• POVRŠINSKA ODLAGALIŠTA OTPADA


  •   
  • FileName: Povrsinska_odlagalista_otpada_2007.pdf [read-online]
    • Abstract: One jako variraju zavisno o sredini u kojoj otpad nastaje ... Dvije posebno zanimljive podvrste mineralnog otpada su otpad od ugljena/pepeo i ...

Download the ebook

POVRŠINSKA ODLAGALIŠTA OTPADA
Interna skripta
dr. sc. Želimir Veinović
Prof. dr. Predrag Kvasnička
Zagreb, 2007.
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
I
UVODNO O OTPADU
1. GEOTEHNOLOGIJA KAO DIO INŽENJERSTVA ZA ZAŠTITU OKOLIŠA
(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
2. OPĆENITO O GOSPODARENJU OTPADOM I ZBRINJAVANJU OTPADNOG
MATERIJALA
II
ODLAGALIŠTA
3. GEOTEHNIČKE OSOBITOSTI ODLAGALIŠTA OTPADA - SANITARNO
ODLAGALIŠTE KAO GEOTEHNIČKI OBJEKT
3.1. PROBLEMATIKA ISTRAŽNIH RADOVA
3.2. PROBLEMATIKA OPĆEG NASIPA
3.2.1. Ugradnja materijala
3.2.2. Stabilnost pokosa
3.2.3. Slijeganje
3.2.4. Brtveni slojevi
3.2.5. Drenažni slojevi
4. VRSTE I SVOJSTVA OTPADNIH MATERIJALA
4.1. KVALITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA
4.1.1. Fizička svojstva
4.1.1.1. Gustoća i jedinična težina otpada
4.1.1.2. Vlažnost
4.1.1.3. Granulometrijski sastav
4.1.1.4. Adsorbcijski kapacitet
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 1
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
4.1.1.5. Propusnost kompaktiranog otpada
4.1.2. Mehanička svojstva
4.1.2.1. Deformabilnost otpada
4.1.2.2. Komentari glede slijeganja
4.1.2.3. Čvrstoća otpada
4.1.3. Kemijska svojstva
4.1.4. Biološka svojstva
4.2. KVANTITATIVNE KARAKTERISTIKE OTPADNIH MATERIJALA
4.3. STARENJE I PROMJENE KARAKTERISTIKA OTPADNIH MATERIJALA
TIJEKOM VREMENA
4.4. PROBLEMATIKA ODLAGALIŠNIH FLUIDA
4.4.1. Nastanak,vrste i karakteristike odlagališnih fluida
4.4.1.1. Filtrat
4.4.1.2. Odlagališni plinovi
4.4.2. Izdvajanje i tretman odlagališnih fluida
4.4.2.1. Izdvajanje i tretman filtrata
4.4.2.2. Izdvajanje i tretman odlagališnog plina
5. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA I EKSPLOATACIJA
5.1. ODABIR LOKACIJE ODLAGALIŠTA
5.1.1. Inženjersko-geološka i hidrogeološka situacija
5.1.2. Geomehanički istražni radovi
5.2. VRSTE ODLAGALIŠTA S OBZIROM NA TEHNOLOGIJU ODLAGANJA
OTPADNIH MATERIJALA
5.3. ELEMENTI ODLAGALIŠTA OTPADA I NJIHOVO PROJEKTIRANJE
5.3.1. Temeljni zaštitni sustav
5.3.2. Pokrovni zaštitni sustav
5.3.3. Specifičnosti pojedinih slojeva unutar sustava
5.3.3.1. Temeljno tlo
5.3.3.2. Brtveni slojevi
5.3.3.3. Drenažni slojevi
5.3.3.4. Zaštitni i prijelazni slojevi
5.3.3.5. Rekultivirajući sloj
5.3.4. Odlagališta s prirodnim prigušenjem
5.3.5. Tijelo odlagališta - otpad i slojevi za privremeno (dnevno) prekrivanje otpada
5.3.6. Vertikalni/bočni zaštitni sustav slojeva
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 2
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
5.4. IZGRADNJA ODLAGALIŠTA U UŽEM SMISLU RIJEČI
5.4.1. Priprema polja, odlaganje, rasprostiranje i zbijanje otpada
5.4.2. Stabilnost kosina i erozija
5.4.3. Obrada voda površinskog dotoka
5.5. PRATEĆI OBJEKTI ODLAGALIŠTA I INFRASTRUKTURA
5.6. AKTIVNOSTI ZA VRIJEME RADA ODLAGALIŠTA
5.7. OCJENA SIGURNOSTI ODLAGALIŠTA
5.8. ZATVARANJE ODLAGALIŠTA I ODRŽAVANJE/UPORABA NAKON
ZATVARANJA
5.8.1. Ozelenjavanje
5.8.2. Izgradnja objekata iznad tijela odlagališta
5.9. NAKNADNA MJERENJA NA ODLAGALIŠTIMA
5.9.1. Podzemna voda
5.9.2. Slijeganje
5.9.3. Produkcija odlagališnih fluida
5.9.4. Emisija zračenja
5.10. ANALIZA EKONOMIČNOSTI
6. SANACIJA POSTOJEĆIH NESANITARNIH ODLAGALIŠTA
6.1. POSTUPCI SANACIJE IN SITU
6.2. POSTUPCI SANACIJE EX SITU
7. ODLAGANJE POSEBNOG OTPADA
III
ZAGAĐENO TLO
8. GEOTEHNOLOGIJA PRI SANACIJI ZAGAĐENOG TLA
8.1. ISTRAŽNI RADOVI
8.2. POSTUPCI I TEHNOLOGIJE SANACIJE ZAGAĐENOG TLA
8.3. MOGUĆNOSTI NAKNADNE UPORABE SANIRANIH LOKACIJA
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 3
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
IV
ZAKONSKA REGULATIVA
