Nežiaduce skryté tajomstvá

Na Slovensku evidujeme viac ako 1 700 prípadov environmentálnej záťaže v rôznych lokalitách po celej krajine. Líšia sa rôznym stupňom závažnosti a naliehavosti riešenia. Jedným z akútnych je problém gudrónových jazier pri obci Predajná, na ktorých odstraňovaní sa bude podieľať Slovenská technická univerzita. O gudrónoch a ďalších nebezpečných odpadoch sme sa rozprávali s Ladislavom Štibrányim z Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU, ktorý sa odstraňovaniu environmentálnych záťaží dlhodobo venuje.

Čo sú gudróny a ako sa na Slovensku objavili?

Skládka priemyselného odpadu, foto www.envirozataze.enviroportal.sk

Gudróny sú kyslé kaly, ktoré vznikajú ako vedľajší produkt po spracovaní ropy kyslou rafináciou. Na Slovensku sa ropa rafinovala na dvoch miestach. Prvým bola rafinéria Apollo v Bratislave, založená v roku 1885. Vyrábali sa tam najmä technický benzín, petrolej a iné petrochemické produkty, pričom rafinácia bola založená na reakcii s kyselinou sírovou. Pri spracovaní ropy sa získavali petrolej, oleje, vazelína, parafíny a ďalšie produkty. V rope sú okrem uhľovodíkových zložiek, lineárnych rozvetvených uhľovodíkov, aromátov, obsiahnuté aj sírne a dusíkaté látky a tie sa odstraňovali pomocou reakcie s kyselinou sírovou. Kyselina sírová sa zahrievala a následne reagovala s látkami, ktoré sa mali odstrániť. Vznikali pri tom alkylestery, alkylsulfáty a rôzne oxidačné produkty. Všetko spolu tvorilo hustú tmavú hmotu, ktorá bola ťažšia ako olej, preto klesala na dno reaktora. Pri výrobe sa odseparovala horná uhľovodíková vrstva, ktorá sa premyla lúhovým roztokom, čím sa odstránili zvyškové kyseliny. Produkty rafinácie sa potom destilovali a takto sa vyrábali finálne rafinované oleje.

Doc. Ing. Ladislav Štibrányi, CSc., pracuje na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave. Počas 50 rokov svojej praxe sa venoval výskumu kardiovaskulárnych liečiv, pesticídov, polymérov na báze fosfazénov, štúdiu fotochemických reakcií a syntézy purínových heterocyklov. Pracoval na výskume a vývoji nízkotuhnúcich olejov, technológie na recykláciu odpadných motorových olejov, spolupracuje pri odstraňovaní starých environmentálnych záťaží. Je autorom a spoluautorom 53 patentov priemyselných vzorov a autorských osvedčení.

V Dubovej pri Podbrezovej bola v období rokov 1929 a 1930 založená naša druhá rafinéria, kde sa vyrábali najmä biele oleje používané v kozmetike, medicíne, pri výrobe potravín atď. Tam sa pri rafinácii používal rovnaký postup ako v Apolle. Rafináciou za použitia kyseliny sírovej vznikal aj rovnaký odpad – gudróny. Jednoduché spracovanie pomocou kyseliny sírovej malo však háčik, a to otázku, čo robiť s gudrónovým odpadom. Poväčšine sa táto otázka neriešila a gudróny putovali na skládku. V Bratislave bola takáto skládka v Devínskej Novej Vsi v lokalite Kameňolom a odpad z Dubovej bol uskladnený na dvoch miestach, ktoré sú v súčasnosti zaplavené vodou.

A tak sa odpad ukladal do prírody…

Detailný pohľad na okraj skládky, foto www.envirozataze.enviroportal.sk

Gudróny z Apollky, uložené v kameňolome pri Devínskej Novej Vsi, sa po skončení výroby touto technológiou prekryli vrstvou ílu a považovalo sa to za definitívne riešenie. Lenže zabudlo sa, že kameňolom je vápencový. Gudróny obsahovali aj zvyšky kyseliny sírovej a tak začali rozpúšťať podložie, čo ohrozovalo spodné vody. Okrem toho, vrchná vrstva nebola úplne kompaktná, začala sa prelamovať a na povrchu sa objavovali čierne vývery, ktoré vyzerali ako asfalt. Takže po rokoch nečinnosti bol pripravený projekt a obsah gudrónov z kameňolomu sa odstránil a odviezol do cementárne, kde sa tepelne spracoval (v roku 2015, pozn. red.).

