne sredine u Beogradu, koji decenijama prate razvoj gradaobuhvataju: neracionalno trošenje resursa (zemljišta, vode, energije i drugo), povećavanje saobraćajnih problema, zaostajanje razvoja komunalne infrastrukture, degradacija i zagađivanje zemljišta, zagađivanje vazduha i voda, rizici od prirodnih nepogoda i industrijskih udesa, uništavanje prirodnih i kulturnih dobara, te nedovoljna briga o estetskim vrednostima grada.

Uzroci degradacije i zagađivanja životne sredine mogu se razvrstati u šest glavnihkategorija:

- SAOBRAĆAJ (drumski, železnički, vazdušni i rečni),- KONCENTRISANI ZAGAĐIVAČI (industrija, toplane i veće kotlarnice),- VODOSNABDEVANJE I KANALIZACIJA,- STANOVANJE,- RUKOVANJE ČVRSTIM OTPADOM- RASUTI ZAGAĐIVAČI (poljoprivreda, benzinske pumpe, hemijske radionice, skladišta hemikalija i goriva, individualna kućna ložišta).

Povoljnosti koje nosi lokacija grada (klimatske, edafske, orografske karakteristike terena) u mnogome su anulirane neodgovarajućim odnosom čoveka prema životnoj sredini. Iako teritorije velikih gradova najčešće predstavljaju ekološku celinu, pored prirodnih i stečenih nepovoljnosti od uticaja su i velike razlike pojedinih delova, sa karakteristikama od visoko urbane do ruralne sredine.

Na teritoriji Beograda prisutni su brojni sanitarno-higijenski problemi počev od elementarnih u oblasti stanovanja, snabdevanja vodom, uklanjanja otpadnih voda i smeća, pa sve do savremenih ekoloških problema koji nastaju kao posledica dinamičnih procesa urbanizacije, industrijalizacije, razvoja saobraćaja i intenzivne poljoprivredne proizvodnje.

Poreklo zagađivača: 1. NAFTNI DERIVATI2. HEMIJSKA INDUSTRIJA3. TEKSTILNA INDUSTRIJA4. METALOPRERAĐIVAČKA I MAŠINSKA5. KOMUNALNE OTPADNE VODE6. POLJOPRIVREDA7. PREHRAMBENA INDUSTRIJA8. GRAĐEVINSKA INDUSTRIJA

Uticaja urbanih funkcija na zagađivanje životne sredine prikazan je u Tabeli 20.

Tabela 20. Uticaj urbanih funkcija na zagađivanje životne sredine

UZROCI ZAGAĐENJA OBJEKTI I PREDUZEĆA EFEKTI NA ŽIVOTNU SREDINU

1. SAOBRAĆAJ

125

1.1 Drumski (gradski i tranzitni)

registrovano 2500 vozila preko 5 tona, 1500 autobusa, GSP+ Lasta (grad.+prigrad. 1870 autobusa); tranzit-nepoznato

zagađivanje vazduha i zemljišta, povećana buka, udesi sa opasnim teretima, zaposedanje zemljišta

Autobuske stanice, javne garaže, parkirališta

BAS+ LASTA (dnevno 1400 polazaka), Parking servis (6500 mesta na ulicama, 5500 na parkiralištima, 2660 u garažama)

zagađivanje vazduha, povećana buka, zagađivanje voda, otpad

1.2 Železničke stanice i šinski saobraćaj

4 međugradske stanice, 20 stajališta za grad. i prigrad.saobr., 15 robnih stanica sa 85 ind. koloseka

povećana buka, zagađivanje voda, zaposedanje zemljištazagađivanje zemljišta

1.3 Vazdušni Aerodromi Beograd i Batajnica zaposedanje zemljišta, buka, zagađivanje vazduha, voda i zemljišta

1.4 Rečni Luka Beograd-120 ha, 700 plovila-510.000 tona nosivosti

zaposedanje zemljišta i vodnih površina, zagađivanje voda i zemljišta

2. KONCENTRISANI ZAGAĐIVAČI

2.1 Industrijaenergetika - 56,3%, prehrambeni - 14,4%, metalski - 10,2%, i farmaceutsko-hemijski kompleks - 6,3%.

zagađivanje vazduha, voda i zemljišta, industriski otpad, opasni otpad, rizik od industrijskih udesa

2.2Toplane i većekotlarnice

Sistem "Beogradskih elektrana", sa 14 toplana i ukupno 118 toplotnih izvora, kapaciteta 2445 MW i 3400 podstanica, greje preko 220.000 stanova i 7500 poslovnih objekata.

zagađivanje vazduha

3 VODOSNABDEVANJE I KANALIZACIJA

3.1 Vodosnabdevanje postrojenja Makiš, Banovo brdo, Bežanija, Bele vode i Vinča

nedovoljno vode u letnjim mesecima, gubici u mreži, kvalitet vode

3.2 Kanalizacija 24 izliva iz kanaliacione mreže u reke bez prečišćavanja, brojni nekontrolisani izlivi

upuštanje u vodotoke bez prečišćavanja, septičke jame-vodopropusne ili se izlivaju

4. STANOVANJE

zaključno sa 2000. godinom oko 426.500 stanova, nelegalna gradnja u 10 opština: 22.691, vikend zgrada 1.376, pomoćnih i ostalih objekata 32.731 (ukupno 56.798).

neracionalno korišćenje zemljišta, neracionalna potrošnja energije i vode, loše rukovanje otpadom i fekalnim vodama, zagađivanje vazduha

5. RUKOVANJE ČVRSTIM OTPADOM

Deponija Vinča i brojna smetlišta. “Gradska čistoća” dnevno prikupi i deponuje oko 1200 tona smeća. Deponija u Vinči zauzima površinu od 65 hektara.

zagađivanje zemljišta, voda i vazduha usled neadekvatnog prikupljanja, tretmana i odlaganja otpada

6. RASUTI ZAGAĐIVAČI

6.1 Poljoprivreda

49 preduzeća društvenog sektora, i to 17 poljoprivrednih preduzeća, 25 preduzeća prehrambene industrije, 5 industrije pića i 2 preduzeća industrije stočne hrane.

zagađivanje zemljišta voda i vazduha pesticidima i veštačkim đubrivom, čvrsti otpad, otpadne vode

6.2 Benzinske pumpe 135 javnih benzinskih stanica i približno toliko internih

zagađivanje vazduha, voda i zemljišta, povećana buka

6.3 Hemijske radionice n.p. zagađivanje vazduha, voda i zemljišta

6.4 Skladišta hemikalijai goriva n.p. rizik od hemijskog udesa, zagađivanje

zemljišta

6.5 Individualna kućnaložišta n.p. zagađivanje vazduha, čvrsti otpad

Primeri zagađivača zemljišta različitog porekla

Kartografski prikaz zagađenosti zemljišta dat je u Vol.B Karta 45. Zagađenost zemljišta uzonama zaštite izvorišta i drugim zonama prema nameni (VODZONZEM).

1. Zagađenost zemljišta u slučaju akcidentualnih situacija (Makiš, 1984. god.).Na ranžirnoj stanici, došlo je do isticanja velikih količina ksilola u zemljište. Naknadna

ispitivanja obavljena 1987., 1988. i 1989. godine su ukazivala na prisustvo ksilola u svim uzorcima.

126

Vrednosti tokom 1987. i 1988. godine bile su prisutne u miligramskim koncentracijama, a u 1989. godini u mikrogramskim. Uzorkovanje zemljišta i laboratorijske pretrage u narednom periodu su ukazale da na prostoru Makiša i Ranžirne stanice, a takođe i pored Vodovodske ulice iSavske magistrale perzistiraju povećane vrednosti ksilola. To je ukazivalo na kontinuirane idispergovane izvore zagađenja na širem postoru Makiškog polja. Slična situacija je i sasadržajem mineralnih ulja u Makiškom polju. Tumačenje ovih rezultata je obavljenoupoređivanjem sa izmerenim vrednostima iz prethodnog perioda, s obzirom da ove dvematerije nisu normirane važećim Pravilnikom.

2. U toku 1998. godine težište ispitivanja kvaliteta zemljišta je stavljeno na lokacije i zonefrekventnih soabraćajnica. Rezultati ispitivanja kvaliteta zemljišta pored Autoputa i Ibarske magistrale pokazala su prisustvo visokih koncentracija olova na 15 lokacija na teritoriji grada. Tom prilikom registrovane su i povećane vrednosti Ni i Cd na pojedinim lokalitetima.

3. Tokom 2000. godine, predmet istraživanja je bilo ispitivanje sadržaja pesticida (DDT-a iLindana), PCB-a (polihlorovanih bifenila) i teških metala u zemljištu (olova, kadmijuma,cinka, bakra, nikla, hroma, žive i arsena). Na osnovu analize rezultata istraživanja zagađenosti zemljišta u zoni neposredne sanitarne zaštite izvorišta vodosnabdevanja naselja Grocka konstatovana su prekoračenja koncentracija DDT-a i lindana. U uzorcima zemljišta u okviru neposredne zone sanitarne zaštite izvorišta vodosnabdevanja Boleča konstatovana su prekoračenja vrednosti za DDT i Lindana.

4. U okviru ispitivanja kvaliteta zemljišta leve obale Dunava, konstatovana su prekoračenjavrednosti Ni, što se dovodi u vezu sa geološkim sastavom tla, ali može biti i posledicavišegodišnjeg korišćenja mineralnih i organskih đubriva (goveđi stajnjak).

5. U toku 2001. godine vršena su istraživanja kvaliteta zemljišta u zonama sanitarnezaštite vodovoda Grocka i Boleč, na sadržaj DDT-a i DDE-a kao i Lindana. Dobijenevrednosti su bile ispod granice detekcije. Sa aspekta toksokinetike i toksodinamike,organohlorni pesticidi, koji su inače jako perzistentni u prirodi, mogu procesima ispiranja daprodru u dublje slojeve zemljišta i tu se akumuliraju ili da dovedu do zagađenja podzemnihvoda. pH vrednosti u uzorcima zemljišta uzetih iz zona sanitarne zaštite vodovoda Boleč iGrocka, se kreće iznad pH 8, odnosno u pravcu bazne sredine. Značaj ovog podatka je daje perzistentnost organohlornih pesticida znatno veća u kiselim zemljištima i zemljištimaizuzetno bogatim organskim materijama, što nije slučaj u situaciji Grocke i Boleča.

6. Od organskih zagađivača, veoma perzistentnih u prirodi, koja lako ulaze u ekosisteme ikumulišu se u žive organizme, Programom kontrole obuhvaćeni su PCB (polihlorovanibifenili) i PAU (policiklični ugljovodonici). Ove zagađujuće materije predstavljaju jedinjenjakoja se ne nalaze u prirodi, a u nju dospevaju isključivo ljudskom aktivnošću. Smatra se dase na teritoriji Jugoslavije, pa i Beograda nalaze značajne količine PCB-a pre svega zbogneadekvatnog upravljanja opasnim otpadom, i kao posledica razaranja izazvanih NATObombardovanjem (bilans količina PCB-a u Beogradu nije urađen). 7. Na prostoru Beograda, prisustvo piralena i srodnih jedinjenja je pre svega vezano za transformatorska postrojenja i kondenzatore, u okviru velikih sistema elektroprivrede,PTT-a, “Minela” i dr. Ne treba zanemariti curenja i razlivanja na slobodne površine, posebnona deponijama, nekontrolisano odlaganje kondenzatora, trnsformatora i dr. Iz tih razloga je potrebno izvršiti detaljna ispitivanja zemljišta naročito u okviru kompleksa velikih javnih preduzeća, koja već duži niz godina koriste i eksploatišu transformatore i kondenzatore sa piralenom.