9. ZAKONSKA REGULATIVA U SVIJETU
10. ZAKONSKA REGULATIVA U REPUBLICI HRVATSKOJ
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 4
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
I
UVODNO O OTPADU
1. GEOTEHNOLOGIJA KAO DIO INŽENJERSTVA ZA ZAŠTITU
OKOLIŠA (ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
U posljednjih nekoliko desetljeća došlo je do porasta opće svijesti o okolišu i o potrebi
zaštite okoliša. Pojave kao što su: kisele kiše, ozonska rupa, efekt staklenika, degradacija
poljoprivrednog zemljišta, neuređena smetlišta, zagađenje podzemnih voda, skladištenje
radioaktivnog otpada iz nuklearnih elektrana i sl. - nailaze na veliku pozornost cjelokupne svjetske
javnosti. Ove i slične teme predmet su rasprava i aktivnosti u mnogim sferama društva, ali usporedo
s time sve se više osjeća nedostatak "čiste" vode, "čistog" zraka i "čiste" hrane.
U ovom kontekstu zbrinjavanje otpada predstavlja jedan od najvećih problema današnje
civilizacije. Nagli tehnološki razvoj u zajednici s procesom urbanizacije rezultirao je, između
ostalog, pojavom velikih količina otpada koje ugrožavaju sve elemente eko-sustava. Rješavanje tog
problema prvenstveno je tehničko-tehnološki zadatak, ali on isto tako zadire i u područje prava,
ekonomije, sociologije i politike.
Odlaganje otpada predstavlja najstariju tehnologiju postupanja s otpadom. U današnjim
uvjetima, sanitarno odlagalište možemo definirati kao "objekt koji je izgrađen i opremljen za trajno,
kontrolirano, organizirano i sigurno odlaganje otpada".
Moglo bi se zaključiti da rješavanje problema odlaganja otpada ne spada, u cijelosti gledano,
niti u jednu tradicionalnu granu inženjerstva. U traženju takovih postupaka odlaganja, kojima će se
spriječiti štetno djelovanje na okoliš kroz dulje vremensko razdoblje, susreću se problemi koji imaju
interdisciplinarni karakter. Stoga metode za njihovo rješavanje treba tražiti u više inženjerskih
područja. Takova će situacija potrajati sve dok se opseg poslova ne proširi do te mjere da će biti
nužno odgajati nove stručnjake, specijaliste za rješavanje tih problema. Ovakova tendencija već je
prisutna u nekim zapadnim zemljama.
Pojam - inženjerstvo za zaštitu okoliša ili - inženjerstvo zaštite okoliša (engl.
environmental engineering) kao takav označava tehničku granu koja kod nas za sada ne postoji, no
u razvijenom svijetu se ovoj grani inženjerstva pridaje sve više važnosti. Inženjerstvo zaštite okoliša
je struka koja u sebi objedinjuje sve one interdisciplinarne karakteristike potrebne za cjelovitu i
kvalitetnu zaštitu okoliša u tehničko/tehnološkom, ali i društveno/edukativnom smislu.
Tehničko/tehnološki problemi koji spadaju pod zaduženja inženjerstva zaštite okoliša su:
1. projektiranje i izvođenje poslova u svezi s gospodarenjem i zbrinjavanjem svih vrsta otpada;
2. projektiranje i izvođenje poslova u svezi zaštite tla, površinskih i podzemnih voda, te zraka;
3. projektiranje i izvođenje poslova u svezi čišćenja i sanacije okoliša u slučaju zagađenja;
4. projektiranje i izvođenje poslova u svezi čišćenja, sanacije, zatvaranja i rekultiviranja
neaktivnih industrijskih, rudarskih, energetskih i sl. postrojenja, lokacija i objekata nakon
prestanka njihovog rada;
5. izrada studija utjecaja na okoliš;
6. nadgledanje i kontrola rada mogućih zagađivača, i sl.
U društveno/edukativnom smislu također postoji širok djelokrug poslova za koje bi inženjeri
zaštite okoliša bili najadekvatnije obrazovani i najpozvaniji da ih obavljaju. Miješanje nedovoljno
tehnički potkovanih i u ekološkom pogledu nedovoljno obrazovanih, ili možda samo -
jednoobrazno stručnih lica (u vidu političara, ekologa, tehnologa, strojarskih, rudarskih i sl.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 5
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
inženjera) u sustav društvene edukacije i prosvjećivanja glede zaštite okoliša kontraproduktivno je!
