Sunkiųjų metalų koncentracijos biokuro pelenuose: įtempimai, tyrimai ir praktiniai sprendimai Lietuvoje

Nuolat didėjant įvežamų krovinių kontrolei nuo 2015 metų, ypač malkinės medienos ir kito biokuro, Radiacinės saugos centras (RSC) užtikrina, kad radiaciniais nuklidais užterštas biokuras, kurio pelenais tręšiama žemė, į Lietuvą nepatektų. Grėsmė sveikatai kyla ne dėl paties degimo proceso, o dėl to, kad pelenai, ypač deginant biokurą, gali kaupti radioaktyvius izotopus.

Biokurui degant, cezio izotopų koncentracija pelenuose padidėja dešimteriopai. Lietuvoje maksimali cezio (137Cs) koncentracija yra 30 Bq/kg. Tokiu atveju pelenai tampa pavojinga atlieka, kurią draudžiama naudoti žemės ūkyje. Pelenai yra vertinga trąša, kurioje gausu kalio ir kitų naudingų medžiagų, tačiau kai daržovės, javai ir žolė tręšiama pernelyg radioaktyviais pelenais, radijo izotopai patenka į augalus ir per maisto grandinę - į žmogaus organizmą.

Pastaraisiais metais VMVT laboratorijos tikrina maisto produktų radiokoncentraciją. Nustačius didesnę koncentraciją už leidžiamą, maisto produktai grąžinami siuntėjui ir nepatenka į parduotuvių lentynas. RSC pastebi, kad į biokurą radioaktyvumas buvo atkreiptas jau 2013 metais, kai nustatyta pernelyg didelė cezio izotopo koncentracija kai kuriose Baltarusijos ir Ukrainos regionų katilinėse. Nuo 2015 metų įvežamasis biokuras atidžiai tikrinamas: Baltpool biržos ir kitų žinybų koordinuojama patikra - kilmės šalis ir radiacijos pasas.

Infografika: biokuro ciklas ir pelenų vaidmuo

Kaip veikia radijo spinduliuotė pelenuose ir ką tai reiškia ūkininkams

Biokurui degant, pelenų dalelėse gali kauptis radionuklidai, todėl šie pelenai gali būti naudojami kaip trąšos, bet tik tuomet, kai jų radionuklidų koncentracijos bei cheminių medžiagų kiekiai atitinka nustatytas normas. Lietuvoje pelenų monitoravimas vyksta ant pelenų tirų, ir granuliuoti pelenai, bei pelenų-komposto mišiniai yra tiriami bei projektuojami taip, kad užtikrintų saugų jų panaudojimą žemės ūkyje ir civilinėje inžinerijoje.

Nors pelenai yra šarminės terpės (pH ~13) ir turi didelį tūrinį tankį (apie 300 kg/m3), jie puikiai tinka rūgščiam dirvožiui. Pelenuose randama apie trisdešimt makro ir mikro elementų, įskaitant fosforą, kalį, kalcį, magnį, natrį, geležį ir mangano, todėl natūraliai pagerėja dirvožemio struktūra ir maisto medžiagų prieinamumas augalams.

Tačiau būtina kruopšti kokybės kontrolė ir tikslus tręšimo planavimas. Pelenų naudojimą lemia trys pagrindiniai veiksniai: dirvožemio agrocheminės savybės, pelenų maistinių medžiagų kiekis ir auginamų augalų poreikiai. Taip pat svarbu įvertinti, kaip skirtingi augalai reaguoja į patręšimą pelenais. Daug tyrimų atliekama lauke su miglinių šeimos augalais - vasariniais miežiais, kurie yra vienos seniausių grūdinių kultūrų ir turi vertingų vitaminų bei mineralų.

2 pav. Vasariniai miežiai

Granuliavimas ir mišiniai: kaip pagerinti saugumą ir efektyvumą

Vienas iš sprendimų - granuliuoti pelenai su rišamaisiais komponentais. Šis metodas padeda sumažinti dulkėjimą ir užtikrina tolygų išsiskyrimą į dirvą. Tačiau granulėms reikia specifinių sąlygų: optimalaus drėgnumo, tankio ir stiprumo. Pvz., miltelių pelenai reagavimą greičiau nei granulės. Tačiau granuliavimas apsaugo nuo didelio pH šuolio į dirvą ir augalus.

Kitas variantas - pelenų ir komposto mišiniai. Dažniausiai naudojama apie 10% pelenų mišinyje. Problemos kyla dėl dviejų dalykų: per didelio šarmo ir sunkiojo išmaišymo įrangos poreikio. Kartais nėra galimybių visiškai homogenizuoti mišinius. Mišiniai pagerina dirvožemio kokybę, suteikia fosforą, kalį, kalcį, magnį ir kitas naudingas medžiagas.

Infografika: granuliavimo ir mišinių principai

Tyrimų rezultatai Lietuvoje: ar pelenai saugūs naudoti žemės ūkyje?

