aplinkos apsaugos inzinerija.pdf
TRANSCRIPT
0
1
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS
Žemės ūkio inžinerijos fakultetas
Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra
Jūratė Nadzeikienė
Aplinkos apsaugos inžinerija
Mokomoji knyga
AKADEMIJA
2012
2
UDK 62-784.3:504.6 (075.8)
Jūratė Nadzeikienė
Aplinkos apsaugos inžinerija Mokomoji knyga
Recenzavo:
doc. dr. Ričardas Butkus, Aleksandro Stulginskio universitetas
doc. dr. Eglė Jotautienė, Aleksandro Stulginskio universitetas
Aprobuota:
Aleksandro Stulginskio universiteto Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos
katedroje 2011-12-07, protokolo Nr. 803-303
Aleksandro Stulginskio universiteto Žemės ūkio inžinerijos fakulteto tarybos
metodinėje komisijoje 2011-12-22, protokolo Nr. 81
Aleksandro Stulginskio universiteto metodinėje komisijoje 2012-01-18,
protokolo Nr. 49
Viršelį kūrė Danguolė Raudonienė
Kalbą redagavo Laima Jonikienė
Leidinio išleidimas paremtas projekto Lietuvos žemės ūkio universiteto pirmosios
studijų pakopos programų atnaujinimas (projekto kodas Nr. VP1-2.2-ŠMM-07-K-01-092),
finansavimo ir administravimo sutarties Nr. VP1-2.2-ŠMM-07-K-01-092 lėšomis.
ISBN 978-609-449-017-0
© Jūratė Nadzeikienė, 2012
© Aleksandro Stulginskio universitetas, 2012
3
PRATARMĖ
Lietuva, kaip ir visos Europos Sąjungos šalys, pripažįstančios ir besivadovaujančios
150 šalių atstovų 1992 metais pasirašyta Rio de Žaneiro deklaracija dėl aplinkos apsaugos ir
plėtros, stengiasi įgyvendinti subalansuotos plėtros siekius. Viena iš subalansuotos plėtros
įgyvendinimo priemonių yra visuomenės aplinkosauginis švietimas, kečiantis žmonių požiūrį
į aplinkos apsaugos klausimus, būsimųjų žemės ūkio, inžinerijos specialistų žinių, gebėjimų ir
atsakomybės ugdymas sveikos aplinkos išsaugojimo klausimais. Siekiant studijų kokybės
atnaujinamos studijų programos, stiprinamas studijų metodinis aprūpinimas. Mokomoji knyga
,,Aplinkos apsaugos inžinerija“ paruošta pagal Aleksandro Stulginskio universiteto pirmosios
studijų pakopos atnaujinimo projektą (kodas Nr. VPI-2.2-ŠMM-07-K-01-092). Jos paskirtis
yra suteikti žinių apie inžinerines priemones ir jų panaudojimą, sprendžiant aplinkos apsaugos
klausimus agrariniame sektoriuje. Mokomosios knygos įvade aptariama aplinkosaugos
istorinė raida, šiuolaikinės aplinkos apsaugos problemos. Pirmajame skyriuje glaustai
aprašoma gamtos ir aplinkos apsaugos bei jos taršos samprata, antrajame skyriuje plačiau
analizuojami atmosferos apsaugos klausimai, susiję su žemės ūkio gamybos technologijų:
deginamo kuro, karvidžių, metalų suvirinimo, medienos apdirbimo, akumuliatorių priežiūros
ir remonto, kalvystės darbų keliama tarša, apžvelgiami būdingi mechaninių ir dujinių teršalų
iš oro valymo būdai, įrenginiai ir aparatai. Trečiajame skyriuje pateikiamos pagrindinės žinios
apie vandens išteklius, jų naudojimą, taršą bei nuotekų valymo būdus ir įrenginius.
Ketvirtajame skyriuje pateikiamos glaustos žinios apie dirvožemį, jo taršą ir apsaugos būdus
bei technologijas. Atliekų tvarkymo, aplinkosaugos vadybos ir kiti aplinkosaugos klausimai
leidinyje neanalizuojami dėl knygos ribotos apimties ir šių klausimų pateikimo kituose minėto
projekto leidiniuose.
Mokomoji knyga skirta Aleksandro Stulginskio universiteto pirmosios studijų pakopos
Bendrosios agroinžinerijos studijų programos studentams dalyko Aplinkosaugos inžinerija
studijoms, tačiau ja gali naudotis ir Universiteto kitų studijų programų bei kitų aukštųjų
mokyklų studentai.
Knygos autorė dėkoja projekto rėmėjams už finansinę paramą, recenzentams doc. dr.
Ričardui Butkui, doc. dr. Eglei Jotautienei, kolegoms už pareikštas pastabas, dalykiškus
patarimus, knygos redaktorei, dizainerei ir leidėjams.
Pastabas ir pasiūlymus autorė prašo siųsti adresu:
Jūratė Nadzeikienė,
Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra,
Studentų g. 15b, LT-53362 Akademija, Kauno raj.,
tel. (8-37) 75 23 76, el. paštas: [email protected]
4
TURINYS ĮVADAS ..................................................................................................................................... 5
1. APLINKOS APSAUGOS APIBŪDINIMAS ........................................................................ 7
1.1. Aplinkos apsaugos samprata .......................................................................................... 7
1.2. Aplinkos tarša, taršos šaltiniai ir teršalai ......................................................................... 8
2. ATMOSFEROS APSAUGA ................................................................................................ 11
2.1. Deginamo kuro sukeliama aplinkos oro tarša ............................................................... 11
2.2. Mašinų, turinčių vidaus degimų variklius, sukeliama aplinkos oro tarša .......................... 15
2.3. Teršalų susidarymas žemės ūkio gamybos procesuose ................................................. 16
2.4. Mechaninių teršalų valymas iš oro ................................................................................ 22
2.4.1. Kietųjų dalelių, dulkių ir aerozolių charakteristika ................................................ 22
2.4.2. Oro apsauga nuo kietųjų dalelių (dulkių) ............................................................... 26
2.4.3. Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvai ....................................................................... 27
2.4.4. Šlapieji dulkių valymo iš dujų (oro) metodai ir aparatai ........................................ 34
2.5. Cheminių teršalų valymas iš oro ................................................................................... 42
2.5.1. Absorbcinis dujų valymas ...................................................................................... 42
2.5.2. Adsorbcinis dujų valymas ...................................................................................... 46
2.5.3. Terminis dujinių teršalų nukenksminimas .............................................................. 48
2.6. Biologinis dujų nukenksminimas ................................................................................. 52
3. HIDROSFEROS APSAUGA ............................................................................................... 54
3.1. Vandens ištekliai, savybės ir reikšmė ............................................................................ 54
3.2. Vandenų klasifikacija ir tarša ........................................................................................ 56
3.3. Vandens naudojimo mažinimas technologiniuose procesuose ...................................... 58
3.4. Geriamojo vandens kokybės gerinimas ......................................................................... 60
3.5. Nuotekų valymas ........................................................................................................... 63
3.5.1. Nuotekų apibūdinimas ............................................................................................ 63
3.5.2. Nuotekų šalinimo ir valymo būdai ......................................................................... 67
3.5.3. Mechaninis nuotekų valymas ................................................................................. 71
3.5.4. Biologinis nuotekų valymas pusiau gamtinėmis sąlygomis ................................... 79
3.5.5. Biologinių nuotekų valymas dirbtinėmis sąlygomis .............................................. 87
4. DIRVOŽEMIO APSAUGA ................................................................................................. 91
4.1. Dirvožemio ištekliai, sudėtis ir reikšmė ........................................................................ 91
4.2. Dirvožemio savybės ...................................................................................................... 93
4.3. Dirvožemio tarša, žalojimas, naikinimas ir degradacija ............................................... 95
4.4. Dirvožemio erozija ........................................................................................................ 99
4.5. Dirvožemio apsaugos nuo erozijos priemonės ............................................................ 103
4.6. Pažeistų žemių rekultivacija ........................................................................................ 109
4.7. Užteršto dirvožemio valymas ...................................................................................... 110
INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS ............................................................................. 114
5
ĮVADAS
Po Antrojo pasaulinio karo ir šiame šimtmetyje labai padidėjo prieštaravimai tarp
žmonijos materialinių poreikių ir biosferos. Intensyvėjant gamtos išteklių naudojimui, augant
pramonei, energetikai, transportui, žemės ūkiui ir kitoms ūkio šakoms, gamta vis labiau
niokojama, teršiamos žmonių gyvenamoji, poilsio ir darbo aplinkos. Šiuolaikinis mokslas,
technika ir technologijos stengiasi patenkinti didėjančius žmonijos poreikius, tačiau tuo pačiu
kelia kritinę situaciją tarp gamtos ir žmogaus.
Žmogus supranta galimas šios situacijos liūdnas pasekmes, ieško būdų ir priemonių jai
normalizuoti. 1945 m. spalio 25 d. įkurtoji Jungtinių Tautų Organizacija (JTO) 1945 m.
lapkričio 16 d. įsteigė UNESCO (Jungtinių Tautų Organizacijos švietimo, mokslo ir kultūros
organizaciją), kurios būstinė nuo 1958 m. lapkričio 3 d. yra Paryžiuje. UNESCO iniciatyva 18
vyriausybių, 7 tarptautinės organizacijos ir 107 nacionalinės gamtosaugos organizacijos 1948
m/ spalio 15 d. „Steigiamąjį aktą“ dėl IUCN (International Union for Conservation Nature
and Natural Resources) įkūrimo, kuri rūpinasi gamtos biologine įvairove, klimato kaita,
tvariąja energija, „žaliąja“ ekonomika, žmogaus gerove.
1968 m. buvo sukurtas Romos klubas – tarptautinė savarankiška organizacija, kurios
veikla atspindėjo didelį susirūpinimą aplinkos būkle ir civilizacijos plėtros perspektyva.
Anksčiau ir dabar plėtojama daug tarptautinių programų, kuriose pateikiami aplinkos
apsaugos pagrindiniai principai. 1972 m. vasarą Stokholme įvyko JTO konferencija (žinoma
kaip Stokholmo konferencija) dėl žmogaus aplinkos. Joje buvo nagrinėjamas aplinkos
poveikis žmonijos sveikatingumui, sukurta Aplinkos valdymo taryba. 1987 m. Monrealyje
pasirašytas protokolas „Dėl ozono sluoksnį ardančių medžiagų naudojimo sumažinimo“. 1991
m. buvo pasirašyta Verslo chartija harmoningai plėtrai (ICC), kurioje fiksuojama 16
aplinkosaugos vadybos principų. 1992 m. Rio de Žaneire įvyko Jungtinių Tautų (JT) aplinkos
apsaugos ir plėtros konferencija (Žemės pasitarimas). Joje daugiau kaip 150 valstybių atstovų
(tarp jų ir Lietuvos) pasirašė deklaraciją dėl aplinkos ir plėtros bei Darbotvarkę XXI amžiui –
tarptautinę strategiją siekiant subalansuotos plėtros. Subalansuota plėtra – ilgalaikė, nuolatinė
visuomenės plėtra, siekiant tenkinti žmonijos poreikius dabar ir ateityje, racionaliai naudojant
bei papildant gamtos išteklius, išsaugant Žemę ateities kartoms. 1997 m. pasirašytas Kioto
protokolas dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų naudojimo. 2002 m. įvykusiame Žemės
viršūnių susitikime buvo pasirašyta Johanesburgo deklaracija dėl subalansuotos plėtros
veiksmų plano įgyvendinimo. 2009 m. įvyko Jungtinių Tautų klimato kaitos konferencija,
visuotinai žinoma kaip Kopenhagos viršūnių susitikimas, siekiant sukurti veiksmingą
pasaulinę anglies dvideginio rinką.
6
Aplinkos apsaugos klausimai aktualūs ir mūsų Valstybėje. Lietuvos Respublikos
Konstitucijos 53 str. įtvirtina bendrą Valstybės ir kiekvieno asmens pareigą saugoti aplinką
nuo kenksmingų poveikių, o 54 str. numato pagrindines šios pareigos realizavimo kryptis.
Konstitucijoje pabrėžiama, kad Valstybė rūpinasi natūralios gamtinės aplinkos, gyvūnijos ir
augalijos, atskirų gamtos, ypač vertingų vietinių objektų apsauga, prižiūri, kad saikingai būtų
naudojami, atkuriami ir gausinami gamtos ištekliai. Lietuvoje žmogaus ir gamtos santykiai
pradėti reguliuoti karaliaus Kazimiero 1468 metų teisyne nustatyta bebrų gaudymo tvarka.
Pirmajame Lietuvos Statute (1529 m.) yra straipsnių, reguliuojančių laukinių žvėrių
medžioklę, draudžiančių svetimuose vandenyse gaudyti žuvis. XVI a. pradėta rūpintis miškų
apsauga. Tarpukario Lietuvoje įstatymų aktai reguliavo medžioklę ir žūklę. 1921 m. Juozo
Tumo-Vaižganto iniciatyva buvo įsteigta Lietuvai pagražinti draugija. Kiek vėliau susikūrė
visuomeninė Gamtos mylėtojų draugija. Pokario metais aplinkos apsaugos klausimus sprendė
Valstybinis gamtos apsaugos komitetas, o rajonuose – Valstybinės gamtos apsaugos
inspekcijos, Gamtos apsaugos komisijos. Šiuo metu pagrindinis rūpestis gamtos ir aplinkos
apsauga yra pavestas Lietuvos aplinkos ministerijai, aplinkos apsaugos rajoniniams
departamentams, Aplinkos ministerijos pavaldžioms institucijoms ir tarnyboms.
Ūkinius subjektus ir gyventojus rūpintis aplinkos apsauga įpareigoja Lietuvos
Respublikos aplinkos apsaugos, aplinkos oro apsaugos, aplinkos monitoringo ir kiti įstatymai
bei norminiai aktai. Apsaugoti aplinką vien teisiniais, norminiais aktais, vadybinėmis
priemonėmis ir visuomenės tinkamu dėmesiu aplinkai neįmanoma. Be šių priemonių,
svarbiausią reikšmę turi ekonominės investicijos ir inžinerinės priemonės. Pastarąsias
priemones projektuoja, įgyvendina ir naudoja aplinkos apsaugos specialistai bei įmonių
vadovai. Šie asmenys kompetenciją aplinkos apsaugos klausimais įgyja studijuodami aplinkos
apsaugos, aplinkos apsaugos inžinerijos ir kitus gamtosauginius bei techninius dalykus.
Aplinkos apsaugos inžinerija yra techninių priemonių sistema, skirta aplinkos kokybei
užtikrinti. Sprendžiant aplinkos apsaugos inžinerinius klausimus agrariniame sektoriuje
pasigendama metodinės mokomosios literatūros, todėl šios mokomosios knygos tikslas –
suteikti studijuojantiems žinių apie aplinkos taršą, jos poveikį aplinkai ir žmonėms, apie
aplinkos apsaugos būdus ir inžinerines priemones bei ugdyti gebėjimą parinkti techninius
sprendimus aplinkosaugos srityje.
7
1. APLINKOS APSAUGOS APIBŪDINIMAS
1.1. Aplinkos apsaugos samprata
Žmogus sąvoką „aplinka“ suvokia įvairiai, nes ji yra plati ir daugialypė. Žmogų supa
gamtinė, gyvenamoji, darbo, socialinė ir kitos aplinkos. Žmogus sąveikauja su biosfera,
technosfera, noosfera.
UNESCO „aplinką“ apibrėžia dvejopai. Siaurąja prasme „aplinka“ suprantama kaip
erdvė, kurioje žmogus gyvena, dirba ir ilsisi, o plačiąja prasme – kaip žmogaus egzistavimo
sfera, susidedanti iš gamtos, antropogeninių (žmogaus sukurtų) objektų ir visuomenės. Pagal
UNESCO priimtą apibrėžimą „aplinka“ – tai pasaulio dalis, kurią žmogus naudoja, joje veikia
ir prie kurios prisitaiko. Ją sudaro įvairiai sąveikaujantys gyvosios ir negyvosios gamtos
elementai, jų įvairovė. Pagal Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos įstatymą (LR AAĮ,
2010) aplinka apibrėžiama kaip gamtoje funkcionuojanti tarpusavyje susijusių elementų
(žemės paviršiaus ir gelmių, oro, vandens, dirvožemio, augalų, gyvūnų, organinių ir
neorganinių medžiagų, antropogeninių komponentų) visuma bei juos vienijančios
natūraliosios ir antropogeninės sistemos. Žmogus, būdamas gyvosios gamtos subjektu,
aplinką dažnai suvokia kaip biosferą, technosferą ir noosferą. Biosfera – Žemės rutulio
paviršiaus dalis, kurioje gyvena organizmai, ekosistemų visuma. Tai dirvos (litosferos),
vandens (hidrosferos) ir oro (atmosferos) sluoksniai, kuriuose egzistuoja gyvybė.
Technosfera – žmogaus veiklos iš pagrindų paveikta (įrengiant techninius ar technologinius
objektus) biosferos dalis. Noosfera – Žemės planetos ir ją supančios erdvės dalis, kurioje
reiškiasi žmogaus veikla.
Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos įstatymas aplinkos apsaugą charakterizuoja
kaip aplinkos saugojimą nuo fizinio, cheminio, biologinio bei kitokio neigiamo poveikio,
atsirandančio naudojant gamtos išteklius. Plačiąja prasme aplinkos apsauga – tai visuomenės
ir valstybės priemonių, užtikrinančių harmoningą visuomenės ir aplinkos sąveikos raidą,
visuma. Aplinkos apsaugos prasmė yra platesnė, nei gamtos apsaugos, nes ji apima ne tik
ekologines, gamtos turtų tausojimo problemas, bet ir visus tuos aplinkos klausimus, kurių
spendimas dabar, tuo labiau ateityje, garantuoja žmogui normalią egzistenciją, komfortišką
būtį ir materialinę bei dvasinę visuomenės raidą. Gamtos apsauga – priemonių sistema
sąveikai tarp žmogaus veiklos ir gamtinės aplinkos palaikyti. Ji padeda racionaliai naudoti ir
atkurti gamtinius išteklius, saugoti gamtą ir žmonių sveikatą nuo kenksmingų tiesioginio ar
netiesioginio ūkinės veiklos poveikio padarinių. Gamtos apsauga apsiriboja žmogaus ir
gamtinės aplinkos santykių organizavimu, bet nesprendžia klausimų, susijusių su
antropogenizuotos gamtinės aplinkos poveikio žmogaus vystymuisi pasekmėmis. Aplinkos
apsaugos inžinerija (AAI) yra aplinkos apsaugos mokslo šaka, analizuojanti technologines,
8
technines, urbanistines ir organizacines priemones aplinkos apsaugai užtikrinti. AAI yra
glaudžiai susijusi su inžinerine ekologija, ekologine teise, vadyba ir kitais gamtosauginiais
mokslais.
1.2. Aplinkos tarša, taršos šaltiniai ir teršalai
Aplinkos tarša apibrėžiama įvairiai. Aplinkos tarša – žmonių veiklos sukeliamas
medžiagų, virpesių, šilumos arba triukšmo tiesioginis arba netiesioginis išmetimas į orą,
vandenį ar žemę, kas gali kenkti žmogaus sveikatai arba aplinkai, daryti žalą materialiniam
turtui arba kenkti arba sudaryti nepatogumus ir daryti kitokią neigiamą įtaką įteisintam
naudojimuisi aplinka (TIPK TAISYKLĖS, 2009). Lietuvos Respublikos vandens įstatymo
pakeitimo ir papildymo įstatyme (LR VANDENS ĮSTATYMAS, 2009) nurodoma, kad tarša –
tai žmogaus veiklos tiesioginis ar netiesioginis medžiagų ar energijos išleidimas į vandenį ar
žemę, galintis turėti žalingą poveikį žmonių sveikatai ar ekosistemoms, dėl ko gali būti
padaryta žala materialiniam turtui ir aplinkai. Taigi, aplinkos teršimas suprantamas kaip
cheminiai, fiziniai ir biologiniai aplinkos ar atskirų jos komponentų pokyčiai, kurie neigiamai
veikia žmogų ir kitus gyvus organizmus bei fizinius aplinkos komponentus.
Aplinkos tarša (1.1 pav.) gali būti natūrali (gamtinė), antropogeninė, globalinė,
regioninė, lokalinė, atmosferos, hidrosferos, dirvožemio, ūkinės veiklos.
1.1 pav. Pagrindinės aplinkos taršos rūšys
Vulkanų
išsiveržimai, miškų gaisrai, smėlio
audros, augalų dulkės, druskų
garavimas ir kt.
APLINKOS TARŠA
GAMTINĖ Žmogaus
veikos – transportas, energetika,
pramonė, žemės ūkis, komunalinis
ūkis, statybos ir kt.
ANTROPOGENINĖ
Apima visą
Žemės rutulį, gali keisti klimatą
GLOBALINĖ
Teršalų migracija
didelėse teritorijose, pvz., Černobylio,
Fukušimos AE avarijos
REGIONINĖ
Kelios ar viena
įmonė, užteršiančios miesto ar kitas
teritorijas
LOKALINĖ
ATMOSFEROS
HIDROSFEROS
DIRVOŽEMIO
Pagal aprėptį
Pagal biosferos dalis
9
Aplinkos teršimą sąlygoja teršalų išmetimas, kuris Europos Parlamento ir Tarybos
Direktyvoje 2008/1/EC (DIRECTIVE 2008/1/EC) apibrėžiamas kaip medžiagų, virpesių,
šilumos arba triukšmo tiesioginis arba netiesioginis išleidimas iš įrenginio pavienių arba
paskleistų šaltinių į orą, vandenį ar dirvą. Aplinka gali būti teršiama mechaniniais, cheminiais,
fizikiniais, biologiniais ir vizualiniais būdais (1.2 pav.).
1.2 pav. Aplinkos teršimo būdai (ŠEŠELGIS K., 1991)
Aplinkos taršos šaltinius galima skirstyti į gamtinius (natūraliuosius) ir
antropogeninius (žmogaus veiklos). Gamtiniai šaltiniai gali būti išskirstytieji (pvz., kosminių
dulkių iškritimas), trumpalaikiai (gaisrai, ugnikalnių išsiveržimai), ilgalaikiai (ultravioletinė,
infraraudonoji Saulės spinduliuotė). Antropogeniniai taršos šaltiniai yra labai įvairūs.
Pagrindiniais jų laikomi transportas, pramonė, energetika ir kiti. Transporto taršos šaltiniai
išskiria apie 60–64 % (UHEREK E. et al., 2010; EYRING V. et al., 2010), energetika – 11 %,
pramonė – 27 % teršalų (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008).
Įvairios medžiagos, veiksniai ar objektai teršalais tampa tada, kai jų tam tikras kiekis
aplinkoje sutrikdo energijos ir / ar medžiagų apykaitą tarp biotinės ir abiotinės aplinkos dalių
ir kai gyviesiems organizmams kenksmingų medžiagų kiekis viršija aplinkos pajėgumą jas
absorbuoti, sunaudoti ir / ar nukenksminti.
