vasilica stan -...
TRANSCRIPT
Vasilica STAN
Managementul Deşeurilor
Organice
Editura AcademicPres
Cluj-Napoca
2013
6
© Copyright 2013
Toate drepturile rezervate. Nici o parte din această lucrare nu poate fi reprodusă sub nici o formă, prin nici
un mijloc mecanic sau electronic, sau stocată într-o bază de date, fără acordul prealabil, în scris, al
responsabilului de redacţie.
Colegiu editorial Editura AcademicPres:
Director editură: Prof. dr. Carmen SOCACIU
Editor: Prof. dr. Radu E. SESTRAŞ
Referenţi ştiinţifici:
Prof. dr. Velicica DAVIDESCU
Universitatea de Ştiinţe Agronomice şi Medicină Veterinară Bucureşti
Conf. dr. Mircea MIHALACHE
Universitatea de Ştiinţe Agronomice şi Medicină Veterinară Bucureşti
Tehnoredactare computerizată şi coperta: Vasilica STAN
Printing: ProArt SRL www.roart.ro
Editura AcademicPres
Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară
Cluj-Napoca
Calea Mănăştur, Nr. 3-5, 400372 Cluj-Napoca
Tel. +40 264-596 384
Fax: +40 264-593 792
E-mail: [email protected]
Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României
STAN, VASILICA Managementul deşeurilor organice / Vasilica I. Stan. - Cluj-Napoca:
AcademicPres, 2013
Bibliogr.
Index
ISBN 978-973-744-311-3
65.012.4:631.86
7
Cuprins
1. Introducere 5
1.1 Structura cărţii 8
2. Aspecte generale privind deşeurile organice 10
2.1 Producţia şi managementul actual al deşeurilor organice 11
2.2 Provenienţa deşeurilor organice şi factorii determinant 12
3. Impactul deşeurilor organice asupra mediului 19
3.1 Introducere 19
3.2 Reciclarea deşeurilor organice şi poluarea mediului 20
4. Managementul deşeurilor: principii şi norme 23
4.1 Principii ale legislaţiei europene 23
4.2 Strategii şi norme adoptate la nivel naţional 27
5. Tratarea aerobă a deşeurilor organice 29
5.1 Tehnologia compostării 29
5.1.1 Aspecte generale 29
5.1.2 Definiţii 30
5.2 Principii generale ale compostării 33
5.3 Factori care influenţează compostarea 36
5.3.1 Aspecte generale 36
5.3.2 Parametri compostării 38
5.4 Maturitatea şi stabilitatea compostului 49
5.5 Managementul mirosurilor 54
5.6 Sisteme de compostare 59
5.7 Compostarea nămolurilor de epurare 70
5.7.1 Probleme privind calitatea compostului 72
5.8 Avantajele şi dezavantajele compostării 75
6. Tratarea anaerobă a deşeurilor organice 79
6.1 Introducere 79
6.2 Condiţii de aplicare a digestiei anaerobe 82
6.3 Tehnologia producerii biogazului 85
6.3.1 Aspecte generale 85
6.3.2 Procesul microbiologic al digestiei anaerobe 88
6.3.3 Parametri chimici şi fizici ai digestiei anaerobe 92
6.4 Avantajele şi dezavantajele metanizării 94
7. Reciclarea în agricultură a nămolurilor de epurare 101
7.1 Introducere 101
7.2 Reciclarea agricolă a nămolului de epurare 105
7.2.1 Consideraţii generale 105
7.2.2 Metode de tratare a nămolurilor de epurare 109
7.2.3 Reglementări privind reciclarea nămolurilor de epurare 112
7.2.4 Puncte cheie pentru reuşita utilizării reciclării nămolurilor 122
7.2.5 Riscuri pe care le pot prezenta nămolurile de epurare 124
Referinţe bibliografice 127
8
1
Introducere
Recunoaşterea globală a necesităţii de a promova sustenabilitatea şi a reduce efectele
omenirii asupra mediului înconjurător (e.g.
schimbările climatice, chimizarea, eutrofizarea) a
intensificat necesitatea dezvoltării şi implementării
unor metode eficiente pentru tratarea deşeurilor şi
pentru producerea de energie. În sistemele durabile,
nutrienţii şi materiile organice folosite de societate
trebuie reciclate (e.g. fertilizanţi pentru soluri, pentru
producerea de hrană pentru om, nutreţuri pentru
animale şi materii prime pentru industrii). Totuşi,
datorită substanțelor chimice nocive, au crescut
îngrijorările legate de calitatea igienică a materiilor
organice destinate pentru aplicarea pe terenurile
agricole, din cauza transmiterii epidemice a bolilor
provenind de la animale, spre exemplu, encefalopatia
spongiformă bovină (ESB) și febra aftoasă [1].
