Vasilica STAN -...

7

Transcript of Vasilica STAN -...

Page 1: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut
Page 2: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

Vasilica STAN

Managementul Deşeurilor

Organice

Editura AcademicPres

Cluj-Napoca

2013

Page 3: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

6

© Copyright 2013

Toate drepturile rezervate. Nici o parte din această lucrare nu poate fi reprodusă sub nici o formă, prin nici

un mijloc mecanic sau electronic, sau stocată într-o bază de date, fără acordul prealabil, în scris, al

responsabilului de redacţie.

Colegiu editorial Editura AcademicPres:

Director editură: Prof. dr. Carmen SOCACIU

Editor: Prof. dr. Radu E. SESTRAŞ

Referenţi ştiinţifici:

Prof. dr. Velicica DAVIDESCU

Universitatea de Ştiinţe Agronomice şi Medicină Veterinară Bucureşti

Conf. dr. Mircea MIHALACHE

Universitatea de Ştiinţe Agronomice şi Medicină Veterinară Bucureşti

Tehnoredactare computerizată şi coperta: Vasilica STAN

Printing: ProArt SRL www.roart.ro

Editura AcademicPres

Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară

Cluj-Napoca

Calea Mănăştur, Nr. 3-5, 400372 Cluj-Napoca

Tel. +40 264-596 384

Fax: +40 264-593 792

E-mail: [email protected]

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României

STAN, VASILICA Managementul deşeurilor organice / Vasilica I. Stan. - Cluj-Napoca:

AcademicPres, 2013

Bibliogr.

Index

ISBN 978-973-744-311-3

65.012.4:631.86

Page 4: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

7

Cuprins

1. Introducere 5

1.1 Structura cărţii 8

2. Aspecte generale privind deşeurile organice 10

2.1 Producţia şi managementul actual al deşeurilor organice 11

2.2 Provenienţa deşeurilor organice şi factorii determinant 12

3. Impactul deşeurilor organice asupra mediului 19

3.1 Introducere 19

3.2 Reciclarea deşeurilor organice şi poluarea mediului 20

4. Managementul deşeurilor: principii şi norme 23

4.1 Principii ale legislaţiei europene 23

4.2 Strategii şi norme adoptate la nivel naţional 27

5. Tratarea aerobă a deşeurilor organice 29

5.1 Tehnologia compostării 29

5.1.1 Aspecte generale 29

5.1.2 Definiţii 30

5.2 Principii generale ale compostării 33

5.3 Factori care influenţează compostarea 36

5.3.1 Aspecte generale 36

5.3.2 Parametri compostării 38

5.4 Maturitatea şi stabilitatea compostului 49

5.5 Managementul mirosurilor 54

5.6 Sisteme de compostare 59

5.7 Compostarea nămolurilor de epurare 70

5.7.1 Probleme privind calitatea compostului 72

5.8 Avantajele şi dezavantajele compostării 75

6. Tratarea anaerobă a deşeurilor organice 79

6.1 Introducere 79

6.2 Condiţii de aplicare a digestiei anaerobe 82

6.3 Tehnologia producerii biogazului 85

6.3.1 Aspecte generale 85

6.3.2 Procesul microbiologic al digestiei anaerobe 88

6.3.3 Parametri chimici şi fizici ai digestiei anaerobe 92

6.4 Avantajele şi dezavantajele metanizării 94

7. Reciclarea în agricultură a nămolurilor de epurare 101

7.1 Introducere 101

7.2 Reciclarea agricolă a nămolului de epurare 105

7.2.1 Consideraţii generale 105

7.2.2 Metode de tratare a nămolurilor de epurare 109

7.2.3 Reglementări privind reciclarea nămolurilor de epurare 112

7.2.4 Puncte cheie pentru reuşita utilizării reciclării nămolurilor 122

7.2.5 Riscuri pe care le pot prezenta nămolurile de epurare 124

Referinţe bibliografice 127

Page 5: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

8

1

Introducere

Recunoaşterea globală a necesităţii de a promova sustenabilitatea şi a reduce efectele

omenirii asupra mediului înconjurător (e.g.

schimbările climatice, chimizarea, eutrofizarea) a

intensificat necesitatea dezvoltării şi implementării

unor metode eficiente pentru tratarea deşeurilor şi

pentru producerea de energie. În sistemele durabile,

nutrienţii şi materiile organice folosite de societate

trebuie reciclate (e.g. fertilizanţi pentru soluri, pentru

producerea de hrană pentru om, nutreţuri pentru

animale şi materii prime pentru industrii). Totuşi,

datorită substanțelor chimice nocive, au crescut

îngrijorările legate de calitatea igienică a materiilor

organice destinate pentru aplicarea pe terenurile

agricole, din cauza transmiterii epidemice a bolilor

provenind de la animale, spre exemplu, encefalopatia

spongiformă bovină (ESB) și febra aftoasă [1].