Teršimas tik mechaninį poveikį
aplinkai
darančiais veiksniais
Nusistovėjusių aplinkos
cheminių savybių pakitimas
Nepatrauklūs objektai ir
jų deriniai
kraštovaizdyje
I. MECHANINIS II. CHEMINIS V. VIZUALINIS
III. FIZIKINIS IV. BIOLOGINIS
Triukšmas
Vibracija Elektro-
magnetinės
bangos
Šiluma
Šviesa Jonizuojan-
čioji
spiduliuotė
Biotinis Mikrobio-
loginis
Tri
ukšm
o l
ygis
,
did
esnis
už
fonin
į
Skli
ndan
tys
bio
sfer
oje
mec
han
inia
i vir
pes
iai
Pak
itusi
os
elek
trom
agnet
inės
apli
nkos
savybės
Pak
itusi
apli
nkos
tem
per
atūra
Sum
ažėj
ęs a
rba
akin
anti
s ap
švie
tim
as
Did
esnė
už
nat
ūra
lų
foną
radia
cija
Ter
itori
joje
dau
gėj
a
terš
alų
Dau
gėj
a pat
ogen
inių
ir
nai
kin
anči
ų
mik
roorg
aniz
mų
10
Teršalai gali būti klasifikuojami pagal įvairius kriterijus: kilmę, būvį, prigimtį,
stabilumą, poveikį gyviems organizmams, gebėjimą migruoti ir kauptis aplinkoje, vartojimo
paskirtį, šaltinį ir t. t. Pagal kilmę teršalai klasifikuojami analogiškai teršimo būdams, t. y.
juos teršalus galima suskirstyti į: natūraliuosius (gamtinius), dirbtinius, o pagal prigimtį – į
cheminius, biologinius, fizikinius, vizualinius. Natūralieji teršalai – tai dulkės, gaisrų ir
ugnikalnių kietosios dalelės ir dujos, iš vandenynų išgaravusios druskos, žiedadulkės, vėjo
pustomas dirvožemis ar kopų smėlis ir kt. Dirbtiniams teršalams priskiriamos cheminės
medžiagos, gamybinės, žemės ūkio ir komunalinės atliekos, degimo produktai, užterštos
nuotekos, jų dumblas ir kt. Cheminiai teršalai dažniausiai skirstomi į tokias stambias
grupes: anglies, azoto ir sieros oksidai, kietosios dalelės – dulkės, sunkieji metalai,
aromatiniai angliavandeniliai, halogeninti angliavandeniliai, biogeninės medžiagos, naftos
produktai, greitai yrančios organinės medžiagos, patvarūs organiniai junginiai, oksiduojančios
medžiagos (ozonas ir kt.). Biologiniai teršalai dažniausiai susidaro agrariniame sektoriuje.
Jiems priskirtini organinės kilmės dulkės bei atliekos, augalų kenkėjai, graužikai,
kraujasiurbiai vabzdžiai, mikroorganizmai ir kt. Fizikiniams teršalams priskiriama perteklinė
šiluma, triukšmas, vibracija, ultravioletinė spinduliuotė, akinanti šviesa, radioaktyvioji
spinduliuotė ir kt. Atskira teršalų grupe išskiriami vadinamieji vizualiniai teršalai – tai
nepatrauklūs objektai ir jų deriniai kraštovaizdyje.
Pagal agregatinį būvį teršalai būna: kietieji, skystieji, dujiniai, o pagal struktūrą:
dujos, aerozoliai (dulkės, dūmai, rūkas), dalelės.
Priklausomai nuo gamybos įvairovės į aplinką išskiriami skirtingi teršalai. Pavyzdžiui,
mineralinių trąšų gamybos metu į aplinką patenka žaliavų dulkės, SO2, NOx, NH3, HF, HCl,
neorganinių rūgščių aerozoliai, neorganinių atliekų dulkės; galvanikos procesų metu – metalų
druskų, rūgščių ir šarmų aerozoliai, lakūs organiniai junginiai; medžio ir metalo gaminių
lakavimo, dažymo, klijavimo procesų metu – lakūs ir nelakūs organiniai junginiai, pigmentų
aerozoliai; gyvulininkystės objektai aplinką teršia kvapiosiomis medžiagomis, organinėmis
dulkėmis, anglies dvideginiu, amoniaku, metanu ir kt.; traktorių, mašinų junginiai – anglies,
azoto oksidais, nesudegusiais angliavandeniliais, sukelia triukšmą, vibracijas, dulkes ir kt.
Teršalai turi neigiamą poveikį biosferai (atmosferai, hidrosferai, litosferai), gyvajai
gamtai (žmonėms, gyvūnams. augalams) ir materialinėms vertybėms.
11
2. ATMOSFEROS APSAUGA
Žemės ūkio gamybos technologiniai procesai ir kaimo komunalinis ūkis aplinkos orą
teršia mechaniniais, fizikiniais, cheminiais, biologiniais ir mišriais teršalais. Atmosfera
kaimiškosiose vietovėse, kaip ir mieste, teršiama aerozoliais (dulkės, dūmai, rūkas), anglies
junginiais (CO2, CO, CH4), sieros junginiais (SO2, H2S), azoto junginiais (NO, NO2, NOx),
žiedadulkėmis, mikroorganizmais ir kt. teršalais. Antropogeninę taršą kaimiškosiose
gyvenvietėse kelia deginamas kuras, transporto priemonių ar suvirinamų metalų deginiai,
soduose, šiltnamiuose bei javų laukuose išpurškiami ar išbarstomi agrochemikalai, fermose ir
tvartuose – pašarų dulkės, sieros vandenilis, amoniakas ir kt. Pavasarį ir vasarą, kai įdirbamos
dirvos, pjaunami javai, atmosferos orą labiausiai teršia mobiliųjų mašinų deginiai, dulkės, o
žiemą kūrenamų krosnių išmetamos dujos ir kietosios dalelės.
2.1. Deginamo kuro sukeliama aplinkos oro tarša
Kaimo gyventojai buityje ar ruošdami gyvuliams pašarus sudegina nemažai kuro –
medienos, durpių, akmens anglių, mazuto, suskystintųjų dujų, šiaudų, degančių atliekų ir
kitokio kuro. Degant kurui susidaro pelenai, anglies, sieros, azoto, vanadžio oksidų ir kitokios
dujos. Apskaičiuojant sanitarinių apsaugos zonų pločius, parenkant oro valymo įrenginius
būtina žinoti susidarančių teršalų kiekius.
Lakiųjų pelenų (kietųjų dalelių) apskaičiavimas. Išmetamų lakiųjų pelenų kiekis (g/s),
deginant kurą katilinėse ir krosnyse, apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991;
DENAFAS G., 2000 a):
𝑀 = 10 𝐵 𝐴 𝜒(1 − 𝜂) g/s, (2.1)
čia Mp – išmetamų lakiųjų pelenų kiekis g/s;
Bs – sekundinis kuro sunaudojimas kilogramais kg/s (arba m3/s dujiniam kurui);
An – kuro naudojamosios masės peleningumas % (2.1 lentelė);
χ – koeficientas, apibūdinantis degiųjų medžiagų kiekį šlake ir jų dalį lakiuosiuose
pelenuose (2.2 lentelė);
η – lakiųjų pelenų gaudytuvų gaudymo laipsnis (nustatomas pagal gaudytuvų
eksploatacines ar technines charakteristikas: kai yra valymo įrenginiai, η=0,97, kai
deginamo kuro pelenai negaudomi, η=0).
Kai kuro sąnaudos skaičiuojant imamos t/m arba g/s, tai formulė (2.1) bus tokio
pavidalo:
1n
sp ABM t/m arba g/s. (2.2)
Tuomet Mp kiekis bus išreikštas atitinkamai t/m arba g/s.
12
2.1 lentelė. Kai kurių kietojo ir skystojo kuro rūšių sudėtis ir energetinė vertė (DENAFAS G.,
2000 a)
Kuro rūšis Sudėtis % pagal masę Qri
kJ/kg C H S O N A W
Antracitas 76,4 1,5 1,7 1,3 0,8 13,3 5 27200
Akmens anglis 62,4 3,8 3,6 4,3 1,1 18,8 6 25000
Rusvoji anglis 29,1 2,2 2,9 8,7 0,6 23,5 33 10600
Skalūnai 23,6 3,0 1,6 3,7 0,1 54,5 13,5 9800
Durpės 30,9 3,2 0,2 17,8 1,3 6,6 40 10800
Mediena 30,3 3,6 – 25,1 0,4 0,6 40 10100
Orimulsija 60,0 7,5 2,7 0,2 0,5 0,25 30,0 25500
Mazutas:
sieringas
mažai sieringas
83,4
10,0
2,9
0,2
0,2
0,3
3
38500
85,4 10,2 0,5 0,4 0,2 0,3 3 39000
Čia: A – peleningumas, W – drėgnis, Qri – energetinė vertė, C, H, S, O, N – cheminiai elementai.
2.2 lentelė. Dydžių χ, q3 ir q4 reikšmės priklausomai nuo pakuros tipo ir kuro rūšies
(DENAFAS G., 2000 a)
Pakuros tipas Kuro rūšis χ, q3 q4
Nejudančios grotelės, rankinis
kuro tiekimas
Rusvoji ir akmens anglis 0,0023 0,5 6/3
Antracitas 0,0030 0,5 13,5/10
Nejudančios grotelės, pneumatinis
kuro tiekimas
Rusvoji ir akmens anglis 0,0026 0,5 6/3
Antracitas 0,0088 0,5 13,5/10
Judančios grotelės Antracitas 0,0020 0,5 13,5/10
Akmens anglis 0,0035 0,5 5,5/3
Šachtinė pakura Kietasis kuras 0,0019 2 2
Buitinių šilumos agregatų
sluoksninės pakuros
Malkos 0,0050 3 3
Rusvoji anglis 0,0011 3 3
Akmens anglis 0,0011 3 3
Antracitas 0,0011 3 3
Kamerinės pakuros:
garo ir vandens šildymo katilai,
buitinės šilumos generatoriai
Mazutas 0,010 0,03 0,5
Dujos 0,01 0,5
Gamtinės dujos 0,01 0,5
Krosninis kuras 0,010 0,03 0,5
Anglies viendeginio (CO) kiekio apskaičiavimas. Anglies viendeginio, pavojingo
žmonių gyvybei, kiekis apskaičiuojamas pagal formulę (ŠVENČIANAS P., 1994):
1001 4q
BCM sCOCO g/s, (2.3)
čia MCO – anglies viendeginio kiekis dūmuose g/s;
CCO – anglies viendeginio kiekis, susidarantis deginant kietąjį, skystąjį ar dujinį kurą kg/t,
kg/tūkst. m3;
Bs – kuro sunaudojimas kg/s, m3/s;
q4 – šilumos nuostoliai dėl kuro nevisiško mechaninio sudegimo %, priklausantys nuo
pakuros tipo ir kuro rūšies (2.1 lentelė).
Parametras CCO apskaičiuojamas pagal formulę:
13
1013
3
n
žCO
QRqC
kg/t (arba kg/tūkst. m
3), (2.4)
čia q3 – šilumos nuostoliai dėl kuro nevisiško cheminio sudegimo % (šis dydis kiekvienam
kūryklos tipui priklauso nuo kuro tiekimo ir maišymosi su oru pobūdžio (2.2
lentelė);
R – koeficientas, įvertinantis šilumos nuostolius dėl CO dujų buvimo dūmuose. Kietajam
gabaliniam kurui R=1, dulkių pavidalo kietajam ir skystajam kurui – 0,65, dujoms –
0,5;
n
žQ – kuro naudojamosios masės žemutinė degimo šiluma kJ/kg, kJ/m3.
Kai kuro sąnaudos būna išreikštos t/m arba g/s, (2.1) formulė bus tokio pavidalo:
1001001,0 4q
BCM sCOCO t/m; g/s . (2.5)
Sieros dvideginio apskaičiavimas. Sieros junginių daugiausia yra iškastiniame kure.
Deginant tokį kurą susidaro sieros dioksidas, kurio kiekis apskaičiuojamas pagal formulę
(ŠVENČIANAS P., 1994; DENAFAS G., 2000 a):
"'
2221120 SOSO
n
sSO SBM g/s, (2.6)
čia 2SOM – sieros dvideginio kiekis g/s;
Bs – kuro sąnaudos kg/s;
Sn – sieros kiekis kuro naudojamojoje masėje % (2.2 lentelė);
'
2SO – sieros oksidų dalis, susijungianti su lakiaisiais pelenais katilo dūmuose. Šis
koeficientas priklauso nuo kuro rūšies ir jį galima priimti: akmens angliai – 0,10;
durpėms – 0,15; skalūnams – 0,80; mazutui – 0,02; dujoms – 0;
"
2SO – kietųjų dalelių sulaikymo įrenginiuose sulaikoma SO2 dalis. Sausi pelenų
gaudytuvai (ciklonai, elektros filtrai), taip pat neutraliu vandeniu drėkinami
skruberiai SO2 praktiškai nesulaiko ir "
2SO = 0. Naudojant šarmingą vandenį "
2SO =
0,02–0,05. Kai yra valymo įrenginiai, priimama, kad "
2SO = 0,97.
Kai kuro sąnaudos išreikštos t/m arba g/s, tai (2.6) formulė turės pavidalą:
"'
2221102,0 SOSO
n
CO SBM t/m; g/s. (2.7)
Azoto oksidų apskaičiavimas. Azoto oksidai deginant kurą susidaro esant aukštai
temperatūrai. Iš pradžių susidaro azoto monoksidas NO, o esant pakankamai deguonies, jis
virsta NO2, kurio kiekis apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991):
14
1001,022 NO
n
žNO KQBM t/m; g/s; tūkst. m3/m; m
3/s, (2.8)
čia 2NOM – azoto dioksido kiekis t/m, g/s, tūkst. m
3/m, m
3/s;
B – kuro sąnaudos t/m, g/s, tūkst.m3/m, m
3/s;
n
žQ – kuro naudojamosios masės žemutinė degimo šiluma MJ/kg, kJ/m3
(2.1 lentelė);
2NOK – parametras, apibūdinantis susidarančių azoto oksidų kiekį tenkantį 1 GJ šilumos;
β – koeficientas, įvertinantis azoto oksidų susidarymo sumažėjimą dėl panaudotų
techninių parametrų.
Jei kuro sąnaudos imamos kg/s, formulė (2.8) yra modifikuota:
122 NO
n
žNO KQBM g/s. (2.9)
Parametras 2NOK , priklausantis nuo krosnies ar katilo galingumo, apskaičiuojamas
pagal formulę (DENAFAS G., 2000 a):
n
f
NOQ
QK
84
5,22
, (2.10)
čia Qf – vidutinis katilo (krosnies) našumas GJ/h;
Qn – nominalusis katilo (krosnies) našumas GJ/h.
Deginant skystą ar dujinį kurą koeficientas β = 1,0, kai oro pertekliaus koeficientas
α > 1,05; β = 0,9, kai α = (1,03–1,05); β = 0,75, kai α < 1,03. Deginant kietąjį kurą,
β apskaičiuojamas pagal formules (DENAFAS G., 2000, I):
β = 0,178+0,47Nd , kai α ≤ 1,25; (2.11)
β = (0,178+0,47)Nd α/1,25 , kai α ≥ 1,25. (2.12)
čia Nd – azoto kiekis % kuro degiojoje masėje (2.1 lentelė);
α – oro pertekliaus koeficientas.
Vanadžio pentoksido apskaičiavimas. Deginant mazutą, orimulsiją, jų pelenuose būna
sunkiųjų metalų – vanadžio oksidų (V2O5), kurie labai padidina žalą aplinkai. V2O5 kiekis
apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS G., 2000 a):
snOVOV BGM 11105252
6 t/m, g/s, (2.13)
čia 52OVM – vanadžio pentoksido kiekis dūmuose t/m, g/s;
B – kuro sąnaudos t/m, g/s;
52OVG – vanadžio oksidų kiekis skystajame kure, perskaičiavus į V2O5 g/t;
ηn – vanadžio oksidų nusėdimo ant katilo šildomųjų paviršių koeficientas. Jei šildomieji
paviršiai valomi katilą sustabdžius, koeficientas ηn = 0,06, o kitais atvejais ηn = 0;
15
ηs – suodžių dalis, sugaunama valymo įrenginiuose. Šis dydis pasirenkamas iš
eksploatavimo duomenų. Nesant valymo įrenginių ηs = 0.
Kai kuro sąnaudos būna kg/s, tai formulė (2.13) turi tokį pavidalą:
snOVOV BGM 11105252
3 g/s. (2.14)
Vanadžio oksidų, perskaičiuotų į V2O5, kiekis apskaičiuojamas priklausomai nuo kuro
sieringumo:
6,314,9552
n
OV SG g/t, (2.15)
čia S – sieros kiekis kure, % (2.1 lentelė).
2.2. Mašinų, turinčių vidaus degimų variklius, sukeliama aplinkos oro tarša
Kaimo gyvenvietėse ir laukuose važinėja ir dirba nemažai transporto priemonių,
traktorių ir kitų mobiliųjų bei stacionariųjų mašinų, turinčių vidaus degimo variklius.
Mobiliųjų mašinų varikliai, degindami skystąjį ar dujinį kurą, skleidžia į aplinką nuodingus
(toksiškus) ir nenuodingus deginius. Degalai susideda iš įvairių angliavandenilių (CmHn),
kuriems visiškai sudegus susidaro visiško degimo produktai: anglies dioksidas (CO2),
vandens (H2O) garai ir išsiskiria šiluma (Q) (2.1 pav.). Kai degalai sudega nevisiškai trūkstant
deguonies, deginiuose dar būna anglies viendeginio (CO), nesudegusių angliavandenilių
(CmHn), aldehidų (RCHO), suodžių ir benzpireno (C20H12).
2.1 pav. Degalų degimo schema ir jų pagrindiniai deginiai (pagal JUČAS P., 2001)
Kaip natūralių priemaišų, degaluose būna sieros (pagal EN 590:2004 dyzeline jos gali
būti ne daugiau kaip 0,05 % masės). Anksčiau antidetonacinės benzino savybės būdavo
gerinamos švino (Pb) junginių priedais, kurie dabar ES keičiami nekenksmingais
oksigenatais, tačiau atvežtiniame benzine švino junginių pėdsakų dar gali pasitaikyti. Kartu su
deguonimi į variklio cilindrą įsiurbimo metu patenka ir pagrindinis oro komponentas azotas
(N2). Ekologiniu požiūriu visi deginių komponentai, išskyrus H2O ir Q, yra kenksmingi arba
nuodingi. Deginant benziną ir dyzeliną išsiskiria skirtingas nuodingų medžiagų kiekis:
sudeginus 1 kg benzino išsiskiria apie 500 g nuodingų medžiagų, o dyzeliną – apie 50 g. Nors
CO; CmHn; RCHO; C20H12 Nevisiško degimo produktai
CmHn + O2 CO2 + H2O + Q Visiško degimo produktai
N2
2
Priemaišos,
priedai NOx; SOx ; Pb
Papildomi degimo produktai
16
dyzeliniai varikliai, lyginant su Otto varikliais, išskiria apie 10 kartų mažiau nuodingų
medžiagų, tačiau jų deginiai turi 5 kartus daugiau suodžių, kuriuose yra ne tik anglies, bet, be
vandenilio ir deguonies, – dar sudėtingų aromatinių angliavandenilių, tarp jų kancerogeniško
C20H12.
Mobiliųjų ir stacionariųjų mašinų, turinčių vidaus degimo variklius, išmetamų deginių
kiekį galima apskaičiuoti remiantis šiuo metu Lietuvoje naudojama Teršiančių medžiagų
vertinimo metodika (TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ VERTINIMO METODIKA, 1998).
2.3. Teršalų susidarymas žemės ūkio gamybos procesuose
Žemės ūkio gamyboje susidaro įvairių teršalų. Gyvulininkystės darbuotojai patiria
gyvulių ir laikomo mėšlo išskiriamų dujų kvapus, mašinų remontininkai – suvirinamo metalo
dujas ir purslus (dulkes), pastatų remontininkai – apdirbamos medienos dulkes, dažų, lakiųjų
organinių junginių kvapus, mobiliųjų mašinų operatoriai – šilumos perteklių kabinose
karštomis vasaros dienomis. Toliau aprašomas kai kurių teršalų apskaičiavimas minėtuose
darbuose.
Karvidėje susidarančių dujinių teršalų kiekio iš karvių ir mėšlo apskaičiavimas.
Karvidėje susidarančių dujinių teršalų kiekį galima apskaičiuoti pagal jų lyginamųjų verčių
apskaičiavimo metodiką (МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫДЕЛЕНИЙ..., 1999).
Karvidėje susidarantis dujinių teršalų bendrasis kiekis i
bM priklauso nuo laikomų
galvijų skaičiaus, jų fiziologinių procesų, mėšlo tvarkymo ir jo laikymo būdo. Jis
apskaičiuojamas pagal formulę:
i
m
i
g
i
b MMM g/s, (2.16)
čia i
gM – i-ųjų teršalų, kuriuos generuoja laikomi galvijai, kiekis g/s;
i
mM – teršalų kiekis, kuris garuoja iš laikomo ir tvarkomo mėšlo g/s.
Bendrasis teršalų kiekis i
bM , susidarantis per vieną sekundę, dažnai vadinamas
susidarančių (išsiskiriančių) teršalų galia. Galvijų generuojama visų teršalų galia
apskaičiuojama pagal formulę:
1n
i
n
i
g MM , g/s. (2.17)
Kiekvieno teršalo (i-ojo, pvz., NH3) galia apskaičiuojama pagal formules:
qNYM i
n
i
n g/s, (2.18)
arba per metus
qNYKM i
n
i
n g/m, (2.19)
17
čia i – teršalų sąlyginis pažymėjimas;
n – sąlyginis galvijų grupės numeris (pvz., melžiamos karvės, veršeliai, penimi galvijai ir
kt.);
i
nY – atskiros galvijų grupės lyginamasis i-ojo teršalo kiekis. Jis parenkamas priklausomai
nuo mėšlo šalinimo iš tvarto periodiškumo;
N – galvijų skaičius grupėje;
q – vidutinė galvijų grupės vieno galvijo masė centneriais. Sandauga N·q gali būti pakeista
visų galvijų mase;
K – koeficientas dėl g/s perskaičiavimo į t/m , K= 31,5.
Maksimali vienkartinė galia (g/s) apskaičiuojama analogiškai, tačiau šiuo atveju
imami duomenys, turintys maksimalias vertes.
Teršalų kiekis dėl tvarkomo ir laikomo mėšlo apskaičiuojamas atskirai kiekvienam
metų laikotarpiui (periodui) taip:
j
j
i
j
i
m MM1
g/periodui. (2.20)
Teršalų galia i
jM apskaičiuojama taip:
qNYM i
j
i
j g/s, (2.21)
qNYCKM i
jp
i
j g/m, (2.22)
čia j – metų periodas (šiltasis – Š, pereinamasis – P, šaltasis – Ž);
K – koeficientas dėl g/s perskaičiavimo į t/m, К= 31,5;
Cp – parų skaičius skaičiuojamame metų periode;
i
jY – lyginamasis i-tojo teršalo kiekis, priklausantis nuo metų laikotarpio ir galvijų
kiekio;
N – galvijų kiekis vnt.;
q – vidutinė galvijo masė centneriais.
Metalų suvirinimo darbų tarša. Priklausomai nuo suvirinimo būdo, elektrodų ir fliusų
suvirinimo dūmuose ir dujose būna chromo, nikelio, arseno, mangano silicio, berilio, kadmio
vanadžio, volframo, aliuminio, titano, cinko, vario, azoto oksidų, fosgeno, akroleino, fluoro
junginių, anglies monoksido, ozono ir kitų teršalų. Suvirinimo teršalus sudaro suvirinamo
metalo ir elektrodų metalų dalelės, glaistų ir dažų, kuriais gali būti padengtas suvirinamasis
metalas ar elektrodas, dalelės, naudojamų suvirinimo metu medžiagos. Dujinio suvirinimo
metu, kai į degiklį tiekiamos suslėgtos degiosios dujos, į atmosferos orą gali patekti acetileno,
vandenilio, propano ir kitų dujų.
18
Susidarančių suvirinimo metu teršalų kiekį priimta apskaičiuoti pagal lyginamuosius
teršalų kiekius, tenkančius 1 kg sunaudotų suvirinimo medžiagų (elektrodų, vielos), pagal
suvirinimo siūlės arba pjaustomo metalo ilgį (g/m) ir kt.
Daugelyje Europos Sąjungos šalių maksimali leistina suvirinimo dūmų koncentracija
suvirinant mažaanglį plieną sumažėjo nuo 5 iki 3,5 mg/m3.