127

Prilikom bombardovanja TE “Kolubara” Veliki Crljeni uništeno je 14 transformatora. Od ukupne količine ulja (2200 tona) izgorelo je 45 tona, a u okruženje je isteklo oko 100 tona. Deo isteklog ulja zagadio je okolni, a najveći deo je ispiranjem dospeo u reku Peštan i zemljište naselja Poljane i Konatice. Sa ovih lokaliteta u toku 1999. godine uzimani su uzorci zemljišta i vode iz individualnih bunara. U bunarskoj vodi su konstatovane vrednosti od 6,31 g/l (značajno prekoračenje dozvoljenih vrednosti datih Pravilnikom), a u zemljištu u okolini transformatora 328 g/kg. Dioksini i furani nisu bili dokazani. Nakon obilnih padavina u leto 1999. godine došlo je do poplava i raznošenja zagađivača na prostoru od oko 20 km2 uz tok reke Peštan.

8. Rezultati pretrage PCB-a (polihlorovani bifenili) u zemljištu na teritoriji Pančeva u prethodnom periodu (lokacija HIP “Petrohemija”).

U toku 1999. godine konstatovano je prisustvo PCB-a u uzorcima zemljišta, a registrovane su vrednosti u rasponu od 87,2 mg/kg do 378,8 mg/kg. Takođe je dokazano prisustvo PCDD-a iPCDF-a što je bila direktna posledica sagorevanja lakoisparljivih hlorovanih ugljovodonika iPCB-a. Na osnovu malog broja uzoraka zemljišta, nije se mogla odrediti procentualna zahvaćenost specifičnim zagađenjem površina kompleksa “Petrohemije”. Prostori kompleksa “Rafinerije” i “Azotare” u Pančevu nisu bili istraživani što zahteva detaljnu i kontinualnu pretragu na prisustvo PCB-a i drugih polihlorovanih jedinjenja. U okviru kontrole zagađenosti zemljišta 1997., 1998., 2000. i 2001. godine niti u jednom uzorku sa teritorije Beograda, zbog neposredne blizine, nisu registrovana prisustva PCB-a, PCDD i PCDF-a.

9. Policiklični aromatični ugljovodonici (PAH-ovi) predstavljaju značajne organske zagađivačeživotne sredine, pre svega vazduha. U poslednjih nekoliko godina, koncentracije PAH-ova sesve češće sreću i u drugim supstratima, pre svega površinskim vodama i zemljištu. Kakoove materije i njihove nađene vrednosti u zemljištu nisu regulisane važećim Pravilnicima,koriste se preporuke i literaturni podaci da svaka registrovana vrednost u životnojsredini predstavlja rizik po zdravlje ljudi i zahteva detaljne analize. Smatra se da ovajedinjenja najčešće iz vazduha sedimentacijom ili putem padavina dospevaju u dubljeslojeve zemljišta, vodenu sredinu, hranu i ljudski organizam. U ljudskom organizmu ova jedinjenja se vezuju za mikrozonske enzime i metabolišu se u jako toksična jedinjenja sa izraženim kancerogenim i mutagenim svojstvima.

U prethodnom periodu, na više lokacija, u okviru specifičnih namenskih istraživanja,registrovane su vrednosti PAH-ova pre svega u industrijskim zonama i pored prometnihsaobraćajnica. U okviru kontrole zagađenosti zemljišta u 2001. godini registrovano je prisustvo PAH-ova(policikličnih aromatskih ugljovodonika) na više lokaliteta i to:

- u dvanaest (12) uzoraka zemljišta na sedam lokacija u okviru zone sanitarne zaštiteizvorišta vodosnabdevanja za naselja Grocku i Borču;

- u uzorcima poljoprivrednog zemljišta sa prostora Borče i Slanaca;- u uzorcima zemljišta iz naselja Poljane kao i iz naselja Vojlovica i Kačarevo. U uzorcima zemljišta uzetih sa lokacija u blizini Autoputa (sanitarna zona zaštite vodovoda

Boleč) registrovane su vrednosti PAH-ova u rasponu od 10,0 mg/kg do 27,2 mg/kg pri čemusu najviše vrednosti registrovane u površinskom sloju zemlje. U uzorcima zemljišta u zoniuticaja Autoputa registrovane su koncentracije PAH-ova u površinskom sloju, ali i na dubiniod 50 cm. Na osnovu analize rezultata može se zaključiti da su najviše vrednosti policikličniharomatičnih ugljovodonika registrovane na površinskom sloju zemljišta, pri čemu su u zoniuticaja saobraćajnica PAH-ovi registgrovani u dve dubine. Najviše registrovane vrednosti PAH-ova su u 2001. godini zabeležene u uzorcima zemljišta sa teritorije naselja Poljane (25,2 mg/kg - zbirni uzorak 0-40 cm) i naselja Vojlovica (38,8 mg/kg - zbirni uzorak 0-50 cm).

10. Na osnovu iznetih rezultata ispitivanja zagađenosti zemljišta na teritoriji Beograda, mogu seizvesti zaključne konstatacije o direktnom uticaju prisutnih zagađivača na kvalitet zemljišta:

128

- Prostor Makiškog polja je opterećen brojnim kontinuiranim i dispergovanim izvorimazagađenja sa dokazanim prisustvom ksilola i mineralnih ulja, dok su niske koncentracijepojedinih teških metala (Pb, Cd, As, Ni) redovno prisutne;

- U uzorcima zemljišta sa prostora zone sanitarne zaštite izvorišta vodosnabdevanja naseljaGrocka i Boleč konstatovano je prisustvo PAH-ova (policikličnih aromatičnih ugljovodonika),kao i povećane vrednosti nikla;

- U uzorcima zemljišta sa poljoprivrednih povrešina iz naselja Ovča, Borča, Padinska Skela,Višnjica, Slanci, Veliko Selo, Vojlovica, Kačarevo, Sremčica i Vinča, registrovano jeprisustvo DDT-a, odnosno organohlornih pesticida. Najveća vrednost je zabeležena naprostoru Vinče na poljoprivrednom zemljištu u blizini kanala koji protiče pored vinčanskedeponije (1.148,75 mg/kg na površini, 685,64 mg/kg na dubini od 50 cm);

- U uzorcima poljoprivrednog zemljišta iz naselja Poljane, Kačarevo i Vojlovica registrovano je prisustvo PAH-ova (policikličnih aromatičnih ugljovodonika);

- Ni na jednoj lokaciji u okviru Programa ispitivanja zagađenosti zemljišta nije registrovanoprisustvo PCB-a (polihlorovanih benzodiazepina) kao i PCDF i PCDD;

- Komunalno zemljište u zoni uticaja auto-puta i drugih magistralnih saobraćajnica jekontaminirano olovom, kadmijum i dr. teškim metalima.

ZaključakSabiranje efekata prisustva teških metala i drugih vrsta zagađenja (PCB, PAU, pesticidi,

mineralna ulja i dr.) dodatno usložava hemijske reakcije i puteve toksikanata, kao i njihovih metabolita i rezidua. Prodor zagađivača u lance ishrane, biljni i životinjski svet, povećava stepen ugroženosti stanovništva i to na veoma dug vremenski period.

Sa aspekta problematike štetnih i opasnih materije u zemljištu (šire prisutnih ili lokalizorano) suštinski je značajno da se uspostave koncepti i vodiči terminologija za opiszemljišta. Za ocenu stanja zemljišta sa sanitarno-higijenskog aspekta, pored podataka o geološkim i hidrogeološkim karakteristika, potrebno je analizirati procese samoprečišćavanja i migracije zagađivača kao i mikrobiološki kompleks tla.

ABSTRACT

Soil contamination is the presence of man-made chemicals or other alteration in the natural soil environment. This type of contamination typically arises from the rupture of underground storage tanks, application of pesticides, percolation of contaminated surface water to subsurface strata, leaching of wastes from landfills or direct discharge of industrial wastes to the soil. The most common chemicals involved are petroleum hydrocarbons, solvents, pesticides, lead and other heavy metals. This occurrence of this phenomenon is correlated with the degree of industrialization and intensity of chemical usage. The concern over soil contamination stems primarily from health risks, both of direct contact and from secondary contamination of water supplies. Mapping of contaminated soil sites and the resulting cleanup are time consuming and expensive tasks, requiring extensive amounts of geology, hydrology, chemistry and computer modeling skills.

129

Microanalysis of soil contamination. To understand the fundamental nature of soil contamination, it is necessary to envision the variety of mechanisms for pollutants to become entrained in soil. Soil particulates may be composed of a gamut of organic and inorganic chemicals with variations in cation exchange capacity, buffering capacity, and redox poise. For example, at the extremes, one has a sand component, a coarse grained, inert, and totally inorganic substance; whereas peat soils are dominated by a fine organic material, made of decomposing organic material and highly active. Most soils are mixtures of soil subtypes and thus have quite complex characteristics. There is also a great diversity of soil porosity, ranging from gravels to sands to silt to clay (in increasing order of porosity), pore size, and pore tortuosity (both in decreasing order). Finally there is a wide spectrum of chemical bonding or adhesion characteristics: each contaminant has a different interaction or bonding mechanism with a given soil type. Soil contamination results when hazardous substances are either spilled or buried directly in the soil or migrate to the soil from a spill that has occurred elsewhere. For example, soil can become contaminated when small particles containing hazardous substances are released from a smokestack and are deposited on the surrounding soil as they fall out of the air. Another source of soil contamination could be water that washes contamination from an area containing hazardous substances and deposits the contamination in the soil as it flows over or through it.

Health effects. The major concern is that there are many sensitive land uses where people are in direct contact with soils such as residences, parks, schools and playgrounds. Other contact mechanisms include contamination of drinking water or inhalation of soil contaminants which have vaporized. There is a very large set of health consequences from exposure to soil contamination depending on pollutant type, pathway of attack and vulnerability of the exposed population. Chromium and obsolete pesticide formulations are carcinogenic to populations. Lead is especially hazardous to young children, in which group there is a high risk of developmental damage to the brain,while to all populations kidney damage is a risk. Chronic exposure to at sufficient concentrations is known to be associated with higher incidence of leukemia. Obsolete pesticides such as mercury and cyclodienes are known to induce higher incidences of kidney damage, some irreversible; cyclodienes are linked to liver toxicity. Organophosphates and carbamates can induce a chain of responses leading to neuromuscular blockage. Many chlorinated solvents induce liver changes, kidney changes and depression of the central nervous system. There is an entire spectrum of further health effects such as headache, nausea, fatigue (physical), eye irritation and skin rash for the above cited and other chemicals.