Problematica gestiunii deşeurilor, în general, a

devenit din ce în ce mai complexă în ultimii ani ca

urmare a necesităţii unui răspuns adecvat la

exigenţele sociale şi cele de protecţie a mediului

înconjurător. Creşterea producţiei globale de deşeuri

a determinat intensificarea eforturilor privitoare la

punerea la punct a unor metode performante de tratare şi eliminare a acestora fără a aduce

prejudicii mediului înconjurător.

În ceea ce priveşte deşeurile organice, accentul se pune pe reciclarea lor prin valorificarea

nutrienţilor şi a materiilor organice în agricultură sau pe utilizarea lor în producţia de

biocombustibil, care se soldează cu un dublu beneficiu, pe de o parte biogazul, respectiv gazul

metan, iar pe de altă parte materialul rezultat în urma tratamentului. care poate fi folosit în

agricultură ca îngrăşământ orgnic. Responsabilitatea cetăţeanului consumator este însoţită de

o întărire a contestaţiei la nivel local faţă de implementarea metodelor şi echipamentelor de

tratare şi eliminare a deşeurilor organice.

A dispune de mijloace performante de tratare şi eliminare a deşeurilor, puţin dăunătoare şi

durabile, rămâne, nu numai în România, dar chiar şi în întreaga Europă şi în lume, o mare

miză a gestiunii deşeurilor municipale, în timp ce filiera valorificării materiei organice

(reciclare) presupune încă o confruntare cu costurile şi eficienţa cantitativă şi calitativă. În

acelaşi timp se pune problema de a preveni producţia de deşeuri, de a alege mai bine politicile

privitoare la deşeuri, la diferite niveluri (local, regional, naţional etc.), de a defini o

organizaţie locală eficientă şi moduri de gestiune echilibrate, de a ameliora informarea şi

participarea cetăţenilor.

Creşterea intensităţii industrializării şi a diversităţii activităţilor economice după anul

1950, a condus, între altele, la creşterea diversităţii deşeurilor, în general, ca produse

secundare ale proceselor de producţie.

„... Prin ignoranţă sau

indiferenţă putem produce

enorme şi ireversibile prejudicii

mediului înconjurător de care

depind viaţa şi bunăstarea

noastră. Invers, prin cunoaştere

deplină şi acţiune înţeleaptă,

putem realiza pentru noi şi

pentru urmaşii noştri o viaţă mai

bună într-un mediu înconjurător

mult mai corespunzător nevoilor

şi speranţelor umane...”

(Declaraţia Conferinţei Organizaţiei

Naţiunilor Unite asupra Mediului

Uman, Stockholm, 5-16 Iunie 1972)

Page 6: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

9

Conferinţa Organizaţiei Naţiunilor Unite asupra Mediului Uman (Stockholm, 5-16 Iunie

1972) a evidenţiat necesitatea considerării prejudiciilor aduse mediului înconjurător şi

necesitatea dezvoltării unor programe pentru a se asigura un management durabil al

deşeurilor, pentru un impact cât mai redus al acestora asupra mediului înconjurător.

Agenda 21, documentul Conferinţei Organizaţiei Naţiunilor Unite asupra Mediului şi

Dezvoltării (3-14 Iunie, 1992, Rio de Janeiro, Brazilia) a consemnat acordul majorităţii ţărilor

lumii în privinţa reducerii producţiei de deşeuri, creşterii refolosirii materialelor din deşeuri,

reciclării nutrienţilor din deşeuri şi dezvoltarea unui management durabil al acestora. În cadrul

Agendei 21 au fost considerate patru programe majore pentru managementul durabil al

deşeurilor, iar acestea s-au referit la reducerea producţiei de deşeuri, creşterea refolosirii

materialelor din deşeuri, reciclarea nutrienţilor din deşeuri şi dezvoltarea unui management

durabil al lor.

Deşeurile organice sunt toate acele produse secundare ale proceselor de producţie sau

rezultate din diferite activităţi antropice, care au proprietatea de a fi biodegradate. Chiar dacă

se poate vorbi despre un mare avantaj, cel puţin din acest punct de vedere, al biodegradării,

cantităţile foarte mari de deşeuri produse anual sunt de natură să suscite îngrijorări în privinţa

managementului lor durabil. De aceea, numărul acţiunilor întreprinse în scopul elaborării de

soluţii tehnice durabile, cercetării efectelor acestor deşeuri asupra mediului înconjurător,

cercetării beneficiilor aduse de diferitele sisteme de tratare, refolosire şi reciclare, cercetării

riscurilor pe care, unele dintre aceste deşeuri le pot prezenta pentru mediul înconjurător sau

pentru sănătatea oamenilor şi a animalelor, au crescut de-a lungul timpului foarte mult ca

număr şi ca intensitate.

