Τo πρόβλημα του υδραργύρου

Δημοσιεύτηκε: Παρασκευή, 05 Οκτωβρίου 2012 16:20

Η ρύπανση από τα βαρέα μέταλλα τις τελευταίες δεκαετίες έχει σημειώσει σημαντική αύξηση. Ο υδράργυρος μαζί με κάποια άλλα βαρέα μέταλλα (όπως ο μόλυβδος και το κάδμιο) είναι αυτά που παρουσιάζουν το μεγαλύτερο περιβαλλοντικό κίνδυνο εξαιτίας της εκτεταμένης χρήσης τους, της τοξικότητάς τους και της ευρείας κατανομής τους. Κανένα μέταλλο μέχρι τώρα δεν έχει διεισδύσει στο περιβάλλον σε τέτοια έκταση ώστε να αποτελέσει εκτεταμένο κίνδυνο. Εντούτοις, το κάθε ένα έχει ανιχνευτεί σε τοξικά επίπεδα σε συγκεκριμένα μέρη τα τελευταία χρόνια.

Αρχικά πριν αναφερθούμε στο μεγάλο πρόβλημα που προκαλεί ο υδράργυρος τις τελευταίες δεκαετίες με την εκπομπή του στο περιβάλλον, θα ήταν σκόπιμο να καταλάβουμε τι εννοούμε ότι αναφερόμαστε στην ρύπανση. Με τον όρο ρύπανση εννοούμε την παρουσία στο περιβάλλον ρύπων, δηλαδή κάθε είδους ουσιών, θορύβου, ακτινοβολίας ή άλλων μορφών ενέργειας σε ποσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια που μπορούν να προκαλέσουν αρνητικές συνέπειες στην υγεία, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα ή υλικές ζημίες, και γενικά να καταστήσουν το περιβάλλον ακατάλληλο για τις επιθυμητές χρήσεις του. Μια ουσία χαρακτηρίζεται ως ρύπος εφόσον η συγκέντρωσή της στο νερό είναι αρκετά μεγαλύτερη απ’ αυτήν που συνήθως συναντάται στα φυσικά αποθέματα του γλυκού νερού. Οι ρύποι του νερού διακρίνονται σε συμβατικούς, μη συμβατικούς, θερμικούς και ρύπους από μικρόβια.

Εμείς θα εστιάσουμε την προσοχή μας στους μη συμβατικούς ρύπους του νερού που περιλαμβάνουν τα βαρέα μέταλλα όπως τον υδράργυρο.

Με τον όρο βαρέα μέταλλα συνήθως αναφέρεται στα μέταλλα με ατομικό αριθμό μεταξύ του 21 (σκάνδιο) και του 84 (πολώνιο) τα οποία βρίσκονται στα φυσικά ύδατα. Στη βιβλιογραφία, ο όρος βαρέα μέταλλα, συχνά αναφέρεται και για τα μέταλλα που έχουν ειδικό βάρος μεγαλύτερο του σιδήρου.

Ορισμένα από τα μέταλλα και τα τοξικά στοιχεία θεωρούνται από τους πιο επικίνδυνους ρύπους του περιβάλλοντος. Κι αυτό επειδή δεν αποικοδομούνται, αλλά παραμένουν στο περιβάλλον και πολλές φορές βιοσυσσωρεύονται. Στην κατηγορία αυτή των στοιχείων ανήκουν, κυρίως, τα βαρέα μέταλλα, π.χ. υδράργυρος, κάδμιο, μόλυβδος, χρώμιο, βανάδιο, νικέλιο, χαλκός κ.ά. και τα τοξικά στοιχεία αρσενικό, σελήνιο, τελλούριο. Πολλά από τα παραπάνω στοιχεία είναι απαραίτητα σε χαμηλές συγκεντρώσεις για την κανονική ανάπτυξη των ζώντων οργανισμών, και είναι γνωστά ως ολιγοστοιχεία ή ιχνοστοιχεία. Η έλλειψή τους προκαλεί διάφορες παθήσεις.