Čo sa tam s týmto odpadom stalo?

V cementárni hmotu spálili, čo však nebolo najlepšie riešenie. Ak je totiž v cementárenskej peci dostatočne vysoká teplota, maximálne 1 400 °C, vznikajú pri spaľovaní oxidy síry, ktoré sa zachytia v cemente. Ak je v cemente veľa produktov pyrolýzy gudrónov, cement môže stratiť kvalitu a rotačné cementárenské pece nie sú stavané na to, aby ich zvnútra obžierali kyslé plyny.

A v Dubovej, respektíve Predajnej?

Hoci v oboch prípadoch išlo o gudróny, výsledný stav je rozdielny. V kameňolome v Devínskej Novej Vsi zostali gudróny po uložení v takom stave ako na začiatku, až kým ich neodstránili. Lenže v Predajnej sa gudróny ocitli pod vodou. Hmota je v polotekutom stave, nie je možné ju vybagrovať. Navyše pod vodou prebiehajú ďalšie procesy: hydrolýza alkylsulfátov obsiahnutých v gudrónoch, oxidáciou vznikajú OH deriváty a pod. Gudróny sa vo vode celé nerozpustia, keďže vo väčšine ide o vysokomolekulové látky asfaltového charakteru, ktoré sú málo rozpustné. Pri Predajnej môžeme hovoriť o celkom inej zmesi než pri Bratislave, navyše polotekutej, a teda ide o úplne inú situáciu.

Je to tam komplikovanejšie?

Áno. Napríklad je vidieť, že dosky, ktorými bol obložený breh jedného z jazier, sa v častiach, ktoré prišli do kontaktu s vodou, celkom rozpadli, pretože voda je v dôsledku obsahu kyseliny sírovej kyslá. Ako to bolo bežné, jedna skládka (gudrónov) vyvolala ďalšiu skládku, takže vo vode je napríklad aj navozený stavebný odpad. Teraz to už nie sú iba čisté gudróny, ale celá zmes odpadu, pričom nikto nevie presne povedať, čo všetko obsahuje. Preto je potrebné v prvej fáze riešiť najmä vodu – bez toho, aby odtiaľ bola vyčerpaná, sa nikto ku gudrónom nedostane.

Aký bude ďalší postup?

Odborníci zo Štátneho geologického ústavu Dionýza Štúra pripravujú špeciálne vrty. Problém je, že keď vŕtate do hmoty, ktorá ten vrt zalieva, ťažko môžete urobiť presnú stratigrafiu – nezískate obraz o tom, aké je tam rozvrstvenie. V prvej fáze bude preto potrebné zaraziť do dna jazera rúry a v nich by sa potom mali viesť samotné vrty.
Medzitým sa pripravuje veľkokapacitný pokus, v rámci ktorého sa chemicky odkyslí vzorka cca tisíc kubických metrov vody. To nám umožní získať údaje o tom, aký veľký objem prác v sebe bude zahŕňať odkyslenie oboch jazier. V jednom jazere je približne 95 000 m3 a v druhom asi 20 000 m3 kyslých vôd, navyše znečistených petrochemickým odpadom.
Po odkyslení sa urobí chemický a biochemický rozbor a keď bude voda vhodná, bude sa môcť priamo vypustiť do prostredia. Prípadne je možné dočistenie zrealizovať cez biologickú čistiareň odpadových vôd. Nakoľko ropné produkty sú čiastočne rozpustné, dostávajú sa do vody a odkyslením sa neodstránia. Bez predchádzajúceho chemického odstránenia kyslosti by však taká voda v čističke všetko zabila.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 5/2022. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Za rozhovor ďakuje redakcia Quarku

Komentáre