Teršalų kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal formulę (СОСТАВ И РАСЧЕТ
ВЫБРОСОВ..., 2010):
Mdi = mldi · Na · k (1 - η) kg, (2.23)
čia Mdi - suvirinimo dūmų i-tojo teršalo masė kg;
mldi – i-ojo teršalo lyginamoji masė (kiekis) kg;
Na – skaičiuojamasis parametras (sunaudota elektrodų masė, suvirinimo siūlės ilgis,
perpjauto metalo ilgis);
k – koeficientas, įvertinantis gamybinio proceso ypatumus;
η – valymo įrenginių efektyvumas. Nesant valymo įrenginių η = 0.
Daugiausia teršalų išsiskiria virinant metalus rankiniu būdu. Teršalų lyginamoji masė
yra labai įvairi. Laikoma, kad, suvirinant plieną sunaudojus 1 kg elektrodų, susidaro apie 40 g
dulkių, 2 g fluoro vandenilių, 1,5 g anglies ir azoto oksidų, o suvirinant ketų – iki 45 g dulkių
ir 1,9 g fluoro vandenilių (СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ..., 2010). Suvirinant metalus
automatizuotu arba pusiau automatizuotu būdais, susidaro 1,5–2 kartus teršalų mažiau, o
suvirinant po fliusais 4–6 kartus mažiau.
Medienos apdirbimo keliama oro tarša. Apdirbant medieną mechaniniu būdu susidaro
dulkančios pjuvenos, drožlės, šlifavimo dulkės, o dažant, lakuojant, klijuojant, džiovinant
lukštą (šponą) išsiskiria formaldehidų, fenolio, amoniako, aromatinių angliavandenilių, eterio
spirito garai.
Pjuvenų, drožlių ir šlifavimo dulkių susidarantis kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal
formulę (ТИЩЕНКО Н.Ф., 1991):
G = Go · kd kg/h, (2.24)
čia G – dulkančių atliekų kiekis kg/h;
Go – vidutinis atliekų susidarantis kiekis, priklausantis nuo medienos apdirbimo įrenginio,
kg/h (2.3 lentelė);
kd – koeficientas, įvertinantis mažesnių kaip 200 μm dalelių kiekį dulkėse.
Dulkių (dalelių) kiekis, patenkantis į pneumotransporto (medžiagų gabenimas
vamzdžiais oro srautu) ar aspiracijos (vietinės vėdinimo sistemos, šalinančios dulkėtą orą)
sistemas apskaičiuojamas pagal formulę (ТИЩЕНКО Н. Ф., 1991):
Ga = Go · kd ·kvn kg/h, (2.25)
19
čia Ga – dulkių kiekis patenkantis į pneumotransporto ar aspiracinę sistemas kg/h;
kvn – koeficientas, įvertinantis dulkių nusiurbimo vietinį efektyvumą, priklausantį nuo
siurbiamo oro kiekio, siurbtuvų išdėstymo vietos ir kt. Šio koeficiento vertė
skaičiuojant dažnai priimama 0,9 dydžio.
2.3 lentelė. Mechaniniu būdu apdirbamos medienos atliekų kiekis (pagal ТИЩЕНКО Н. Ф.,
1991)
Staklės
Staklių
markė
Atliekų
vidutinis
kiekis
kg/h
Vidutinis dulkių mažesnių kaip
200 μm kiekis
% kg/h
Apskritiminės pjovimo C6-2 29,7 36 10,69
Universaliosios apskritiminio pjovimo UP 21,0 30 6,30
Obliavimo su rankine pastūma SF-3 33,0 25 8,25
Obliavimo su mechanine pastūma SF-4 97,0 25 24,25
Frezavimo FL,FLA,
FSŠ-1
24,0 20 4,80
Frezavimo FA-1 44,0 20 8,80
Išilginio pjovimo ŠO-10 4,6 16 0,74
Juostinės pjovimo LO-80 29,0 34 9,86
Gręžimo 2N, 125L 26,0 21 5,46
Šlifavimo ŠlPS-5P 2,8 100 2,80
Šlifavimo diskinės ŠlDB-4 12 67 8,04
Dulkių kiekis, patenkantis į atmosferą, apskaičiuojamas pagal formulę:
Gat = Go · kd · kvn · (1 – kdg) kg/h, (2.26)
čia kdg – koeficientas, įvertinantis dulkių sugavimą valymo įrenginyje (pvz., ciklono,
skruberio ir kt.).
Akumuliatorių baterijų priežiūros ir remonto keliama tarša. Ūkininkai,
eksploatuodami mobiliąją techniką, kartais turi įkrauti akumuliatorių baterijas, o kai kurie
ūkininkai jas ir remontuoja. Įkraunant akumuliatorių baterijas išsiskiria iš rūgštinių
akumuliatorių sieros rūgšties, o iš šarminių – natrio hidroksido dujos.
Išsiskiriančių iš akumuliatorių, juos įkraunant, sieros rūgšties arba natrio hidroksidų
dujų kiekį galima apskaičiuoti pagal formules (АККУМУЛЯТОРНЫЕ РАБОТЫ, 2009):
9
2211 10...9,0 nn
A
i aQaQaQqM t/m, (2.27)
čia A
iM – išsiskiriančių teršalų kiekis per metus t/m;
q – lyginamasis sieros rūgšties arba natrio hidroksido dujų talpumas. Sieros rūgšties
q = 1 mg/Ah, o natrio hidroksido q = 0,8 mg/Ah;
nQ 1 – nominalinis kiekvienos akumuliatorių baterijų rūšies talpumas ampervalandomis (Ah);
na 1 – akumuliatorių baterijų įkrovimų kiekis vnt.
20
Apskaičiuojant vienkartinį maksimalų teršalų išsiskyrimą įkraunant akumuliatorių
baterijas, kai naudojamas maksimalus įkrovimo režimas, apskaičiuojamas pirmiausia
išsiskiriantis teršalų kiekis per parą:
9' 109,0 nQqM A
p t/parą, (2.28)
čia A
pM – teršalų kiekis t/parą;
Q – nominalusis didelių akumuliatorių talpumas Ah;
n‘
– maksimalus paminėtų akumuliatorių, kurie įkraunami vienu metu, kiekis vnt.
Išsiskiriantis vienkartinis maksimalus sieros rūgšties ar natrio hidroksido dujų kiekis
apskaičiuojamas pagal formulę:
m
MM
A
pA
v
3600
106
g/s, (2.29)
čia A
vM – vienkartinis maksimalus teršalų išsiskyrimas g/s;
m – akumuliatorių įkrovimo ciklo trukmė h. Priimama m = 10 h.
Surenkant po remonto akumuliatorių baterijas naudojama bituminė mastika, kurią
kaitinant išsiskiria tepalo aeorozolis. Liejant švininius gnybtus ir plokštelių grupių jungtis
išsiskiria švino garai. Tepalo aerozolio ir švino garų išsiskiriantis metinis kiekis
apskaičiuojamas pagal formulę:
610 nSmM i
tš
i t/m, (2.30)
čia tš
iM – metinis tepalo aerozolio arba švino garų kiekis t/m;
mi – lyginamasis i-ojo teršalo išsiskyrimas, tenkantis lydimo tiglio veidrodinio paviršiaus
vienetui g/s·m2 (2.4 lentelė);
n – tiglio įkaitinimo kartai;
S – tiglio, kuriame kaitinamas švinas ar bituminė mastika, veidrodinio paviršiaus plotas m2;
τ – išlydyto švino (bituminės mastikos) buvimo laikas tiglyje s.
2.4 lentelė. Lyginamieji teršalų išsiskyrimo parametrai, tenkantys kaitinimo tiglio
veidrodiniam paviršiui, remontuojant akumuliatorių baterijas, g/s·m2 (АККУМУЛЯТОРНЫЕ
РАБОТЫ, 2009)
Technologinio proceso
pavadinimas
Naudojamo
medžiagos Temperatūra °C
Išsiskiriančių teršalų
pavadinimas lyginamasis
kiekis, g/(s·m2)
Gnybtų ir plokštelių grupių
jungčių remontas
Švino lydalas 300–500 Švino garai 0,0013
Bituminės mastikos
paruošimas akumuliatorių
remontui
Mastikos
lydalas
100–150 Mineralinis
(naftos tepalo
aerozolis)
0,003
21
Išsiskiriantis vienkartinis maksimalus švino garų ir tepalo aerozolio kiekis
apskaičiuojamas pagal formulę:
SmM i
tš
v g/s, (2.31)
čia tš
vM – išsiskiriantis vienkartinis švino garų ir tepalo aerozolio kiekis g/s.
Kalvystės darbų keliama oro tarša. Kaitinant žaizdre ruošinius ar detales išsiskiria
anglies monoksidas, sieros dioksidas, azoto oksidai, vanadžio mazuto pelenuose oksidai,
kietosios dalelės (suodžiai). Grūdinant ar atleidžiant ruošinius tepalo voniose išsiskiria
mineralinio tepalo garai. Maksimalus vienkartinis skirtingų teršalų išmetimas gali būti
apskaičiuojamas pagal formules (КУЗНЕЧНЫЕ РАБОТЫ, 2009):
nMM kdkd 3600/106' g/s, (2.32)
nMM COCO 3600/106' g/s, (2.33)
nMM SOSO 3600/1022
6' g/s, (2.34)
nMM NONO 3600/1022
6' g/s, (2.35)
čia '
kdM – maksimalus vienkartinis kietųjų dalelių (pelenų), CO, SO2, NO2 išmetimas g/s;
Mkd, MCO, 2SOM
2NOM – metinis teršalų kiekis t/m;
τ – žaizdro darbo trukmė per dieną h;
n – žaizdro darbo dienų skaičius per metus vnt.
Išmetamų teršalų bendrasis kiekis per metus apskaičiuojamas pagal 2.1–2.8 formules.
Azoto oksidų išmetamas bendrasis kiekis gali būti apskaičiuojamas paprasčiau:
mqMNO
3
3102
t/m, (2.36)
čia 2NOM – azoto oksido kiekis t/m;
q3 – lyginamasis azoto oksidų išsiskiriantis kiekis kg/t arba kg/(tūkst. m3) (2.5 lentelė).
2.5 lentelė. Azoto oksidų išsiskirimo lyginamosios vertės deginant kurą
Kuro pavadinimas Lyginamosios vertės
kg/t, kg/(tūkst. m3) Kuro pavadinimas
Lyginamosios vertės
kg/t, kg/(tūkst. m3)
Akmens anglis: Mazutas:
Donecko 2,21 Mažai sieringas 2,57
Karagandos 1,87 Didelio sieringumo 2,46
Kuznecko 2,23 Gamtinės dujos 2,15
Grūdinant arba atleidžiant ruošinius bendras teršalų kiekis nustatomas pagal formulę:
rrr mgM 610 t/m, (2.37)
čia Mr – bendrasis teršalų kiekis per metus t/m;
gr – lyginamasis išsiskiriančių teršalų kiekis g/kg (2.6 lentelė);
mr – apdirbamo ruošinio masė per metus kg/m.
22
2.6 lentelė. Išsiskiriančių teršalų lyginamieji kiekiai termiškai apdirbant metalus
Technologinė operacija
Naudojama
medžiaga
Išsiskiriančio teršalo
pavadinimas lyginamasis
kiekis g/kg
Dalių grūdinimas tepalo vonioje Mineraliniai tepalai Naftos mineralinis tepalas 0,10
Detalės atleidimas tepalo vonioje Mineraliniai tepalai Naftos mineralinis tepalas 0,08
Maksimalus vienkartinis išsiskiriančių teršalų kiekis apskaičiuojamas pagal formulę:
3600/bgM r
s
r g/s, (2.38)
čia b – grūdinamų ar atleidžiamų ruošinių (detalių) masė kg;
τ – „tikrasis“ sugaištamas laikas apdirbant detales per darbo dieną h. „Tikrasis“ laikas – tai
laikas, kai iš grūdinimo-atleidimo vonios išsiskiria garai ir aerozoliai, t. y. laikas nuo
detalės panardinimo į vonią iki jos ataušimo, kai iš vonios nustoja išsiskirti garai.
2.4. Mechaninių teršalų valymas iš oro
2.4.1. Kietųjų dalelių, dulkių ir aerozolių charakteristika
Kietosios dalelės – tai smulkūs kietieji kūnai, kurių energetinė būsena pasižymi
patvaria forma, atsparumu mechaniniam poveikiui ir kitomis savybėmis. Kietosios dalelės
skirstomos į pirmines, kurios tiesiog išmetamos į orą (dirvožemio, vieškelių, ventiliacinių
sistemų dulkės), ir antrinės, kurios susidaro atmosferoje iš dujų, tokių kaip sieros dioksidas,
azoto oksidai, amoniakas. Kietosios dalelės būna įvairios: labai smulkios – nuo 0,01 iki 5 μm
(tabako dūmai, dažų pigmentai, suodžiai); smulkios – nuo 5 iki 10 μm (atmosferos dulkės,
jūros druskų dalelės); vidutinės – nuo 10 iki 20 μm (portlandcementas, lakieji pelenai);
stambios – nuo 20 iki 40 μm (formavimo žemės metalo liejiniams); labai stambios – didesnės
kaip 40 μm (kopų smėlis, trąšos); biologinės kilmės – nuo 0,001 iki 0,01 μm (virusai,
bakterijos, žiedadulkės, sporos); dalelės, susiformavusios atmosferoje cheminių reakcijų metu
– nuo 0,001 iki 100 μm (sieros, suodžių junginiai). Nemažai kietųjų dalelių susidaro kaimo
buityje, kūrenant krosnis ne tik iškastiniu kuru, bet ir malkomis. Kietųjų dalelių kiekis,
sudegus medienai, būna nuo 0,3 % iki 5 % (BALTRĖNAS P. ir kt., 2007).
Tarp kietųjų dalelių svarbią vietą užima dulkės. Dulkėmis vadinamos kietosios nuo 1
iki 150 μm dydžio dalelės, susidarančios įdirbant dirvas, smulkinant, sijojant, gabenant
biriąsias medžiagas, šlifuojant, poliruojant metalus, pjaustant medieną ir pan.
Didžiausia dulkių koncentracija laukuose būna pavasarį ir vasaros pradžioje, kai
akėjamos dirvos, kultivuojami pasėliai, sėjamos grūdinės kultūros ar žolės (2.2 pav.).
Daugiausia dulkių susidaro iš 1–5 μm mineralinių dalelių.
Dulkių koncentracija dirbant traktoriui pasiekia 1400 mg/m3, o traktoriui važiuojant
pavėjui, ji gali siekti 3000 mg/m3. Daug dulkių susidaro lentpjūvėse, stalių dirbtuvėse, grūdų
23
malūnuose, pjaunant kombainais javus, valant sandėliuose grūdus, kalkinant dirvas ir kt.
Lietuvos higienos normoje HN 23:2011 nurodoma, kad darbo vietoje ilgalaikio poveikio
ribinis įkvepiamų dulkių koncentracijos dydis turi neviršyti 10 mg/m3, o gyvenamojoje
aplinkoje neorganinių dulkių, turinčių 20–70 % silicio dioksido, didžiausia leidžiama
vienkartinė koncentracija pagal HN 35:2007 reikalavimus turi neviršyti 0,3 mg/m3.
2.2 pav. Oro užterštumo dulkėmis priklausomybė nuo ratinio traktoriaus atliekamų
darbų. 1 – rudenį suartos dirvos akėjimas (lėkščiavimas); 2 – grūdinių kultūrų sėja; 3 –
pavasarinis arimas; 4 – akėjimas; 5 – kukurūzų sėja; 6 – žolių sėja; 7 – pašarinių kultūrų
pirmasis kultivavimas; 8 ir 10 – transporto darbai; 9 – pašarinių kultūrų antrasis kultivavimas;
11 – ūkiniai vidaus darbai; 12 – javapjūtė ir šiaudų tvarkymas; 13 – kukurūzų nuėmimas
silosui; 14 – rudeninis arimas (pagal (МИХАЙЛОВ М. В., ГУСЕВА С. В., 1997)
Pagal susidarymo būdą jos klasifikuojamos į dezintegracines ir kondensacines.
Dezintegracinės dulkės susidaro medžiagas malant, gręžiant ar kitaip smulkinant, o
kondensacinės – iš metalų, metaloidų arba jų junginių garų, kurie aušdami virsta kietosiomis
dalelėmis. Jos daug mažesnės už dezintegracines. Dezintegracinės dulkės yra netaisyklingos
formos, nuolaužų pavidalo, o kondensacinės – purūs agregatai, susidedantys iš taisyklingų
kristalų arba rutulio formos. Pagal kilmę dulkės skirstomos į organines (augalų, gyvulių,
polimerų), neorganines (mineralų, metalų) ir mišrias (susidaro šlifuojant metalus, valant
liejinius).
Žemės ūkio gamybinėje bei gyvenamojoje aplinkoje yra ir kiti mechaniniai teršalai –
aerozoliai. Aerozoliai – dispersinės sistemos, susidedančios iš dujų (oro) ir jose
plūduriuojančių kietųjų arba skystųjų dalelių. Aerozoliai skirstomi į rūkus ir dūmus. Rūką
sudaro dujinėje aplinkoje (ore) disperguoti skysčio lašeliai, kuriuose gali būti ištirpusių
cheminių medžiagų arba suspenduotų kietųjų dalelių. Dalelių dydis būna nuo 0,1 iki 10 μm
(DENAFAS G., 2000 b). Dūmai – aerodispersinės sistemos, kurias sudaro mažos
24
sedimentacijos (nusėdimo) greičio kietosios dalelės. Dalelių dydis, aprašomas literatūroje,
įvairus – nuo 0,001 iki 10 μm. Dūmams priskiriami ir kuro deginimo produktai, užteršti
suodžiais.
Kietosios dalelės (dulkės) malūnuose, stalių dirbtuvėse, lentpjūvėse, pašarų ruošimo,
trąšų ar pesticidų sandėliuose ir kituose žemės ūkio gamybos „dulkėtuose“ padaliniuose gali
sukelti gaisrus ar sprogimus. Kelio, dirvos dulkės ir rūkas sumažina mobiliųjų mašinų
operatorių matomumą. Kietųjų dalelių pavojingumas priklauso nuo jų fizinių-cheminių ir
technologinių procesų ypatumų. Jiems priklauso: dalelių dispersiškumas, jų drėgnis,
koncentracija, sudėtis, forma, užsidegimo temperatūra ir kitos savybės.
Dulkių sprogimo pavojus būna tuo didesnis, kuo dalelės yra smulkesnės. Smulkių
dalelių bendrasis paviršius yra didesnis, jis efektyviau oksiduojasi, reikalinga mažesnė dulkių-
oro mišinio uždegimo energija bei savaiminio užsiliepsnojimo temperatūra. Aplinkos
temperatūra ts, kuriai esant gali įvykti savaiminis užsidegimas, gali būti apskaičiuojama pagal
T. Monachovo (КОРОЛЬЧЕНКО А. Я.,1986) pasiūlytas formules:
lgts = Ap + np · lgS °C, (2.39)
čia ts – savaiminio užsidegimo temperatūra °C;
Ap, np – koeficientai, įvertinantys dalelių savybes;
S – lyginamasis dalelės paviršiaus plotas m-1
.
Koeficientai Ap ir np apskaičiuojami pagal formules:
Ap = lg tsį , (2.40)
sį
rp
t
tn lg457,0 , (2.41)
čia tsį – savaiminio įkaitimo temperatūra °C;
tr – rusenimo temperatūra °C;
Dalelės paviršiaus lyginamasis plotas S gali būti apskaičiuojamas pagal formules:
V
FS m
-1, (2.42)
zyxS
1112 m
-1, (2.43)
čia F – kietosios dalelės paviršiaus plotas m2;
V – kietosios dalelės tūris m3;
x, y, z – dalelės išmatavimai koordinačių x, y, z kryptimi (pvz., stačiakampiui gretasieniui:
x – ilgis, y – plotis, z – aukštis; cilindrui: x=y=Dcil, z – aukštis; rutuliui: x=y=Drut ir t. t).
Sprogimo sukeltas maksimalus slėgis (P) ir jo plitimo greitis (dP/dτ), mažėjant dalelių
dydžiui, didėja (2.3 pav.). Smulkios organinės dulkės sudega kaip dujos. Organinių aerozolių
25
forma praktiškai neturi įtakos sprogimo pavojui, nes organinės dalelės sudega esant dujinei
fazei. Metalo dalelių forma tam turi esminę įtaką, nes degimo reakcija vyksta dalelių
paviršiuje. Pavyzdžiui, sprogus magnio aerozoliui, turinčiam sferines daleles, sprogimo slėgis
pasiekia 5,7 kPa, o plokščias – 7,2 kPa.
2.3 pav. Dalelių dydžio įtaka aerozolių sprogimo parametrams. 1– metilceliuliozė;
2 – miltai; 3 – polietilenas; 4 – polivinilchloridas (pagal КОРОЛЬЧЕНКО А. Я.,1986)
Dalelių aerozolio sprogimui esminę įtaką turi jų drėgnis. Dalelių drėgniui didėjant,
žemutinė ribinė užsiliepsnojimo koncentracija didėja, o sprogimo sukeltas slėgio greitis mažėja.
Sprogstant aerozoliams, susidaro didelės smūginės bangos: pavyzdžiui, sprogus anglies
dulkėms slėgis pasiekia 800–1000 kPa, o aliuminio pudrai (baltajai bronzai) – apie 1138 kPa.
Smulkinant, malant ar transportuojant medžiagas pneumatiniais transporteriais, jų dulkės
įsielektrina ir elektrostatinių krūvių išlydžiai gali būti gaisrų ir sprogimų priežastis.
Į žmogaus organizmą dulkės patenka per kvėpavimo takus, akių gleivinę, odą, net
virškinimo traktą. Dulkių poveikis priklauso nuo jų dispersiškumo, kilmės, koncentracijos
dydžio, tirpumo organizmo skysčiuose, cheminės sudėties, fizinio darbo sunkumo. Didžiąją
žemės ūkyje dulkių dalį (59–98,9 %) sudaro smulkios iki 4 μm dydžio dalelės (МЕДВЕДЬ Л.
И., 1981), nors pasitaiko ir 400–700 μm dalelių. Žemės ūkio gamyboje dažniausiai žemdirbius
veikia dirvožemio ir augalinės dulkės (2.7 lentelė). Pavojingiausiomis sveikatai yra mažesnės
kaip 5 μm dydžio dulkės, kurios patenka į plaučius ir jų alveoles. Į alveoles patenka apie 10 %
įkvėptų dulkių, o 15 % praryjama su seilėmis. Dulkės, kurių dalelės didesnės kaip 10 μm,
susilaiko viršutiniuose kvėpavimo takuose, o mažesnės kaip 0,25 μm dalinai iškvepiamos.
Dažniausiai pasaulyje ir Lietuvoje pasitaikančios pneumokoniozės yra silikozė, antrakozė,
asbestozė ir beriliozė.
26
2.7 lentelė. Dažniausia žemės ūkio gamyboje pasitaikančios dulkės (pagal OBELENIS
V. ir kt., 2002; МЕДВЕДЬ Л. И., 1981)
Dulkių
apibūdinimas poveikis
Silicio dioksido (kvarcas, tridimitas,
kristabolitas)
Per 10–15 metų išsivysto silikozė. Kai SiO2 dulkių labai
daug (90 %), per 2–3 metus
Linų perdirbimo dulkės Chroniškas bronchitas, pneumosklerozė, bisinozė
(pneumokoniozės rūšis)
Medžių ir augalų žiedadulkės Alerginiai susirgimai
Grūdų dulkės (turi mineralinių
priemaišų, grybelių, bakterijų), miltai
Galima susirgti: rinitu (nosies gleivinės uždegimas – sloga);
faringitu (ryklės uždegimas); tracheitu (trachėjos gleivinės
uždegimas); bronchitu (ūminis kvėpavimo takų uždegimas);
pneumokoniozėmis; konjunktyvitu (akių jungties
uždegimas); blefaritu (akies vokų kraštų uždegimas);
dermatitu (odos uždegimas) ir kitomis ligomis
Kombinuotųjų pašarų. Jų sudėtyje
būna įvairių priedų: antibiotikų,
mikroelementų, vitaminų, kreidos,
konservantų ir kt.