Αντίθετα, όταν τα στοιχεία αυτά βρεθούν σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις γίνονται τοξικά και επικίνδυνα. Γίνεται, λοιπόν, φανερό ότι ο προσδιορισμός τους σε διάφορα περιβαλλοντικά και βιολογικά δείγματα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στον έλεγχο της ρύπανσης του περιβάλλοντος.

Μετά την σύντομη αναφορά των όρων της ‘ρύπανσης’ και των ‘βαρέων μετάλλων’ θα εισέλθουμε σε ένα από τα πιο σημαντικά βαρέα μέταλλα όπως ο υδράργυρος. Ο υδράργυρος είναι ένα φυσικά εμφανιζόμενο στοιχείο που μπορεί να βρεθεί σε όλο το περιβάλλον και να καταλήξει στα ιζήματα ή στα επιφανειακά ύδατα, είτε μέσω της ξηράς που μπορεί να περιέχει σημαντικά ποσά υδραργύρου.

Ο υδράργυρος απελευθερώνεται στο περιβάλλον από διάφορες πηγές, φυσικές και ανθρωπογενείς. Είναι αδύνατον να χωριστούν τα τρέχοντα επίπεδα υδράργυρου στο περιβάλλον, είτε από ανθρωπογενείς είτε από φυσικές πηγές, αλλά διάφοροι εμπειρογνώμονες έχουν υπολογίσει ότι οι άνθρωποι έχουν διπλασιάσει ή έχουν τριπλασιάσει το ποσό υδραργύρου που απελευθερώνονται στο περιβάλλον. Συνολικά, περίπου 6.500 τόννοι του υδραργύρου εκπέμπονται κάθε έτος.

Από εκείνο το ποσό, το ένα τρίτο εκπέμπεται με τις φυσικές διαδικασίες, όπως οι ηφαιστειακές εκρήξεις. Τα άλλα δύο τρίτα προέρχονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, από την βιομηχανική ρύπανση. Ήρθε η ώρα, λοιπόν, να καταλάβουμε τον τρόπο που ο υδράργυρος εισέρχεται στο περιβάλλον. Τελικά ο άνθρωπος είναι εκείνος που καταστρέφει το περιβάλλον;

Φυσικές πηγές

Οι φυσικές πηγές ρύπανσης υδραργύρου περιλαμβάνουν την φυσική εμφάνιση από τα πετρώματα γεωλογικές καταθέσεις και την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Ο υδράργυρος που απελευθερώνεται στον αέρα μπορεί να ταξιδέψει μεγάλες αποστάσεις και να κατατεθεί έπειτα στις λίμνες μέσω της ατμοσφαιρικής απόθεσης (ραδιενεργός τέφρα), καθιστώντας σχεδόν αδύνατο να επισημανθούν οι πηγές ρύπανσης. Οι δασικές πυρκαγιές συμβάλλουν επίσης στον προϋπολογισμό υδραργύρου. Αυτές οι φυσικές ‘εκπομπές’ συμβάλλουν περίπου 61% των ετήσιων εκπομπών που αποτελούν τον προϋπολογισμό παγκόσμιου υδραργύρου.