Naime, time se jedino postiže ograničavanje pogleda ljudi, u svezi sa zaštitom okoliša, na one
probleme za koje su dotična lica stručna i kojima se bave. Time se gubi sagledavanje cjelokupne
slike problema kao takovih i ide u jednu ili drugu krajnost - "potpunu zaštitu" ili "potpunu
ravnodušnost". Propisno obrazovani inženjeri zaštite okoliša bi ovdje uveli stanje ravnoteže pošto bi
bili najpozvaniji da objasne, riješe problem i donesu odluku glede svih ili velike većine pitanja i
problema u svezi sa zaštitom okoliša.
Kada se pogleda gore navedena lista zaduženja i poslova koje bi inženjeri zaštite okoliša
mogli i trebali obavljati, jasno je da najviše dodirnih točaka s ovom strukom ima rudarstvo, odnosno
rudarska geotehnika. Naime, dobar dio navedenih poslova spada u djelokrug rudara koji takove
probleme rješavaju u svojoj praksi već dugo godina. Premda je rudarska struka zacijelo ona koja je
zaslužna za, ako ne po intenzitetu onda po opsegu, najveće devastacije okoliša, rudarstvo kao
takovo je posljednjih godina također jedna od tehničkih struka koje su se najviše prilagodile
obavljanju svojih poslova na način koji je "u skladu s okolišem" (engl. environmental sound).
Rudari se u svojoj struci već tisućljećima bave podzemnom eksploatacijom i izradom
podzemnih prostorija i tunela. Štoviše, u posljednje vrijeme u rudarskoj praksi postoji tendencija ka
spuštanju svih ili većine rudarskih radova u podzemlje. Time se ne bi narušavao izgled okoliša,
iskorištavala bi se mineralna sirovina, a ovim dobivene podzemne prostorije naknadno mogu biti
prenamijenjene za smještaj raznih industrijskih i sl. pogona odnosno za skladištenje raznih vrsta
materijala, uključujući tu i otpad. Širenje gradova je tako uznapredovalo da u nekim dijelovima
svijeta predstavlja opasnost po prestanak normalnih funkcija naselja (potpuno zagušenje prometa
npr.). Djelomično, ovaj problem možemo riješiti spuštanjem nekih dijelova grada u podzemlje, što
nije samo ograničeno na željeznicu i sl. već i na poslovno/trgovačke, komunalne i sl. objekte. Ovdje
se lako može uočiti velika pomoć koju bi ponudilo iskustvo rudara u svezi s takovim radovima.
Obrazovanje rudarskog inženjera je doista široko i uključuje poznavanje kemije, fizike,
geofizike, matematike i matematičkog modeliranja, mehanike stijena i mehanike tla, transporta i
transportnih sredstava, projektiranja prometnica i geotehničkih objekata, inženjerske i
hidrogeologije, vjetrenja i odvodnjavanja, oplemenjivanja mineralnih sirovina, površinske i
podzemne eksploatacije, i td., a ne smijemo zaboraviti ni zaštitu okoliša kao takovu.
U struci se , rudarski inženjer, odnosno inženjer rudarske geotehnike, redovito susreće s
onim poslovima koji su neophodni za projektiranje i izgradnju odlagališta svih vrsta otpada.
Istražni radovi su izravno dio struke inženjera rudarstva, jer se niti jedan rudarski objekt ne može
niti zamisliti bez njih. U djelokrug rudarstva spada površinska eksploatacija, kao npr. iskop gline i
sličnih materijala, te ugradnja materijala jalovine u nasipe jalovišta. Ovdje se rudari susreću s
problemom stabilnosti kosina, slijeganja, procjeđivanja, odvodnje površinskih voda i sl.
vezanim uz pitanja općeg nasipa. Nakon završetka eksploatacije, površinski kopovi se
rekultiviraju, da ne bi narušavali izgled okoliša. U podzemnoj eksploataciji, kao što je već rečeno,
rudari se bave izradom podzemnih prostorija u svrhu eksploatacije mineralne sirovine. Tijekom tih
radova susreću se s problemima slijeganja, prodiranja plinova i voda, koji su često puta opasni i
korodivni, pa zahtijevaju specifičan nači otplinjavanja i odvodnje. Iskopanu rudu treba podvrgnuti
postupku oplemenjivanja, a u novije vrijeme se vrši recikliranje, odn. ponovna prerada starih
jalovišta u kojima postoji određena količina rude koju nekada nije, a danas, zahvaljujući napretku
tehnike i tehnologije, jest moguće iskoristiti. Iste metode se mogu pa čak već i primjenjuju za
preradu materijala iz starih odlagališta otpada, a postupci i tehnologija uporabljeni za
oplemenjivanje rude uporabljuju se u istom ili samo djelomično izmjenjenom obliku za potrebe
reciklaže komunalnog otpada i u nekim metodama sanacije (čišćenja) zagađenog tla.
Otprašivanje, odn. pročišćavanje ispusnih plinova na pogonima (za oplemenjivanje, ali i u sl.
industriji i termoelektranama/spalionicama), također je dio rudarskih poslova. Na kraju treba
spomenuti nadzor, koji je posebno strogo reguliran za rudarsku struku.