Pastebima darbuotojų, turinčių ilgą kontaktą su
kombinuotųjų pašarų dulkėmis, padidinta cholesterolio
koncentracija kraujyje, padidintas gliukozės proteidų serume
kiekis ir vitaminų B1 ir B12 ekskrecija (šalinimasis) su
šlapimu, o taip pat silicio padidėjimas kraujyje. Pasireiškia
citotoksinis poveikis μm
Asbestas Kancerogeninis poveikis
Pesticidai Toksinis, kancerogeninis poveikis
Transporto deginių kietosios dalelės Sąlygoja smogo susidarymą
2.4.2. Oro apsauga nuo kietųjų dalelių (dulkių)
Atmosferos oro apsaugos būdai priklauso nuo taršos šaltinių. Žemės ūkio gamyboje
kietąsias daleles (dulkes) generuoja pašarų ruošimo, javų auginimo ir nuėmimo technologijos,
mobiliosios mašinos, gamybiniai cechai (lentpjūvės, katilinės), gyvenamieji namai ir kiti
objektai. Dulkių poveikį žemės ūkyje labiausiai patiria traktorių, kombainų ir kitų mobiliųjų
mašinų operatoriai. Siekiant sumažinti dulkių ir variklių deginių skvarbą, mašinų kabinos
patikimai sandarinamos, sudarant didesnį oro slėgį, eliminuojantį dulkių skverbtį. Dirvožemio ir
vieškelių dulkėjimą (dulką) galima mažinti sumažinant žemės ūkio technikos darbinius ir
važiavimo greičius, o gyvenvietėse, sodybose praktikuojamas dulkančių paviršių laistymas.
Iš gamybinių patalpų, kuriose atliekami dulkes keliantys technologiniai procesai,
šalinamos dulkės paprastai valomos dulkių gaudytuvais. Siekiant sumažinti į gaudytuvus
patenkančių dulkių kiekį ir padidinti gaudytuvų efektyvumą, prieš juos įrengiami dulkių
siurbtuvai, iš kurių dulkės nukreipiamos į jų surinkimo vietas: bunkerius, maišus,
transporterius ir kt. Pagal dulkių ir smulkių atliekų (pvz., pjuvenų šalinimo nuo mechaninio
medžiagų apdorojimo įrenginių) pobūdį siurbtuvai skirstomi į (JUODIS E., 1998):
1. Ekonominius, kuriais atliekos šalinamos darbo įrankio suteikta energija, siurbiamo oro
kryptis sutampa su dulkių srauto kryptimi (2.5 pav.);
2. Didelio tūrio, neekonomiškus, veikiančius tik esant dideliems šalinamo oro kiekiams.
27
Geriausiu iš ekonomiškų siurbtuvų laikomas sraigės formos siurbtuvas (2.5 pav.) su
kreipiamosiomis plokštumomis, nuo kurių atliekos nebeatšoka ir skrieja iš inercijos.
2.5 pav. Frezos siurbtuvas. 1– oro šalinimo anga; 2 – kreiptuvas; 3 – freza (JUODIS E.,1998)
2.4.3. Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvai
Dulkių (kietųjų dalelių) gaudytuvus įprasta vadinti bendruoju oro valymo įrenginių
pavadinimu. Visi valymo įrenginiai gali būti skirstomi į dvi grupes: tiekiamo į patalpas oro
valymo įrenginius ir dulkių gaudytuvus, valančius iš patalpų šalinamą orą. Šalinamo iš
patalpų oro valymo nuo dulkių įrenginiai pagal išvalymo laipsnį skirstomi į pirminio ir
švariojo valymo įrenginius, o pagal valymo metodą į sausuosius ir šlapiuosius (2.6 pav.).
Lietuvoje dažniau naudojami sausieji valymo įrenginiai, nes jie pigesni, nereikia
vandens valymo įrenginių, šildomų patalpų. Dulkių (kietųjų dalelių) valymas sausuoju būdu
dažniausiai atliekamas inerciniais, išcentriniais, besifiltruojančiais įrenginiais, o valymas šlapiuoju
būdu – skruberiais, filtrais. Esant dideliam oro dulkėtumui, dulkės gali būti valomos keletu
įrenginių. Pagal valymo pakopų skaičių oro valymo įranga gali būti vienos, dviejų ir rečiau trijų
pakopų. Valant keliomis pakopomis, valymo kokybė būna geresnė, bet brangesnė.
Sausieji dulkių gaudytuvai. Sausieji pirminio valymo įrenginiai veikia gravitacinių-
inercinių jėgų principu. Dulkės, veikiamos sunkio jėgos, dažniausiai nusėda nusodinimo
kamerose, priešsrovinio srauto posūkiuose ar žiediniuose nusodintuvuose (2.7 pav.).
Dulkių nusodinimo kameros (2.7 pav., a) yra paprasčiausi oro valymo įrenginiai,
kuriuose nusodinamos didesnės kaip 40 μm dalelės. Kuo dulkių srauto greitis ir kameros
aukštis mažesni, o ilgis didesnis, tuo dulkių išvalymo efektyvumas yra didesnis. Kai oro
srauto judėjimo greitis yra nuo 0,2 iki 0,8 m/s, išvalymo efektyvumas siekia nuo 40 iki 50 %.
Galintis nusėsti kameroje mažiausias dalelių dydis apskaičiuojamas pagal formulę
(DENAFAS G., 2000 b):
gl
hwd
d
18min m, (2.44)
čia dmin – dalelių dydis m;
μ – oro klampumo dinaminis koeficientas. Oro μ = 0,0182, esant t = 20 °C ir p =101,3 kPa.
28
2.6 pav. Kietųjų dalelių (dulkių) iš oro valymo įrenginiai (pagal BALTRĖNAS P., ir
kt., 2007; DENAFAS G., 2000 b)
h – kameros aukštis m;
w – dujų srauto linijinis greitis horizontaliąja kryptimi m/s;
ρd – dalelės tankis kg/m3;
g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;
l – kameros ilgis m.
Dulkių nusodinimo kameros našumas Vo apskaičiuojamas pagal formulę
(BALTRĖNAS P. ir kt., 2007):
nn
o blwh
whbl
lhbV
m3/s, (2.45)
čia τ – dalelės buvimo kameroje laikas s;
b – kameros plotis m;
wn – dalelės nusėdimo greitis m/s.
Žiediniai
nusodintuvai Išcentriniai Vienzoniai
Dvizoniai
Plokšteliniai Posūkiniai
nusodintuvai
Priešpriešinio
srauto
nusodintuvai
Nusodinimo
kameros
Gravitaciniai
Sukūriniai
Žaliuziniai
Multiciklonai
Ciklonai
Inerciniai
Pirminio valymo SAUSIEJI Švariojo valymo
KIETŲJŲ DALELIŲ (DULKIŲ) VALYMO ĮRENGINIAI
Pirminio valymo ŠLAPIEJI Švariojo valymo
Grūdėtieji
Pluoštiniai
Audininiai
Filtrai
Vamzdiniai
Išlydžio
Elektrostatiniai
Elektriniai filtrai
Skruberiai Filtrai
Spartieji turbulentiniai
skruberiai (Venturi)
Plovimo bokštai
Tuščiaviduriai
Su įkrova
Išcentriniai
Alyvos
Pluoštiniai
Barbotavimo
aparatai
Smūginiai inerciniai
rotoklonai
Putų aparatai
Rotaciniai (Venturi)
Koaguliaciniai išcentriniai
29
2.7 pav. Gravitaciniai dulkių nusodintuvai. A – stambios dalelės; b – smulkios dalelės;
c – valomų dulkių srauto linijos; a) – paprastoji kamera; b) – kamera su lentynomis; c) –
kamera su pertvaromis; d) – priešpriešinio srauto nusodintuvas; e) – priešpriešinio srauto
nusodintuvas su pertvaromis; f) – posūkinis nusodintuvas; g) – posūkinis nusodintuvas su
pertvara; h) – nusodintuvas su nestaigiu oro krypties posūkiu; i) – žiedinis nusodintuvas
(DENAFAS G., 2000 b)
Dalelių nusėdimo greitis apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS G., 2000 b):
18
2 gdw d
n
m/s, (2.46)
čia ρ – oro tankis kg/m3;
d – dalelių dydis m.
Nusodinimo kamerose su lentynomis (2.7 pav., b) lygiagrečiai dugnui yra įrengiamos
lentynos, kurios padidina dulkėms nusėsti būtiną plotą ir sumažina nusėdimo aukštį.
Nusodinimo kameros su pertvaromis (2.7 pav., c) yra kompaktiškesnės, dalelės greičiau
nusėda atsitrenkdamos statmenai į pertvaras. Priešpriešinio srauto nusodintuvuose (2.7 pav.,
d) dulkėtas oras kyla iš apačios į viršų per įtekėjimo tūtą, iš kurios ištekančio oro srauto
greitis smarkiai sumažėja, o dalelių nusėdimo greitis viršija srauto greitį, todėl dalelės sėda
priešinga dujų srautui kryptimi. Priešpriešinio srauto nusodintuvuose su pertvaromis dulkių
nusodinimo efektas dėl atsitrenkimo į pertvaras yra didesnis, negu nusodintuvuose be pertvarų
(2.7 pav., e). Posūkiniuose nusodintuvuose oro judėjimo kryptis pakeičiama priešinga
kryptimi. Posūkyje dalelės, veikiamos ne tik sunkio, bet ir išcentrinės jėgos, nusėda į bunkerį
(2.7 pav., f). Posūkiniuose nusodintuvuose su pertvaromis (2.7 pav., g) prailginamas užteršto
30
dulkėmis oro srauto kelias, pagerėja sulaikymo efektyvumas. Nusodintuvai su nestaigiu oro
srauto krypties posūkiu (2.7 pav., h) dažnai montuojami dujų transportavimo vamzdžiuose.
Oro judėjimo greitis būna apie 1 m/s, sulaikoma apie 60–80 % dulkių, kurių dydis apie 20–
30 μm. Žiediniai nusodintuvai (2.7 pav., i) laikomi efektyviausiais gravitaciniais
nusodintuvais, kuriuose pasiekiamas didesnis nei 80 % efektyvumas. Valomas oras,
judėdamas iš apačios į viršų, prateka tarp žiedų ir nuolat keičia savo kryptį, atsitrenkdamas į
aukščiau esančius mažesnio skersmens žiedus. Valomų dujų srautas padalinamas į du srautus:
gerai išvalytą ir didelės dulkių koncentracijos, kuris nukreipiamas į kitą valymo įrenginį.
Išcentriniai dulkių nusodintuvai – tai įrenginiai, kuriuose dulkės nusodinamos veikiant
išcentrinėms ir inercijos jėgoms. Plačiausiai iš jų naudojami ciklonai.
Ciklonai – pirminio sausojo dulkių valymo aparatai, veikiantys išcentrinių jėgų
principu. Jie naudojami medžio apdirbimo cechuose, katilinėse, biomasės džiovyklose,
ventiliacinėse sistemose, malūnuose, grūdų sandėliuose ir kt. Ciklonai pasižymi tokiais
privalumais: neturi judančių dalių; patvariai dirba, esant aukštai valomų dujų temperatūrai (iki
500 °C); galima nusodinti abrazyvines daleles, apsaugant ciklono paviršių specialiomis
dangomis; valomos sausos dulkės; gerai dirba esant ir dideliam dujų slėgiui; paprasta gamyba;
gerai valo įvairių frakcijų smulkumo dulkes, esant ir didelei jų koncentracijai; beveik pastovus
aparato hidraulinis pasipriešinimas. Dalelių nusodinimo aparatų hidraulinis pasipriešinimas
(∆p) charakterizuoja į aparatą patenkančio (pp) ir iš aparato išeinančio (piš) dujų srautų slėgio
skirtumą, kuris nustatomas eksperimentiškai arba apskaičiuojamas pagal formulę (БЕЛОВ С.
В. и др., 2004):
2/2wppp išp N/m2, (2.47)
čia ξ – aparato hidraulinio pasipriešinimo koeficientas;
ρ ir w – dujų tankis kg/m3 ir greitis m/s skaičiuojamajame aparato pjūvyje.
Ciklonams būdingi šie trūkumai: didelis hidraulinis pasipriešinimas (1205–1500 Pa);
blogai išvalo dujas (orą), esant mažesnėms kaip 5 μm dalelėms; nevalo lipnių dulkių. Ciklonai
pagal dulkėto oro (dujų) tiekimo į aparatą kryptį būna tangentiniai, ašiniai, spiraliniai,
sraigtiniai. Ciklonuose dalelės nusodinamos išcentrinių jėgų, atsirandančių besisukant aparate
dulkėtam oro srautui, ir dulkių inercijos jėgos, atsirandančios dėl išeinančio iš aparato oro srauto
krypties pasikeitimo. Dulkės ciklonuose sukamąjį judesį įgauna įvairiai: dėl didelio į aparatą
tiekiamo oro srauto greičio, spiralinės oro tiekiamojo kanalo formos, tiekiamo oro srauto
tangentinės (liečiamosios) krypties aparato korpusui, sukimą sukeliančių įtaisų. Ciklonų
korpusai būna cilindriniai su kūgio formos apatine dalimi (2.8 pav.). Kai reikia išvalyti didelius
oro srautus, įrengiami ne pavieniai, o grupiniai ciklonai iš 2, 4, 6, 8, rečiau 16 aparatų.
Naudojami bateriniai ciklonai, kai viename korpuse yra sumontuojama keletas nedidelio
31
diametro (iki 250 mm) ciklonų. Ciklonų efektyvumas vidutiniškai siekia 70–80 %, priklauso
nuo dalelių dydžio, tankio, ciklono skersmens, oro srauto greičio ir kt. Tarp dalelių sugavimo
laipsnio η ir nesugautų dalelių laipsnio ς galioja priklausomybė (ŠVENČIANAS P., 1994):
o
d
DD
und
2
7,0exp11 , (2.48)
čia ς– nesugautų dalelių laipsnis;
ρd – dalelės tankis kg/m3;
d – dalelės skersmuo m;
u – dalelės judėjimo ciklone greitis m/s;
n – valomo oro srauto apsisukimų skaičius ciklone;
μ – dujų dinaminio klampumo koeficientas Pas;
D, Do – ciklono ir ciklono vidinio vamzdžio skersmuo, m.
Dalelių gaudymo efektyvumas ciklone didėja esant stambesnėms dalelėms (d),
didėjant dujų greičiui u ciklone, esant mažesniam ciklono skersmeniui (D).
Sūkuriniai gaudytuvai. Šiuose gaudytuvuose dulkės nusodinamos, kaip ir ciklonuose,
išcentrinės jėgos, tačiau juose yra du sūkuriniai srautai – vidinis ir išorinis (2.9 pav.).
2.9 pav. Ciklono NIIO bendras vaizdas ir oro
srauto schema. 1– oro srauto įėjimo atvamzdis; 2 –
sraigtinio pavidalo dangtelis; 3 – išmetamasis
vamzdis; 4 – ciklono korpuso cilindrinė dalis; 5 –
ciklono korpuso kūginė dalis; 6 – dulkių
išleidžiamoji anga; 7 – bunkeris; 8 – oro (dujų)
išleidimo sraigė; 9 – išvalyto oro (dujų) ortakis; 10
– dulkių skląstis (КОЗЛОВА С. А. и др., 2007)
2.9 pav. Sūkurinio dulkių gaudytuvo
schema (DENAFAS, 2000 a)
32
Valomo oro vidinis srautas, įsuktas nejudančių menčių, kyla į viršų. Švaraus oro išorinis
srautas į gaudytuvą tiekiamas tangentine kryptimi. Pastarasis srautas pagauna daleles, kurios dėl
išcentrinės jėgos artėja prie gaudytuvo sienelių, ir nuneša žemyn į bunkerį. Valymo efektyvumas
(92–98,5) % μm. Šių gaudytuvų trūkumas – yra didesnis energijos sąnaudos dėl išorinio srauto
sudarymo.
Pagal filtruojančiųjų elementų tipą (konstrukciją) filtrai skirstomi į bekarkasinius
(rankovinius) ir su kietuoju karkasu (karkasas aptemptas austine arba neaustine
medžiagomis). Rankoviniuose filtruose oras, iš kurio valomos dulkės, tiekiamas į rankovės
vidų, kuri palaiko savo formą dėl tiekiamo oro slėgio (2.10 pav.). Karkasiniai filtrai būna
įvairių formų (cilindriniai, plokštieji, pleištiniai, žvirgždiniai ir kt.), jų forma nesikeičia
filtracijos proceso metu. Užsiteršusių filtrų aktyviosios pertvaros gali būti pakeičiamos
naujomis arba regeneruojamos. Filtrų regeneracija atliekama dažniausiai dviem būdais:
prapučiant filtrus priešinga filtruojamojo oro kryptimi per perforuotus vamzdžius (2.11 pav.)
arba suardant (deformuojant) susikaupusių dulkių sluoksnį filtro aktyviajame paviršiuje (2.12
pav.).
2.10 pav. Rankovinio audeklinio filtro
schema. 1 – išvalytų dujų išmetimo
kanalas, 2 – pertvara; 3 – valomų dujų
tiekimo kanalas, 4 – bunkeris, 5 – sraigtinis
transporteris pašalinti, 6 – rankovė
(ŠVENČIANAS P., 1994)
2.11 pav. Karkasinio pleišto formos
audeklinio filtruojančio cheminio elemento
schema. 1 – gofruota sienelė, 2 – tinklas, 3 –
perforuotas vamzdis, 4 – audinys (DENAFAS
G., 2000 a)
Audeklinių filtrų dalelių sulaikymo efektyvumas gali būti apskaičiuojamas pagal
formulę (DENAFAS G., 2000 b):
cD
Hc sl
1
4exp1 1
, (2.49)
čia c – santykinis filtro medžiagos tankis;
η1sl – vienos audinio gijos storio filtruojančiojo sluoksnio efektyvumas;
H – filtruojančiojo audinio storis m;
D – audinio gijos skersmuo (laikant, kad gijos skerspjūvis yra cilindro formos) m.
33
2.12. pav. Dulkių nukratymo iš rankovių schemos; a – horizontaliai judinant viršutinį
rankovės žaidą, b – vertikaliai judinant viršutinį rankovės žaidą, c – vibruojant rankovę
(ŠVENČIANAS P., 1994)
Filtrai, kurių akytosios pertvaros yra grūdinės medžiagos, vadinami įkrautiniais
arba grūdėtaisiais filtrais. Grūdėtieji filtrai dažniausiai naudojami užterštam lipniomis ir
abrazyvinėmis dulkėmis orui valyti, kai yra aukšta valomų dujų (oro) temperatūra. Tokiais
filtrais iš oro valomos cemento, kalkių dulkės, užpildas būna žvyras, smėlis, keramika,
aktyvioji anglis, plastmasės rutuliukai ir medžiagos. Šios medžiagos turi būti chemiškai ir
mechaniškai atsparios, kai norima filtrus regeneruoti. Naudojant užpildą aktyviąją anglį,
kalkakmenius, įkrova veikia kaip chemosorbentas.
Valomas oras pirmiausia patenka
į grūdėtojo filtro (2.13 pav.) pirmąją
sekciją 2, kuri užpildyta 24–26 mm
dydžio grūdeliais. Iš oro išvalomos
stambios dalelės, vėliau oras patenka į
antrąją sekciją 3, užpildytą 18–20 mm
dydžio grūdeliais. Trečiojoje sekcijoje 4,
kurioje grūdelių dydis siekia 10–12 mm,
iš oro išvalomos smulkios dulkės.
Sugautosios dalelės patenka į bunkerį 9.
Grūdeliai regeneruojami vibratoriumi 7.
Filtro efektyvumas siekia 75 %, valant orą
nuo dulkių, kurių skersmuo didesnis kaip
1,5 μm.
2.13 pav. Grūdėtojo filtro schema. 1 – filtro
korpusas, 2 – didelio grūdėtumo užpildas, 3 –
vidutinio grūdėtumo užpildas, 4 – smulkaus
grūdėtumo užpildas, 5 – dulkėto oro ortakis, 6 –
švaraus oro ortakis, 7 – vibratorius, 8 –
amortizuojančiosios atramos, 9 – bunkeris
(BALTRĖNAS P. ir kt., 2008)
34
Tokių filtrų našumas gali siekti 1500–1600 m3/h. Grūdėtuosiuose filtruose užpildas
gali būti ir slenkantis, „verdantis“ – oro srauto greitis būna didelis kaip 6–9 m/s, grūdeliai
(rutuliukai) pakimba filtre ir geriau išsivalo orą.
Įkrautinių filtrų efektyvumui skaičiuoti tinka tos pačios formulės, kaip ir skaičiuojant
audinio filtro efektyvumą. Šiuo atveju formulėje (2.49) d yra filtro įkrovos dalelių skersmuo,
o c – filtro įkrovos piltinio tankio ir įkrovos medžiagos faktinio tankio santykis.
Elektrostatiniai nusodintuvai. Elektrostatiniai nusodintuvai dažnai vadinami
elektrofiltrais (arba E filtrais). Jie yra vieni iš progresyviausių kietųjų dalelių valymo iš oro
įrenginiai. Jų sulaikymo efektyvumas, esant dalelių dydžiui mažesniam kaip 1 μm, siekia iki
99,9 %, kai dujų debitas yra net didesnis kaip 100000 m3/h. Aparato hidraulinis
pasipriešinimas siekia tik 100–200 Pa. Filtrų veikimas yra paremtas skirtingo poliariškumo
elektros krūvių principu. Oras, iš kurio valomos dulkės, pirmiausia patenka į difuzorių (2.14
pav.).
2.14 pav. Dviejų zonų elektrostatinio
filtro, sukurto VGTU Aplinkos apsaugos
katedroje, schema. 1 – priekinis pirminio
valymo filtras, 2 – jonizatorius, 3 –
kolektoriaus (dulkių nusodinimo blokas, 4 –
užpakalinis apsauginis filtras (P. BALTRĖNAS
ir kt., 2008)
Jame valomas oras pradeda
sklaidytis, o toliau patenka į pirminio
valymo filtrą 1, sudarytą iš trijų tankaus
metalinio tinklelio sluoksnių. Filtre
sulaikomos maždaug 50 μm dydžio
dalelės. Vėliau oro srautas patenka į
jonizatorių 2, kuriame dalelės
įelektrinamos, tada į kolektorių 3, kuriame
dalelės nusėda. Už kolektoriaus yra
įrengtas apsauginis filtras 4, sudarytas iš
kelių metalinių tinklelių arba aktyviosios
anglies filtro, kuris papildomai išvalo orą
nuo kenksmingų dujų ar kvapų.
2.4.4. Šlapieji dulkių valymo iš dujų (oro) metodai ir aparatai
Šlapieji dulkių valytuvai plačiai naudojami smulkiadispersinių, sprogių ir aukštos
temperatūros dulkių valymui iš oro ir dujų. Šie valytuvai pagal sulaikomų dalelių dydį užima
tarpinę vietą tarp ciklonų ir medžiaginių bei elektrostatinių filtrų. Šlapieji gaudytuvai, lyginant
su sausaisiais, pasižymi tokiais privalumais: efektyviau sulaiko pakibusias didesnes kaip
0,1 μm, aukštos temperatūros, lengvai užsidegančias ir sprogias daleles. Kartu su dulkėmis
vienu metu sulaikomi garų ir dujinio pavidalo komponentai. Šlapieji gaudytuvai turi tokių
trūkumų: dulkės sulaikomos esant dumblo būviui, todėl reikia valyti nuotekas, sunaudoti
35
daugiau energijos; skysčio lašeliai kartu su dulkėmis gali patekti į dūmų ar dujų vamzdžius;
valant agresyvias dulkes, koroduoja valymo aparatų paviršiai, juos reikia padengti
antikorozinėmis medžiagomis. Kai valytuvuose naudojamas vanduo, esant minusinei oro
temperatūrai, gaudytuvą reikia apsaugoti nuo užšalimo. Šlapieji dulkių gaudytuvai dažnai
vadinami skruberiais (scrubber – angliškai skruberiu vadinamas bet koks šlapiojo valymo
aparatas).