Ecosystem effects. Not unexpectedly, soil contaminants can have significant deleterious consequences for ecosystems. There are radical soil chemistry changes which can arise from the presence of many hazardous chemicals even at low concentration of the contaminant species. These changes can manifest in the alteration of metabolism of endemic microorganisms and arthropods resident in a given soil environment. The result can be virtual eradication of some of the primary food chain, which in turn have major consequences for predator or consumer species. Even if the chemical effect on lower life forms is small, the lower pyramid levels of the food chain may ingest alien chemicals, which normally become more concentrated for each consuming rung of the food chain. Many of these effects are now well known, such as the concentration of persistent DDT materials for avian consumers, leading to weakening of egg shells, increased chick mortality and potentially species extinction. Effects occur to agricultural lands which have certain types of soil contamination. Contaminants typically alter plant metabolism, most commonly to reduce crop yields. This has a secondary effect upon soil conservation, since the languishing crops cannot shield the earth's soil mantle from erosion phenomena. Some of these chemical contaminants have long half-lives and in other cases derivative chemicals are formed from decay of primary soil contaminants.

Soil Analysis.

130

This chapter provides a synopsis of the analytical procedures for the physicochemical analysis of soils. It is written to conform to analytical standards and quality control. It focuses on mineralogical, organic and inorganic analyses, but also describes physical methods when these are a precondition for analysis. It will help a range of different users to choose the most appropriate method for the type of material and the particular problems they have to face.

LITERATURA

1. Pravilnik o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu i vodi za navodnjavanje i metodama za njihovo ispitivanje, Sl. gl. RS br. 23/94.

2. T.C. Voice, D.T. Long, Environmental Chemistry and Engineering, Michigan State University, Michigan, USA, 2004.

3. D.T. Long, Metals in the Environmental Sources, Fate and Transport, Michigan State University, Michigan, USA, 2004.

4. Hemijske metode ispitivanja zemljišta, Priručnik za ispitivanje zemljišta, Knjiga I, Jugoslovensko društvo za proučavanje zemljišta, Beograd, 1966.

5. Metode istraživanja fizičkih svojstava zemljišta. Priručnik za ispitivanje zemljišta, Knjiga V, Jugoslovensko društvo za proučavanje zemljišta, Beograd - Novi Sad, 1971.

6. M.L. Jackson, Soil Chemical Analysis, Englewod Clifs, 1959. 7. http://www.eea.europa.eu8. YU centar za ekotoksikološka ispitivanja, Ceti 5100.101.01, Izvještaj o ispitivanju sadržaja

opasnih i štetnih materija u zemljištu, 2004.

131

http://www.eea.europa.eu/highlights/european-community-submits-its-initial-report-under-the-kyoto-protocol

4.3 VAZDUH 4.3 AIR

Jedno od najvećih modernih svetskih čuda je možda činjenica da je ljudska vrsta i dalje prisutna na planeti. Bez obzira što se čovek neprestano trudi da pod plaštom napretka ugrozi planetu, mi Zemljani smo i dalje ovde.

Dobar kvalitet vazduha je preduslov za zdravlje i dobrobit ljudi i ekosistema. Zagadjeni vazduh utiče na različite načine na zdravlje ljudi, ekosisteme i materijale. Čovjek svakog dana udahne oko 20 000 litara vazduha, a ujedno i sve veću koncentraciju štetnih i otrovnih materija, kao proizvod industrijalizacije, transporta, ali i svakodnevnih ljudskih aktivnosti. Zagađenje vazduha može biti gasovima ili sitnim česticama, a negativan uticaj ima na ljudsko zdravlje, životinjski i biljni svijet kao i ekosisteme. Zagađenje atmosfere je veće u urbanim sredinama, a used strujanja vazduha lako se kreće i širi.

Atmosfera se može posmatrati kao sredstvo transporta zagadjujućih materija do udaljenih lokacija, i drugih medija (zemlja i voda). Zagadjenje vazduha na urbanom nivou predstavlja izvor brojnih problema: zdravstvenih rizika uglavnom povezanih sa inhalacijom gasova i čestica, oštećenjima istorijskih spomenika i oštećenjima vegetacije unutar i u blizini gradova. Pojava i učestalost povećane koncentracije zagađujućih materija u atmosferi prvenstveno zavisi od veličine i distribucije izvora emisije, lokalne topografije (npr. ravan teren, dolina), ali i od lokalnih klimatskih uslova (npr. prosečna brzina vetra, pojava temperaturnih inverzija).

Prema poslednjim teorijama, planeta Zemlja je nastala kondenzacijom oblaka zvezdanog gasa i prašine, pre četiri i po milijardi godina. Međutim, mnogo je veće pitanje šta će sa našom planetom biti u budućnosti. Neke teorije predviđaju da će kroz milijardu godina Sunce biti deset odsto sjajnije, klima će biti sve suvlja, a voda će se iz okeana preseliti u atmosferu, i u tom trenutku naša planeta će prestati da bude pogodno mesto za život.

"U vrlo dalekoj budućnosti, smatra se za šest ili sedam milijardi godina, kada Sunce potroši celokupno svoje nuklearno gorivo, doći će do nagle ekspanzije naše zvezde koja će progutati Merkur i Veneru, a verovatno i Zemlju, i tada praktično fizički nestaje naša planeta, što znači da ljudi čak i ako uspeju da prežive probleme koje sami prave kad tad će morati da potraže neko bolje i gostoljubivije mesto za nastavak vrste i za opstanak".

Glavni ekološki problemi planete su: globalno zagrevanje, takozvani efekat staklene bašte, i velika količina škodljivih proizvoda koje ljudska vrsta ispušta u atmosferu. Postoji jedna jaka globalna inicijativa, to je Kjoto protokol, da se ta količina zagađujućih materija koje prave efekat "staklene bašte" svede na minimum. Na žalost svake godine smo svedoci brojnih efekata da se sa planetom nije igrati. Cunami, uragan Katrinu, brojne poplave su direktna posledica klimatskih promena i mi moramo sa tim klimatskim promenama da živimo. Inače, navršava se i 20 godina od Černobilske nuklearne katastrofe. Britanski naučnici procenjuju da je od posledica ove katastrofe od raka umrlo ili će umreti od 30.000 do 60.000 ljudi.

Očuvanje kvaliteta vazduha podrazumeva sledeće mere: izrada katastra emisija; određivanje granične vrednosti kvaliteta vazduha; utvrđivanje mera za ostvarivanje propisanih graničnih vrednosti; utvrđuje i donošenje plana interventnih mera za slučajeve kada postoji rizik prekoračenja praga upozorenja i praga uzbune; određivanje stručnih institucija za obavljanje, monitoringa kvaliteta vazduha i izvore finansiranja monitoringa.

Zaštita i poboljšanje kvaliteta vazduha zasniva se na principima:

a) ograničavanja emisije iz izvora zagađivanja,b) planiranja kvaliteta vazduha u saglasnosti sa namenom prostora,c) regulisanja kvaliteta procesa u postrojenjima od kojih zavisi emisija u vazduhu i

132

d) regulisanje kvaliteta korištenih goriva (sirovina i supstanci).

AtmosferaVazdušni omotač Zemlje, poznat kao atmosfera, koji sadrži različite gasove, pare, čestice i

aerosole, nastao je nakon Zemlje kao planete. Prvobitna atmosfera se sastojala od vodonika i helijuma. Toplota (iz rastopljene kore i sa Sunca) je raspršila atmosferu. Pre oko 3,5 milijardi godina površina se dovoljno ohladila da se oblikuje Zemljina kora koja se još uvek sastojala od brojnih vulkana koji su ispuštali paru, ugljen dioksid i amonijak. To je dovelo do stvaranja "druge atmosfere" koja je u početku bila sastavljena od ugljen dioksida i vodene pare uz nešto azota ali praktično bez kiseonika. Ta je druga atmosfera imala ~100 puta više gasova od trenutne atmosfere.

Veruje se da je efekat staklenika, prouzrokovan visokim sadržajem ugljen dioksida, čuvao Zemlju od smrzavanja. Sledećih nekoliko milijardi godina vodena para se kondenzovala pa je stvorila kišu i okeane koji su počeli da rastvaraju ugljen dioksid. Okeani su apsorbovali približno 50% ugljen dioksida. Jedna od najranijih vrsta bakterija bile su cijanobakterije. Foslini dokaz pokazuje da su te bakterije postojale pre približno 3.3 milijardi godina i da su bile prvi evoluirajući fototropni organizmi koji su proizvodili kiseonik. One su odgovorne za prvobitno pretvaranje Zemljine atmosfere iz anoksidnog (stanje bez kiseonika) u oksidno (sa kiseonikom) stanje. Kako su cijanobakterije bile prve koje su započele fotosintezu kiseonika, mogle su promeniti ugljen dioksid u kiseonik pa su odigrale glavnu ulogu u oksigenaciji atmosfere. Fotosintetske biljke su evoluirale pa su i one počele da pretvaraju ugljen dioksid u kiseonik.

Vremenom, višak ugljenika je postao zatvoren u fosilnim gorivima, sedimentnim stenama i životinjskim ljušturama. Kad se kiseonik oslobodio, reagovao je sa amonijakom i stvorio je azot. Takođe i bakterije su pretvarale amonijak u azot. Pojavom sve više biljaka sadržaj kiseonika se značajno povećao (dok se sadržaj ugljen dioksida smanjio). U početku se kiseonik spajao s različitim elementima (npr. gvožđem da bi se na kraju akumulirao u atmosferi - rezultirajući masovnim izumiranjem i daljnjom evolucijom. Pojavom ozonskog sloja životni uslovi su bili bolje zaštićeni od ultraljubičastog zračenja. Ova atmosfera od kiseonika i azota čini "treću atmosferu".

Sastav atmosfere prema masi je sledeći: 75,523% N2; 23,133% O2; 1,288% Ar; 0,053% CO2; 0,001267% Ne; 0,00029% CH4; 0,00033% Kr; 0,000724% He i 0,0000038 % H2.

Računa se, da je sadašnji sadržaj i odnos azota i kiseonika u atmosferi uravnotežen pre deset miliona godina. Promene sastava atmosfere se konstantno defavaju, mada sporo i relativno neprimentno obzirom na vreme nastanka ljudske civilizacije, koje je, u odnosu na vreme nastanka i formiranja Zemlje i njene atmosfere zanemarljivo kratko.

Atmosfera se ne završava naglo. Ona polagano postaje ređa i postupno nestaje u svemiru. Ne postoji konačna granica između atmosfere i spoljnog svemira. Tri četvrtine mase atmosfere nalazi se unutar 11 km od površine planeta. U SAD-u se osoba koja putuje iznad visine od 80 km naziva astronautom. Visina od 120 km označava granicu gde atmosferski uticaji postaju vidljivi za vreme ulaska svemirske letelice u atmosferu.

Takođe se često kao granicu atmosfere i svemira uzima Karmanova crta na udaljenosti od 100 km od površine.