U sadašnjoj situaciji neosporna je činjenica da tehnologija razvijena u geotehničkoj znanosti
i u geotehničkom inženjerstvu ima važnu ulogu u rješavanju problema glede odlagališta otpada,
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 6
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
sanacije zagađenog tla i sl. te mora biti uvažavana pri njihovu rješavanju. Također, sanitarno
odlagalište komunalnog otpada možemo promatrati kao tipičnu geotehničku građevinu.
S obzirom na gore iznešeno, jasno je da su inženjeri rudarstva, odnosno geotehnike, ako već
ne najpozvaniji gklede rješavanja pitanja i problema u svezi zaštite okoliša, a onda po svojoj
stručnosti barem najbliskiji budućim inženjerima zaštite okoliša.
2. OPĆENITO O GOSPODARENJU OTPADOM I ZBRINJAVANJU
OTPADNOG MATERIJALA
Prije nekoliko desetljeća ekonomisti su definirali otpad kao "materijal koji je jeftinije
baciti nego koristiti". Danas je došlo do radikalne promjene takovog gledišta. Naime, s
vremenom cijena odlaganja otpadnog materijala raste jer je sve manje ekološki prihvatljivih
lokacija na kojima je omogućeno sanitarno odlaganje otpada1. Osim toga, u otpadu postoji dosta
materijala koji se mogu reciklirati i uporabiti kao sekundarne sirovine uz određeni profit.
Jedan od najranijih oblika gospodarenja otpadom nalazimo u Grčkoj, u 5. st. pr. n. e.,
gdje je svaka osoba bila odgovorna da prikupi svoje vlastito smeće i da ga donese na gradsko
smetlište. Prva prava služba za sakupljanje otpada bila je organizirana u rimskom carstvu.
Pedesetih godina ovoga stoljeća dolazi do radikalne promjene u sustavu odlaganja.
Dotadašnje stihijsko i nesanitarno "odlaganje" otpada na smetlišta, zamjenjuje se planiranim i
dobro organiziranim pristupu problemu. Poradi bolje iskoristivosti prostora i zaštite okoliša,
započinje se sa zbijanjem otpada, prekrivanjem jama u koje se odlaže isl.
Danas se radi po “3R” principu – REDUCE, REUSE, RECYCLE (smanjiti, nanovo
uporabiti, reciklirati) pa se i napori istraživanja glede zbrinjavanja, odnosno gospodarenja
otpadom, usmjeravaju na smanjenje količine otpada koji mora biti odložen, ali i na tehnologiju
odlaganja otpada. Naime, na kraju krajeva bez obzira kako i koliko mi obradili otpad uvijek
ostaje neki produkt obrade. Na kraju se nešto mora odložiti u zemlju. ODLAGANJE OTPADA
NE ZNAČI NJEGOV NESTANAK VEĆ SAMO PRELAZAK IZ NEPOVOLJNOG U
POVOLJNIJE STANJE, ZA KRATAK PERIOD.
Gospodarenje otpadom (waste management) bavi se:
1) proizvodnjom;
2) pohranom na licu mjesta;
3) sakupljanjem;
4) prijenosom;
5) transportom;
6) obradom i preradom;
7) odlaganjem otpada.
1
SANITARNO ODLAGANJE OTPADA - način odlaganja otpadnog materijala u skladu s okolišem (ne ugrožava
ga niti onečišćuje) u, za tu svrhu posebno projektirana i izgrađena, sanitarna odlagališta otpada.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 7
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
Postoji pet osnovnih strategija za ekološki i ekonomski opravdano gospodarenje
otpadom:
1. SMANJENJE IZVORA;
2. PONOVNA UPORABA;
3. RECIKLIRANJE;
4. ENERGETSKO SPALJIVANJE OTPADA;
5. ODLAGANJE.
SMANJENJE IZVORA – odnosi se koliko na smanjenje broja izvora iz kojih dobivamo otpadni
materijal, toliko i na smanjenje količina otpadnog materijala na izvoru (mjestu nastanka). Ovo -
smanjenje početne količine otpada, u praksi se provodi:
- kupovinom proizvoda s malo ambalaže;
- smanjenjem količine i/ili toksičnosti otpada koji nastaje;
- smanjenjem količine i troškova vezanih uz njegovu obradu i utjecaj na okoliš;
- smanjenjem količine otpada dizajniranjem, proizvodnjom i pakovanjem proizvoda s
minimumom toksičnih komponenti, minimalnom količinom (volumenom materijala) i/ili
dužim vijekom trajanja;
- razvojem i uporabom proizvoda s većom trajnošću i mogućnošću popraljanja;
- zamjenom proizvoda za jednokratnu uporabu proizvodima koji se mugu koristiti nanovo;
- uporabom manje materijala (npr. obostrano fotokopiranje);
- povećanjem sadržaja recikliranih materijala u proizvodima;
- razvojem struktura koje će navoditi proizvođače na manju produkciju otpada;
- kompostiranjem.
Kompostiranje je moguće provesti na 18% kućnog otpada. Ono vraća u zemlju (na način
neškodljiv po okoliš) ono što je uzeto iz zemlje, no kompostiranjem se iz struje otpada znaju
izdvojiti i škodljivi materijali pa treba pripaziti koje organske otpatke kompostiramo. Kompost
unapređuje tlo, ne gnoji ga!