Šlapiųjų valymo aparatų veikimas grindžiamas dalelių prilipimu prie vandens (ar kito
naudojamo skysčio) lašelių ar skysčio paviršiaus, esant inercijos jėgoms ir Brauno difuziniam
judėjimui. Inercijos jėgos priklauso nuo dalelių ir lašelių masės, nuo jų judėjimo greičio.
Mažesnės kaip 1 μm dalelės nepasižymi pakankama energija, todėl priartėjusios prie lašelių
apgaubia juos ir nėra jų sulaikomos. Norint pagerinti Brauno judėjime dalyvaujančių smulkių
dalelių sulaikymą, reikia sumažinti oro (dujų) srauto greitį aparate. Be šių jėgų, dalelių
sulaikymas labai priklauso nuo jų vilgumo vandeniui (skysčiams), turbulentinės difuzijos,
įelektrintų dalelių tarpusavio sąveikos, skysčių kondensacijos, garavimo ir kt.
Skruberių veikimas pasižymi tokiais pagrindiniais principais (DENAFAS G., 2000 b):
mažų dalelių kontaktas su daugi didesniais ploviklio lašeliais (dažniausiai vandens);
dalelių pašalinimas su lašeliais;
plovimo vandens valymas ir pakartotinis naudojimas.
Dalelių išvalymas būna tuo efektyvesnis, kuo yra geresnis ploviklio ir dalelių
kontrastas. Kontrastas priklauso nuo dalelių dydžio ir tankio, ploviklio lašų dydžio, dalelių ir
lašelių susidūrimo santykinio greičio. Užteršto dalelėmis oro ir ploviklio kontaktas gali būti
įvairus (2.17 pav.).
2.15 pav. Kontakto tarp valomų dujų ir ploviklio skruberiuose būdai. a – oro srautas
pereina per skysčio sluoksnį; b – dalelės sulaikomos ant kietojo drėkinamo paviršiaus; c –
dujų srautui susiduriant su ploviklio paviršiumi; d – dalelių sulaikymas tolygiais oro (dujose)
paskirstytais ploviklio, įpurškiamo purkštuvu, lašeliais (pagal DENAFAS G., 2000 b)
36
Dalelės sulaikomos geriau, kai ploviklis įpurškiamas – lašeliai susmulkinami iki
optimalaus dydžio, padidėja santykinis dalelių ir lašelių susidarymo greitis, inercijos jėgos.
Efektyviausiai dalelės sulaikomos Venturi skruberyje.
Šlapieji valymo gaudytuvai klasifikuojami įvairiai, atsižvelgiant į dalelių kontrasto su
skysčiu charakterį (lašeliniai, plėveliniai, barbotiniai), arba pagal veikimo būdą: tuščiaviduriai
dujų plautuvai (drėkinamosios kameros; tuščiaviduriai su purkštuvais skruberiai); įkroviniai
skruberiai; lėkštiniai dujų plautuvai (barbotiniai ir putų aparatai); dujų plautuvai su judančia
įkrova; inercinio-smūginio veikimo šlapieji aparatai; išcentrinio veikimo šlapieji aparatai;
mechaniniai dujų plautuvai (mechaniniai skruberiai, dinamiškieji skruberiai); greituminiai
dujų plautuvai (Venturi skruberiai, ežektoriniai skruberiai). Dujų srauto technikos požiūriu
skruberiai skirstomi į 5 pagrindinius tipus (DENAFAS G., 2000 b): plovimo bokštai; sukūriniai
skruberiai; Venturi skruberiai; dezintegratoriai ir rotoriniai skruberiai; čiurkšliniai skruberiai.
Skruberiai gali būti klasifikuojami ir pagal sunaudojamos energijos dydį: žemo slėgio
(hidraulinis pasipriešinimas neviršija 1500 Pa (šiai grupei priklauso skruberiai su purkštuvais,
barbotavimo aparatai (barboteriai), šlapieji išcentriniai aparatai ir kt.); vidutinio slėgio, kurių
hidraulinis pasipriešinimas siekia nuo 1500 iki 3000 Pa (tai dinamiškieji skruberiai,
smūginiai-inerciniai dujų plautuvai, ežektoriniai skruberiai); didelio slėgio, kai hidraulinis
pasipriešinimas didesnis kaip 3000 Pa (tai Venturi skruberiai ir aparatai su įkrova).
Tuščiaviduriai dujų plautuvai. Šiuose
plautuvuose užterštas dulkėmis oras pereina per
išpurškiamo skysčio uždangą, prie kurios lašelių
prilimpa dulkių dalelės. Plačiausiai iš tokio tipo
plautuvų naudojami skruberiai su purkštuvais.
Tokie skruberiai – apvalūs arba stačiakampiai
cilindrai, kurių viename ar keliuose aukštuose
įrengiama 14–16 purkštuvų (2.16 pav.). Lašeliai
turi būti stambūs, kad jų neišneštų valomo oro
srautas, judantis 0,6–1,2 m/s greičiu. Jei oro
srauto greitis viršija 5 m/s greitį, už plautuvo
įrengiamas lašelių gaudytuvas. Aparato aukštis
– 2,5 karto didesnis už jo skersmenį.
2.16 pav. Skruberio su purkštuvais
schema. 1 – korpusas, 2 – dujų
skirstomosios grotelės, 3 – purkštuvai
(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ
ФАЗЫ ..., 2004)
37
Tuščiaviduriai skruberiai su purkštuvais naudojami valant iš oro (dujų) stambias dulkes,
o taip pat aušinant dujas, kondicionuojant orą. Dujų išvalymo efektyvumas gali būti įvertintas
pagal formulę (BALTRĖNAS, P. ir kt., 2008):
llo
llos
p
gp
vdV
HvvQ
C
CC
2
3exp1
, (2.50)
čia Cp, Cg – dalelių koncentracija į skruberį patenkančiose ir iš jo išeinančiose išlakose;
Qs – skysčio išeiga m3/s;
vo , vl – oro ir lašelių nusėdimo greičiai m/s;
ηl – dulkių surinkimo vandens lašeliais efektyvumas;
H – skruberio aukštis m;
Vo – oro tūris m3/s;
dl – skysčio lašelių skersmuo m.
Priešpriešinio skysčio ir dujų judėjimo srauto skruberiuose, dulkių valymo
efektyvumas yra tuo didesnis, kuo yra mažesni skysčio lašeliai ir didesnis oro (dujų) judėjimo
greitis. Geriausias efektyvumas būna, kai skysčio lašelių skersmuo yra 0,8 mm ir įpurškiamas
skystis 0,3–0,4 MPa slėgiu. Valant iš oro didesnes kaip 10 μm daleles, tuščiavidurių skruberių
efektyvumas siekia 99 %, o esant dalelių dydžiui mažesniam kaip 5 μm, tokių skruberių
efektyvumas nedidelis.
Skruberiai su įkrova. Tai kolonos, pripildytos rutuliukų, žiedų ar kitos formos
įkrova, pavidalo aparatai (2.17 pav.). Įkrova padidina dulkių ir skysčio kontakto paviršių.
Tokie skruberiai naudojami gerai drėkstančioms dulkėms, esant nedidelei jų koncentracijai,
valyti. Esant didesnei dulkių koncentracijai, greitai užsiteršia įkrova, todėl dažniau naudojami
įkroviniai skruberiai su skersiniu drėkinimu (2.18 pav.). Tokiuose skruberiuose įkrova būna
pasvirusi 7–10° kampu oro srauto kryptimi. Tuomet padidėja įkrovos kontaktinio paviršiaus
su oru plotas, geriau drėkinamas (gal geriau – vilgomos) dulkės. Priešsroviniuose skysčio ir
oro srauto skuberiuose sunaudojama 1,3–2,6 l/m3, o skruberiuose su skersiniu drėkinimu –
0,15–0,5 l/m3 skysčio dulkėms sudrėkinti. Didesnių kaip 2 μm dalelių sulaikymo efektyvumas
siekia daugiau nei 90 %, hidraulinis pasipriešinimas – didesnis kaip 160 kPa.
Barbotavimo ir putų dulkėgaudžiai naudojami gerai sudrėkstančioms ir nedidelės
koncentracijos dulkėms iš oro (dujų) valyti. Tokių dulkėgaudžių veikimas yra pagrįstas
valomo oro srauto skvarba per skysčio sluoksnį, esantį virš lentynos. Kai oro srauto greitis
nedidelis (iki 1 m/s), oras burbuliukų pavidalu kyla į viršų per skysčio sluoksnį – vyksta
barbotavimas. Efektyviai sulaikomos didesnės kaip 5 μm skersmens dulkės. Kai oro srauto
greitis didesnis (daugiau nei 1 m/s), vyksta turbulencija, susidaro putos, todėl tokie
dulkėgaudžiai vadinami putų aparatais. Jie efektyviai sulaiko didesnes kaip 2 μm daleles. Putų
38
aparatai skirstomi į dulkėgaudžius su horizontaliai tekančiu skysčiu (2.19 pav.) ir su
priešpriešais tekančiu skysčiu bei oro srautu (2.20 pav.).
Dulkėgaudžių korpusas gali būti kampuotas ir apvalus. Kampuotuose geriau
pasiskirsto skystis, o apvaliuose – valomosios dujos ar oras. Dulkėgaudžiuose su horizontaliai
tekančiu skysčiu lentynos dažniausiai gaminamos iš perforuoto metalo lakšto su 3–8 mm
skersmens skylutėmis. Priešpriešinių srautų dulkėgaudžių lentynos būna ir su 45 mm pločio
plyšiais. Skylučių ar plyšių plotas sudaro apie 0,2–0,25 m2/m
2 visos lentynos ploto. Putų
dulkėgaudžiai efektyviai veikia valant ventiliacinių sistemų dujas, kai jų temperatūra būna ne
aukštesnė kaip 100 °C, o dulkėtumas ne didesnis kaip 200–300 g/m3. Lyginamasis skysčio
sunaudojimas gaudytuvuose su horizontaliai tekančiu skysčiu siekia 0,2–0,3 l/m3, o su
priešpriešiniu srautu – 0,8–0,9 l/m3. Vandens sluoksnio storis virš lentynų – 70–100 mm,
hidraulinis pasipriešinimas – 300–1000 Pa. Pagrindinis gaudytuvų trūkumas – kartu su išvalytu
oru (dujomis) išpučiama nemažai vandens lašų (kai oro srauto greitis viršija 1,5 m/s).
Rekomenduojamas valomų dujų tūris viename gaudytuve neturi viršyti 14 m3/s. Jei tenka valyti
didesnius dujų tūrius, reikia montuoti gaudytuvų baterijas. Valymo efektyvumas svyruoja nuo 90
iki 95 % ir priklauso nuo dalelių dydžio.
2.17 pav. Priešsrovinio skruberio su
įkrova schema. 1 – skruberio korpusas, 2 – įėjimo
atvamzdis, 3 – įkrova; 4 – įkrovos grotelės, 5 –
skysčio tiekimo vamzdis, 6 – išvalytų dujų
išėjimo atvamzdis, 7 – skysčio nukreipiamasis
kūgis, 8 – dumblo (šlamo) pašalinimo sklendė
(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ
ФАЗЫ..., 2004)
2.18 pav. Skruberio su įkrova ir
skersiniu drėkinimu schema. 1 – korpusas,
2 – purkštuvai, 3 – drėkinimo įrenginys,
4 – atraminis tinklas, 5 – įkrova, 6 –
dumblo rinktuvas (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ
ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ..., 2004)
39
2.19 pav. Dulkėgaudžio su horizontaliai
tekančiu skysčiu schema. 1 – korpusas,
2 – lentyna, 3 – skysčio kamera, 4 – slenkstis,
5 – dumblo kamera (ŠVENČIANAS P.,
1994)
2.20 pav. Dulkėgaudžio su priešpriešais
tekančiais dujų ir skysčio srautais schema.
1 – korpusas, 2 – laistymo įrenginys, 3 –
lentyna (ŠVENČIANAS P., 1994)
2.21 pav. Cilindrinio dulkėgaudžio su
judančia įkrova schema. 1 – atraminė lentyna,
2 – rutuliukų įkrova, 3 – rutuliukų atatrankos
lentyna, 4 – purkštuvas, 5 – lašų gaudytuvas
(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ
ФАЗЫ..., 2004)
Dulkėgaudžiai su judančia įkrova
(2.21 pav.) yra efektyvesni negu putų
aparatai. Juose įkrova yra tuščiaviduriai ir
vientisi rutuliai iš polimerinių medžiagų,
stiklo arba akytos gumos. Įkrovos gali būti
įvairios formos (žiedai, balneliai ir kt.).
Įkrovos medžiaga būna mažesnio tankio už
oro ir skysčio tankį, kad galėtų laikytis
pakibusi tame mišinyje. Dulkėgaudžiuose
su judančia įkrova oro srauto greitis siekia
5–6 m/s ir 2–3 kartus viršija greitį putų
aparatuose.
Smūginiai-inerciniai dulkių gaudytuvai. Tokiuose aparatuose valomo oro srautas
kontaktuoja su skysčiu dėl atsimušančio į skysčio paviršių srauto. Susidariusi suspensija
toliau pereina pro įvairių konfigūracijų kiaurymes arba patenka į skystosios fazės separatorių.
Susidaro 300–400 μm dydžio lašeliai. Dulkės, veikiamos inercijos ir gravitacinių jėgų,
nusėda dumblo vonioje. Vienas iš paprasčiausių tokios rūšies gaudytuvų yra dulkių
gaudytuvas su centriniu nuleidžiamuoju vamzdžiu (2.22 pav.). Šiame aparate nevalytas oro
srautas dideliu greičiu atsimuša į skysčio paviršių, 180° kampu pakeičia judėjimo kryptį ir
išvalytas išteka pro 4 atvamzdį. Tobulesnis yra Doilio skruberis (2.23 pav.), kuriame įrengtas
siaurėjantis kūgis, leidžiantis padidinti oro srauto greitį iki 35–55 m/s. Atsimušus dulkėtam
40
orui į skystį, susidaro lašelių uždanga. Hidraulinis aparato pasipriešinimas siekia 500–
4000 Pa, sunaudojama apie 3 l skysčio 1 m3
oro išvalyti.
Greituminiai dulkių valytuvai – tai
efektyviausieji mikroninių ir submikroninių
dulkių iš oro (dulkių) valymo aparatai. Dujų
(oro) srauto greitis juose siekia nuo 60 iki
150 m/s. Greituminiams dujų valytuvams
priskiriami (2.24 pav.): Venturi skruberiai,
diafragminiai (droseliniai skruberiai),
skruberiai su slankiąja diskine sklende.
2.24 pav. Greituminių dujų valytuvų
schemos. a – Venturi, b – diafragminis, c –
su diskine sklende (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ
ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ..., 2004)
Greituminių skruberių konstrukcijos yra įvairios. Visi tokie aparatai pasižymi aukštu
išvalymo efektyvumu, iš dujų (oro) valo mikronines ir submikronines dulkes, tačiau jie turi
nemažą hidraulinį pasipriešinimą, būtina juose įrengti lašelių gaudytuvą. Labiausiai iš tokių
aparatų paplitę Venturi skruberiai, kuriuose dulkės sulaikomos skysčio lašelių paviršiuje (2.25
pav.). Jie susideda iš dviejų pagrindinių dalių: Venturi vamzdžio (tūtos) ir lašelių gaudytuvo
(ciklono) 5. Venturi vamzdį sudaro konfuzorius 2, cilindrinė dalis 3 ir difuzorius 4. Į
konfuzorių 15–20 m/s greičiu tiekiamas valomas oras, o purkštuvu 1 – skystis (dažniausiai
vanduo). Įgreitintas konfuzoriuje oro srautas (iki 60–150 m/s ir daugiau) įpurškiamą skystį
jame ir cilindrinėje dalyje 3 suskaido į smulkius lašelius. Dalelių nusėdimą ant skysčio lašelių
sąlygoja skysčio masė, didelis lašelių paviršinis plotas ir didelis santykinis skysčio lašelių ir
dulkių greitis. Difuzoriuje, sumažėjus oro srauto greičiui iki 15–20 m/s, skysčio lašeliai su
sulaikytomis ant jų dalelėmis koaguliuoja (sulimpa) ir veikiami išcentrinės ir gravitacinės
jėgų nusėda dumblo pavidalu ciklone 5.
2.22 pav. Smūginio-inercinio
dulkių gaudytuvo su nuleidžiamuoju
vamzdžiu schema. 1 – nevalyto oro įleidimo
vamzdis, 2 – rezervuaras su skysčiu, 3 – tūta
(pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ
ФАЗЫ ..., 2004)
2.23 pav. Doilio skruberio schema.
1 – vamzdis; 2 – dulkėtas oras (dujos), 3 –
pertvara, 4 – išvalytas oras, 5 – skystis, 6 –
dumblas (pagal ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕР-
СНОЙ ФАЗЫ ..., 2004)
41
2.25 pav. Venturi skruberio schema. 1 – skysčio purkštuvas, 2 – konfuzorius, 3 – cilindrinė
dalis (gerklė), 4 – difuzorius, 5 – lašelių rinktuvas (ciklonas) (pagal МОКРЫЕ
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ, 2011)
Siekiant Venturi vamzdyje sudaryti optimalias dujų srautui tekėjimo sąlygas, reikia,
kad cilindrinės dalies ilgis l2 būtų 0,15 d2 dydžio, esant dujų srauto greičiui cilindre (60–
150 m/s). Konfuzoriaus siaurėjimo kampas būna 15–28o, o difuzoriaus α2 6–8
o. Maksimalūs
konfuzoriaus ir difuzoriaus skersmenys d1, d3 gali būti apskaičiuojami pagal formulę:
v
Ldd
3600
4, 31 m, (2.51)
čia L – skruberio našumas m3/h;
v – dujų (oro) srauto greitis 15–20 m/s.
Skaičiuojant cilindrinės dalies skersmenį d2 priimama, kad oro judėjimo greitis v2 = (60–
150) m/s.
Konfuzoriaus ir difuzoriaus ilgiai apskaičiuojami pagal formules (МОКРЫЕ
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ, 2011):
22 1
211
tg
ddl
m, (2.52)
22 2
232
tg
ddl
m, (2.53)
čia l1, l3 – konfuzoriaus ie difuzoriaus ilgis m;
d2 – Venturi vamzdžio cilindrinės dalies skersmuo m;
α1, α2 – konfuzoriaus ir difuzoriaus kūgiškumo kampai laipsniais.
Venturi skruberio efektyvumas, valant iš oro 1–2 μm dydžio ir iki 100 g/m3
koncentracijos dulkes, siekia 0,96–0,98 vertes. Vandens sunaudojama apie 0,4–0,6 l vienam
kubiniam metrui oro išvalyti, galima išvalyti 2000–500000 m3/h užteršto oro.
42
2.5. Cheminių teršalų valymas iš oro
Žemės ūkio gamyboje orą dujomis labiausiai teršia gyvulininkystės kompleksai,
fermos, katilinės, transporto priemonės ir kiti gamybiniai objektai. Aplinkos tarša nuo dujinių
teršalų gali būti mažinama tobulinant gamybos technologijas, hermetizuojant įrenginius,
diegiant aspiracijų (vėdinimą), įrengiant aukštus kaminus ir kt. Tokios priemonės teršalų
mažinimo problemą sprendžia tik iš dalies, nes teršalai patenka į kitas vietas, tolimesnius
rajonus.
Cheminių teršalų valymo iš oro metodai parenkami, atsižvelgiant į teršalų kilmę, jų
chemines savybes, kiekį, koncentraciją, technines sąlygas, ekonominius rodiklius ir kt.
Oro valymo nuo cheminių teršalų dažniausiai naudojami prevenciniai bei end–of–pipe
metodai. Naudojant prevencinį metodą, keičiami daug teršalų išskiriantys procesai mažiau
taršiais, tobulinamos technologijos, įrenginiai, ventiliacinės sistemos ir pan. Naudojant end–
of–pipe metodą yra valomos išmetamosios dujos. Dujos gali būti valomos absorciniais,
adsorbciniais, oksidaciniais, kondensaciniais, cheminiais, membraniniais ir kitais būdais.
2.5.1. Absorbcinis dujų valymas
Dujų absorbcijos procesas apibrėžiamas kaip masės kaitos procesas, kai dujas ar garus
(absorbtyvą) sugeria skystis (absorbentas). Absorbcija būna fizikinė ir cheminė. Fizikinės
absorbcijos metu absorbentas (vanduo, organiniai tirpalai) sugeria dujas arba garus
(absorbtyvą), bet tarp jų nevyksta cheminė reakcija. Kai tarp absorbento ir absorbtyvo vyksta
cheminė reakcija, tokia absorbcija vadinama chemine arba chemosorbcija. Fizikinė absorcija
(dažnai vadinama tiesiog absorbcija) yra selektyvusis ir grįžtamasis procesas. Selektyvusis
procesas naudojamas tada, kai dujų ar garų mišinius reikia išskirstyti į atskirus komponentus.
Šiuo atveju galima parinkti tokį absorbentą, kuris sugertų tik tam tikrus mišinio teršalus. Po
fizikinės absorbcijos dažnai atliekama desorbcija (grįžtamasis procesas), kurios metu, šildant
absorbentą arba virš jo sumažinant slėgį, išskiriami vienas ar keli absorbuoti komponentai. Po
chemosorbcijos naudotasis absorbentas regeneruojamas cheminiais metodais arba kaitinant
absorbentą. Naudojant kartu absorbcijos ir desorbcijos procesus, galima iš dujų ar garų
mišinio išskirti ne tik grynus tam tikrų dujų komponentus, bet ir kelis kartus naudoti tą patį
absorbentą. Absorbcija naudojama katilinėse, šalinant iš kūryklų dujų sieros junginius,
organinių tirpiklių (alifatiniai ir aromatiniai angliavandeniliai, halogeninti angliavandeniliais,
alkoholiai ir kt.) rekuperacijai, organinių ir neorganinių junginių, sieros vandenilio, aldehidų,
fenolių nukenksminimui, kritusių gyvulių kūnų utilizavimui ir kt. Įrenginiai (aparatai),
kuriuose vykdoma absorbcija, vadinami absorberiais.
43
Absorberiai priklausomai nuo dujų lietimosi su absorbento paviršiumi būna
paviršiniai-plėveliniai, barbotiniai, purkštuviniai. Paviršiniuose-plėveliniuose absorberiuose
dujos ar garai kontaktuoja su skysčio veidrodiniu paviršiumi arba tekančio skysčio plėvele.
Šiai grupei taip pat priskiriami įkrautiniai absorberiai, kuriuose įkrova yra žiedai, gabalinės
kietosios medžiagos ir kt., taip pat mechaniniai plėveliniai absorberiai. Barbotiniuose
absorberiuose dujos kontaktuoja su skysčio burbuliukais arba srovelėmis. Purkštuviniams
absorberiams priklauso aparatai, kuriuose skystis išpurškiamas smulkiais lašeliais dujų sraute.
Ši absorberių klasifikacija yra tik sąlyginė, nes ji atspindi ne konstrukcijos, o dujų kontakto
charakterį su skysčiu. Šiuo metu labiausiai paplitę yra įkrautiniai ir barbotiniai lėkštiniai
absorberiai.
Įkrautinius absorberius sudaro kolonos, užpildytos įkrova iš įvairios formos kietųjų
kūnų (2.26 pav.). Įkrova dedama ant atraminių tinklelių. Siekiant, kad skystis geriau drėkintų
įkrovą, ji kolonoje užpildoma sekcijomis (2.26 b pav.). Įkrautiniuose absorberiuose dujos ir
skystis teka priešpriešiais, o plėveliniuose absorberiuose skystis plėvele teka visame aukštyje.