Područja u atmosferi nazvana su na sledeći način: jonosfera - područje koje sadrži jone: približno odgovara mezosferi i termosferi do 550 km. egzosfera - iznad jonosfere gde atmosfera nestaje u svemiru. magnetosfera - područje gde je Zemljino magnetsko polje u interakciji sa sunčevim vetrom.

Prostire se desetinama hiljada kilometara, s dugačkim repom okrenutim od Sunca. ozonski sloj - ili ozonosfera, približno 10 - 50 km, gde se nalazi stratosferski ozon. Treba

napomenuti da je unutar ove zone ozon prema količini manji deo.

Atmosferski pritisak je direktna posledica težine vazduha. To znači da se pritisak vazduha razlikuje s mestom i vremenom jer se količina (i težina) vazduha iznad Zemlje isto tako razlikuju. Atmosferski pritisak se smanjuje za ~50% na visini od oko 5 km (jednako se i oko 50% ukupne

133

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ozon

http://hr.wikipedia.org/wiki/Stratosfera

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ozonski_sloj&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Sunce

http://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C3%84%C2%8Dev_vjetar

http://hr.wikipedia.org/wiki/Zemljino_magnetsko_polje

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetosfera&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Vanjski_svemir&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Egzosfera&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ion

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ionosfera

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Karmanova_crta&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Astronaut&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Planet

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Vanjski_svemir&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Zra%C3%84%C2%8Denje

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ultraljubi%C3%84%C2%8Dasto_zra%C3%84%C2%8Denje

http://hr.wikipedia.org/wiki/%C3%85%C2%BDivot

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ozonski_sloj&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Masovno_izumiranje&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Element&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Bakterije

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=%C5%BDivotinjska_lju%C5%A1tura&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Sedimentne_stijene

http://hr.wikipedia.org/wiki/Fosilna_goriva

http://hr.wikipedia.org/wiki/Evolucija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Fotosinteza

http://hr.wikipedia.org/wiki/Cijanobakterije

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ocean

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ki%C3%85%C2%A1a

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kondenzacija&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Smrzavanje&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Efekt_staklenika

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Mno%C5%BEenje&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kisik

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Vodena_para&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Amonijak

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljikov_dioksid

http://hr.wikipedia.org/wiki/Para

http://hr.wikipedia.org/wiki/Vulkan

http://hr.wikipedia.org/wiki/Zemljina_kora

http://hr.wikipedia.org/wiki/Toplina

http://hr.wikipedia.org/wiki/Helij

http://hr.wikipedia.org/wiki/Vodik

mase atmosfere nalazi unutar najnižih 5 km). Prosečni atmosferski pritisak izmeren na nivou mora iznosi oko 101,3 kilopaskala.

Temperatura Zemljine atmosfere se menja s visinom. Između različitih atmosferskih slojeva menja se matematički odnos temperature i visine:

troposfera: od površine do 7 km ili 17 km zavisno od širine vremenskih faktora, temperatura se smanjuje s visinom.

stratosfera: od 7–17 km do oko 50 km, temperatura se povećava s visinom.

mezosfera: od oko 50 km do 80–85 km, temperatura se smanjuje s visinom.

termosfera: od 80–85 km do 640+ km, temperatura se povećava s visinom. Prosečna temperatura atmosfere na površini Zemlje iznosi 14 °C.

Gustina atmosfere se smanjuje s povećanjem visine. Meteorolozi i svemirske agencije koriste sofisticiranije modele za predviđanje vremena i orbitalnih propadanja satelita. Ukupna masa atmosfere iznosi oko 5,1 × 1018 kg, ili oko 0,9 ppm Zemljine ukupne mase.

Zagađujuće materije u vazduhuZagađujuće materije u vazduhu dele se na:

• osnovne (čađ, sumpor-dioksid, suspendovane čestice, azot-dioksid, prizemni ozon, ugljen-monoksid i ukupne taložne materije) i

• specifične (policiklični aromatični ugljovodonici, akroleini, amonijak, vodonik sulfid, benzen, toluen, ksilen, teški metali i dr.).

Zagađujuće materije u vazduhu mogu poticati iz prirodnih izvora kao i iz veštačkih izvora koji ujedno predstavljaju najveći izvor zagađenja vazduha i rezultat su ljudske aktivnosti.

Veštački izvori mogu se svrstati u:

1. Stacionarne izvore - izvori zagađenja u ruralnim područjima vezanim za poljoprivredne aktivnosti, rudarstvo i kamenolome, izvori zagađenja vezani za industriju i industrijska područja i izvori zagađenja u urbanim sredinama (zagrevanje, spaljivanje otpada, individualna ložišta i dr.).

2. Pokretne izvore: obuhvataju bilo koji oblik vozila sa unutrašnjim sagorevanjem.

3. Izvori zagađenja u zatvorenim prostorima obuhvataju dim iz cigarete, biološka zagađenja (polen, grinje, insekte, alergene poreklom od domaćih životinja), emisija od sagorevanja i zagrevanja, emisija od različitih materijala i materija kao što su isparljiva organska jedinjenja, olovo, radon, azbest i sl.

134

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ppm&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Termosfera&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Mezosfera

http://hr.wikipedia.org/wiki/Stratosfera

http://hr.wikipedia.org/wiki/Troposfera

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Matemati%C4%8Dki_odnos&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Visina&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kilopaskal

Tabela 21. Poreklo polutanata i njihova sudbina u vazduhu

Polutant Prirodni procesi

Ljudske aktivnosti

Vremezadržavanja u vazduhu

Promene Uklanjanjeiz vazduha

Sumpor-dioksid vulkani sagorevanje uglja

4 dana oksidacija u sulfate SO4

2- kišom ili taloženjem na ČČ,

sumpor-vodonik vulkani hemijska industrija otpad

2 dana oksidacija u SO2 apsorbcijom od strane podloge

Ugljen-monoksid šumski požari, okeani,

izduvni gasovi iz automobila i dimni gasovi iz ložišta

1 - 3 meseca

reakcije sa hidroksil radikalom u stratosferi, mikrobiološke reakcije u zemljištu

Azot-monoksid proizvod bakterija

sagorevanje goriva i

5 dana fotohemijske apsobrcijom od strane kapljica ili ČČ i oksidacija do nitrata i taloženje

Azot dioksid u zemljištu hemijska industrija

Amonijak biološki procesi

odlaganje otpada

7 dana reakcije SO2 ,

oksidacija u NO3 taloženje nastalih soli

Ugljovodonici biološki procesi

izduvni gasovi iz automobila, hemijska ind.

4 godine Fotohemijske reakcije

taloženje nastalih ČČ, apsorbcija na vegetaciji, mikrobiološka aktivnost

Ugljen-dioksid biološki procesi okeani

sagorevanje fosilnih goriva

2 - 4 godine

apsorbcija u okeanu, fotosinteza

Ozon fotohemijske reakcije, električno pražnjenje

fotohemijske reakcije izduvnih gasova

vezanje na vegetaciju, zemljište, okean

Čvrste čestice vulkani, šumski požari, vetrom uzdignuta prašina

industrija, ložišta, sekundarni proizvodi hemijskih reakcija

zavisno od o veličine čestica i vremenskih uslovima

koagulacija agregacija

taloženje (suvo, mokro)

135

Kisele kiše

Kisela kiša je padavina zagađena sumpornim oksidima, azotovim oksidima, amonijakom i drugim hemijskim jedinjenjima. Dok se normalna pH vrednost kiše nalazi otprilike oko 5,5, pH vrednost kisele kiše iznosi u proseku 4 do 4,5. To otprilike odgovara 40 puta većoj količini kiseline u odnosu na neopterećenu kišnicu. Smanjenje pH vrednosti za jednu meru znači prirast kiselosti za deseterostruko. Glavnu odgovornost za opterećenja uzrokovana kiselim kišama snose termoelektrane, dim iz kuća i izduvni gasovi u saobraćaju. Štete nastale delovanjem kiselih kiša obično nastaju sasvim daleko od stvarnih štetnih izvora.

Iz zemljišta se ispiraju važne mineralne supstance kao što su magnezijum, kalijum, kalcijum itd. Tako dolazi do drastičnog smanjenja pH vrijednosti. Na osnovu smanjivanja pH vrednosti kao posledica hemijskih procesa nastaju joni koji imaju štetno delovanje na korenje biljki i na zemljište. Isto vredi i za jone gvožđa koji se oslobađaju pri pH vrijednosti manjoj od 3,8. Stupanj štetnosti konačno zavisi od vrste odnosno od tipa zemljišta. Igličasto drveće je jače pogođeno štetama prouzrokovanim kiselim kišama, i to jela više nego smreka. Kod listopadnog drveća je najjače pogođen hrast. Pre svega su oštećene šume na mestima sa čestim i obilnim padavinama i koja imaju relativno niske prosečne godišnje temperature. To se odnosi na šume na višim nadmorskim visinama. Obeležja bolesti koje se pojavljuju su jako različita. Pojedini simptomi bolesti nastupaju nezavisno jedan od drugoga i pri tome mogu zavisno od područja u kojoj se pojavljuju biti i jako različiti. Kod igličastog drveća su ustanovljena sledeća oštećenja: oštećenja iglica (požutjele iglice, opadanje iglica), oštećenja pupoljaka i mladih klica, oštećenja kore, oštećenja drveta, anomalije rasta, oštećenja korenja, slabljenje otpornosti na mraz, infekcije, štetočine itd. Razlog zbog kojeg listovi žute je često manjak hranjivih supstanci. Požuteli listovi odumiru i opadaju. Uz bolje uslove u okolini postoji mogućnost regeneracije i ponovnog ozelenjavanja drveća. Ako dođe do izumiranja šuma, to će imati za posledicu promenu celog ekosistema. To znači da se opet mogu nastaniti niže biljke koje su bolje prilagodljive na kiselo zemljište. Međutim, u srednjoj Europi još nije takvo stanje da su oštećenja šuma nepopravljiva.

U Skandinavskim jezerima se pojavila pH vrijednost vode 3. To vodi do izumiranja mikroorganizama i biljki i na kraju celog ekosistema. Ako u jezera utiču reke koje su pre toga prolazile kroz kisela šumska zemljišta, dodatno se pojačava smanjivanje pH vrednosti.

Višak kiselosti u kišnici prouzrokuje pojačano raspadanje kamenja, što znači da se ubrzava trošnost. Tako na primjer krečnjak reaguje sa sumpornom kiselinom dajući gips. Time se kamenje drobi. Na sličan način se pesak razgrađuje. Na taj način se mnogobrojni kulturni spomenici i stare crkve nepovratno uništavaju.