Depozitarea necontrolată a deşeurilor organice, atât a celor de la fermă, cât şi a celor

provenind din alte activităţi, inclusiv menajere, ca şi folosirea neştiinţifică a acestora prezintă

numeroase riscuri pentru mediul înconjurător, după cum urmează:

spălarea materiei organice reziduale;

scurgerea de soluţii pe terenurile pe care se depozitează şi poluarea apelor de

suprafaţă, în special cu nitraţi şi fosfaţi;

levigarea unor compuşi de tipul nitraţilor şi poluarea apei freatice;

volatilizarea azotului amoniacal, a protoxidului de azot, a dioxidului de carbon şi a

metanului;

degradarea peisajului natural;

contaminarea mediului înconjurător cu diferiţi agenţi patogeni de origine animală sau

vegetală, etc.

Tratarea deşeurilor organice provenind din agricultură a constituit întotdeauna o

preocupare a agricultorilor în scopul reciclării nutrienţilor şi a materiei organice prin

încorporarea în solurile agricole. Odată cu creşterea demografică, dezvoltarea industriei şi a

serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut şi producţia dar şi

diversitatea deşeurilor organice, folosirea unora dintre acestea ca materiale fertiliante sau

amendamente pentru solurile agricole fiind condiţionată de respectarea unor norme privind

mediul înconjurător.

În acest context, elaborarea unor materiale de studiu, care să reunească informaţii recente

rezultate din cercetarea fundamentală şi aplicativă, precum şi din experienţa profesională în

domeniul managementului deşeurilor organice nu este doar necesară, ci chiar benefică. În

plus, se constată lipsa informaţiei în acest sens, puţinele cărţi sau studii editate fiind într-un

tiraj mult prea mic datorită costurilor pentru editare şi, prin urmare, greu de accesat pentru un

număr mai mare de oameni şi, în special, de către studenţi.

Page 7: Vasilica STAN - agro-bucuresti.roagro-bucuresti.ro/images/Publicatii/manuale/Managementul_deseurilor... · serviciilor, creşterea exigenţelor pentru calitatea vieţii etc. a crescut

10

1.1. Structura cărţii

Complexitatea problematicii deşeurilor organice, efectele acestora asupra mediului

înconjurător, nevoia de a răspunde legislaţiei şi a îndeplini obiectivele asumate prin ratificarea

unor convenţii internaţionale etc. au făcut ca studiul managementului acestora să se facă în

cadrul unor domenii şi programe de studii de învăţământ superior dezvoltate întocmai pentru a

răspunde acestor nevoi. În acest sens, studenţii în domeniul agronomic sau în cel al ingineriei

mediului agricol sunt formaţi şi pentru a dobândi cunoştinţe şi abilităţi privind particularităţile

tuturor proceselor, tehnologiilor şi metodelor ce pot fi utilizate pentru realizarea unui

management durabil al deşeurilor organice. De asemenea, formarea studenţilor implică şi

cunoaşterea metodelor şi tehnicilor prin care pot fi evaluate efectele deşeurilor organice şi

cele ale produselor rezultate din acestea, asupra mediului înconjurător, asupra omului şi

animalelor şi dezvoltarea capacităţii lor de a elabora soluţii şi a lua decizii pentru limitarea sau

eliminarea acelor efecte.

Cartea de faţă este structurată astfel încât să poată corespunde unui studiu eficient al

problematicii generate de deşeurile organice, al efectelor acestora asupra mediului

înconjurător, precum şi al celor mai cunoscute şi mai utilizate metode de tratare a deşeurilor

organice. Totodată, cartea oferă prilejul chestionării asupra unui fenomen sau altul, asupra

unei metode sau alta în scopul extinderii căutării de noi surse de informare într-o abordare

ştiinţifică.

În descrierea metodelor sau tehnologiilor de tratare a deşeurilor nu s-a procedat la o

separare strictă a principiilor de tratare a unuia sau a altui deşeu sau material organic, ci s-a

exemplificat cu particularităţi ale tratamentelor corespunzător diferitelor substraturi.

Cartea este structurată în şapte capitole. În Capitolul 1 se face o introducere în

problematica deşeurilor, o prezentare a necesităţii acestei cărţi şi a modului în care ea a fost

structurată. Prezentarea diferitelor tipuri de deşeuri organice şi a sectoarelor care le generează,

a modului şi a condiţiilor în care a evoluat producţia acestora se face în Capitolul 2. Întrucât

există întrebarea legată de nevoia unui management a deşeurilor organice, în Capitolul 3 sunt

prezentate câteva dintre efectele acestor materiale asupra mediului înconjurător, asupra

omului şi animalelor, precum şi o trecere în revistă a principalelor metode de eliminare

durabilă a lor. Creşterea cantităţilor şi a diversităţii deşeurilor organice a determinat emiterea

unor principii şi elaborarea unor norme şi reglementări privind eliminarea acestor deşeuri în

condiţii sigure. Aceste teme sunt dezvoltate în Capitolul 4. Principalele tehnologii de tratare a

deşeurilor organice sunt cele ce se realizează în prezenţa microorganismelor aerobe sau a

celor anaerobe. În Capitolul 5 este tratată tehnologia compostării, ca metodă aerobă, iar în

Capitolul 6 este prezentată tehnologia producerii biogazului, ca metodă anaerobă. Capitolul 7

este destinat prezentării problematii nămolurilor de epurare.