Problematica gestiunii deşeurilor, în general, a
devenit din ce în ce mai complexă în ultimii ani ca
urmare a necesităţii unui răspuns adecvat la
exigenţele sociale şi cele de protecţie a mediului
înconjurător. Creşterea producţiei globale de deşeuri
a determinat intensificarea eforturilor privitoare la
punerea la punct a unor metode performante de tratare şi eliminare a acestora fără a aduce
prejudicii mediului înconjurător.
În ceea ce priveşte deşeurile organice, accentul se pune pe reciclarea lor prin valorificarea
nutrienţilor şi a materiilor organice în agricultură sau pe utilizarea lor în producţia de
biocombustibil, care se soldează cu un dublu beneficiu, pe de o parte biogazul, respectiv gazul
metan, iar pe de altă parte materialul rezultat în urma tratamentului. care poate fi folosit în
agricultură ca îngrăşământ orgnic. Responsabilitatea cetăţeanului consumator este însoţită de
o întărire a contestaţiei la nivel local faţă de implementarea metodelor şi echipamentelor de
tratare şi eliminare a deşeurilor organice.
A dispune de mijloace performante de tratare şi eliminare a deşeurilor, puţin dăunătoare şi
durabile, rămâne, nu numai în România, dar chiar şi în întreaga Europă şi în lume, o mare
miză a gestiunii deşeurilor municipale, în timp ce filiera valorificării materiei organice
(reciclare) presupune încă o confruntare cu costurile şi eficienţa cantitativă şi calitativă. În
acelaşi timp se pune problema de a preveni producţia de deşeuri, de a alege mai bine politicile
privitoare la deşeuri, la diferite niveluri (local, regional, naţional etc.), de a defini o
organizaţie locală eficientă şi moduri de gestiune echilibrate, de a ameliora informarea şi
participarea cetăţenilor.
Creşterea intensităţii industrializării şi a diversităţii activităţilor economice după anul
1950, a condus, între altele, la creşterea diversităţii deşeurilor, în general, ca produse
secundare ale proceselor de producţie.
„... Prin ignoranţă sau
indiferenţă putem produce
enorme şi ireversibile prejudicii
mediului înconjurător de care
depind viaţa şi bunăstarea
noastră. Invers, prin cunoaştere
deplină şi acţiune înţeleaptă,
putem realiza pentru noi şi
pentru urmaşii noştri o viaţă mai
bună într-un mediu înconjurător
mult mai corespunzător nevoilor
şi speranţelor umane...”
(Declaraţia Conferinţei Organizaţiei
Naţiunilor Unite asupra Mediului
Uman, Stockholm, 5-16 Iunie 1972)
9
Conferinţa Organizaţiei Naţiunilor Unite asupra Mediului Uman (Stockholm, 5-16 Iunie
1972) a evidenţiat necesitatea considerării prejudiciilor aduse mediului înconjurător şi
necesitatea dezvoltării unor programe pentru a se asigura un management durabil al
deşeurilor, pentru un impact cât mai redus al acestora asupra mediului înconjurător.
Agenda 21, documentul Conferinţei Organizaţiei Naţiunilor Unite asupra Mediului şi
Dezvoltării (3-14 Iunie, 1992, Rio de Janeiro, Brazilia) a consemnat acordul majorităţii ţărilor
lumii în privinţa reducerii producţiei de deşeuri, creşterii refolosirii materialelor din deşeuri,
reciclării nutrienţilor din deşeuri şi dezvoltarea unui management durabil al acestora. În cadrul
Agendei 21 au fost considerate patru programe majore pentru managementul durabil al
deşeurilor, iar acestea s-au referit la reducerea producţiei de deşeuri, creşterea refolosirii
materialelor din deşeuri, reciclarea nutrienţilor din deşeuri şi dezvoltarea unui management
durabil al lor.
Deşeurile organice sunt toate acele produse secundare ale proceselor de producţie sau
rezultate din diferite activităţi antropice, care au proprietatea de a fi biodegradate. Chiar dacă
se poate vorbi despre un mare avantaj, cel puţin din acest punct de vedere, al biodegradării,
cantităţile foarte mari de deşeuri produse anual sunt de natură să suscite îngrijorări în privinţa
managementului lor durabil. De aceea, numărul acţiunilor întreprinse în scopul elaborării de
soluţii tehnice durabile, cercetării efectelor acestor deşeuri asupra mediului înconjurător,
cercetării beneficiilor aduse de diferitele sisteme de tratare, refolosire şi reciclare, cercetării
riscurilor pe care, unele dintre aceste deşeuri le pot prezenta pentru mediul înconjurător sau
pentru sănătatea oamenilor şi a animalelor, au crescut de-a lungul timpului foarte mult ca
număr şi ca intensitate.