Zagađenje voda predstavlja najkompleksniji globalni problem. Iako je 70% planeta Zemlje pokriveno vodom, samo 2% te vode predstavlja resurs slatke vode, a prekomernom eksploatacijom i zagađenjem prouzrokovano je smanjenje zaliha pitke vode na globalnom nivou. Svako zagađenje koje se emituje u životnu sredinu dođe do podzemnih voda, reka, jezera i mora. Zagađenje iz atmosfere kiselim kišama prenosi se do zemljišta ili vodenih površina. Zagađenja zemlje slivaju se u površinske i podzemne vodene tokove. Srbija gotovo ne prečišćava otpadne vode. Ako se taj problem ne reši, Srbija će vrlo skoro biti suočena s ozbiljnim pretnjama za rezerve pitke vode. Analogno navedenome, doći će do porasta kancerogenih oboljenja digestivnog trakta stanovnika koji piju zagađenu vodu, što sledi iz porasta sadržaja nitrata u podzemnim i površinskim vodama i mišljenja medicinskih stručnjaka objavljenih u medicinskim leksikonima i publikacijama Svjetske zdravstvene organizacije.

Kada kisela kiša dođe u zemljište oslobađaju se teški metali koji mogu opteretiti podzemne vode, a time i pitku vodu. Na taj način se čovek izlaže pojačanom unošenju teških metala u organizam. Ispitivanja pokazuju da sumporna i azotna kiselina snose najveću odgovornost za kiselost kiše. Osamdesetih godina prošlog veka se puno govorilo o "kiseloj kiši". U međuvremenu se čini da se ta tema zaboravila, no kisele kiše i dalje postoje. Iako je većina mrtvih stabala

136

http://hr.wikipedia.org/wiki/Stablo

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kiselost&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sumporna_kiselina&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Te%C5%A1ki_metali&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Podzemne_vode&action=edit


http://hr.wikipedia.org/wiki/Svjetska_zdravstvena_organizacija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Svjetska_zdravstvena_organizacija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Medicina

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrati&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Rak_(bolest)


http://hr.wikipedia.org/wiki/More

http://hr.wikipedia.org/wiki/Jezero

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Rijeka_(zemljopis)&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Zemlja_(planet)

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kultura

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Gips&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kiseline

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kamen

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ki%C5%A1nica&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ekosustav

http://hr.wikipedia.org/wiki/Mikroorganizmi

http://hr.wikipedia.org/wiki/PH

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Skandinavska_jezera&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Europa

http://hr.wikipedia.org/wiki/Biljke

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Mraz&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Korijen

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Rast&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kore&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Klica

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Pupoljci&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Iglice&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Hrast

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Listopadno_drve%C4%87e&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Smreka

http://hr.wikipedia.org/wiki/Drvo



http://hr.wikipedia.org/wiki/Kalcij

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kalij

http://hr.wikipedia.org/wiki/Magnezij

http://hr.wikipedia.org/wiki/Termoelektrana

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ki%C5%A1nica&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kiseline


http://hr.wikipedia.org/wiki/Amonijak

http://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksid

http://hr.wikipedia.org/wiki/Padalina

posečena i šume ponovo pošumljene, ipak uzroci još dugo nisu odstranjeni. U procesima sagorevanja u industriji i sagorevanju izduvnih gasova u saobraćaju i dalje nastaju gasovi kao što su sumpor-dioksid i oksidi azota koji tim putem dospevaju u okolinu. S vodom iz kišnih kapi ovi gasovi reaguju stvarajući kiseline. pH vrednost kišnih kapi se prebacuje u kiselo područje. Pošto ovi proizvodi sagorevanja nastaju u povećanoj količini u gradovima i industrijskim zonama, i pH vrednost je većinom tamo niža nego na selu.

Ugljen dioksid spada u gasove koji zagađuju atmosferu i na taj način utiču na promenu klime. Pripada takozvanim gasovima koji izazivaju efekat staklene bašte (pojava da se površina Zemlje neprirodno zagrejava). Promene osećamo svi, na svakom delu planeta. Kako smanjiti količinu ugljen dioksida u atmosferi koji nastaje sagorevanjem fosilnih goriva (uglja i nafte) pitanje je koje se već duže vreme postavlja pred nauku i politiku, ali i pred sve stanovnike Zemlje. Reakcijom ugljen dioksida sa vodom nastaje ugljena kiselina:

CO2 + H2O H2CO3

Kako se povećava količina ugljen dioksida u atmosferi, sve veća količina toga gasa reaguje sa morskom vodom, zbog čega nastaju bikarbonati i joni vodonika, a to povećava kiselost površinskog sloja mora. Nakon ledenoga doba pH okeana iznosio je 8,3 neposredno pre početka industrijske ere i ispuštanja CO2 iznosio je 8,2 a danas pH okeana iznosi 8,1. Eksperimentima se pokazalo da će atmosferski CO2 postići najveću vrednost do 2300. godine s 1900 ppm, što je pet puta više nego danas. Zbog toga će pH vrednost površinskoga sloja mora pasti na 7,4 i ostat će na toj vrednosti nekoliko stotina godina.

Još nije jasno što bi takva dramatična promena kiselosti mora značila za život u moru. Poznato je da kisela sredina prouzrokuje razgradnju karbonata, pa bi najranjivije životinje bile one s ljušturom od kalcijum-karbonata ili egzoskeletom, a to su korali i neke alge.

Ogledi sa udvostručenom količinom CO2 obavljeni u velikom stakleniku Biosphere 2 pokazali su da te životinje u takvim uslovima stvaraju 40% manje kalcijum karbonata. Satelitskim merenjima utvrđeno je da je u proteklih nekoliko desetima godina znatno smanjena količina hlorofila u okeanima.

Još štetniji su oksidi azota koji u okolinu dospevaju najvećim delom kao izduvni gasovi u saobraćaju. Pod pojmom oksidi azota (NOX) se podrazumevaju dva jedinjenja: azot-monoksid i azot-dioksid. Ovi gasovi nastaju pre svega pri sagorevanju fosilnih goriva. Što je veća temperatura sagorevanja to je brže nastajanje azotnih oksida.

Kod svakog procesa sagorevanja se pre svega oslobađa azot-monoksid koji kasnije u atmosferi oksiduje u štetni azot-dioksid. Iz azot dioksida se u reakciji sa vlagom stvara azotna kiselina koja je odgovorna za trećinu nastanka kisele kiše.

Ako se dnevna vrednost koncentracije azot dioksida u atmosferi nalazi preko 150 µg/m3

nastupaju akutna oboljenja disajnih organa. Pokazatelji hroničnog trovanja su: glavobolja, nesanica, čirevi sluznice. Reakcijom azot dioksida i vode nastaju azotasta i azotna kiselina:

2NO2 + H2O HNO2 + HNO3

Sumpor dioksid je daleko najštetnija supstanca u atmosferi. Radi se o gasu bez boje, ali jakog i neugodnog mirisa koji kod ljudi pre svega deluje na disajne organe. U zimskim mesecima visoka koncentracija sumpor dioksida u atmosferi zajedno sa prašinom koja se nalazi u atmosferi čini smog. Sagorevanjem fosilnih zapaljivih supstanci se atmosfera jako zagađuje sumpor dioksidom. Reakcijom sumpor-dioksida sa vodom nastaju sumporasta kiselina koja oksidacijom daje sumpornu kiselinu::

SO2 + H2O H2SO3

Sumporna kiselina je jedan od glavnih uzroka izumiranja šuma. Ugradnjom pročišćivačkih uređaja na termoelektranama smanjena je emisija sumpor dioksida. Dugotrajno delovanje sumpor

137

http://hr.wikipedia.org/wiki/%C3%85%20uma

http://hr.wikipedia.org/wiki/Smog

http://hr.wikipedia.org/wiki/Zima

http://hr.wikipedia.org/wiki/Di%C3%85%C2%A1ni_sustav

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ljudi

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=%CE%9Cg&action=edit


http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Oceani&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Klorofil

http://hr.wikipedia.org/wiki/Satelit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalcijev_karbonat&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/%C3%85%C2%BDivotinje

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ledeno_doba

http://hr.wikipedia.org/wiki/Voda

http://hr.wikipedia.org/wiki/Politika




http://hr.wikipedia.org/wiki/Klima

http://hr.wikipedia.org/wiki/Selo


http://hr.wikipedia.org/wiki/Grad

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ki%C3%85%C2%A1a

http://hr.wikipedia.org/wiki/%C3%85%20uma

dioksida na čoveka izaziva nedostatkom ukusa, crvenjenjem jezika, a kasnije upalom pluća i prestankom disanja. Biljke reaguju još osetljivije na delovanje sumpor dioksida. Proces fotosinteze se remeti i posledica toga je oštećenje lišća (izumiranje šuma).

Stručnjaci predviđaju da će se u 2020. godine za trećinu manje ispuštati sumporni-oksidi u atmosferu nego u 1980. godine, ali da će se u području Azije njihova emisija u tom vremenskom periodu više nego udvostručiti.

Paralelno sa svetskim porastom saobraćaja stručnjaci očekuju porast i ovih gasova na svim kontinentima. Dakle, opasnost od kiselih kiša još nije prošla. Čak naprotiv, brzi razvoj industrije i porast saobraćaja će kišu i na drugim kontinentima učiniti kiselom. Teško je i zamisliti koji efekat bi kisele kiše imale na tropske šume.

Efekat staklene bašteGlobalno zagrevanje je ekološki problem koji utiče na život na planetu Zemlji. Ovo

zagrevanje, tj. porast globalne temperature prouzrokovano je efektom staklenika, odnosno slojem gasova ugljen dioksida koji se (prekomerno emitovan kao posledica ljudskih aktivnosti) akumulirao u središnjem delu atmosfere i ne dozvoljava da se toplota, koja se generira procesima na Zemlji, ispusti u svemir, nego se vraća nazad na Zemljinu površinu. Mi posledice ovog problema osećamo svakodnevno, a osim porasta temperature, dolazi do promena u biološkim procesima, topljenja ledenih santi, podizanja nivoa mora, promene staništa biljaka i životinja usled adaptacije na nove klimatske uslove.

Kao glavni krivac za globalno zagrevanje do sada je proglašavan ugljen dioksid (CO2), čija je koncentracija u atmosferi podignuta sagorevanjem fosilnih goriva (uglja, nafte, plina). Ipak, zadnja istraživanja ukazuju na to da ugljen dioksid nije najveći uzročnik zagrevanja! Zahvaljujući mehurićima vazduha zarobljenim u polarnom ledu bilo je moguće odrediti sastave atmosfere od 1850. godine do danas. Rezultati pokazuju da je promena klime zadnjih dvadesetak godina najvećim delom uzrokovana troposferskim ozonom, metanom, freonima i vrlo sitnim česticama čađi!

Slika 26. Zagađivanje vazduha pojačava efekat staklene bašte

Poznati ozonski omotač, koji nas štiti od UV zračenja i kojeg hlorofluorougljovodonici i metan uništavaju, nalazi se između 20 i 30 km visine. Međutim, troposferski ozon jedan je od najopasnijih zagađenja u velikim gradovima jer je vrlo opasan za zdravlje.

