REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Živo srebro je zelo strupen element, ki je zaradi njegove hlapnosti pri sobni temperaturi prisoten povsod. Visokotemperaturni procesi so povečali vsebnosti živega srebra na globalnem nivoju. Zaradi globalnega problema živega srebra sta bila izdelana globalni in evropski akcijski načrt z namenom zmanjševanja emisij ter odstranjevanja živega srebra iz okolja. Tudi cementarne pomembno prispevajo k globalnim emisijam, vendar je podatkov o emisijah iz cementarn malo, še manj pa je znanega o procesih kroženja živega srebra v proizvodnem procesu, ki nastane predvsem zaradi protitoka dimnih plinov in materialov ter povratnega toka živega srebra iz dimnih plinov v proces.
Glavni namen študije je bila ocena emisij živega srebra iz cementarne ter študija procesov kroženja znotraj procesa proizvodnje cementnega klinkerja. Izdelan je bil plan meritev in vzorčenja, ki je zajemal uvodno ter tri osnovna obdobij meritev, skozi katere je bilo mogoče opazovati posamezna stanja v različnih obratovalnih pogojih. Izvedene so bile meritve živega srebra v vseh pomembnih tokovih materialov in plinov na okrog 300 trdnih vzorcih ter okrog 80 vzorcih iz plinaste faze. Istočasno pa so bile izmerjene masne koncentracije celotnega Hg(t), partikularnega Hg(p), elementarnega Hg0(g) in reaktivnega Hg2+(g) v ionski obliki v emitiranem dimnem plinu ter na dveh značilnih mestih v notranjosti procesa.
Dodatno je bila ocenjena prostorska porazdelitev in akumulacija živega srebra v lokalni okolici cementarne z metodami biomonitoringa z epifitskimi lišaji na sedmih najbolj reprezentančnih merilnih mestih v okolici cementarne in na enem odmaknjenem referenčnem mestu. V ta namen je bil izveden aktivni biomonitoring z uporabo izpostavljenih lišajev Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf v obdobjih 3, 6 in 12 mesecev in pasivni biomonitoring z naravnimi lišaji in-situ. Metode biomonitoringa so bile kombinirane še z meritvami elementarnega živega srebra v zunanjem zraku, multielementno analizo lišajev ter z nekaterimi okoljskimi in procesnimi meritvami, ki jih izvaja cementarna.
V celotnem procesu ter v posameznih delih procesa so bili ovrednoteni masni tokovi ter masne bilance živega srebra. Z meritvami je bila potrjena domneva, da se v procesu vzpostavijo številni tokokrogi, ki so močno odvisni od operativnih pogojev in tehnoloških značilnosti. V letnem vnosu živega srebra, ki je znašal okrog 27 kg, so surovine prispevale okrog 60 % in goriva okrog 40 % (petrol koks 31 %, odpadne gume 10 % in odpadna olja 0,4 %). Dva glavna izhoda živega srebra sta emisija dimnih plinov ter cementni klinker. Letna emisija živega srebra je zajela 40 – 70 % vhodnega živega srebra, cementni klinker le okrog 10 %. Identificirani so bili deli procesa z največjimi masnimi tokovi živega srebra in hkrati z najmanjšimi masnimi tokovi prašnatih trdnih materialov, ki lahko predstavljajo možne odvode živega srebra za zmanjšanje emisij. Živo srebro v dimnih plinih, ki iztekajo skozi glavni izpust v zrak, je v glavnem v plinasti obliki Hg(g), ki je v povprečju predstavljala 92 % (direktni način obratovanja) in 89 % (kombiniran način obratovanja) masne koncentracije celotnega živega srebra Hg(t). Deleži emitiranega živega srebra v zadnjem obdobju meritev so bili 65,7 % Hg2+(g), 34,0 % Hg0(g) in 0,3 % Hg(p) v povprečju. V plinasti frakciji Hg(g) je bil delež Hg2+ 83 % v direktnem načinu ter 51 % v kombiniranem načinu. Emitirane količine Hg(t), Hg(g) in Hg2+(g) so bile v večini primerov višje, če mlini surovin niso obratovali (direktni način).
Masne koncentracije elementarnega živega srebra v zraku v okolici cementarne so bile nizke, v povprečju pod 10 ng/m3. Lišaji in-situ so pokazali masne deleže Hg, primerljive z lišaji, ki so bili prineseni iz nekontaminiranega območja (ozadja) za izpostavitev. Izpostavljeni lišaji so pokazali porast masnega deleža živega srebra v vseh treh obdobjih (3, 6 in 12 mesecev), posebno na enem mestu, ki se nahaja v bližini cementarne. Porast masnega deleža živega srebra v vitalnih lišajih je pokazal dobro korelacijo z obratovalnim časom cementne peči (z emitirano količino živega srebra).
Glavna novost naloge je prispevek k poznavanju oblik, procesov kroženja in masnih tokov živega srebra znotraj procesa, kar lahko pripomore k tehnikam zmanjševanja emisij živega srebra iz cementarn. Na osnovi masnih bilanc je mogoče napovedovati emisije v primeru spremenjenih vtokov v proces. Doprinos naloge so tudi izsledki biomonitoringa, ki so pokazali pomembno korelacijo med emisijami iz cementarne in akumulacijo živega srebra v izpostavljenih lišajih. To kaže, da je lahko biomonitoring ob primerni validaciji in standardizaciji perspektivna in tudi cenovno ugodna metoda za ugotavljanje prostorske razpršitve in usedanja v bližini točkovnih virov emisij živega srebra. Glede na novo zakonodajo na področju kakovosti zraka ter usmeritve partnerskega programa UNEP bo ta vidik v bodoče postal še bolj aktualen.