2.26 pav. Įkrautiniai absorberiai: a – su vientisu įkrovos sluoksniu, b – su į sekcijas
pakrauta įkrova:1 – atraminiai tinkleliai, 2 – įkrova, 3 – skysčio skirstytuvas, 4 – skysčio
skirstytuvas, 5 – latakas, 6 – vamzdelis (pagal ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ, 2011)
Įkrautinius absorberius stengiamasi užpildyti įkrova, kurios savitasis paviršius būtų
kuo didesnis. Įkrovos gaminamos iš metalų, keramikos, plastikų ir kt. Dažniausiai naudojami
Rašigo žiedai (2.27 pav.), kurių skersmuo lygus jų aukščiui.
Įkrautiniai absorberiai pasižymi paprasta konstrukcija ir mažu hidrauliniu
pasipriešinimu, bet turi šių trūkumų: sunkai aušinami, blogai drėkinama įkrova su mažo
tankio skysčiais, reikia didesnių įkrovos tūrių. Tobulesni yra barbotiniai lėkštiniai absorberiai.
44
2.27 pav. Įkrovos rūšys. a – Rašigo žiedų įkrova; 1 – atskiri žiedai, 2 – netvarkingai
supilti žiedai, 3 – reguliarioji įkrova; b – fasoninė įkrova; l – Pallio žiedai, 2 – balno formos
įkrova, 3 – žiedai su kryžiaus formos pertvaromis, 4 – keramikos blokai, 5 – iš vielos susukta
įkrova, 6 – žiedai su vidine spirale, 7 – propelerinė įkrova, 8–medžio strypelių įkrova
(BALANDIS A. ir kt., 2007)
Lėkštiniai adsorberiai yra vertikalūs apvalieji (rečiau keturkampiai) cilindrai –
kolonos, kuriuose tam tikrais tarpais įrengtos horizontalios pertvaros – lėkštės. Skystis
dažniausiai teka iš viršutinės lėkštės į apatinę, o dujos iš apačios į viršų. Kiekvienoje lėkštėje
vyksta skysčio ir dujų kryžminis judėjimas arba skysčio maišymasis. Lėkštės pagal skysčio
persipylimo principą būna su skysčio persipylimo elementais ir be jų arba ištisinio tekėjimo.
Kolonos su skysčio persipylimo elementais būna su gaubtuvinėmis, tinklinėmis,
vožtuvinėmis ir kitokiomis lėkštėmis (2.28 pav.).
2.28 pav. Kolonos su skysčio
persipylimu ir lėkščių su kapsulių formos
gaubteliais schemos: a – kolona su lėkštėmis,
b – dvi gretimos lėkštės, c, d – kapsulių
formos gaubteliai; 1 – lėkštės,2 – garų
vamzdeliai, 3 – apvalūs gaubteliai, 4 –
persipylimo pertvaros arba vamzdžiai su
slenksčiais, 5 – hidraulinės užtvaros, 6 –
kolonos korpusas (BALANDIS A. ir kt.,
2007)
2.29 pav. Kolonos su tinklinėmis
lėkštėmis, turinčiomis persipylimo latakus
schema: a – kolona su lėkštėmis, b – dvi
gretimos lėkštės; 1 – lėkštės, 2 – persipylimo
pertvaros, 3 – hidraulinės užtvaros, 4 –
korpusas (BALANDIS A. ir kt. 2007).
45
Tokiose kolonose skystis teka nuo vienos lėkštės į kitą (2.28 pav., a). Dujos pereina
pro lėkščių gaubtelių įpjovas, patenka į virš lėkščių tekantį skystį, sudaro putų sluoksnį,
kuriame vyksta absorbcijos procesas. Tinklinės kolonos turi daug 2–8 mm skersmens skylučių
(2.29 pav.). Dujos pro tokias lėkštes turi tekėti pakankamu slėgiu ir greičiu, kad per skylutes
nepratekėtų žemyn skystis.
Vožtuvinio tipo lėkštėse (2.30 pav.) skylutes dengia vožtuvai, kurių atsidarymo tarpas
priklauso nuo dujų srauto debito. Dujų greitis tokiuose tarpuose ir virš lentynos esančiame
skystyje būna beveik pastovus, tokios lentynos dirba efektyviai.
2.30 pav. Lėkščių su vožtuvais schema: a – dvi gretimos lėkštės su apvaliais vožtuvais,
b–vožtuvų darbo principas; 1 – lėkštė, 2 – vožtuvas, 3 – persipylimo pertvara su slenksčiu, 4 –
hidraulinė užtvara, 5 – kolonos korpusas, 6 – vožtuvo diskas, 7 – vožtuvo pakilimo ribotuvas,;
c – apvalūs vožtuvai su viršutiniais ribotuvais (I) ir su papildomu svoriu (II): 1 – disko formos
vožtuvas,2 – ribotuvas, 3 – papildomas svoris (BALANDIS A. ir kt., 2007)
Purkštuviniuose absorberiuose skysčio ir dujų sąlyčio paviršius padidinamas
išpurškiant skystį dujų sraute arba jį paverčiant purslais panašiai kaip skruberiuose (2.16;
2.22; 2.23 pav.). Tokie absorberiai gali būti suskirstyti į tris grupes: 1) absorberiai, kuriuose
skystis išpurškiamas lašelių pavidalo purkštuvais; 2) absorberiai, kuriuose lašeliai išgaunami dėl
dujų srauto kinetinės energijos; 3) absorberiai, kuriuose skystį išpurškia besisukančios detalės.
Parenkant absorberius reikia nustatyti skysčio kiekį Ga , kurio reikia dujoms sugerti,
dujų ir skysčio sąlyčio plotą S ir papildomus parametrus (siurblio našumą, rezervuarų dydį ir
kt.). Skysčio kiekis Ga gali būti išreiškiamas iš formulės (МЕДВЕДЕВ В.Т., 2002):
1221 xxGyyGm ad g/s, (2.54)
čia m – sugertoji skystyje komponento masė g/s;
Gd, Ga – dujų ir skysčio debitas m3/s;
y1, y2 – pradinė ir galutinė dujinio komponento koncentracija valomosiose dujose g/m3;
x1, x2 – pradinė ir galutinė dujinio komponento koncentracija sugeriamajame skystyje
(absorbente) g/m3.
46
Dujų ir skysčio sąlyčio plotas apskaičiuojamas pagal formulę (МЕДВЕДЕВ В.Т.,
2002):
va pkmS /103 m
2, (2.55)
čia ka – absorbcijos koeficientas (masės mainų koeficientas) kg/(m2·h·Pa);
∆pv – absorbcijos vidutinė varos jėga Pa (arba N/m2).
Absorbcijos koeficientas, charakterizuojantis dujinio komponento tirpimo (sugėrimo)
greitį skystyje, nustatomas pagal bendrąjį difuzijos per skystį ir dujas pasipriešinimą
(МЕДВЕДЕВ В.Т., 2002):
25,0
25,075,06
7,13
18,00011,0107,53
ekv
ad
TMk
kg/(m
2·h·Pa), (2.56)
čia M – molinė sugeriamo komponento masė kg;
ω – dujų greitis laisvajame skruberio pjūvyje m/s;
T – absoliučioji temperatūra K;
d – ekvivalentinis įkrovos skersmuo, kuris lygus keturgubam įkrovos gyvajam pjūviui,
padalintam iš jo lyginamojo paviršiaus m.
Chemosorbcija grindžiama dujų ir garų sugėrimu skystyje arba kietame absorbente,
kuriame susidaro mažai lakūs arba mažai tirpūs cheminiai junginiai. Chemosorbcijos
sugeriamosios savybės beveik nepriklauso nuo slėgio, todėl chemosorbcija labiau naudotina
esant nedidelei dujų koncentracijai. Daugelis chemosarbcijos reakcijų yra egzoterminės
(atiduodančios šilumą) ir grįžtamosios, todėl pakilus skysčio temperatūrai, sugertosios dujos
skyla į pradinius komponentus. Šiuo principu yra pagrįsta chemosorbento desorbcija.
Chemosorbcijos įrenginiai būna: įkrautinės kolonos, barbotiniai, putų ir Venturi
skruberiai, mechaniniai purkštuvai. Naudojami įkrautiniai su judančia įkrova aparatai yra
didelio našumo, mažo hidraulinio pasipriešinimo. Chemosorbcija plačiai naudojama valant iš
dujų jų oksidus. Pagrindinis trūkumas yra tai, kad sumažėja valomųjų dujų temperatūra, dėlto
pablogėja jų emisija (išsklaidymas) atmosferoje. Chemosorbcijos metu susidaro nemažai
dumblo, kurį prieš šalinimą reikia nukenksminti.
2.5.2. Adsorbcinis dujų valymas
Adsorbcija – reiškinys, kai skysčio ir kietojo kūno paviršiuje iš dujų ar tirpalo kaupiasi
kokia nors medžiaga. Adsorbcija yra pagrįsta kai kurių kietųjų kūnų fizikine savybe savo porų
paviršiumi arba tūriu selektyviai sugerti ir koncentruoti valomų dujų, garų komponentus arba
ištirpusias medžiagas. Sugeriamasis komponentas (medžiaga) vadinama adsorbtyvu, o
adsorbento sugertoji medžiaga – adsorbatu.
Adsorbcija skirstoma į fizikinę ir cheminę. Fizikinės adsorbcijos metu adsorbento
paviršiuje prilimpa molekulės, veikiamos Vander der Valso tarpmolekulinių traukos jėgų.
47
Adsorbcijos proceso metu priklausomo nuo traukos jėgos dydžio išsiskiria į aplinką nuo 2 iki
20 kJ/mol šilumos kiekis. Cheminės adsorbcijos metu sugeriamoji medžiaga reaguoja su
adsorbentu jo paviršiuje ir susidaro naujos cheminės medžiagos. Adsorbcijos procesai yra
selektyvūs (atrankūs) ir grįžtamieji. Adsorbcijos grįžtamasis procesas vadinamas desorbcija.
Tai adsorbcijos pagrindinis privalumas, kai naudinga rekuperuoti adsorbuotas dujas ar
adsorbentą.
Adsorbcijos proceso metu naudojami adsorbentai. Tai poringieji kūnai, kurie turi
didelį porų tūrį. Pagal kilmę (cheminę sudėtį) adsorbentai skirstomi į anglinius (aktyviosios
anglys, nedervingos kietojo kuro rūšys, anglinės pluoštinės medžiagos), ne anglinius
(silikageliai, ceolitai, aktyvusis aliuminio oksidas, aliuminio geliai, molingosios padermes) ir
jonitus. Adsorbentai turi gebėti adsorbuoti tam tikras reikalingas medžiagas (esant nedidelei jų
koncentracijai), būti mechaniškai atsparūs, pigūs ir regeneruotini. Plačiausiai iš adsorbentų
naudojama aktyvioji anglis, silikagelis, ceolitai, jonitai.
Aparatai, kuriais atliekama adsorbcija valant dujas ar skysčius, vadinami adsorberiais.
Adsorberiai būna periodinio ir nuolatinio veikimo, vertikalūs, horizontalūs, žiediniai, su
judančia įkrova, rotoriniai ir kt. Adsorberiai taikomi kaukėse (dujokaukėse), respiratoriuose
(puskaukėse, ketvirtinėse kaukėse) žmogaus kvėpavimo organams apsaugoti nuo kenksmingų
dujų, jų organinės ir neorganinės kilmės garų (chloro, sieros, vandenilio, fosforo, azoto
oksidų, benzino, acetono, spirito, amoniako, sieros vandenilio ir kt.).
Periodinio veikimo tipui priskiriami vertikalieji, horizontalieji, žiediniai (2.31 pav.) ir
vamzdiniai adsorberiai. Jie gali būti su nejudančia (stacionaria) ir „verdančia“ adsorbento
įkrova. Periodinių su nejudančia įkrova adsorberių privalumas yra tai, kad juose tarpusavyje
nesitrina adsorbento dalelės, jie pasižymi dideliu dujų išvalymo laipsniu. Pagrindinis
trūkumas – nedidelis dujų srauto greitis, adsorbcijos procese dėl netolygaus dujų srauto
pasiskirstymo dalyvauja ne visas adsorbento kiekis. Adsorberiuose gali vykti adsorbcijos,
desorbcijos, adsorbento džiovinimo ir atšaldymo procesai.
2.31 pav. Periodinio veikimo adsorberių schemos : a – vertikalusis; b – horizontalusis;
c – žiedinis ( pagal РАЗНОВИДНОСТИ УСТАНОВОК..., 2011)
48
Kai reikia išvalyti didelius dujų mišinio kiekius (ne mažesnius kaip 30000 m3/h,
naudojami horizontalieji adsorberiai. Žiediniai adsorberiai naudojami nedidelės teršalų
koncentracijos dujoms valyti. Jie kompaktiškesni, lyginant su vertikaliaisiais ir
horizontaliaisiais adsorberiais, turi mažą hidraulinį pasipriešinimą, yra didelio našumo.
Naudojant periodinio veikimo adsorberius ir norint, kad procesas vyktų nepertraukiamai,
lygiagrečiai sujungiami keletas adsorberių. Adsorbcijos procesas vyksta daug intensyviau,
naudojant nuolatinio veikimo adsorberius (2.32 pav.).
2.32 pav. Adsorberio su „verdančiu“ adsorbentu schema (DYNAMICALLY
OPTIMIZED RECIRCULATION, 2005)
Nepertraukiamas procesas pasiekiamas cirkuliuojant adsorbentui uždaroje sistemoje ir
paskirstant kolonoje lokalines zonas, taip, kad jose vyktų vienas iš adsorbcijos, šildymo,
desorbcijos, šaldymo ar kitų procesų. Tokių procesų reikalavimus geriausia atitinka
adsorberiai su adsorbento judančiu („verdančiu“) sluoksniu.
2.5.3. Terminis dujinių teršalų nukenksminimas
Dujiniai teršalai, kuriuose yra degiųjų komponentų, dažnai nukenksminami terminiais
metodais. Terminis nukenksminimas gali būti atliekamas vienu iš trijų būdų: tiesioginiu
deginimu, termine oksidacija ir kataliziniu deginimu.
Tiesioginio deginimo būdas naudotinas tada, kai degančių medžiagų koncentracija
dujose didesnė, negu žemutinė užsidegimo (sprogstamumo) riba, kai priemaišų degieji
komponentai išskiria ne mažiau kaip pusę deginimui reikiamos šilumos. Be papildomo kuro
galima deginti dujų mišinius, kurių degimo šiluma siekia 3300–3800 kJ/m3. Deginimo
temperatūros geriausias intervalas yra nuo 700 iki 900 °C. Deginant dujų mišinius, kuriuose
yra angliavandenilių, azoto ir chloro junginių deginimo temperatūra pasiekia 1100–1300 °C.
49
Kai temperatūra pasiekia pastarąją vertę bei yra deguonies perteklius, o dujų buvimo degimo
kameroje laikas viršija 0,3 s, susidaro kenksmingi azoto oksidai. Esant dujų mišinyje sieros,
fosforo, halogenų, gali susidaryti daug kenksmingesni deginiai, negu jų pradiniai
komponentai. Deginant organinės kilmės dujas deguonies nepritekliaus sąlygomis, susidaro
kenksmingos CO dujos. Tiesioginiu deginimu geriausiai nukenksminti organines medžiagas.
Tiesioginis deginimas vykdomas atvirame liepsnos fakele arba įvairios konstrukcijos
krosnyse. Siekiant, kad fakelo liepsna būtų nerūkstanti, papildomai tiekiami vandens garai,
kuriem reaguoja su angliavandeniliais − susidaro vandenilis ir anglies oksidas.
Deginimo metu gautų dujinių degimo produktų kiekiai gali būti apskaičiuoti pagal
formulę (ŠVENČIANAS P., 1994):
dad
oookk
d
žd
ct
tcVtcQV
m
3/m
3, (2.57)
čia d
žQ – dujinių degiųjų elementų žemutinė degimo šiluma kJ/m3;
tk – degiųjų dujų temperatūra oC;
ck – degiųjų dujų specifinė šiluma kJ (m3∙K);
Vo – teoriškai degimui reikiamo oro ar kito oksidatoriaus tūris m3/m
3;
to – degimui tiekiamo oro ar kito oksidatoriaus temperatūra oC;
co – oro ar kito oksidatoriaus specifinė šiluma kJ/(m3∙K);
α – oro pertekliaus koeficientas;
tad – adiabatinė degimo temperatūra oC;
cd – dujinių degimo produktų specifinė šiluma kJ/(m3∙K).
Terminė oksidacija naudojama esant didelei nukenksminamųjų dujų temperatūrai ir
nepakankamam deguonies kiekiui bei esant degančiųjų priemaišų nepakankamai
koncentracijai, kuri užtikrintų reikiamą šilumos kiekį degimui palaikyti. Terminė oksidacija
vyksta esant reikiamai temperatūrai, turbulentiškumui ir oksidavimosi trukmei. Dujų
oksidavimasis degimo kameroje užtrunka 0,3–0,8 s. Turbulentiškumas charakterizuoja gerą
deguonies maišymąsi su nukenksminamųjų dujų komponentais. Tuomet oksidavimosi
temperatūra priklauso nuo degančiųjų komponentų charakteristikų. Pavyzdžiui,
angliavandeniliai oksiduojasi esant 500–700 °C temperatūrai, anglies monoksidas – 680–
800 °C, nemalonūs kvapai – 480–680 °C. Kai nukenksminamosios dujos yra aukštos
temperatūros, jų oksidavimuisi turi būti papildomai tiekiamas neužterštas oras. Kai dujų
temperatūra yra nepakankama oksidacijai vykti, jos papildomai šildomos šilumokaityje, tada
tiekiamos į degimo kamerą, kurioje deginamos gamtinės ar kitos kaloringos dujos.
Paprasčiausiame terminės oksidacijos įrenginyje (2.23 pav.) nukenksminamos dujos
atvamzdžiu 1 yra tiekiamos į šilumokaitį 2, o iš jo pašildytos į V formos kolektoriaus ertmę 3.
50
Čia nukenksminamosios dujos pasiekia reikiamą temperatūrą ir oksiduojasi su esančiu tose
dujose deguonimi. Dujos baigia oksiduotis (degti) sumaišymo kameroje 4, kurioje degimo
fakelo uodega kontaktuoja su dujomis, turbulizuojamomis dėl pertvarų. Ištekančios per
vamzdį 5 išvalytos dujos patenka į atmosferą arba į šilumokaitį, kad rekuperuotų dujų šilumą.
Terminės oksidacijos pagrindinis privalumas yra tai, kad oksidacijos procesas vyksta
santykinai neaukštoje temperatūroje, o tai leidžia sumažinti išlaidas degimo kamerai įrengti ir
išvengti azoto oksidų susidarymą.
2.33 pav. Terminės oksidacijos įrenginio schema. 1 – nukenksminamųjų dujų tiekimo
atvamzdis, 2 – šilumokaitis, 3 – degiklis, 4 – degimo kamera, 5 – nukenksmintų dujų išėjimo
vamzdis (pagal БЕЛОВ С. В. и др., 2004)
Optimalus nukenksminamųjų dujų, pratekančių per degiklio tūtą, greitis turėtų siekti
4,5–7,5 m/s. Degimo kameros skersmuo projektuojamas priklausomai nuo dujų oksidavimo
trukmės ir turbulencijos intensyvumo.
Katalizinis degimas dažnai vadinamas katalizine oksidacija. Katalizė – cheminės
reakcijos greitinimas, veikiant pridėtoms į reakcijos terpę medžiagoms – katalizatoriams.
Katalizatorius dalyvauja reakcijoje, sudaro tarpinius junginius su reagentais, bet po reakcijos
lieka chemiškai nepakitęs. Katalizinis deginimas iš esmės skiriasi nuo terminės oksidacijos,
nes jis vyksta trumpesnį laiką, jam būdinga 300–500 °C temperatūra, energijos sąnaudos daug
mažesnės. Dažniausiai katalizatoriai būna metalai (platina, paladis ir kiti taurieji metalai) arba
jų junginiai (vario, mangano oksidai ir kt.). Naudojamų katalizatorių aktyvumas bėgant laikui
mažėja, nes susikaupus priemaišų sumažėja jų aktyvusis paviršius. Stabilieji katalizatoriai gali
būti aktyvūs daugiau kaip 10 metų. Nukenksminant dujų mišinius, kuriuose yra geležies,
švino, silicio, fosforo ar sieros junginių katalizatorių aktyvumas ir naudojimo laikas labai
sumažėja.
Kataliziniai dujų nukenksminimo metodai naudojami autotransporto deginių
biologinės kilmės kvapų, lakų, dujinių teršalų nukenksminimui, cheminių medžiagų sintezei ir
kt. Dujų nukenksminimas atliekamas įvairių konstrukcijų kataliziniuose reaktoriuose (2.34
pav.), kurie dažnai paprasčiausiai vadinami katalizatoriais.
51
2.34 pav. Katalizinių reaktorių schemos; a – su nejudančiu katalizatoriaus sluoksniu,
b – tas pats, bet su šaldymu, c – daugiasluoksnis su šaldymu, d –s u pseudo skystuoju
sluoksniu, e – tas pats, bet su šaldymu, f – daugiapakopis su pseudo judančiu sluoksniu, g – su
judančiu sluoksniu; 1 – nejudantis sluoksnis, 2 – šaldytuvas; 3 – pakilęs sluoksnis, 4 –
regeneratorius, 5 – judantis sluoksnis, 6 – elevatorius (pagal ОБОРУДОВАНИЕ
ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ, 2011)
Automobiliniuose katalizatoriuose katalizuojančia medžiaga dažniausiai naudojami
platina, paladis, rodis. Platina ir paladis dalyvauja oksiduojant anglies monoksidą (CO) ir
nesudegusius angliavandenilius (CmHn), o rodis – redukuojant azoto oksidus (NOx).
Katalizatoriuose gali vykti tokios oksidacijos reakcijos:
222 22 COOCO , (2.58)
OHn
mCOOn
mHC nm 22224
. (2.59)
Azoto oksidai neutralizuojami
redukcijos reakcijos metu, jiems reaguojant
su CO arba H2 dujomis:
222
1CONCONO . (2.60)
OHNHNO 222
1 . (2.61)
Katalizatorių nešiklių (karkasų)
korėtieji narveliai gaminami iš sunkiai
išsilydančių metalų oksidų (pvz., Al2O3)
(2.35 pav.). Katalizatoriaus kontaktinio
paviršiaus plotas apytikriai siekia 20000 m2
(УСТРОЙСТВО... КАТАЛИЗАТОРОВ).
2.35 pav. Automobilio katalizatoriaus
sandara (GALDIKAS A., 2010)
52
2.6. Biologinis dujų nukenksminimas
Daugelis žemės ūkio gamybos objektų, jos produktų perdirbimo ir saugojimo įmonės
skleidžia ne tik kenksmingas, bet ir nemalonaus kvapo dujas. Tokie kvapai dažnai
nukenksminami biologiniais metodais – mikroorganizmų sugebėjimu skaidyti, oksiduoti ar
asimiliuoti sulaikytus teršalus. Biologinio teršalų nukenksminimo gera ypatybė yra tai, kad
panaudojami ekologiniu požiūriu racionalūs, nekenksmingi aplinkai, be cheminių reagentų
procesai. Dujos yra leidžiamos per mikroorganizmų turinčią terpę. Kai teršalai kontaktuoja su
terpės medžiaga, jie ne tik adsorbuojami, bet mikroorganizmų metabolizuojami iki CO2, H2O
ir kitų bekvapių dujų. Biologiniai nukenksminimo procesai yra nebrangūs, jie naudojami
esant nedidelei teršalų koncentracijai, kai neapsimoka ekonomiškai juos rekuperuoti ar
deginti.