PONOVNA UPORABA – označava iznalaženje drugog ili istog načina za ponovnu uporabu
nekog proizvoda, radije nego da ga se riješimo (može uključivati popravke i prepravke).
RECIKLIRANJE – označava promjenu otpadnog materijala u drugi, iskoristiv oblik, a uključuje :
- sakupljanje;
- odvajanje;
- ponovnu uporabu/kompostiranje otpada.
Neka istraživanja govore da bi se u Sjedinjenim državama npr. moglo reciklirati više od
75 % otpada. Prema iskustvima zemalja u kojima je recikliranje već duže vremena u primjeni,
najbolje mjesto za odvajanje materijala za reciklažu i ponovnu uporabu je na samom izvorištu,
prije nego se otpad pomješa.
ENERGETSKO SPALJIVANJE OTPADA – obično ne ide ruku-pod-ruku s recikliranjem, jer se
na taj način gubi na ogrijevnoj vrijednosti otpada. Ipak, moguće je provesti neki oblik izdvajanja
pojedinih frakcija i još uvijek energetsko spaljivanje zadržati ekonomski opravdanim.
Spaljivanjem se, osim mogućeg iskorištavanja toplinske energije, dobiva i na smanjenju
volumena otpadnog materijala. Što više otpada spalimo - manje će dragocjenog odlagališnog
prostora biti zauzeto, a moguća je i uporaba šljake (otpadnog pepela).
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 8
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
ODLAGANJE – otpada nužno dolazi na kraju. Sav otpad koji se ne može prodati kao sekundarna
sirovina, šljaka i pepeo dobiveni spaljivanjem (neki oblici), i tome slični produkti ostalih
tehnologija za zbrinjavanje otpadnog materijala, na kraju bivaju odloženi u odlagališta.
Gospodarenje otpadom uključuje uporabu nekoliko, ili svih, navedenih strategija.
Na Slici 2.-1. dijagramom je shematski prikazan osnovni princip modernog gospodarenja
otpadnim materijalom.
uporaba
proizvoda za
kućanstvo
novi nastanak
proizvod kućnog
(npr. karton) otpada
recikliranje proizvodnja izravna ponovna
u drugi toplinske uporaba proizvoda
proizvod energije (npr. plastične
vrećice)
ostaci
šljaka i eventualno
pepeo odlaganje
odlaganje
na
odlagalište
Slika 2.-1. Shematski prikaz principa modernog gospodarenja otpadnim materijalom.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 9
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
Ranije spomenut stalni porast cijene odlaganja, glede manjeg broja lokacija za odlagališta
otpada, posredno je uvjetovan pooštravanjem zakonskih propisa, širenjem urbanih sredina i
razvojem svijesti stanovništva, vezano uz gospodarenje otpadom i zaštitu okoliša. Na žalost, ovaj
posljednji razlog stvara posebne probleme inženjerima koji se bave projektiranjem i izgradnjom
odlagališta. Pojam "razvoj svijesti" je u toliko pogrešan što se svijest o zaštiti okoliša i
odlagalištima ne razvija u smislu općeg razumijevanja i ispravne slike problema, već kao
najcrnja moguća slika svih negativnosti, opasnosti i loših strana zbrinjavanja otpada. Odatle
svoje korjene vuku parole:
- N.I.M.B.Y. – "not in my back yard!" (ne u mom dvorištu);
- B.A.N.A.N.A. – "build absolutely nothing anywhere near anyone!" (ne gradite apsolutno
ništa, nigdje, ni u čijoj blizini);
- N.O.P.E. – "not on planet Earth!" (ne na planeti Zemlji).
N.I.M.B.Y. – je sigurno najčešći stav stanovništva pri traženju povoljnih lokacija za
odlagališta bilo kakovog otpada.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 10
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
II
ODLAGALIŠTA
3. GEOTEHNIČKE OSOBITOSTI ODLAGALIŠTA OTPADA -
SANITARNO ODLAGALIŠTE KAO GEOTEHNIČKI OBJEKT
Odlagalište komunalnog otpada je objekt čija izgradnja obuhvaća rješavanje niza
problema: sanitarno-epidemioloških, ekoloških, hidroloških, hidrogeoloških, urbanističkih,
građevinskih, ekonomskih, komunalnih i geotehničkih. Iako realizaciju projekta sanitarnog
odlagališta prati suradnja različitih struka, poradi svojih specifičnosti taj objekt je u prvom redu
geotehnički.
Slijedećih nekoliko poglavlja obrazložit će ovu tvrdnju.
3.1. PROBLEMATIKA ISTRAŽNIH RADOVA
Istražni radovi u tlu su jedan od osnovnih geotehničkih zadataka koji se provode prije
izgradnje svih gradevinskih, rudarskih ili geotehničkih objekata. Ispitivanje tla provodi se u
svrhu dobivanja preciznih podataka o vrsti, prostiranju i karakteristikama materijala na kojem će
se graditi.
Opsežnost i točnost istražnih radova ovisit će o važnosti buduće građevine. Detaljna
istraživanja terena su izuzetno skupa pa je bitno pronaći pravi odnos njihovog opsega i
ekonomske rentabilnosti.