Vrlo sitne čestice prašine (aerosoli) igraju isto bitnu ulogu. Dok neki odbijaju sunčevo zračenje i time spuštaju temperaturu atmosfere, drugi imaju suprotan efekat. Na primer, čađ, koja je crna, dobro apsorbuje zračenje, i uz to omogućuje stvaranje oblaka sa sitnim kapima vode (nezagađen vazduh ima oblake s velikim kapima). Takvi nezagađeni oblaci mnogo više odbijaju sunčevo zračenje. Na primjer: satelitska slika istočne obale SAD-a pokazuje oblake sa sitnim kapima, dok područje iznad Kanade ima nešto čišći vazduh i normalne oblake.

Okeani takođe igraju veliku ulogu jer akumuliraju ogromnu količinu topline i određuju klimatska zbivanja u atmosferi. Stoga su vrlo bitan činitelj u predviđanjima promena klime.

138

http://hr.wikipedia.org/wiki/Klima

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ocean

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kanada

http://hr.wikipedia.org/wiki/SAD

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Aerosoli&action=edit

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ultra-violentno_zra%C4%8Denje&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/Metan

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Troposferski_ozon&action=edit

http://hr.wikipedia.org/wiki/1850

http://hr.wikipedia.org/wiki/Prirodni_plin

http://hr.wikipedia.org/wiki/Nafta

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljen


http://hr.wikipedia.org/wiki/Uglji%C3%84%C2%8Dni_dioksid

http://hr.wikipedia.org/wiki/More

http://hr.wikipedia.org/wiki/Biologija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Svemir




http://hr.wikipedia.org/wiki/Industrija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kontinent

http://hr.wikipedia.org/wiki/Azija

http://hr.wikipedia.org/wiki/Fotosinteza


http://hr.wikipedia.org/wiki/Plu%C3%84%C2%87a

http://hr.wikipedia.org/wiki/Jezik

http://hr.wikipedia.org/wiki/Slika:Air_.pollution_1.jpg

Međutim, ova saznanja imaju i pozitivnu stranu. Predviđanja govore da bi smanjenje zagađenja vazduha navedenim gasovima i aerosolima bilo neuporedivo bitnije i jednostavnije od smanjenja CO2.

Prašinaste i peščane burePod ovim pojmom se podrazumeva vetar koji nosi velike količine prašine i peska. Takve se

oluje događaju u pustinjskim područjima, jer na mestima gde postoji vegetacija, ona štiti zemljište od jakih vetrova i dizanja prašine. Prašinaste oluje su prisutne u srednjoj Sahari, ali ih ima i na rubnim delovima pustinja nakon dugotrajnih suša. Primarni izvori energije za vetar bez oblaka jeste zagrejano zemljište. Slično kao i mećava, pustinjska oluja onemogućuje ljudima putovanje zbog vrlo slabe vidljivosti tako da po neki put ona bude svega 10 - 20 m što je posebno opasno za avionski saobraćaj, snažni vetar i pesak mogu zatrpati vozilo ili karavan. Prašinaste bure se najčešće javljaju tokom leta i to obično između 13 i 15 časova kada su vetar i turbulencija najintenzivniji. Ove bure obično utihnu do večernjih časova iz čega proizilazi njihovo kratko vreme trajanja (svega 10 – 60 min ).

Transport peska uključujući i njegov intenzivni transport u obliku bura je pojava koja je od izuzetnog značaja ako postoji način da se predvidi u kom pravcu i kojim intenzitetom će da se transport peska obavi. Za tu svrhu koriste se atmosferski modeli, za veće ili manje prostorne razmere, u kojima postoje posebni moduli kojima se simuliraju transportne pojave peska i prašine. Jedna od najčešćih simulacija peska je simulacija transporta peska iz Sahare budući da na dugačkom putu pesak nošen vetrom ispušta čestice različitih veličina. Tako se neke od njih talože u Sredozemnom moru gde ih koristi jedna vrsta algi zbog povećane koncentracije gvožđa u njima. Ovim algama se hrani jedna vrsta ribe tako da je moguće da se predvidi i porast te vrste ribe ako se predvidi količina peska koja će da se zadrži na tom mestu u Sredozemnom moru.

Padanje čvrstih česticaU atmosferi se kao posledica zagađenja nalazi velik broj čvrstih čestica koje padaju kroz

atmosferu sa manjom ili većom brzinom. Lebdeće čvrste čestice predstavljaju kompleksnu mešavinu organskih i neorganskih čestica. Po nastanku ih možemo podeliti na primarne i sekundarne. Primarne nastaju uglavnom sagorevanjem goriva motornih vozila, industrijskom proizvodnjom, kao i delovanjem atmosfere na zemljinu koru. Po veličini one su prečnika većeg od 2,5 µm. Sekundarne čestice nastaju u vazduhu raznim fizičkim i hemijskim procesima iz drugih polutanata najčešće azotnih i sumpornih oksida pa su izvori emisije ovih čestica usko povezani sa ukupnom emisijom polutanata. Najveći deo ovih čestica je prečnika manjeg od 2,5 µm.

Brzinu padanja čestica kroz atmosferu možemo da odredimo na osnovu činjenice da atmosferu posmatramo kao viskoznu sredinu sa koeficijentom viskoznosti η kroz koju se kreće čestica poluprečnika r. U tom slučaju na česticu će da deluje sila trenja F koja je po Stoksovom zakonu jednaka:

vrF 6

gde je brzina padanja čestica dok se za η pretpostavlja da ne zavisi od atmosferskog pritiska i da može da se izačuna sa velikom tačnošću iz izraza:

50 101 t

gde je η0 = 1,717 Kgm-1s-1, t - temperature vazduha (oC), a = 0,00288 oC-1. U polju sile Zemljine teže čestice prašine imaće neku konstantnu brzinu padanja 0, kada sila F0 = 6 r0 bude uravnotežena razlikom njene težine i sile potiska tj.

grvr v 30 3

46

139

gde je gustina čestica prašine koje padaju kroz atmosferu, v - gustina vazduha, a g ubrzanje Zemljine sile teže.

Emisija iz motornih vozila

Emisija iz motornih vozila se kontroliše:a) na tehničkom pregledu vozila ib) proverom emisije iz vozila na samim saobraćajnicama.

Vlade u celom svetu pokušavaju na različite načine da stanu na kraj, ili smanje, onečišćenje vazduha koje proizvode motorna vozila ispuštanjem svojih izduvnih gasova. Europska unija, Japan i SAD su se odlučili na postepeno smanjivanje količine opasnih supstanci koje ispuštaju dizelski motori. Tako je odlučeno da će vozila proizvedena u tim ekonomijama bitno smanjiti emisije azotovih oksida (NOx) i sitnih čestica. Samo je Volvo, drugi najveći proizvođač kamiona na svijetu, u prošloj godini utrošio 1,23 milijarde dolara na istraživanje i razvoj u tom segmentu. Naime, u EU se od 1992. godine provodi kategorizacija dizelskih motora po standardima. Počelo se s Euro1 koji je u vazduh ispuštao 8 grama NOx po kilovat satu te 0,612 grama čestica. Od 1996. je u upotrebi Euro2, od 2002. Euro3, a od 2006. Euro4 koji će biti na snazi do 2009., a dopušta ispuštanje 305 grama NOx i 0,02 grama čestica.

Ložišta i druga postrojenjaLožišta mogu koristiti samo one vrste goriva za koje su projektovana. Nije

dozvoljena proizvodnja, nabavka i prodaja ložišta čija normalna eksploatacija neće zadovoljiti granične vrednosti emisije. Pogoni i postrojenja moraju imati takav odvod dimnih gasova (visina i prečnik dimnjaka) da ispusnim gasovima ne ugrožavaju okolne objekte.

Spaljivanje otpadaNije dozvoljeno spaljivanje otpada na otvorenom prostoru, izuzev

spaljivanja otpada porekla iz poljoprivredne proizvodnje (ostaci proizvodnje, korov) kod uređivanja bašti i poljoprivrednih površina do razvijanja sistema iskorištavanja ove vrste otpada kompostiranjem. U cilju srečavanja nastanka neugodnih mirisa nije dozvoljeno odlaganje otpada van sanitarne deponije. Nije dozvoljeno spaljivanje otpada u ložištima koja nisu namenjena za spaljivanje otpada, bez obzira da li se oslobođena toplota koristi ili ne.

140

Emisija motornih vozila

Azotovi oksidi

Emisija neprijatnih mirisaNe smeju se ispuštati neprijatni mirisi iz malih pogona, restorana i drugih

izvora. U cilju sprečavanja neprijatnih mirisa, potrebno je radnje koje izazivaju mirise vršiti u prostorima sa podpritiskom, te gasove sa mirisom izvoditi ciljevima i emitovati ih iznad krova zgrade, odnosno, iznad krova susedne zgrade ukoliko je ona viša od zgrade gde mirisi nastaju.Protokol iz Kjota

U japanskom gradu Kjotou 1997. godine oko 50 zemalja potpisalo je Okvirnu konvenciju Ujedinjenih nacija o klimatskim promenama, čiji je cilj sprečavanje i smanjivanje emisije otrovnih gasova, pre svega ugljen-dioksida, koji se smatraju glavnim uzročnicima porasta temperatura na Zemlji, odnosno stvaranja efekta “staklene baste”.

Prema Protokolu iz Kjotoa, industrijske zemlje do 2012. godine moraju da smanje emisiju štetnih gasova u atmosferu u proseku za pet odsto u odnosu na nivo emisije 1990. godine.

Problem je u tome što taj dokument postaje pravno obavezujući tek kada 55 zemalja koje proizvode 55% globalne emisije ugljen-dioksida ratifikuju Protokol.

SAD i Australija su, međutim, istupile iz Protokola uz obrazloženje da će njegovom ratifikacijom izvoz prljave industrije biti usmeren ka zemljama u razvoju, a u Australiji nastati manjak radnih mesta, što će, prema mišljenju premijera Australije, znatno ugroziti industriju zemlje. Interesantno je, međutim, da, prema Protokolu, Australija ima pravo da za osam procenata poveća nivo emisije CO2 u odnosu na 1990. godinu.

SAD, najveći svetski zagađivač, svoje odbijanje su obrazložile činjenicom da bi ratifikovanje Kjoto protokola nanelo štetu nacionalnoj ekonomiji, a Vašington je zauzvrat formulisao domaći plan zaštite životne sredine.

Kyoto- protokol, koji je potpisala i Rusija, stupio je na snagu sa ciljem da se izduvni gasovi koji zagađuju atmosferu do 2012. godine reduciraju za 5 %.

Ugljeni dioksid. Cilj: Smanjenje izduvnih gasova u atmosferiZakonom o ugljen dioksidu i rasprostiranjem toga gasa u atmosferi predviđa se da se

izbacivanje gasa smanji do 2010. godine ispod nivoa od 1990.god. Ovim zakonom se predviđa da se s preduzećima koje upotrebljavaju velike količine energije, sačine ugovori u odnosu na ograničenje ugljen dioksida u atmosferi. Preduzeća koja su već potpisala ugovore o redukciji gasa, trebala bi da budu oslobođena mogućeg poreza o ugljen dioksidu. Ukoliko se sva nastojanja u vezi sa smanjenjem rasprostranjenosti ugljen dioksida u atmosferu do 2010. ne ostvare, Zakon o ugljen dioksidu predviđa drastične kazne za svaki litar ispuštenog ugljen dioksida u atmosferu.