Ανθρωπογενείς πηγές

Οι ανθρωπογενείς πηγές μπορούν να χωριστούν σε 4 ευρείες κατηγορίες:
Η πρώτη κατηγορία είναι «πηγές περιοχής». Οι οδοντικές προμήθειες (οδοντικές γαρνιτούρες αμαλγαμάτων), ο ιατρικός εξοπλισμός (θερμόμετρα) και η εργαστηριακή χρήση (εργαστηριακές χημικές ουσίες, στερεωτικά αντιδραστήρια, συντηρητικά) ορίζονται ως πηγές περιοχής.
Η δεύτερη κατηγορία είναι οι διαδικασίες καύσης. Αυτές περιλαμβάνουν την ηλεκτρική παραγωγή ενέργειας με κάρβουνο που είναι η υψηλότερη εκπομπή κατά περίπου 34% του συνολικού υδραργύρου, τους ιατρικούς αποτεφρωτήρες αποβλήτων, την αποτέφρωση αστικών αποβλήτων, τις αεροπορικές μεταφορές. Ο άνθρακας που καίγεται αυξάνει το ποσό αερομεταφερόμενου υδραργύρου ο οποίος περιέρχεται τελικά πίσω στα ύδατα και στους οργανισμούς των υδάτων. Αυτή η πηγή υδραργύρου έχει αυξηθεί σημαντικά τον 20ό αιώνα και συναγωνίζεται την εκπομπή από τα ηφαίστεια.
Η τρίτη κατηγορία είναι η κατασκευή μετάλλων. Ο μεταλλικός υδράργυρος εξάγεται και είναι επίσης ένα προϊόν αποβλήτων της χρυσής μεταλλείας.

Άλλες βιομηχανικές διαδικασίες είναι και η χρήση βιομηχανικών προϊόντων εμπίπτουν στην τέταρτη κατηγορία συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής χλωρίου και καυστικού νατρίου συσκευές καλωδίωσης και διακόπτες, μπαταρίες, θερμόμετρα, λαμπτήρες φθορισμού και μεγάλης έντασης, μη- ηλεκτρονικοί θερμοστάτες, βαρόμετρα, τα υδραυλικά κοιτάσματα-χρυσά ορυχεία απελευθέρωσαν αρκετές χιλιάδες τόννους του υδραργύρου στο περιβάλλον.

 

map


Έχει υπολογιστεί ότι περίπου 20.000 τόννοι υδραργύρου, ελευθερώνονται κάθε χρόνο στο περιβάλλον, σαν αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας

Συγκεντρώσεις υδραργύρου που μετρήθηκαν στο περιβάλλον έχουν ως εξής:

Πώς προσλαμβάνουμε τον υδράργυρο;

Παρ’ όλο που ο άνθρωπος μπορεί να προσλάβει σημαντικές ποσότητες υδραργύρου από τον αέρα και το νερό, ο μεγαλύτερος κίνδυνος δηλητηρίασής του είναι τα τρόφιμα που περιέχουν υδράργυρο, και ειδικότερα στον μεθυλικό υδράργυρο ο οποίος είναι πιο τοξικός.

ydatikitrofikialisida

Εικόνα: Υδατική τροφική αλυσίδα (Πηγή: Αλεξανδρόπουλος, 1993)

Πώς θα απαλλαγούμε από τον υδράργυρο;

Ο υδράργυρος, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, είναι ένα βαρύ μέταλλο που ανήκει στα υγρά απόβλητα. Για τη μείωση/απομάκρυνση του ρυπαντικού φορτίου των υγρών αποβλήτων είναι απαραίτητη η εφαρμογή των κατάλληλων μεθόδων επεξεργασίας. Ο απαιτούμενος βαθμός επεξεργασίας εξαρτάται από τον τελικό αποδέκτη του επεξεργασμένου αποβλήτου (λίμνη, ποτάμι, έδαφος, θάλασσα, αποχετευτικό δίκτυο) και τα αντίστοιχα αποδεκτά όρια για τελική διάθεση (καθορισμός ανώτατων επιτρεπτών ορίων απόρριψης). Η επιλογή της μεθόδου πρέπει να γίνεται πολύ προσεκτικά και ύστερα από ανάλυση των προβλημάτων της κάθε περίπτωσης ξεχωριστά.

Επειδή ο υδράργυρος είναι τοξικό βαρύ μέταλλο πρέπει να περάσει πρώτα από κάποιες επεξεργασίες με σκοπό να μειωθεί η τοξικότητά του. Αναλυτικά θα αναφερθούμε στα στάδια επεξεργασίας που υπόκειται ο υδράργυρος.

