Η τύχη του υδράργυρου σε μία πιλοτική μονάδα ενεργού ιλύος.

Abstract

Ο κύριος στόχος της συγκεκριμένης διατριβής ήταν, να διερευνήσει την τύχη του υδραργύρου, σε μία Πιλοτική Μονάδα Ενεργού Ιλύος (ΠΜΕΙ). Πιο συγκεκριμένα οι στόχοι της εκπόνησης της ήταν: 1)Ο υπολογισμός του ισοζυγίου μάζας του υδραργύρου σε μία ΠΜΕΙ με την μέθοδο της ενεργού ιλύος και πως αυτό διαμορφώνεται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις εισόδου του μετάλλου και κάτω από διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος. 2)Η διερεύνηση των χημικών ειδών του εισερχόμενου ανόργανου διαλυτού υδραργύρου σε μία ΠΜΕΙ με την μέθοδο της ενεργού ιλύος, κατά την διάρκεια της επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων. 3)Ο υπολογισμός των κρίσιμων συγκεντρώσεων εισόδου του υδραργύρου σε μία ΜΕΥΑ, οι οποίες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν προβλήματα στην ομαλή λειτουργία της μονάδας. 4)Η διερεύνηση των παραμέτρων που επηρεάζουν την Ικανότητα Απομάκρυνσης (ΙΑ) του υδραργύρου σε μία ΜΕΥΑ. 5)Η διερεύνηση των επιπτώσεων της εισροής υδραργύρου στην λειτουργία της ΠΜΕΙ. Πιο αναλυτικά: Α) Πως επηρεάζει η εισροή του υδραργύρου τον αριθμό και τα είδη των βακτηρίων της ΔΑ της ΠΜΕΙ; Β) Πως επηρεάζει η εισροή του υδραργύρου την συγκέντρωση και την κατανομή μεγέθους των αιωρούμενων στερεών στην ΔΑ της ΠΜΕΙ; Γ) Πως πότε και πόσο επηρεάζει η εισροή του υδραργύρου την Ικανότητα Απομάκρυνσης (ΙΑ) του οργανικού φορτίου της ΠΜΕΙ; Για την διερεύνηση όλων των ερευνητικών στόχων που μόλις αναφέρθηκαν, κατασκευάστηκε εξ' αρχής μία Πιλοτική Μονάδα Ενεργού Ιλύος και με χρήση συνθετικών αποβλήτων προσδιορίστηκαν για μία συνεχή περίοδο τεσσάρων περίπου ετών δέκα έξι (16) φυσικές, χημικές και βιολογικές παράμετροι κατά την διάρκεια της λειτουργίας της. Για τον προσδιορισμό των παραμέτρων αυτών έγινε εκπαίδευση γράφοντος και χρήση διαφόρων αναλυτικών τεχνικών, οι σημαντικότερες εκ των οποίων ήταν η Φασματοσκοπία Ατομικής Απορρόφησης εξοπλισμένη με συσκευή Flow Injection για τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων του ολικού υδραργύρου και ο συνδυασμός Αέριας Χρωματογραφίας - Φασματοσκοπίας Μάζας για την ανίχνευση του μέθυλ - υδραργύρου. Οι περισσότεροι από 9,000 προσδιορισμοί των δέκα έξι φυσικών, χημικών και βιολογικών παραμέτρων που ελέγχονταν κατά την διάρκεια εκπόνησης της συγκεκριμένης διατριβής, οδήγησαν στην εξαγωγή των εξής σημαντικών συμπερασμάτων (για συγκεντρώσεις εισόδου από 5-600 μg Ηg/L): 1)Ο εισερχόμενος ανόργανος διαλυτός υδράργυρος, συνεργάζεται έντονα με την σωματιδιακή ύλη (Μ.Ο. 82,3 %) και ο κυρίαρχος μηχανισμός απομάκρυνσης του κατά την διάρκεια της επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων με την μέθοδο της ενεργού ιλύος, είναι μέσω της προσρόφησης ή της συμπλοκοποίησης του με την σωματιδιακή ύλη της ΔΑ και της συγκαθίζησης του στην ΔΔΚ (Μ.Ο 52,85 %). 