Tehnologije za smanjenje emisija iz termoelektrana su: čišćenje uglja (pre saogeravanja), denitrifikacija, odsumporavanje, elektrostatički i vrećasti filteri, smanjenje: emisije SO2, azotovih oksida, čvrstih čestica i pepela i toksičnih supstanci.

Trend globalnog zagrevanjaPrema izveštaju Nacionalne zdravstvene akademije SAD-a (NAS) nijedna katastrofa u

celukupnoj poznatoj prošlosti neće izazvati toliko poguban uticaj na civilizaciju i život na planeti kao što bi to moglo izazvati trend globalnog zagrevanja. Do sada je o tom pitanju najrelevantnijom smatrana studija objavljena nakon završetka Međuvladinog panela o klimatskim promenama, održanog 2001. godine u okviru Ujedinjenih nacija (IPCH), koja prognozira da bi temperatura na površini zemlje do 2100. godine mogla porasti od 1,4 do 5,8 stepeni Celzijusovih. Ova studija predviđa da bi takav rast temperature mogao prouzrokavati otapanje lednika i artičkog polarnog prekrivača, povećanje nivoa mora, pojavu oluja, destabilizaciju i nestanak životinjskih staništa i migracije životinja prema severu, salinizaciju pitkih voda, masovno uništenje šuma, ubrzan nestanak biljnih vrsta i velike suše.

141

Ukoliko se uzme u obzir da će zahvaljujući ljudskoj aktivnosti udvostručiti količina CO2

koja će se u ovom veku emitovati u atmosferu, moglo bi sazreti uslovi za naglu klimatsku promenu na globalnom nivou, i to možda u razdoblju od nekoliko godina!

Izbor tehnike merenjaMonitoring kvaliteta vazduha predstavlja sistem uzorkovanja, merenja, tumačenja rezultata

merenja i korištenja rezultata merenja i predstavlja sastavni deo mreže monitoringa kvaliteta vazduha. Monitoring se vrši pomoću: mreže stanica za uzorkovanje vazduha na način da uzorci budu reprezentativni. Hemijske analize se mogu obavljati u laboratoriji ili u uređajima kojima se vrši uzorkovanje. Posle se vrši statistička obrada rezultata. Stanice mogu vršiti analizu uzoraka i izveštavanje u realnom vremenu (automatske stanice) i u integrisanom vremenu (hemijska analiza u laboratoriji).

Metode kontrole kvaliteta vazduha moraju odgovarati određenoj svrsi. Kada je cilj proučiti hemijsko ponašanje reaktanata (na primer u fotohemijskom smogu), najbolji rezultati se dobijaju korišćenjem uređaja za kotinualno ili barem delimično kontinualno merenje, kao što su optički instrumenti i automatski monitori. Nasuprot tome, kada je cilj ocena izloženosti stanovništva tokom životnog doba i kao posledica tog dugoročog efekta izloženosti određenim zagađujućim materijama, potrebno je odabrati dugoročni sistem uzorkovanja, kojim se mogu dobiti integrisani rezultati višenedeljnog ili višemesečnog praćenja.

U slučaju preliminarne ocene kvaliteta vazduha korišćenje pasivnih aparata za uzimanje uzoraka (sampler) (u daljem tekstu: aparat) je posebno pogodno iz sledećih razloga:

1. Pasivni aparati su jeftini, tako da se mogu koristiti u relativno velikom broju omogućavajući i efikasnu ocenu prostorne distribucije atmosferskog zagađenja, kao i značajno smanjenje troškova;

2. Pasivni aparat omogućuju sprovođenje kampanja kontrole velikih oblasti, uz tačnu proveru situacija na mikro skali;

3. Pasivni aparati su posebno pogodni za određivanje distribucije zagađujućih materija na široj teritoriji, kao i za ocenu nivoa integrisanih nivoa koncentracije tokom dužih vremenskih perioda (dugoročne granične vrednosti);

4. Pasivni aparati mogu biti podrška u projektovanju i optimizaciji mreža za kontrolu;5. Kada se u slučaju preliminarne ocene primenjuje metoda pasivnih aparata predlažu se

sledeći koraci:

a) Ustanoviti lokaciju osnovnih izvora emisije na osnovu ocene emisionih izvora.b) Konstruisati mrežu širom ispitivane oblasti, uzimajući u obzir gustinu mernih mesta

naznačenih u zahtevima o kvalitetu podataka.c) Izabrati za svaku ćeliju mreže predstavnika lokacije, koji ima pozadinski nivo zagađenosti u

toj ćeliji, koji nije direktno izložen lokalnim izvorima zagađenja.d) Ako je potrebno, izabrati dodatna merna mesta u blizini važnih izvora zagađenja („crne

tačke“ (hot spots), kao što su putevi za saobraćaj teških teretnih vozila, industrijski izvori, itd.).

e) Postaviti aparate širom oblasti i koristiti ih u reprezentativnom vremenskom periodu, uzimajući u obzir minimalne vremenske intervale naznačene u zahtevima o kvalitetu podataka.

f) Kao podrška QA/QC merenjima, preporučuje se postavljanje dvostrukih/trostrukih aparata na ograničenom broju mernih mesta, kako bi se ocenila reproduktivnost merenja. Aparate koji nisu korišćeni treba čuvati tokom perioda izloženosti korišćenih aparata, kako bi se ocenila nulta vrednost aparata.

g) Sprovesti analizu difuzivnih aparata u laboratoriji i izračunati nivoe zagađenosti za svako pojedinačno mesto.

h) Proračunati raspodelu nivoa zagađenja interpolacijom merenja izvršenih u svakoj ćeliji mreže. Merenja izvršena u neposrednoj blizini izvora (na tzv. „crnim tačkama”) nisu

142

obavezno reprezentativna za celu veću oblast, i ne bi trebalo da su u tom slučaju uključena u proračune interpolacije.

i) Napraviti u vidu mape grafičku prezentaciju zagađujućih materija. Izmerene koncentracije na „crnim tačkama“ se nalaze na mapi.

j) Izračunati procentne vrednosti upoređivanjem sa produženim i vremenski ograničenim serijama merenja sa sličnih mernih lokacija.

k) Uporediti dobijene rezultate merenja sa graničnim vrednostima u direktivi i izabrati odgovarajući režim ocene.

Lokacija mernih mesta

Gustina mesta uzorkovanja suštinski zavisi od prostorne varijabilnosti nivoa zagađenosti, stoga može varirati u zavisnosti od vrste zagađujuće materije, distributivnosti izvora, lokalnog rasporeda visinske razlike i meteorologije. U slučaju naselja za koje se sprovodi intenzivna kampanja merenja, ciljevi kvaliteta podataka, koji se tiču kriterijuma mernih mesta i broja aparata, navode instalaciju 30 aparata za naselja sa brojem stanovnika manjom od 250.000, zatim 60 aparata za naselja sa brojem stanovnika od 1.000.000 i 150 aparata za naselja od 6.000.000 stanovnika. Dodatne aparate treba postaviti na reprezentativna mesta, „crne tačke“, kao što su prometni putevi i raskrsnice, kao i okolina izvora industrijskog zagađivanja, posebno ako postoji verovatnoća da oni utiču na nivoe lokalnog zagađenja. Na primer opština Pančevo ima manje od 250.000 stanovnika, izabrano je 31 merno mesto, plus 1 merno mesto u Starčevu radi ocene uticaja susednih oblasti i 3 „crne tačke“ na lokacijama koje bi mogle biti kritične jer su pod velikim uticajem saobraćaja motornih vozila (autobuska stanica, ulična pijaca i saobraćajem zakrčeni autoput ka Beogradu).

Analiza uzorka i izrada mapa distribucijeNa kraju svake kampanje uzorkovanja, uzorci se šalju na hemijsku analizu

u laboratorijama. Rezultati se zatim obrađuju, kako bi se dobile mape raspodele za svaku zagađujuću materiju. U skladu sa zakonima EU, rezultati dobijeni metodom ocene pasivnim aparatima bi trebalo da budu prikazani u vidu mapa, gde se lako može videti prostorni opseg oblasti, koji prevazilazi granične vrednosti ili koji treba određenu metodologiju ocene. Konačno, mape rasprostranjenosti se mogu preklapiti, kako bi se pronašle oblasti maksimalne koncentracije, što je od velike pomoći za projektovanje mreže.

Mere za očuvanje kvaliteta vazduhaMere za očuvanje kvaliteta vazduha su: planske mere, upravno-

administrativne mere i tehničko-tehnološke mere.Planske mere podrazumevaju osiguranje kvaliteta vazduha: kroz

prostorno i urbanističko planiranje, kroz planove razvoja industrije, energetike, prometa i dr., kroz kvalitet gradnje, kroz donošenje programa i planova propisanih zakonom i podzakonskim aktima.

Upravno-administrativne mere se provode: izdavanjem ekološke dozvole, izdavanjem urbanističke saglasnosti, odobrenja za građenje i odobrenja za upotrebu, obaveznom proverom emisija i prijavljivanjem u registar emisija.

Tehničko-tehnološke mere se provode: kroz projektovanje objekata, kroz primenu najbolje raspoloživih tehnika, tehničkih rešenja i mera, kroz korištenje opreme i postrojenja, koji su ekološki prihvatljivi, kroz pravilno odvijanje tehnoloških procesa i održavanje opreme, kroz periodične provere emisija.

143

Pravna lica su dužna da: predvide takvu tehnologiju i opremu koja će imati što manju emisiju u

atmosferu, uz snošenje troškova koji nisu preterano visoki, pri čemu emisija ne sme da prekorači granične vrednosti emisije date odgovarajućim provedbenim propisom Zakona o zaštiti vazduha;

koriste sirovine, goriva i hemikalije koje imaju što niži uticaj na kvalitet vazduha, a po svojim karakteristikama zadovoljavaju odredbe ove odluke, odnosno pravilnike uz Zakon o zaštiti vazduha;

predvide odgovarajuće parametre dimnjaka, odnosno, ispusta da se postigne takvo razblaženje dimnih gasova da prizemne koncentracije - koje su rezultat rada ovog postrojenja i svih drugih postrojenja na datom području, uz ostavljanje dovoljno kapaciteta za ispuštanje iz postrojenja čija se gradnja može očekivati prema nameni prostora – ne prekorače granične vrednosti kvaliteta vazduha planirane za dato područje;

tako organizuju vođenje pogona i održavanja opreme da je smanjena mogućnost porasta emisije u dužem toku vremena, odnosno, smanjena mogućnost akcidenata koji mogu iznenada da dovedu do prekoračenja emisije.