Dubina do koje treba provesti ispitivanja regulirana je propisima i određuje se s obzirom
na vrstu i raspodjelu slojeva, odnosno prema veličini, obliku i načinu izgradnje objekta (pitanje
opterećenja tla) te njegovoj osjetljivosti (pitanje slijeganja).
Ispitivanje tla dijeli se u tri skupine (Nonveiller, 1981):
1) prethodna ispitivanja - pregled terena, prikupljanje postojećih podataka o geološkim
prilikama, ispitivanje tla na susjednim lokacijama itd;
2) bušenje i vađenje uzoraka;
3) laboratorijska ispitivanja uzoraka;
4) mjerenje osobina tla in-situ.
Osobitu pozornost treba usmjeriti na mjerenje razine podzemne vode što se provodi
izradom bušotina, odnosno piezometara, koji su opremljeni za promatranje razine ili tlaka
podzemne vode kroz duže razdoblje. Ovo je važno iz razloga osiguranja protiv zagađivanja
podzemnih tokova, a isto tako i osiguranja izgrađenog objekta od poplavljivanja.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 11
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
Zbog specifičnosti problematike vezane uz odlagališta komunalnog otpada, istražni
radovi se provode u dvije razine:
1) u svrhu odabira lokacije u regionalnom smislu;
2) u svrhu odabira mikrolokacije odlagališta.
Pri odabiru lokacije u regionalnom smislu provode se opća (prethodna) istraživanja
terena, gdje dominira prikupljanje podataka o području, geološka prospekcija i geofizički istražni
radovi. Za odabir mikrolokacije provode se ispitivanja konkretnih osobina tla:
a) sastav i kemijsko-fizičke osobine slojeva;
b) raspred i prostiranje slojeva;
c) propusnost;
d) parametri čvrstoće tla;
e) karakteristike zbijanja;
f) razina podzemne vode i smjer toka;
g) postojanje akvifera i položaj.
Osim nabrojanih postoji još niz istražnih radova, a njihova važnost opravdava visoke
trožkove izvođenja. Najvažnije je istražno bušenje, koje se provodi s uzimanjem poremećenih i
neporemećenih uzoraka (jezgrovanje). Ti uzorci se kasnije podvrgavaju laboratorijskim
ispitivanjima.
Dobiveni rezultati moraju zadovoljiti određene propise i standarde, a na temelju njih se
odabire i način izvedbe odlagališta, odnosno tehnika odlaganja.
Pri izgradnji sanitarnog odlagališta istražni radovi u tlu trebali bi se provesti do dubine od
najmanje 30 metara (prema stranim iskustvima).
3.2. PROBLEMATIKA OPĆEG NASIPA
Pod "općim nasipom" podrazumjeva se objekt od materijala tla (glina, prah, pijesak,
šljunak, kameni agregati) trapeznog oblika, s pokosima čiji je nagib određen: kutem unutrašnjeg
trenja i kohezijom, karakteristikama podloge, načinom ugradnje, vanjskim utjecajem i dr.
Nasipi se izrađuju pri gradnji prometnica, u svrhu regulacije vodenih tokova i obrane od
poplava te za stvaranje akumulacija vode (nasute brane). Geotehnički problemi vezani uz opći
nasip odnose se na stabilnost njegovih kosina, slijeganje i izgradnju brtvenih slojeva.
Na Slici 3.2.-1. prikazani su mogući problemi stabilnosti i deformacija tipičnog
odlagališta.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 12
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
(a)
(b
LEGENDA:
1 Otpornost na klizanje pokrovnog sloja.
(a) Lokalni slom u tijelu odlagališta po
pretpostavljenoj kliznoj plohi.
2 (b) Globalni slom kroz tijelo odlagališta i
kroz temeljno tlo po pretpostavljenoj
kliznoj plohi.
nosivost temeljnog tla, uz pretpostavljen
3
mehanizam sloma tla.
Otpornost na klizanje između baznog sustava
4
brtvljenja i temeljnog tla.
5 Stabilnost podnožne berme.
6 Stabilnost pomoćne konstrukcije.
7 Slijeganje temeljnog tla.
Vertikalni i horizontalni pomaci tijela
8
odlagališta.
Slika 3.2.-1. Shematski prikaz geotehničkih problema sanitarnog odlagališta.
(preuzeto iz: Kovačić, Čorko, 1994)
Bilo da je odlagalište komunalnog otpada izvedeno na ravnom terenu, u zasjeku ili
popunjavanjem neke prirodne, odnosno umjetne depresije - njegov konačni izgled uvijek
uključuje pokose. Zahtjevi glede slijeganja, stabilnosti i vodopropusnosti (tijekom izgradnje i
nakon sanacije objekta) gotovo su identični, ako ne i strožiji, od onih pri izgradnji nasute brane
ili nasipa za obranu od poplave.
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 13
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
3.2.1. Ugradnja materijala
Ugradnja i zbijanje materijala nasipa mora biti u slojevima jednake debljine i određene
vlažnosti, a osobitu pozornost treba posvetiti jednoličnosti zbijanja. U svrhu kvalitetnije ugradnje
matrerijala tla u nasipe izrađuju se probna polja, na kojima se utvrđuje potreban broj prijelaza
strojeva i optimalna debljina slojeva. Tijekom izvođenja pojedinih slojeva uzimaju se uzorci i
laboratorijski ispituje kvaliteta ugradnje.