Πρωτοβάθμια επεξεργασία (μηχανική επεξεργασία)

Στην πρωτοβάθμια επεξεργασία χρησιμοποιούνται μηχανικές και υδραυλικές μέθοδοι για να αφαιρεθούν τα μεγαλύτερου μεγέθους σωματίδια από τα εισερχόμενα απόβλητα. Η πρωτοβάθμια επεξεργασία συνήθως περιλαμβάνει μια διαδικασία εσχάρωσης για την απομάκρυνση των ογκωδών αντικειμένων.

Δευτερογενής επεξεργασία (βιολογική επεξεργασία)

Ο σκοπός της δευτερογενούς διεργασίας είναι η απομάκρυνση BOD (βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο) σε μεγαλύτερο βαθμό από ό,τι επιτυγχάνεται κατά την πρωτοβάθμια επεξεργασία. Βασίζεται στην ικανότητα των μικροοργανισμών να μετατρέπουν τις οργανικές ενώσεις των υγρών αποβλήτων σε ανόργανες και σταθερότερες, απλούστερες ενώσεις.

Τριτοβάθμια επεξεργασία (χημική επεξεργασία)

Το τελευταίο στάδιο της επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων είναι ο χημικός καθαρισμός, που μπορεί να περιλαμβάνει πολλά επιμέρους στάδια, όπως απομάκρυνση βαρέων μετάλλων, θρεπτικών συστατικών και τελικό ραφινάρισμα των ήδη επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων. Αναφορικά, οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για την απομάκρυνση των μετάλλων από ένα υδάτινο περιβάλλον είναι οι εξής:

Προτάσεις και εναλλακτικές λύσεις για την επεξεργασία και την τελική διάθεση των βαρέων μετάλλων (η περίπτωση του υδραργύρου)
Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται οι εναλλακτικές μέθοδοι διάθεσης των παραπροϊόντων επεξεργασίας των λυμάτων, με ιδιαίτερη αναφορά στους περιορισμούς, τις επιπτώσεις και το οφέλη κάθε εναλλακτικής λύσης. Οι μέθοδοι αυτές κατηγοριοποιούνται, γενικά, ως εξής:

  1. Επαναχρησιμοποίηση της ιλύος στη γεωργία ή για αναδασώσεις.
  2. Διάθεση σε ΧΥΤΑ
  3. Καύση της ιλύος
  4. Άλλοι τρόποι διάθεσης, όπως πχ. διάθεση στην τσιμεντοβιομηχανία (όπως στη Δανία), κομποστοποίηση (όπως στην Ολλανδία και στην Αυστρία) κ.λπ.

Μέχρι σήμερα η Υγειονομική Ταφή αποτελεί την κύρια μέθοδο διάθεσης της ιλύος από ΕΕΛ στην Ελλάδα, αν και στην πραγματικότητα η διάθεση της ιλύος γίνεται σε ανεξέλεγκτες χωματερές. Σε κάθε περίπτωση, όμως, θα πρέπει να πρέπει να υπάρξει περιορισμός της διάθεσης της ιλύος σε ΧΥΤΑ, εξαιτίας της εφαρμογής της Οδηγίας σχετικά με την Υγειονομική ταφή αποβλήτων (Οδηγία 1999/31/ΕC), η οποία άλλωστε έχει ενσωματωθεί και στο εθνικό δίκαιο.

Σύμφωνα με την Οδηγία αυτή, προβλέπεται ότι τα βιοαποικοδομήσιμα αστικά απόβλητα που προορίζονται για διάθεση σε ΧΥΤΑ θα πρέπει να μειωθούν, όπως παρακάτω:

μέχρι την 16η Ιουλίου 2020 στο 35% της συνολικής ποσότητας αυτών που είχαν παραχθεί το 1995.