2)Το κυρίαρχο είδος του υδραργύρου είναι ο σωματιδιακός σε όλα τα στάδια της επεξεργασίας, ενώ κάτω από τις συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες, δεν ανιχνεύτηκε βιολογική ή χημική μεθυλίωση του εισερχόμενου ανόργανου υδραργύρου στην ΠΜΕΙ, κατά την διάρκεια επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων. 3)Η Ικανότητα Απομάκρυνσης του Υδραργύρου (IΑΥ) για συγκεντρώσεις εισόδου του μετάλλου από 10 - 600 μg Ηg/L στην ΠΜΕΙ, κυμάνθηκε κατά μέσο όρο στο 61,06 % της συγκέντρωσης εισροής, από το οποίο το 52,85 % ανιχνεύτηκε στην ιλύ ενώ μέρος του υπολειπόμενου 8,21 % απεδείχθη ότι εξατμίσθηκε, κατά την διάρκεια του αερισμού των υγρών αποβλήτων. 4)Ση μαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την Ικανότητα Απομάκρυνσης του Υδραργύρου (IΑΥ) σε μία ΜΕΥΑ, είναι η συγκέντρωση εισόδου του μετάλλου, η συγκέντρωση των αιωρούμενων στερεών στην ΔΑ της ΜΕΥΑ, ο αριθμός και το είδος των μ/ο στην ΔΑ και τέλος η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η συσχέτιση της IAY είναι αρνητική με την συγκέντρωση εισόδου του μετάλλου, θετική με την συγκέντρωση των ΑΣ της ΔΑ, θετική με τον αριθμό των βακτηρίων της ΔΑ και τέλος θετική με την θερμοκρασία περιβάλλοντος. 5)Κρίσιμη συγκέντρωση του εισερχόμενου υδραργύρου στην ΠΜΕΙ, ικανή να αναστείλει την λειτουργία της μονάδας, κάτω από τις συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες, είναι αυτή των 500-600 μg Ηg/L. 6)Η εισροή του υδραργύρου στην ΠΜΕΙ έδειξε ότι στατιστικά επηρέασε σημαντικά τις εξής παραμέτρους που ελέγχθηκαν: Α) Τα είδη και τον αριθμό των βακτηρίων στην ΔΑ της ΠΜΕΙ. Β) Την κατανομή μεγέθους των αιωρούμενων στερεών στην ΔΑ της ΠΜΕΙ Γ) Την ικανότητα απομάκρυνσης του οργανικού φορτίου της ΠΜΕΙ. Η επιρροή ήταν θετική για τον αριθμό των βακτηρίων της ΔΑ, θετική για το μέγεθος των αιωρούμενων στερεών και αρνητική για την ικανότητα απομάκρυνσης του οργανικού φορτίου. 7)Η βιοκοινωνία της ΔΑ, είχε διαφορετική αντίδραση στην εισροή διαφορετικών συγκεντρώσεων του μετάλλου σ' αυτήν, αλλά σε όλες τις περιπτώσεις ανιχνεύτηκαν τα εξής: -η δημιουργία μεγαλύτερης διαμέτρου βιοκροκίδων στην ΔΑ, -η αύξηση του πληθυσμού των βακτηρίων της ΔΑ αλλά με διαφορετικό τάχος αύξησης ανά είδος και τέλος -η βιολογική αναγωγή του εισερχόμενου μετάλλου και η ανιχνεύσιμη εξάτμιση του από την ΔΑ της ΠΜΕΙ, τα οποία αναδεικνύουν και πιθανούς μηχανισμούς άμυνας της βιοκοινωνίας στον παράγοντα διαταραχής της. Σημαντικό μέρος των συμπερασμάτων αποτελούν ταυτόχρονα και τα στοιχεία πρωτοτυπίας της συγκεκριμένης διατριβής σε διεθνές επίπεδο, με βάση βιβλιογραφικές ανασκοπήσεις σε πέντε (5) διεθνείς βάσεις αναζήτησης επιστημονικής βιβλιογραφίας (Παράρτημα 6) (Τελευταία ανασκόπηση 4/2001). Τέλος αξίζει να αναφερθεί ότι μέρος των πρώτων αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στην συγκεκριμένη διατριβή, έχουν ήδη ανακοινωθεί σε διεθνές επιστημονικό περιοδικό

και σε επιστημονικά συνέδρια (Παράρτημα 5).