Biologinių dujų nukenksminimas gali būti realizuojamas:
filtrais su drėgno juodžemio, durpės, komposto, medžio (pušinio) žievės sluoksniu, per
kurį skverbiasi valomosios dujos. Tokie filtrai, išskyrus medžio žievės filtrus, dažnai
vadinami gruntiniais.
filtrais su inertinių medžiagų įkrova, kurios paviršiuje dirbtinai išauginama biologinė
plėvelė. Jie vadinami aerofiltrais;
barbotiniais aparatais su aktyviuoju dumblu. Tai biologinio valymo absorberiai arba
bioskruberiai;
biokataliziniu dujinių teršalų valymu.
Gamtiniai filtrai dažniausiai naudojami mėsos cechuose, taukų lydyklose, žuvies
miltų, kaulų klijų, muilo gamyklose, gyvulininkystės fermose, nuotekų dujoms, turinčioms
sulfidų, valyti ir kituose objektuose. Gruntiniais filtrais galima nukenksminti nemalonius
organinių medžiagų kvapus, esant filtrų aktyviosios masės apkrovai iki 100 mg/(kg∙h).
Gruntinių filtrų svarbiausias elementas yra mikroorganizmų nešiklis – įkrova (2.36 pav.).
2.36 pav. Biofiltro konstrukcijos schema (didžiaplotis biofiltras) (DENAFAS G., 2000 b)
53
Organinių medžiagų įkrova naudojama 2–5 metus, jos tankis – apie 0,4 t/m3, sluoksnio
storis 0,5–1,5 m. Biofiltro įkrovos medžiaga parenkama pagal teršalų pobūdį.
Mikroorganizmai ne tik maitinasi įkrovos medžiagomis, bet jas ir regeneruoja. VGTU
Aplinkos apsaugos institutas rekomenduoja lakiuosius organinius junginius (LOJ) iš oro
valyti biofiltrais su suaktyvinta pušų žievės įkrova.
Filtruose su inertinių medžiagų įkrova filtruojančiuoju sluoksniu yra uolienų skalda,
žvyras, keramzitas, plastikų grūdeliai ir kt. Filtruojančiosios įkrovos, kuria gali būti ir
aktyvioji anglis, grūdelių paviršiuje susidaro biologinė plėvelė iš aerozolinių mikroorganizmų.
Tokiuose filtruose mikroorganizmai turi būti maitinami medžiagomis, turinčiomis azoto,
fosforo, kalio ir mikroelementų, turi pakakti deguonies bei drėgmės.
Valomo oro buvimo filtre reikiamas laikas apskaičiuojamas pagal formulę (DENAFAS
G. 2000 b):
L
nhF
100 s, (2.62)
čia τ –reakcijos laikas s;
F – filtro paviršiaus plotas m2;
h – įkrovos aukštis m;
n – įkrovos porėtumo tūris %;
L – ištakų debitas m3/h.
Biofiltrai skirstomi į didžiapločius pakopinius (2.36 pav.), korių pavidalo, bokštinius.
Didžiapločių filtrų paviršiaus ploto apkrova būna nuo 20 iki 300 m3/(m
2∙h), įkrovos aukštis
0,5–1,5 m, įkrovos skerspjūvio plotas – iki 2000 m2. Pakopiniuose biofiltruose dujos teka per
nuosekliai sujungtus kelis filtro sluoksnius, tokie filtrai užima mažiau ploto, negu
didžiapločiai. Korių pavidalo filtruose įkrova būna statmenuose koriuose, kurie sudaro didelį
skerspjūvio plotą, leidžiantį didesnes filtro apkrovas. Bokštiniuose filtruose įkrovos aukštis
siekia iki 6 m, užima mažą plotą.
Absorberiai (bioskruberiai) dažniausiai naudojami turinčioms sieros junginių dujoms
valyti (pvz., fermų sieros vandeniliui). Tokiuose absorberiuose veiklioji terpė yra chloralė
(žaliadumblis Chlorella). Bioskruberiuose teršalai pirmiausia absorbuojami vandens plovikliu,
paskui nukreipiami į aktyviojo dumblo ar biologinį vandens filtrą, kuriuose biologiškai
suskaldomi. Biofiltrai turi ir trūkumų: jie nejautrūs teršalų pasikeitimui dujose,
mikroorganizmai nesugeba greitai adaptuotis prie kitokių teršalų ar pakitusios jų
koncentracijos, dujos per organinių medžiagų filtrą skverbiasi lengviausiu keliu, neužsilieka
reaktoriuje tiek, kiek reiktų teršalams nukenksminti.
54
3. HIDROSFEROS APSAUGA
3.1. Vandens ištekliai, savybės ir reikšmė
Hidrosfera – Žemę gaubiantis vandens sluoksnis (vandenynai, jūros, atmosferos ir
sausumos vandenys). Manoma, kad vanduo Žemėje susidarė prieš 250–300 mln. metų.
Vandens atsargos Žemėje sudaro apie 1,39∙109 km
3 ir užima 510∙10
6 km
2, arba 70 % jos
teritorijos, vandens masė − apie 1,32∙1018
t, arba 0,022 % visos Žemės masės. Vidutinis
hidrosferos gylis yra 3554 m. Jei visas vandens sluoksnis tolygiai pasiskirstytų Žemės
paviršiuje, jo storis siektų 2718 m. Pagrindinė vandens apytaka vyksta tarp Žemės paviršiaus
(vandenynų, sausumos) ir atmosferos. Į planetos paviršių iškrenta per metus apie 577∙1012
m3
kritulių, atmosferoje susikaupia apie 12,9∙1012
m3 vandens garų, todėl metinis vandens
apytakos ciklų kiekis siekia 45 ciklus.
Gėlas vanduo, kuriame yra mažiau kaip 0,01 % ištirpusių druskų, sudaro apie 2,53 %
visų planetos vandens atsargų (3.1 lentelė), ¾ jų kiekio yra sunkiai pasiekiamose vietose.
3.1 lentelė. Pasaulio vandens atsargos (pagal КРИВОШЕИН Д. А., 2003; GLEICK P.
H., 1996)
Vandens šaltinis arba rūšis
Tūris
km3
Pasiskirstymo
teritorija
tūkst. km2
Sluoksnio
storis m
Vandens dalis nuo
pasaulinių atsargų %
visų gėlo
vandens
Vandenynai, jūros įlankos 1338000000 361300 3700 96,5 -
Gruntiniai (požeminiai) vandenys: 23400000 134000 174 1,7 -
gėlasis vanduo 10530000 134800 78 0,76 30,10
dirvos drėgmė 16500 82000 0,2 0,001 0,05
Ledynų ir nuolatinių sniegynų: 24064100 16227,5 1463 1,74 68,70
Antarktida 21600000 13980 1546 1,56 61,70
Grenlandija 2340000 1802,4 1298 0,17 6,68
Arktika 83500 226,1 369 0,006 0,24
Kalnų viršūnių 40600 224 181 0,003 0,12
Amžinojo įšalo gruntinis ledas 300000 21000 14 0,022 0,86
Vandens atsargos ežeruose: 176400 2058,7 - 0,013 -
- gėlasis 91000 1236,4 73,6 0,007 0,26
- druskingas 85400 822,3 103,8 0,006 -
Pelkės 11470 2682,6 4,48 0,0008 0,03
Upių vagos 2120 148800 0,014 0,0002 0,006
Biologinis vanduo 1120 510000 0,002 0,0001 0,003
Atmosfera 12900 510000 0,025 0,001 0,04
Bendrosios vandens atsargos 1385984610 510000 2428 100 -
Gėlas vanduo 35029210 148800 2350 2,531 -
Ledynuose, kalnų viršūnėse, nuolatiniuose netirpstančiuose sniegynuose yra susikaupę
68,7 % visų gėlojo vandens atsargų, iš jų Antarktidoje – 61,7 %, gruntiniuose Žemės
sluoksniuose – 30,1 %, upių vagose – 0,006 %, atmosferoje – 0,04 %, arba apie 7 kartus
daugiau nei upėse. Apie 80 % gėlojo vandens poreikių žmonija patenkina iš upių vandens
(2∙103 km
3) (МЕДВЕДЕВ В. Т., 2002).
55
Pastaruoju metu pasaulyje didžiausias vandens vartotojas yra žemės ūkio gamyba.
Išauginant 1 t kviečių sunaudojama 1500 m3 vandens, 1 t ryžių – per 7000 m
3, 1 t medvilnės –
apie 10000 m3. Antrasis stambus vandens naudotojas – pramonė. Pvz., 1 t plieno pagaminti
reikia 15–20 m3 vandens, 1 t plastmasės – 500–1000 m
3 vandens, 1 t sintetinio kaučiuko –
2000–3000 m3. Pasaulio pramonės šakos (be energetikos) kasmet sunaudoja apie 215 km
3
vandens, energetika – 240 km3. Pagal specialistų prognozes vandens poreikiai XXI amžiuje
kasmet augs po 3 %. Šiuo metu apie 2 mlrd. žmonių patiria apsirūpinimo vandeniu sunkumus,
o 2025 m. pusė Žemės gyventojų kentės nuo gėlo vandens stygiaus. Prognozuojama, kad
gėlojo vandens atsargas žmonijai reikės papildyti sugėlinant vandenynų druskingą vandenį ar
gabenant ledą iš Antarktidos. Naudojamas ir paviršinis gėlasis vanduo, tačiau jis yra labiau
užterštas nei gruntinis požeminis, paviršinį vandenį reikia papildomai valyti. Vandens
saugyklose sukaupta per 5∙103 km
3 paviršinio vandens.
Lietuvoje gausu vandens išteklių. Kasmet čia iškrenta 48,8 km3 vandens (748 mm
kritulių), išgaruoja – 33,4 km3, o 15,4 km
3 vandens nuteka paviršiumi bei požemiu į upes, ežerus,
jūrą, iš kitų valstybių upėmis atiteka dar 10,8 km3 vandens. Pagrindinis geriamojo šaltinis
Lietuvoje – požeminiai vandenys. Gėlo požeminio vandens ištekliai vertinami 13 mln. m3 per
parą, suvartojama – 3,2 mln. m3 per parą (ŠAULYS V., 2007). Didelė kaimiškųjų teritorijų
gyventojų dalis geriamąjį vandenį naudoja iš šachtinių šulinių.
Vanduo – labiausiai paplitęs Žemėje skystis, kuris nulinėje bei žemesnėse
temperatūrose užšąla ir virsta kietuoju kūnu – ledu, o virimo ir teigiamose temperatūrose,
esant sausam orui, garuoja ir virsta dujomis. Vanduo, palyginus su kitais skysčiais, turi didelę
šiluminę talpą (4,1868 kJ/kg). Dėl šios savybės vanduo naktį (arba analogiškai pereinant iš
vasaros į žiemos metų laiką) aušta iš lėto, o dieną (arba pereinant iš žiemos į vasarą) įšyla iš
lėto. Dėl didelės šilumos talpos vanduo yra temperatūros Žemėje reguliatorius.
Kita svarbi vandens savybė yra jo tankis. Vandens tankis, skirtingai nuo kitų skysčių,
didėja šylant nuo 0 iki +4oC temperatūros ir esant +4
oC temperatūrai vandens tankis yra
didžiausias (siekia 1 g/cm3). Šildant vandenį toliau, jo tankis mažėja, 20
oC temperatūros
vandens tankis siekia 0,9982 g/cm3. Vėstant vandeniui žemiau 4
oC, tankis mažėja iki
0,917 g/cm3 (ledo tankis). Taigi, esant 4
oC temperatūrai, vandens tankis viršija ledo tankį.
Vėstantis rudenį tvenkinyje vanduo leidžiasi į dugną, kol pasiekia 4 oC temperatūrą, o
šildamas toliau kyla į viršų.
Iš visų skysčių, išskyrus gyvsidabrį, vanduo turi didžiausią paviršiaus įtempimą.
Grynas vanduo, neturintis ištirpusių druskų, yra blogas elektros laidininkas. Pagal ištirpusių
cheminių medžiagų kiekį, t. y. mineralizaciją, gamtiniai vandenys skirstomi į gėluosius (iki 1
g/l), sūrokus (1–10 g/l), sūriuosius (10–50 g/l) ir sūrymus (>50 g/l).
56
Vandens kvapas rodo, kad vandenyje vyksta biocheminis puvimo procesas arba jame
yra kažkokių priemaišų. Pvz., ištirpęs sieros vandenilis suteikia supuvusio kiaušinio kvapą.
Vandens kvapas daugiausia priklauso nuo bakterijų, kurios ardo organines medžiagas,
veiklos. Požeminiai vandenys dažniausiai neturi kvapo, yra skaidrūs.
Vandens skonis taip pat priklauso nuo priemaišų kiekio. Pvz., ištirpęs natrio
chloridas sukelia sūrų skonį, magnio sulfatas – kartų, organiniai azoto junginiai – saldoką.
Geriamojo vandens kokybės reikalavimus reglamentuoja Lietuvos Respublikos higienos
norma HN 24:2003. Buityje naudojamo karšto vandens temperatūra turi būti 50–60 oC
temperatūros, sudarant prielaidas vandens šildytuve karšto vandens temperatūrą padidinti iki
66 oC, o vartotojų čiaupuose – iki 60
oC.
Vanduo turi neįkainojamą reikšmę. Jis sudaro vidutiniškai apie 70 % gyvųjų
organizmų masės, dalyvauja tų organizmų medžiagų apykaitos procesuose ir yra tų procesų
terpė. Žmogaus kūne yra apie 50−60 % vandens, skaitant nuo visos kūno masės. Vandenyje
ištirpsta įvairios maisto medžiagos, kurias organizmas pasisavina, o atsiskiedusias,
nereikalingas medžiagas pašalina inkstai. Vanduo dalyvauja organizmo termoreguliacijos
procese žmogui prakaituojant, padeda palaikyti pastovią žmogaus kūno temperatūrą. Trijų
„penketų“ taisyklė nurodo, kad žmogus gali išgyventi 50 parų be maisto, 5 paras – be vandens
ir 5 minutes – be oro. Sumažėjus organizme iki 10 % vandens, pasireiškia troškinimas,
silpnumas, galūnių virpėjimas, gali atsirasti traukuliai, skauda galvą, pritemsta sąmonė.
Vandens trūkumas tirština kraują. Įprastai per parą žmogus turėtų sunaudoti 1,5–2 l vandens,
dirbdamas vidutinio sunkumo darbą – 4 l, labai sunkų – 5 l, o karštuose cechuose, kalvėse –
iki 11 l per parą.
Vanduo palaiko šilumos balansą pasaulyje: vandenynai, jūros, ežerai ir kiti vandens
telkiniai sugeria apie 22 % į Žemę Saulės spinduliuojamos šiluminės energijos, kurios
padedamas vėliau garuoja į atmosferą ir cirkuliuodamas tarp pasaulio vandenyno, sausumos ir
atmosferos perneša šilumą iš karštų Žemės platumų į vėsesnes.
Vanduo skatina geologinius pokyčius – išsigraužia vienose ir susikaupia kitose
vietose, sukelia grunto nuošliaužas. Vanduo išnešioja ištirpusias druskas, dujas, tarpininkauja
paskirstant maisto medžiagas (pvz., dirvožemyje). Žemės drebėjimų, vėjo sukeltos vandens
bangos generuoja sugriovimus, žmonių žūtis ir kitokias nelaimes.
3.2. Vandenų klasifikacija ir tarša
Vandenys skirstomi į požeminius ir paviršinius (3.1 pav.). Požeminiai vandenys
klasifikuojami: pagal ištirpusių druskų kiekį į gėlą ir mineralinį; pagal slūgsojimo gylį – į
podirvio, gruntinį ir tarpsluoksninį; pagal temperatūrą – į šiltus ir karštus (terminiai
vandenys).
57
3.1 pav. Požeminio vandens struktūrinė schema (pagal NELSON D. O., 2011)
Podirvio vandenys yra arčiausiai žemės paviršiaus, kaupiasi dirvožemyje ir nesudaro
ištisinio sluoksnio. Šis vanduo labai svarbus augalams. Vanduo, prasisunkęs pro dirvožemį ir
susilaikęs virš pirmojo vandeniui nelaidaus sluoksnio (vandensparos), sudaro gruntinį
vandenį. Lietuvoje gruntinis vanduo slūgso negiliai, vidutiniškai 3−10 m gylyje. Gruntinį
vandenį papildo kritulių vanduo. Visi gilesni vandeningieji sluoksniai, įsprausti tarp dviejų
vandensparų, sudaro tarpsluoksninį (artezinį) vandenį. Gruntiniai vandenys naudojami
centralizuotam ir vietiniam vandens tiekimui, o gyvenviečių ir kaimų gyventojai dažniausiai
naudoja šachtinių ir artezinių šulinių ar šaltinių vandenį. Europos valstybėse viešajam
vandens tiekimui naudojami ir paviršiniai vandenys. Paviršiniai vandenys − upių, ežerų,
tvenkinių ir kitų vandens telkinių vandenys. Lietuvoje paviršiniai vandenys skirstomi į šešias
klases (pagal biocheminį deguonies sunaudojimą, mineralinį azotą ir fosfatų kiekį): labai
švarūs, švarūs, mažai užteršti, vidutiniškai užteršti, smarkiai užteršti ir labai smarkiai užteršti.
Pagal tikslinę paskirtį vanduo gali būti klasifikuojamas įvairiai (3.2. pav.).
3.2 pav. Vandens klasifikacija pagal tikslinę paskirtį
Vandens tikslinė
paskirtis
Ūkinis (buitinis)-
geriamasis
Kultūrinis-buitinis
(sportui, poilsiui ir kt.)
Techninis
Žemės ūkio
Žuvininkystės Laistomasis Žemės ūkio produktų ruošimo
ir perdirbimo
Energetinis Aušinimo Technologinis
58
Gruntiniai vandenys labiausiai teršiami dėl intensyvios antropogeninės veiklos.
Pagrindiniai taršos šaltiniai: atliekos, įmonių nuotekos, žemės ūkyje naudojamos trąšos ir
pesticidai, užteršti atmosferos krituliai, užterštų teritorijų paviršinis vanduo, besifiltruojantis
per dirvožemį į gruntinius ir tarpsluoksninius vandenis. Vandens teršalų grupes sudaro
mineralinės, organinės, radioaktyviosios ir kitos medžiagos. Iš mineralinių medžiagų –
dažniausiai pasireiškia druskos, rūgštys ar metalų junginiai. Tos medžiagos keičia vandens
pH, didina rūgštingumą. Iš organinių teršalų paminėtini pesticidai, trąšos, naftos produktai,
tirpikliai, deguonį vartojančios medžiagos (gyvulių ir žmonių išmatos, skystos žemės ūkio,
pramonės ir komunalinės atliekos). Į šachtinius šulinius (ypač kaimo vietovėse) dažnai
patenka nitratų.
Pagrindinės paviršinio vandens teršimo problemos kyla dėl gyvenviečių neprijungimo
prie centralizuotos nuotekų surinkimo sistemos, mažo vandens nuotekio upėse vasarą,
laivybos keliamos taršos Kuršių mariose ir Baltijos jūroje. Paviršinio vandens telkinius
kaimiškosiose teritorijose teršia mineralinės ir organinės medžiagos, patenkančios iš žemės
ūkio naudmenų, atmosferos, gyvenviečių nuotekų. Jos sukelia tų telkinių eutrofikaciją, t. y.
mineralinių ir organinių išteklių didėjimą vandens telkiniuose. Eutrofikaciją labiausiai skatina
biogeninės medžiagos (fosforas ir azotas). Šios medžiagos aktyvina fotosintezės procesą.
išveši dumbliai ir kita augmenija, prasideda biomasės puvimas, sieros vandenilio ir kitų
teršiančių vandenį medžiagų susidarymas. Pagrindinės eutrofikaciją skatinantis veiksnys yra
žemės ūkis ir buitinės nuotekos. Naudojamas gausus mineralinių ir organinių trąšų kiekis
patenka į vandens telkinius, upes, nunešamas į Baltijos jūrą. Dabar Baltijos jūroje yra
susikaupę keturis kartus didesnis azoto ir aštuonis kartus didesnis fosforo kiekis, lyginant su
1900 metais, o pakrantės vandenys žydi 30−40 kartų dažniau negu XX a. pradžioje
(EUTROFIKACIJA, 2011).
3.3. Vandens naudojimo mažinimas technologiniuose procesuose
Vandens ištekliai yra riboti. Gėrimo ir maisto gamybos reikmėms geriau vartoti tik
požeminį vandenį. Pramonėje, žemės ūkyje požeminis vanduo naudotinas tik tada, kai
technologiniams procesams būtinas labai švarus vanduo, pavyzdžiui, kai reikia apsaugoti
gyvulius nuo susirgimų.
Suvartojamo vandens kiekį galima sumažinti įrengiant apytakines vandens naudojimo
sistemas, kuriose vanduo panaudojamas keletą kartų, nevalant jo sudėtingais valymo
įrenginiais. Apytakinės vandens naudojimo sistemos būna įvairios. Jose vanduo naudojamas
technologiniuose procesuose, papildomi jo nuostoliai, jis aušinamas, valomos nuotekos. Kai
vanduo technologiniuose procesuose yra neteršiamas, o tik įšyla, jį pakanka tik ataušinti ir
59
papildyti išgaravimo nuostolius (3.3 pav., a). Šildymo sistemose vietoj aušintuvų įrengiami
vandens šildytuvai (kaitintuvai). Žemės ūkio technikos ar automobilių plovyklose, kai vanduo
neaušinamas ir nešildomas, įrengiamos vandens apytakinės sistemos su nuotekų valymo
įrenginiais (3.2 pav., b) − naftos produktų gaudyklėmis, dumblo nusodintuvais.
Sudėtingesnėse vandens naudojimo apytakinėse sistemose vanduo aušinamas, valomos jo
nuotekos (3.2 pav., c).
3.3 pav. Apytakinės vandens naudojimo sistemų schemos: a – su vandens aušinimu
arba šildymu, b – su vandens (nuotekų) valymu, c – su vandens valymu ir aušinimu (pagal
BALTRĖNAS P. ir kt, 2008)
Apytakinių vandens naudojimo sistemų efektyvumas dažniausiai vertinamas vandens
panaudojimo kartotinumo koeficientu:
š
b
Q
Qn , (3.1)
čia Qb – suminis vandens kiekis panaudotas technologiniame procese m3/h;
Qš – vandens kiekis, paimtas iš vandens tiekimo šaltinio m3/h.
Jungtinėse Amerikos Valstijose 2000 metais koeficiento n vidutinė reikšmė siekė 7,5
dydį, artimiausiu metu planuojama pasiekti 27 vertę. Apytakinių sistemų efektyvumas
vertinamas ir kitokiais parametrais, pavyzdžiui, vandens naudojimo veiksmingumu:
Pav = Qav (Qav + Qš)-1
∙100 % (3.2)
čia Pav – apytakinio vandens efektyvumas procentais;
Qav – apytakinio vandens kiekis m3/h.
Naudojant apytakines sistemas, vartojamo vandens kiekį galima sumažinti 10−50
kartų, tačiau įrengti ir eksploatuoti tokias sistemas yra sudėtinga ir brangu. Sistemose
naudojamas vanduo turi būti neužterštas suspenduotomis medžiagomis ir biologiniais
60
elementais, nekelti įrenginių korozijos, užkalkėjimo. Eksploatuojant tokias sistemas išgaruoja
dalis vandens, kurį periodiškai reikia papildyti, o jo tiekimui įrengti siurblius ar siurblines.
3.4. Geriamojo vandens kokybės gerinimas
Geriamojo vandens apsaugą ir kokybę reglamentuoja LR VANDENS ĮSTATYMAS,
LR GERIAMOJO VANDENS ĮSTATYMAS, LR GERIAMOJO VANDENS TIEKIMO IR
NUOTEKŲ TVARKYMO ĮSTATYMAS, Lietuvos higienos norma HN 24:2003 ir kiti
norminiai teisės aktai. Geriamojo vandens kokybė pirmiausia priklauso nuo vandens šaltinio,
jo taršos, nuo tiekimo ir gavimo būdų bei priemonių.