Kod odlagališta je isti slučaj kao i kod drugih geotehničkih građevina, s tom razlikom što
je ispitivanje svojstava, odnosno kvalitete ugradnje otpadnog materijala težak, a često puta i
neizvediv posao (prvenstveno uslijed promjene svojstava otpada tijekom vremena, o čemu će biti
više riječi u narednim poglavljima).
3.2.2. Stabilnost pokosa
Kod svih nasutih geotehničkih objekata postavlja se zahtjev za stabilnošću kosina, dakle -
nedopustivo je stvaranje kliznih ploha. To znači da ne smije doći do prekoračenja posmične
čvrstoće tla.
Preventivne mjere za stabilizaciju kosina su: odabir odgovarajućeg nagiba (uz traženi
faktor sigurnosti), dobra ugradnja materijala, dobra odvodnja, i sl.
Kod odlagališta komunalnog otpada situacija je gotovo ista, osim što se uz stabilnost
materijala tla javlja i pitanje stabilnosti otpada. Tu veliki utjecaj imaju: oborinska voda, sastav
otpadnog materijala te način njegove ugradnje i zbijanja.
3.2.3. Slijeganje
Slijeganje nasutih geotehničkih objekata mora biti svedeno na minimum. To se posebno
odnosi na pojavu diferencijalnih slijeganja.
Do slijeganja može doći u toku i nakon izgradnje nasipa, a ono je posljedica smanjenja
volumena pora materijala podloge i objekta.
Najveći utjecaj na slijeganje imaju:
1. vrsta, sastav i karakteristike materijala podloge, odnosno nasipa;
2. način ugradnje materijala;
3. veličina objekta i intenzitet kontaktnog pritiska;
4. dubina spuštanja ispod kote terena, i dr.
Ako bi deformacije ispod objekta bile prevelike, onda ih na neki način moramo spriječiti.
To se izvodi ukanjanjem lošeg sloja iz podloge ili usporenom gradnjom nasipa, pri čemu se tlo
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 14
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
polako konsolidira (Nonveiller, 1981).
Kod odlagališta, bolje zbijanje otpada znači manje slijeganje u budućnosti, ali i manje
zauzetog prostora. Zavisno od visine odloženog materijala, ukopavanja etaža ispod kote terena i
karakteristika podinskih slojeva, postoji stanovita opasnost od slijeganja podloge, što može
dovesti do pucanja donjeg i gornjeg brtvenog sloja. Ipak, u većini slučajeva, daleko veći problem
predstavlja diferencijalno slijeganje odlagališta. Naime, osim slijeganja do kojeg s vremenom
dolazi zbog kompaktiranja materijala pod djelovanjem gravitacije, postoji i mnogo važniji
problem slijeganja otpadnog materijala uslijed truljenja, koje neće biti ravnomjerno i koje može
izazvati pucanje pokrovnih slojeva. Rješavanje tog problema jedan je od najvažnijih zadataka
vezanih uz odlagališta komunalnog otpada.
Na kraju, pošto čovjeku u poslijednje vrijeme ponestaje prostora za izgradnju raznih
objekata (rekreativni centri, hale, skladišta, ceste, stambene zgrade i sl.) nameće se pitanje
uporabe starih (zatvorenih) sanitarnih odlagališta u tu svrhu, gdje se kao najveći problem
pojavljuje upravo pitanje stabilnosti i prognoziranje slijeganja takovih podloga.
3.2.4. Brtveni slojevi
Od nasutih brana i nasipa za obranu od poplave u prvom redu se traži da budu nepropusni
po cijeloj svojoj duljini. To svojstvo se postiže ugradnjom koherentnih materijala s vlo malim
koeficijentom propusnosti (gline).
Osnovni djelovi nasute brane su:
1. NEPROPUSNA JEZGRA - izrađena od glinovitog ili prašinastog materijala s malim
koeficijentom propusnosti i malom otpornosti smicanju;
2. POTPORNE ZONE - izrađene od kamena i šljunkovito-pjeskovitog materijala veće
propusnoti od jezgre i veće otpornosti smicanju.
Nepropusna jezgra je barijera koja sprječava istjecanje vode (iz akumulacije, npr.) no
njen materijal je dosta podložan eroziji. Iz tog razloga se oko jezgre izraduju potporne zone od
propusnijeg, ali i daleko stabilnijeg materijala.
Poradi velikog hidrostatskog i hidrodinamičkog tlaka, nasutim branama i nasipima
tolerira se određena propusnost, ali ne i prekomjerno otjecanje vode, jer bi u tom slučaju izgubili
svoju funkciju.
Dok je kod brana i nasipa za obranu od poplave dopušteno procjeđivanje vode u
prihvatljivim granicama, kod odlagališta to je nedopustivo. Gornji brtvenj sloj mora u potpunosti
spriječiti procjeđivanje oborinskih voda u tijelo odlagališta, a donji brtveni sloj - istjecanje
filtrata iz tijela odlagališta.