ModeliranjeModeli su postali primarno sredstvo za analizu u većini ocena kvaliteta

vazduha. Modeliranjem se može dobiti slika kvaliteta vazduha u zoni, nasuprot ograničenjima u prostornoj pokrivenosti merenja kvaliteta vazduha. Njime se mogu eksplicitno i kvantitativno odrediti odnos između koncentracija u vazduhu i emisija, koji ih pruzrokuju, što je najvažnija podrška upravljanju kvalitetom vazduha. Modeli su jedino raspoloživo sredstvo ukoliko treba istražiti uticaj na kvalitet vazduha mogućih budućih izvora ili kada treba ispitati scenario budućih alternativnih emisija. Štaviše, treba naglasiti da se metodologija pasivnih aparata najbolje pokazala u slučaju difuznih i linijskih izvora (zahvaljujući činjenici da je odnos maksimalnih i srednjih vrednosti za tačkaste izvore generalno veći od odnosa linijskih i difuzionih izvora), tj. u urbanim sredinama gde je zagađenost vazduha difuzna i uglavnom pod dominacijom emisije automobila i grejanja domaćinstava. Iz tog razloga se ocena doprinosa malih izvora, treba da uradi kombinovanjem podataka merenja sa podacima o emisiji i proračunima modela.

Ukratko, procedura pravljenja modela sadrži sledeće korake:

a) Definisanje zagađujuće materije i izlazne podatke koje treba pretvoriti u model (polja koncentrisanosti ili prostorni maksimum) i koncentracije u blizini tačkastih izvora, obično potrebnih za statistiku koncentracija.

b) Definisanje vremena neophodnog za razlaganje (prosečno vreme za određenu koncentraciju).

c) Definisanje „oblasti izlaza modela” za koju treba uraditi proračune (obično neka oblast ili naselje) i neophodne prostore razlaganja.

d) Definisanje preciznosti količine izlaza koja je potrebna.e) Određivanje oblasti modela.f) Istraživanje raspoloživosti podataka emisije (u oblasti modela).g) Ispitivanje raspoloživost metoroloških i topografskih podataka (u oblasti

datog modela).h) Provera raspoloživih kompjutera.i) Izabrati modele, koji odgovaraju datoj zagađujućoj materiji (uzimajući u

obzir njeno suvo i vlažno taloženje) prema relevantnosti količine izlaza,

144

uz odgovarajuće prostorno i vremensko razlaganje, u okviru zahtevane preciznosti i za oblast o kojoj je reč (uzimajući u obzir njenu topografiju i meteorološke karakteristike).

j) Razmatranje kompjuterskih zahteva modela; ako oni nadmašuju raspoložive kompjuterske resurse, ponovo razmotrite izbor programa.

k) Pripremanje ulaznih podataka.l) Pokretanje modela.m)Kartiranje izlazne vrednosti kao konture pogodne za prezentaciju polja

koncentrisnosti i prostornog maksimuma.

U slučaju Pančeva, koji ima jednolik teren, Gausov model pruža pouzdane rezultate za dugoročne prosečne vrednosti zagađujućih materija kao što su SO2, NOx i NH3. Koristeći podatke o brzini vetra, sunčevoj radijaciji tokom dana i vertikalnim temperaturnim gradijentima tokom noći, izvode se Paskal- Turner-ove klase stabilnosti i standardne devijacije raspodele koncentracija u skladu sa Brigsovim setom y krivih. Za svaku emisionu jedinicu potrebno je obezbediti neophodne parametre za ulaz modela: koordinate dimnjaka (širina, dužina), elevacija osnove dimnjaka, stopa emisije dimnjaka, brzina protoka kroz dimnjak, temperatura na izlazu dimnjaka, visina dimnjaka, unutrašnji prečnik vrha dimnjaka i dr.

Podizanje traga izduvnih gasova i efektivna visina dimnjaka izračunavaju se putem Brigsovog modela i zakona o snazi vetra, redom. Model uzima u obzir topografiju, suvo i mokro taloženje. Model funkcioniše sa dva različita seta ulaznih podataka, jedan dobijen iz zvaničnog Inventara emisije u Srbiji, a drugi od diskontinuiranih merenja emisije. Konačno, je urađeno poređenje sa mapama raspodele, nastalim na osnovu merenja pasivnm aparatom, kako bi se ocenio doprinos industrijske emisije u odnosu na celokupno zagađenje.

Mora se uzeti u obzir da postoje barem četiri osnovne poteškoće pri upoređivanju zapažanja o kvalitetu vazduha sa predviđanjima modela:

a) Na skali modela, posmatranja predstavljaju tačke u prostoru, dok predviđanja generalno predstavljaju srednje vrednosti.

b) Posmatranja sadrže greške ili nesigurnosti u merenju.c) Model možda neće pravilno predstaviti atmosferski proces o kom je

reč.d) Greške u ulaznim parametrima modela (emisioni i meteorološki

podaci) mogu da utiču na rezultate modela. Čak iako je model idealna formulacija procesa, predviđanja će biti pogrešna ako su ulazni podaci pogrešni.

Ozon nije najbolnija tačka zagadjenja vazduhaIstraživači i naučnici iz celog sveta su se sakupili u Cordobi, u Španjolskoj, na trinaestu

godišnju konferenciju o zagadjenju vazduha. Analitičari kažu da se mnogo više pažnje mora posvetiti jednoj posebnoj vrsti zagadjenja vazduha koja ima negativne posljedice po ljudsko zdravlje. Oni takođe kažu da najgore zagadjenje dolazi iz Azije, usled nekontrolisano brzog ekonomskog razvoja u Kini, Indiji i nekim drugim azijskim zemljama. Postoje mnoge vrste aero-zagadjenja, medjutim oni zagadjivači koji su počeli uništavati ozonski omotač već godinama zaokupljaju pažnju medija. Međutim postoje i mišljenja koja ističu da su čestice zagadjivača u vazduhu mnogo opasnije za ljudsko zdravlje nego ozon. Sastav čestica je velikoga raspona - on može biti fina prašina, ćadž, može biti mikroskopske veličine, ili da se vidi golim okom. Čestice stvaraju energetski pogoni, automobili, kamioni, gradjevinski radovi, i veliki broj drugih izvora. Ako čestice udju u pluća, mogu čak biti i smrtonosne. Zagadjenost česticama može ostati u vazduhu nedeljama. Zagađenost vazduha ne poštuje granice, ono se širi.

145

Sve je veća zabrinutost zagadjenošću koja dolazi iz Azije, gde je došlo do ogromnog ekonomskog rasta u relativno kratkom periodu. U Kini i Indiji i drugim zemljama u razvoju veliki problem predstavlja, nedostatak institucijskih kapaciteta. Takođe ove zemlje obično nemaju političke volje, ili iskustva, ili ne žele ili nemaju novaca za zaštitu okoline. Ipak, nije sve tako crno. Mexico City, koji je bio poznat po što je imao vazduh izuzetno lošeg kvaliteta, je proveo značajna poboljšanja. Emisija sumpor-dioksida, što je bio veliki rizik za zdravlje, je znatno smanjena, za oko 70 posto od 1980. tako što je smanjen nivo sumpora u gorivu. To je postignuto prebacivanjem na goriva koja stvaraju električnu struju i prirodni gas. Stručnjaci kažu da se puno toga može učiniti da bi se smanjila zagadjenost vazduha i na ostalim mestima, ukoliko vlade i kompanije u celom svetu ozbiljno pristupe pronalasku rešenja za ovaj problem.

Zagađenje vazduha u Srbiji

Analizirajući izmerene koncentracije osnovnih zagađujućih materija može se zaključiti da:

– Najviša prekoračenja graničnih vrednosti su zabeležena za koncentracije čađi i ukupnih taložnih materija (UTM), naročito u zimskim mesecima kada do izražaja dolazi zagađenje vazduha iz tačkastih izvora, odnosno individualnih ložišta.

– Koncentracije suspendovanih čestica prelaze GVI gotovo u svim gradovima u kojima se vrši merenje ovog parametara (Zrenjanin, Beočin, Novi Bečej...).

Na osnovu sprovedenog monitoringa ambijenatlnog vazduha u gradovima i manje naseljenim mestina na teritoriji Vojvodine konstatovano je da su Pančevo i Beočin mesta gde je zabeleženo visoko aerozagađenje.

Pančevo Najznačajnije učešće u zagađenju imaju čađ, suspendovane čestice i benzen: – Prekoračenje graničnih vrednosti za čađ u vazduhu, zabeleženo je u preko 50% ispitivanih

uzoraka i zahteva sanaciju.– Suspendovane čestice u aerozagađenju Pančeva participiraju sa prekoračenjem GVI u

75% ispitivanih uzoraka. Sa aspekta posledica po zdravlje ljudi veoma je značajna činjenica da se u suspendovanim česticama nalaze nedozvoljeni PAU (policikličniaromatični ugljovodonici) u svim ispitivanim uzorcima, kao i arsen u 28 od 30 ispitivanih uzoraka.

– Benzen je u vazduhu Pančeva označen kao značajan zagađivač.

Abstract

Air pollution may be defined as the presence in the air (outdoor atmosphere) of one or more contaminants or combinations thereof in such quantities and of such durations as may be or tend to be injurious to human, animal or plant life, or property, or which unreasonably interferes with the comfortable enjoyment of life or property or conduct of business.

The main goals of this chapter is scientific understanding of the atmosphere: what determines air composition; how do pollutants move and react. The intention was to figure out the sources of air pollution and to discuss control air pollutant emissions so that impacts are minimized, or are acceptable. In this chapter greenhouse effect (globalclimate change) and the effects of acidic deposition were discussed.

Also application control techniques for indoor and outdoor air were described.

LITERATURA

1. Đuković, J., (2001) Hemija atmosfere, Rudarski institut Beograd, Beograd, str.2-45.2. R.T. Wright, (2005) Environmental Science, Interantional Edition, Ninth Edition, Perason,

Prentice Hall, str.462-490.3. www.b92.net/info/index.php, Dan planete Zemlje 22. april 2006.4. http://www.eurometeo.com/english/home

146

5. http://hr.wikipedia.org/wiki/Efekt_staklenika6. G. Bertoni, R. Tappa i I. Allegrini, Ann. Chim. (Rim), (2000) 90, 249–263.

G. Bertoni,7. Costabile, F., Bertoni, G., Desantis, F., Wang, F., Hong, W., Liu, F.,

Allegrini, I., (2006) Preliminarna procena važnijih zagađujućih materija vazduha u gradu Suzou, Kina Atmosferska okolina 40 (33), 6380-6395.

8. http://hr.wikipedia.org/wiki/Kisela_kiša9. www.sncweb.ch/serbokroatisch/saopštenje-a.htm10. Zakon o zaštiti životne sredine (Sl. Glasnik 135/2004) član 69.11. Pravilnik o graničnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumima za

uspostavljanje mernih mesta i evidencija podataka (Sl. Glasnik RS. Br 54/92)12. www.eco.vojvodina.sr.gov.yu13. www.woanews.com/serbian/index.cfm

147

http://www.sncweb.ch/serbokroatisch/saop%C5%A1tenje-a.htm

http://hr.wikipedia.org/wiki/Kisela_ki%C5%A1a

http://hr.wikipedia.org/wiki/Efekt_staklenika

Date post:	27-Jun-2015
Category:	Documents
Upload:	ljiljana-milenkov
View:	2,977 times
Download:	0 times

STRATEGIJA knjiga 2

Documents