Depozitarea necontrolată a deşeurilor organice, atât a celor de la fermă, cât şi a celor
provenind din alte activităţi, inclusiv menajere, ca şi folosirea neştiinţifică a acestora prezintă
numeroase riscuri pentru mediul înconjurător, după cum urmează:
spălarea materiei organice reziduale;
scurgerea de soluţii pe terenurile pe care se depozitează şi poluarea apelor de
suprafaţă, în special cu nitraţi şi fosfaţi;
levigarea unor compuşi de tipul nitraţilor şi poluarea apei freatice;
volatilizarea azotului amoniacal, a protoxidului de azot, a dioxidului de carbon şi a
metanului;
degradarea peisajului natural;
contaminarea mediului înconjurător cu diferiţi agenţi patogeni de origine animală sau
vegetală, etc.
Tratarea deşeurilor organice provenind din agricultură a constituit întotdeauna o
preocupare a agricultorilor în scopul reciclării nutrienţilor şi a materiei organice prin
încorporarea în solurile agricole. Odată cu creşterea demografică, dezvoltarea industriei şi a
serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut şi producţia dar şi
diversitatea deşeurilor organice, folosirea unora dintre acestea ca materiale fertiliante sau
amendamente pentru solurile agricole fiind condiţionată de respectarea unor norme privind
mediul înconjurător.
În acest context, elaborarea unor materiale de studiu, care să reunească informaţii recente
rezultate din cercetarea fundamentală şi aplicativă, precum şi din experienţa profesională în
domeniul managementului deşeurilor organice nu este doar necesară, ci chiar benefică. În
plus, se constată lipsa informaţiei în acest sens, puţinele cărţi sau studii editate fiind într-un
tiraj mult prea mic datorită costurilor pentru editare şi, prin urmare, greu de accesat pentru un
număr mai mare de oameni şi, în special, de către studenţi.
10
1.1. Structura cărţii
Complexitatea problematicii deşeurilor organice, efectele acestora asupra mediului
înconjurător, nevoia de a răspunde legislaţiei şi a îndeplini obiectivele asumate prin ratificarea
unor convenţii internaţionale etc. au făcut ca studiul managementului acestora să se facă în
cadrul unor domenii şi programe de studii de învăţământ superior dezvoltate întocmai pentru a
răspunde acestor nevoi. În acest sens, studenţii în domeniul agronomic sau în cel al ingineriei
mediului agricol sunt formaţi şi pentru a dobândi cunoştinţe şi abilităţi privind particularităţile
tuturor proceselor, tehnologiilor şi metodelor ce pot fi utilizate pentru realizarea unui
management durabil al deşeurilor organice. De asemenea, formarea studenţilor implică şi
cunoaşterea metodelor şi tehnicilor prin care pot fi evaluate efectele deşeurilor organice şi
cele ale produselor rezultate din acestea, asupra mediului înconjurător, asupra omului şi
animalelor şi dezvoltarea capacităţii lor de a elabora soluţii şi a lua decizii pentru limitarea sau
eliminarea acelor efecte.
Cartea de faţă este structurată astfel încât să poată corespunde unui studiu eficient al
problematicii generate de deşeurile organice, al efectelor acestora asupra mediului
înconjurător, precum şi al celor mai cunoscute şi mai utilizate metode de tratare a deşeurilor
organice. Totodată, cartea oferă prilejul chestionării asupra unui fenomen sau altul, asupra
unei metode sau alta în scopul extinderii căutării de noi surse de informare într-o abordare
ştiinţifică.
În descrierea metodelor sau tehnologiilor de tratare a deşeurilor nu s-a procedat la o
separare strictă a principiilor de tratare a unuia sau a altui deşeu sau material organic, ci s-a
exemplificat cu particularităţi ale tratamentelor corespunzător diferitelor substraturi.
Cartea este structurată în şapte capitole. În Capitolul 1 se face o introducere în
problematica deşeurilor, o prezentare a necesităţii acestei cărţi şi a modului în care ea a fost
structurată. Prezentarea diferitelor tipuri de deşeuri organice şi a sectoarelor care le generează,
a modului şi a condiţiilor în care a evoluat producţia acestora se face în Capitolul 2. Întrucât
există întrebarea legată de nevoia unui management a deşeurilor organice, în Capitolul 3 sunt
prezentate câteva dintre efectele acestor materiale asupra mediului înconjurător, asupra
omului şi animalelor, precum şi o trecere în revistă a principalelor metode de eliminare
durabilă a lor. Creşterea cantităţilor şi a diversităţii deşeurilor organice a determinat emiterea
unor principii şi elaborarea unor norme şi reglementări privind eliminarea acestor deşeuri în
condiţii sigure. Aceste teme sunt dezvoltate în Capitolul 4. Principalele tehnologii de tratare a
deşeurilor organice sunt cele ce se realizează în prezenţa microorganismelor aerobe sau a
celor anaerobe. În Capitolul 5 este tratată tehnologia compostării, ca metodă aerobă, iar în
Capitolul 6 este prezentată tehnologia producerii biogazului, ca metodă anaerobă. Capitolul 7
este destinat prezentării problematii nămolurilor de epurare.