3.2.5. Drenažni slojevi
Kod izgradnje potpornog zida - "građevine koja podupire vertikalne ili strme zasjeke
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 15
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
terena ili nasut materijal" (Nonveiller, 1981) od velike je važnosti dobro dreniranje zasipa u
zaleđu. Nepropusni i malopropusni zidovi zahtijevaju posebe sustave za tretman oborinskih voda
koje, procijedene u tlo, nailaze na zid kao zapreku svome tečenju i ostvaruju veliki pritisak na nj.
Da ne bi došlo do preopterećivanja zida, njegovog pucanja ili rušenja, voda se drenira, čime se
smanjuje hidrostatski tlak i otklanja opasnost.
Materijal drenažnih konstrukcija mora zadovoljiti uvjete filtarskih slojeva (Nonveiller,
1981):
1. Mora imati dovoljno veliku propusnost da voda u njemu teče uz znatno smanjen gradijent
i s malim strujnim tlakom (barem deset puta veća propusnost od okolnog materijala).
2. Mora biti dovoljno sitnozrnat i njegova granulometrijska krivulja takova da voda ne
može iznositi sitne čestice zaštićenog materijala kroz pore filtra.
Iz ovih razloga, drenažni sustavi se izrađuju u više slojeva od nekoherentnog materijala
različite krupnoće. Pošto se u drenove obično ugraduju cijevi, radi povećanja odvodnog
kapaciteta, granulacija materijala se mijenja od najkrupnijeg - neposredno uz cijev, postupno
prema najsitnijem - uz drenirani materijal. Pri tome se mora obratiti pozornost na vjerojatnost
začepljenja cijevi i njenu kontrolu.
Isto tako, mora se u obzir uzeti oborinska voda koja se ne procjeduje kroz tijelo objekta,
već teče po njemu i izaziva eroziju pokosa. Iz tog razloga se izraduju rigoli i kanali za odvodnju
oborinskih voda.
Kod odlagališta nailazimo na iste probleme.
Odlagališni fluidi, koji se javljaju u tijelu odlagališta uslijed truljenja otpada,
procjeđivanja oborina i sl., moraju biti evakuirani i podvrgnuti određenom tretmanu (npr.
recirkulaciji). Također se ne smije dopustiti dotok oborinske vode, osim u vrlo ograničenim
količinama tijekom odlaganja otpada, tako da odlagalište zahtjeva mrežu rigola, odnosno
odvodnih kanala.
Osim izrade horizontalnih drenova za filtrat i rigola na površini odlagališta, neophodan je
i sustav za odvođenje odlagališnih plinova nastalih raspadanjem organske tvari u otpadu.
4. VRSTE I SVOJSTVA OTPADNIH MATERIJALA
Karakterizacija - određivanje sastava otpada, i kvantifikacija njegove proizvodnje morale
bi prethoditi projektiranju odlagališta. Karakteristike zaštitnog sustava slojeva (debljine,
raspored, materijali...) zavise o karakteristikama otpadnog materijala, volumen odlagališta zavisi
o trenutnoj i predviđenoj produkciji otpada, broj i vrsta strojeva odn. prateći objekti odlagališta
zavise o produkciji i karakteristikama otpada, itd.
Da bi se uštedilo na sredstvima koja treba uložiti u izradu studije sastava i količina
otpada, za neko naselje ili regiju, moguće je primjeniti iskustva dobivena istraživanjima u nekom
drugom gradu ili regiji. Naravno, to nije uvijek tako jednostavno, jer se i karakteristike i količine
otpada mogu uvelike razlikovati. One jako variraju zavisno o sredini u kojoj otpad nastaje -
prisutna industrija (vrsta), stupanj industrijalizacije, sastav stanovništva itd.
Postoji više tipova podjela otpada i one se dosta razlikuju od autora do autora, zavisno o
načinu karakterizacije i o regiji u kojoj je provedena (Tablica 4.-1.).
Površinska odlagališta otpada ♦ interna skripta 16
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
TIP PODJELE VRSTE OTPADA
- prema nastanku I: - kućni otpad
- otpad s javnih površina
- industrijski otpad
- ostali otpad (krupni, građevinski idr.)
- prema nastanku II: - komunalni otpad
- mineralni otpad
- industrijski otpad
- otpad usljed jaružanja
- opasni otpad
- prema nastanku III: - komunalni otpad
- industrijski otpad
- bolnički otpad
- poljoprivredni otpad
- prema geomehaničkim
karakteristikama: - otpad koji je sličan tlu
- ostali otpad
- prema karakteristikama
utjecaja na okoliš: - inertni otpad
- komunalni (kućni) i neopasni industrijski
otpad
- opasni industrijski otpad
- prema agregatnom
stanju: - kruti otpad
- tekući otpad:
- mulj
- tekućina
- plinoviti otpad
- mješavine (gore navedenog)
Tablica 4.-1. Primjeri različitih podjela otpada prema vrsti i tipu.
Američki “Akt o očuvanju i ponovnom korištenju sirovina” (Resource Conservation and
Recovery Act) dijeli neopasni otpad na vrste navedene u Tablici 4.-2. i predlaže načine za
njegovo odlaganje.
NAČIN
VRSTA OTPADA ODLAGANJA
1 2 3 4 5 6 7 8
Komunalni X X X X
Opasni kućni otpad X X X
Mulj iz kanalizacije (suh/mokar) X X X X X
Mulj dobiven pročišćavanjem vode


Use: 0.043