Cheminės analizės rodo, kad biokuro pelenuose esantys sunkiųjų metalų kiekiai neviršija leistinų normų, o maistinių medžiagų koncentracijos yra pakankamai aukštos. Dėl to galima naudoti granuliuotus pelenus ir mišinius ūkyje, tačiau būtina atlikti tyrimus ir laikytis nustatytų ribų. Lietuvoje 2018 metais buvo pažymėta, kad cezio koncentracija Lietuvos miškuose ir dirvoje per 32 metus po Černobylio AE avarijos sumažėjo perpus ir leistinės ribos net nėra pasiekiamos. Tyrimai Biržų, Veisiejų ir Varėnos regionuose rodo vidutinį 3,5 Bq/kg 137Cs kiekį miško medienoje, kuris yra panašus į kitų regionų tyrimų rezultatus.

RSC pažymi, kad privatūs asmenys neturi pažeidinėti taisyklių dėl pelenų naudojimo, o didžiausias dėmesys telkiamas į šilumos tiekėjų bei katilinių sąstatus ir jų pelenų tyrimus. Muitinėje naudojami radiometrijos prietaisai negali patikrinti kiekvieno krovinio, tačiau į kiekvieną geležinkelio sąstatą įtrauktos radiacijos deklaracijos, ir kai kuriais atvejais atlikti radiometriniai matavimai. Jei randama neatitikimų, kroviniai grąžinami siuntėjui, o nuostoliai verslui dažnai yra dideli.

RSC ekspertai pabrėžia: Lietuvoje mediena nėra užteršta radioaktyviosiomis medžiagomis; į pelenus būtina žiūrėti kaip į potencialų trąšų šaltinį, bet tik su kruopščia kontrole. Jie taip pat atkreipia dėmesį, kad granitas bei kai kurie kiti gamtos šaltiniai generuoja jonizuojančią spinduliuotę, todėl kiekvienas papildomas šaltinis turi būti įvertintas kontekste.

Praktiniai patarimai ūkininkams ir gyventojams

Siekiant saugiai naudoti biokuro pelenus, svarbu persijoti pelenus prieš naudojimą, naudoti grynus pelenus be anglies likučių, ir būti sąmoningiems dėl pelenų šarmumo ir per didelio kiekio galimų neigiamų pasekmių. Pelenų normos priklauso nuo dirvožemio savybių, pelenų maistinių medžiagų kiekio ir augalų poreikių. Granuliavimas ir mišinių panaudojimas can padėti sumažinti pH fluktuacijas ir pagerinti įsisavinimą, o mišinių sudėtis turi būti laikoma suoptimuota eksperimentų duomenimis. Svarbu ir nuolatinis pelenų tyrimų vykdymas - kad užtikrinti, jog naudotų pelenų koncentracijos atitiktų teisės aktus ir saugos normas.

Radiacinės saugos centras primena: nors mūsų siena apsaugo nuo rizikų, jonizuojančios spinduliuotės šaltiniai gamtoje vis dar egzistuoja. Pažymėtina, kad Lietuvos miškai ir mediena šiuo metu nėra užteršti radijoaktyviosiomis medžiagomis, o pelenų tyrimai rodo didesnį saugumo lygį. Jei įtariate, kad parduodami pelenai gali turėti neigiamų radionuklidų ar cheminių medžiagų, kreipkitės į atitinkamas institucijas.

Santrauka apie praktinį panaudojimą ir reglamentą

RSC rekomenduoja atlikti radiologinius tyrimus pelenams pagal Taisyklėse nustatytas procedūras. Medienos kuro pelenai, atitinkantys kriterijus, laikomi šalutiniais produktais ir gali būti naudojami pagal įstatymų reikalavimus, o pelenai deginant chemiškai užterštą medieną ar kiti pelenai negali būti taikomi žemės ūkyje. Pelenai, skirti keliams tiesti/rekonstruoti, turi būti surišti ir maišomi su smėliu ar kita rišančia medžiaga, kad sumažėtų sunkiųjų metalų išplovimas.

  1. Atliekami periodiniai biokuro pelenų tyrimai dėl sunkiųjų metalų ir maistinių medžiagų koncentracijų.
  2. Tiriama granuliuotų pelenų ir mišinių sauga bei efektyvumas augalų augimui.
  3. Radiacinės saugos centras ir kitos institucijos vykdo patikras bei dialogą su įmonėmis dėl radiacijos paso pateikimo ir celiulių kontrolės.

Kasmet Lietuvoje susidaro daugiau nei 10 tūkst. tonų medienos kuro pelenų, todėl tikslūs matavimai, tinkamas pelenų paruošimas ir atsargus panaudojimas yra būtini norint išvengti neigiamų poveikių dirvožemiui ir žmonių sveikatai.

tags: #sunkiuju #metalu #koncentracijos #medienos #pelenuose