Lietuvoje apie trečdalis gyventojų vartoja šachtinių šulinių gruntinį vandenį.
Šachtinis šulinys – tai vertikalus 1,0–3,0 m skersmens kastinis šulinys, betoniniais žiedais ar
kitomis medžiagomis sutvirtintomis sienelėmis, skirtas gruntiniam vandeniui paimti. Tokių
šulinių įrengimą reglamentuoja Lietuvos higienos HN 43:2005 norma. Šulinio vieta turi būti
parenkama švarioje, apsaugotoje nuo potencialios mikrobinės ir cheminės taršos vietoje.
Pagal gruntinio vandens srautą potencialios taršos objektai turi būti žemiau įrengiamo šulinio.
Jeigu tokios galimybės nėra, potencialios taršos objektų (ūkiniai pastatai, lauko tualetai, srutų
duobės, mėšlidės, trąšų, pesticidų, naftos produktų sandėliai, šiltnamiai ar intensyviai tręšiami
daržai, kapinės) atstumai iki šulinio turi būti ne mažesni kaip 50 m. Prie šulinio ir versmės
koptažo (specialus įrenginys vandeniui paimti) turi būti sudaroma apsaugos zona, jos atstumas
iki gyvenamojo namo – 7 m, iki garažo, ūkinio pastato ar šiltnamio – 10 m, mėšlidės ir
kompostavimo aikštelės, išgriebimo duobės – 25 m, iki lauko nuotakyno – 15 m. Šulinys ir
versmė (iš žemės ištekantis požeminis vanduo) negali būti įrengiami vandenimis
užtvindomose teritorijose, pelkėtose vietose ar vietose, kur gali būti nuošliaužų.
Šulinys (3.4 pav.) įrengiamas pirmame nuo žemės paviršiaus neslėginiame
vandeningame sluoksnyje. Vadinamasis atvirkštinis filtras įrengiamas šulinio dugne iš kelių
smėlio ir žvyro sluoksnių po 0,1–0,15 m storio. Bendras filtro storis turi būti 0,4–0,6 m. Kad
būtų galima į šulinį nusileisti, šachtos sienelėse kas 30 cm šachmatine tvarka turėtų būti
įmontuotos metalinės virbų pakopos. Šulinio antžeminis rentinys turi būti ne žemesnis kaip
0,8 m. Aplink šulinį įrengiama 1,5 m gylio ir 0,7–0,8 m pločio plūktinė molio arba priemolio
užtūra, kuri užpilama 20 cm storio žvyro sluoksniu. Žemės paviršiuje aplink šulinį turi būti
įrengtas 2 m pločio akmenų grindinys, betoninė arba asfaltinė danga su 5 laipsnių nuolydžiu
nuo šulinio. Šulinys turi būti su stogeliu, turėti vandens pakėlimo įrangą. Naudojant suktuvą
ar svirtį, prie šulinio turi būti suoliukas kibirui pastatyti. Šulinio vėdinimo vamzdis turi būti
iškilęs ne mažiau kaip 2 m virš žemės paviršiaus, o vamzdžio viršus apsaugotas sietiniu gaubtuku.
61
3.4 pav. Šulinio su betoninių žiedų rentiniu
įrengimo schema (HN 43:2005)
Aplink šulinį 20 m atstumu draudžiama
plauti automobilius, girdyti gyvulius, plauti ir
skalauti skalbinius, vykdyti kitą veiklą, kuri gali
būti vandens užteršimo priežastis. Šuliniai turi
būti valomi. Prieš valymą pašalinamas vanduo,
tada išvalomas dumblas nuo dugno, nuvalomos
rentinio sienelės. Dumblas užkasamas 0,5 m
gylio duobėje, iškastoje ne arčiau kaip 20 m
atstumo nuo šulinio, prieš tai užpylus 10 %
chlorkalkių tirpalu. Išvalyti šuliniai
dezinfekuojami.
Atliekant dezinfekciją šulinio sienelės
gausiai išpurškiamos 5 % chlorkalkių tirpalu
(500 g chlorkalkių 10 l vandens) arba 3 % kalcio
hipochlorido tirpalu. Aktyviojo chloro kiekis,
būtinas vandeniui šulinyje dezinfekuoti,
apskaičiuojamas pagal formulę (HN 43:2005):
100
H
CEP g, (3.3)
čia P – chloro preparato kiekis g;
E – vandens kiekis šulinyje m3;
C – reikiamas dezinfekcijai aktyviojo chloro kiekis g/m3;
H – aktyviojo chloro kiekis preparate %.
Apskaičiuotas chloro kiekis išmaišomas nedideliame vandens kiekyje, praskiedžiamas
ir supilamas į šulinį. Išmaišius vandenį, šulinys uždaromas 6 valandoms. Praėjus šiam laikui,
jeigu kvapo nesijaučia, į šulinio vandenį papildomai įpilama 1/3 apskaičiuoto preparato kiekio
ir šulinys uždaromas. Praėjus 3–4 valandoms šulinio vanduo išsemiamas.
Pastaruoju metu ūkininkai, sodininkai ir kiti asmenys įrengia gręžtinius šulinius.
Gręžtinis šulinys – vertikalus gręžimo būdu įrengtas šulinys požeminiam vandeniui paimti.
Gręžtiniai šuliniai dažniausiai naudojami gelminiam (tarpsluoksniniam) požeminiam
geriamajam ir mineraliniam vandeniui, rečiau – gruntiniam vandeniui imti. Pavienių gręžtinių
šulinių įrengimą ir likvidavimą reglamentuoja LAND 4–99 nuostatos. Egzistuoja du gręžinių
tipai: iki 35 m ir giluminiai (iki 100 ir daugiau metrų gylio). Kai požeminio vandens slėgis
didelis, vanduo trykšta į žemės paviršių. Tokie šuliniai vadinami arteziniais.
62
Pasitaiko atvejų, kai geriamasis vanduo nevisiškai tenkina higienos normos HN
24:2003 reikalavimus, o kartais rizikinga jį gerti (pvz., užterštas nitratais ar kitomis
kenksmingomis sveikatai cheminėmis bei biologinės kilmės medžiagomis, mikro-
organizmais). Kai vandens kokybė netenkina reikalavimų ir jis gyvenvietėse tiekiamas
centralizuotai, vanduo prieš tiekiant jį vartotojams paruošiamas vandens ruošimo stotyse.
Jei vanduo imamas iš paviršinių vandens šaltinių, iš vandens turi būti pašalinamos
stambios plaukančiosios bei skendinčiosios medžiagos ir priemaišos, planktonas. Tam
naudojami būgniniai sietai, mikrofiltrai. Parenkant įrenginius vandens skaidrinimui reikia
vadovautis STR 2.02.04:2004 nurodymais.
Vandens bakteriologiniam nukenksminimui naudojamos dezinfekavimo medžiagos –
chloras, chloraminai, chloro dioksidas, ozonas. Mažų gyvenviečių vandens ruošyklose ir
atskirais atvejais gali būti taikomas ultravioletinis švitinimas, naudojamos chlorą išskiriančios
medžiagos (kalcio hipochloritas, natrio hipochloritas, chloro tabletės).
Organiniams junginiams panaikinti, taip pat kvapo ir skonio intensyvumui sumažinti
naudojamas sorbcinis metodas, kai vanduo filtruojamas per aktyviosios anglies sluoksnį.
Organinėms medžiagoms iš vandens pašalinti, skoniui ir kvapui panaikinti naudojami:
chloras, kalio permanganatas, ozonas (STR 2.02.04:2004).
Vandentiekio vamzdžių ir įrenginių apsaugai nuo korozijos ir nuosėdų susidarymo
reikia numatyti prieškorozinį vandens stabilizavimą. Esant neigiamam vandens prisotinimo
kalcio karbonatu indeksui, vamzdžių apsaugai nuo kalcio karbonato nuosėdų vanduo turi būti
šarminamas, panaudojant reagentus (kalkes, sodą arba abu kartu) ar natrio heksametafosfatą.
Požeminio vandens nugeležinimas dažniausiai atliekamas bereagentiniu būdu,
oksiduojant geležį deguonimi arba katalizatoriais. Šiuo metu labiausiai paplitę geležies
šalinimo iš vandens būdai yra katalizinis oksidavimas ir filtravimas filtravimo užpilų (MnO2)
terpėje. Paviršinio vandens nugeležinimas atliekamas naudojant reagentus: chlorą, chloro
dioksidą, natrio oksochloratą, hipochloritą, kalio permanganatą, ozoną, vandenilio peroksidą
ir kt.
Fluoro šalinimas iš vandens dažniausiai atliekamas kontaktinės – sorbcinės
koaguliacijos metodu arba panaudojant sorbentą – aktyviąją aliuminio rūgštį. Sieros
vandenilis iš vandens šalinamas aeracijos ir cheminiais metodais.
Vanduo minkštinamas įvairiais būdais, priklausančiais nuo kietumo charakterio.
Šalinant karbonatinį kietumą, vanduo dekorbanizuojamas kalkėmis arba atliekamas
vandenilio katijonitinis minkštinimas su katijonito regeneracija. Šalinant karbonatinį ir
nekarbonatinį kietumą naudojamas kalkių-sodos, natrio katijonitinis arba vandenilio-natrio
katijopnitinis minkštinimas. Minkštinant požeminius vandenis, dažniausiai naudojami
63
katijonitiniai metodai. Minkštinant paviršinius vandenis, kai kartu reikia vandenį skaidrinti,
naudojamas kalkinis arba kalkinis-sodos metodas. Geriamasis vanduo dažniausiai
minkštinamas reagentiniais arba kitais metodais.
Vandens gėlinimas ir druskų kiekio mažinimas vandenyje atliekamas priklausomai
nuo vandens druskingumo. Esant pradiniam vandens druskingumui 1500–2000 mg/l,
naudojamas jonų mainų metodas. Esant druskingumui didesniam nei 10000 mg/l – vanduo
distiliuojamas. Kai druskingumas siekia 1500–15000 mg/l – vandens druskingumas
mažinamas elektrodializės būdu, o kai druskingumas yra iki 40000 mg/l – atbulinio osmoso
būdu.
Vandens šaltinių apsauga nuo užterštumo yra esminis geriamojo vandens kokybės
prevencijos būdas, įgyvendinamas valant nuotekas.
3.5. Nuotekų valymas
Geriamojo vandens tiekimo ir nuotekų tvarkymo įstatyme nuotekos apibrėžiamos kaip
buityje ūkio ar gamybinėje veikloje naudotas arba perteklinis (kritulių, paviršinis, drenažinis
ar pan.) vanduo, kurį jo turėtojas, naudodamasis nuotekų tvarkymo infrastruktūra, išleidžia į
gamtinę aplinką arba į kitiems asmenims priklausančią nuotekų tvarkymo infrastruktūrą.
Nuotekų valymas – vienas iš nuotekų tvarkymo sudėtinių dalių. Nuotekų tvarkymas – tai
nuotekų surinkimas, transportavimas, valymas, apskaita, tyrimas, išleidimas į aplinką ir
valymo metu susidariusio dumblo ir kitų atliekų tvarkymas. Be minėto įstatymo, nuotekų
tvarkymą reglamentuoja NUOTEKŲ TVARKYMO REGLAMENTAS, NUOTEKŲ
VALYMO ĮRENGINIŲ TAIKYMO REGLAMENTAS ir kiti teisės aktai.
3.5.1. Nuotekų apibūdinimas
Nuotekas priimta skirstyti į dvi stambias rūšis – komunalines ir gamybines.
Komunalinės nuotekos apima buitines, paviršines ir mišriąsias nuotekas. Buitinės nuotekos –
iš virtuvių, prausyklų, skalbyklų, vonių, tualetų ir panašių vietų nutekantis vanduo. Jos
susidaro namų ūkyje naudojant vandenį. Prie buitinių nuotekų priskiriamos ir nuotekos,
susidarančios naudojant vandenį įmonių, įstaigų, organizacijų darbuotojų buitiniams
poreikiams, jeigu jos surenkamos ir išleidžiamos atskirai nuo kitų gamybiniame objekte
susidarančių nuotekų. Tualetų nuotekos dar vadinamos srutinėmis. Paviršinės nuotekos – į
gruntą nesusigėręs kritulių vanduo, pratekantis į nuotakumą nuo žemės ar pastatų išorinio
paviršiaus, taip pat sniego tirpsmo vanduo. Po gausaus lietaus, žemės, statinių paviršiumi
tekantis vanduo dar vadinamas lietaus nuotekomis. Mišriąsias nuotekas apima kartu
nutekančios buitinės ir paviršinės nuotekos.
64
Gamybinės nuotekos – žemės ūkio ar pramonės gamyboje naudotas nebereikalingas
vanduo. Gamybinėms nuotekoms priskiriamos ir dėl gamybos ar kitos ūkinės arba komercinės
veiklos (viešojo maitinimo, skalbimo, valymo paslaugų teikimo, viešųjų tualetų ir pan.)
susidarančios nuotekos. Žemės ūkio gamyboje daugiausia nuotekų susidaro gyvulininkystės
fermose, tvartuose. Į paviršinio vandens šaltinius (tvenkinius, ežerus, upes) ir gruntinius
vandenis patenka srutomis ir mineralinėmis trąšomis tręšiamų laukų nuotekos. Pasitaiko dar
atvejų, kai kaimo gyventojai buitines atliekas nukreipia į drenažo sistemas.
Nuotekų kokybė (užterštumas) charakterizuojama fiziniais (fizikiniais), cheminiais ir
mikrobiologiniais rodikliais. Fizines nuotekų savybes charakterizuoja temperatūra,
drumstumas, spalva, kvapas, kietosios skendinčiosios medžiagos. Cheminiai rodikliai apima
pH, ištirpusį deguonį, deguonies sunaudojimą, chemines organines ir neorganines medžiagas,
dujas. Mikrobiologiniai rodikliai charakterizuoja ligas sukeliančius patogenus (bakterijos.
virusai, parazitai, askaridės, kaspinuočiai, grybeliai) ir biologines savybes (virusai,
vienaląsčiai, gyvūnai bei augalai).
Temperatūra turi įtaką medžiagų apykaitai ir vandens organizmų augimo procesams,
augalų fotosintezei, deguonies tirpumui nuotekose bei organizmų jautrumui ligoms,
parazitams ir nuodingoms medžiagoms. Kai temperatūra aukštesnė, augalai greičiau auga ir
greičiau nyksta, palikdami organines medžiagas, kurių suskaidymui reikia daugiau deguonies.
Deguonis geriau tirpsta esant žemoms nuotekų temperatūroms. Išleidžiamų į vandens
telkinius nuotekų temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 6 oC ir ne aukštesnė kaip 30
oC. Esant
kitokioms temperatūroms susidaro nepalankios sąlygos mikroorganizmams daugintis.
Nuotekų spalva rodo jų užterštumą ir labai priklauso nuo gamyboje naudojamų
dažiklių, organinių medžiagų puvimo liekanų. Spalva nustatoma vizualiai (žalsva, pilka,
rausva, balzgana ir pan.) arba lyginama su etalonais. Spalvos intensyvumas nustatomas
atskiedžiant nuotekas distiliuotu vandeniu, kol spalva pranyksta.
Nuotekų kvapas priklauso nuo jose esančių lakiųjų medžiagų, vykstančių biologinių,
biocheminių ir cheminių procesų, organinių medžiagų aerobinio ir anaerobinio skaidymosi
nuotekų rūšies ir pan. Kvapas nustatomas organoleptiniu būdu (uostant) trimis balais: 1 balas
– labai stiprus; 2 balai – vidutinis; 3 balai – stiprus kvapas. Paviršinio vandens (pvz.,
tvenkinio, į kurį išleidžiamos nuotekos) kvapas vertinamas penkių balų visuma: 0 − kvapo
nėra; 1 − vos juntamas kvapas; 2 − silpnas kvapas; 3 − aiškiai juntamas kvapas; 4 − stiprus
kvapas; 5 − labai stiprus kvapas. Jeigu įmanoma nustatomas kvapo pobūdis – pavyzdžiui,
naftos, chloro, fekalijų (GENIENĖ V., 2006).
Drumstumą sukelia skendinčiųjų medžiagų dalelės, įskaitant dumblą, molį,
pramonines atliekas. Kietosios dalelės absorbuoja saulės šilumą, pakelia nuotekų temperatūrą,
65
sumažina deguonies jose tirpumą. Drumstame nuotekomis užterštame vandenyje augalai
gauna mažiau saulės šviesos, sumažėja fotosintezės ir deguonies mastai. Vanduo drumsčiasi ir
dėl dirvos erozijos, biogeninių medžiagų pertekliaus, dėl ant dugno maisto beieškančių
gyvūnų, kurie judėdami pakelia nuosėdas.
Nuotekų rūgštingumas pH. Rodiklis pH reiškia vandenilio jonų koncentracijos dydį.
Jei pH=7, nuotekų rūgštingumas – „neutralus“. Išleidžiamų į vandens telkinius nuotekų
rūgštingumas turi būti 6,5–9,0. Kuo pH mažesnis, tuo nuotekos rūgštesnės. Tokios
rūgštingumo ribos sąlygojamos tuo, kad rūgštys ir šarmai neigiamai veikia nuotekų
kolektorius, gali pakenkti nuotekų valymo biocheminiams procesams.
Biocheminis deguonies suvartojimas (BDS) yra nuotekų užterštumo organinėmis
medžiagomis rodiklis bei deguonies kiekio, kuris reikalingas nuotekose esančioms
organinėms medžiagoms oksiduoti biocheminių procesų metu, matas. Organinių medžiagų
kiekis nuotekose gali būti matuojamas BDS vienetais. BDS5 reiškia ištirpusio deguonies
masės koncentraciją, reikalingą tam tikroms sąlygomis organinėms ir (arba) neorganinėms
vandens priemaišoms biologiškai oksiduoti per penkių parų inkubacinį periodą (LAND 47–
1:2007, LAND 47–2:2007). Deguonies kiekis išreiškiamas mg/l (anksčiau mgO2/l).
Naudojama ir BDS6 išraiška g/(žm∙d). Ji parodo, kiek iš vieno gyventojo per parą patenka į
nuotekas organinių medžiagų gramais. Didesnis negu 5 mg/l biocheminio deguonies
sunaudojimas reiškia nuotekų užterštumą.
Cheminis deguonies suvartojimas. Šis rodiklis naudojamas organinių teršalų
koncentracijai įvertinti. ChDS – tai visiškas vandenyje esančių organinių medžiagų oksidacija
cheminiais elementais iki mineralinių komponentų. Pagal LAND 83–2006, cheminis
deguonies suvartojimas (ChDSCr) – deguonies masės koncentracija, ekvivalentiška
bichromato kiekiui, kuris, apdorojus vandens mėginį nustatytomis sąlygomis su šiuo
oksidatoriumi, yra suvartojamas visiškai suoksiduoti ištirpusias ir suspenduotas medžiagas.
Taigi, ChDS rodo ne tik lengvai oksiduojamų organinių medžiagų kiekį, bet ir sunkiai
oksiduojamų arba visai neoksiduojamų organinių medžiagų kiekį biocheminiu būdu. ChDS
vertė visada didesnė nei BDS5.
Skendinčiosios medžiagos (SM). Skendinčiosios medžiagos yra suspenduotos dalelės,
galinčios nusėsti stovinčiuose nuotekose ar vandenyje. Jų koncentracija išreiškiama mg/l. SM
analizė daugelyje šalių atliekama filtruojant žinomą nuotekų ar vandens kiekį per stiklo
pluošto filtrus. Detaliai SM nustatymas aprašytas Europos normoje DS/EN 872:2005.
Biogeninės medžiagos – tai azoto ir fosforo organiniai bei neorganiniai junginiai.
Išleidžiamos į vandens telkinius biologinėmis ir biogeninėmis medžiagomis užterštos
nuotekos greitina telkinių eutrofikaciją, skleidžia nemalonų kvapą. Mineralizuojantis
66
organinės kilmės azoto junginiams susidaro neorganiniai junginiai – amoniakas (NH3) arba
amonio azotas (NH4). Patekęs į tvenkinių, ežerų, upių vandenį amoniakas dėl nitritų ir nitrato
susidarymo reakcijų mažina vandenyje deguonies kiekį, skatina nitrifikaciją. Organiniai azoto
junginiai nuotekose dažniausiai yra gyvųjų organizmų bakterinių medžiagų apykaitos
produktas – karbamidas CO(NH2)2. Fosforas nuotekose, kaip ir azotas, gali būti organinių ir
neorganinių junginių pavidalo. Fosforo organiniai junginiai – tai organiniai esteriai, amidai,
tiolio junginiai (t. y. organiniai fosfatai ar tiofosfatai). Žemės ūkyje plačiai naudojami
pesticidai (insekticidai), o iš neorganinių junginių – trąšos. Nuotekose bendrosios fosfato
formos yra ortofosfatų 2
4PO , polifosfatų (fosforo rūgšties polimerai) ir organinių pavidalu
fosfatai.
Biogeninių medžiagų ribinės vertės vandens telkiniuose, kurie priima nuotekas, neturi
viršyti 3.2 lentelėje nurodytų verčių.
3.2 lentelė. Biogeninių medžiagų ribinės vertės vandens telkiniuose (ŠAULYS V.,
2007)
Medžiagos pavadinimas DLK vandens telkinyje – priimtuve mg/l
Bendrasis azotas 2,5
Nitritai (NO2-N)/NO2 0,03/0,1
Nitratai (NO3-N)/NO3 2,3/10
Amonio azotas NH4-N 1
Bendrasis fosforas 0,1
Fosfatai (PO4-P)/PO4 0,0653/0,2
Toksinės medžiagos. Toksinių medžiagų grupei priskiriami sunkieji metalai: geležis,
nikelis, varis, švinas ir cinkas, taip pat arsenas, stibis, boras, aliuminis, chromas. Be
neorganinių junginių, nuotekose būna ir organinių toksinių priemaišų: naftos produktų,
fenolių, dažiklių ir pan. Sunkiųjų metalų didelės koncentracijos pavojingos biologiniams
nuotekų valymo įrenginiams, žuvims. Mažesniais kiekiais sunkieji metalai gali būti
akumuliuojami vandens gyvūnų ir žmonių, kurie vartoja tuos gyvūnus maistui.
Ištirpęs deguonis. Užterštose nuotekose ištirpusio deguonies kartais nebūna arba
būna maža koncentracija 0,5−1 mg/l. Minimali mikroorganizmų veiklai reikiama deguonies
koncentracija turi būti ne mažesnė kaip 2 mg/l. Išvalytose nuotekose, išleidžiamose į jų
priimtuvus, ištirpusio deguonies būna 4−8 mg/l.
Patogeniniai mikroorganizmai. Nuotekose yra didelis kiekis mikroorganizmų, iš jų:
patogeninės bakterijos, Salmonella Sp., E. coli; hepatito virusas ir polivirusas; parazitai, pvz.,
Giardia lamblia (viduriavimo priežastis), askaridžių ir kaspinuočių helmintai; grybeliai,
galintys būti infekcijų priežastis; fekaliniai streptokokai. Askaridžių helmintai iš visų
kiaušinėlių gali viršyti 90 %. Didesnis vartojamo vandens kiekis mažina helmintų kiekį
nuotekose.
67
3.5.2. Nuotekų šalinimo ir valymo būdai
Vienas iš pagrindinių nuotekų valymo tikslų yra išvalyti jas taip, kad jos nekenktų
vandens telkiniams ar dirvožemiui, į kuriuos išleidžiamos išvalytos nuotekos.
Kai nuotekos išleidžiamos (planuojamos išleisti) į tekančio vandens telkinį (upę,
kanalą), BDS koncentracija nuotekų vidutiniame paros mėginyje, kuriai esant nebus viršytas
leistinas poveikis priimtuvui, apskaičiuojama pagal formulę (NUOTEKŲ TVARKYMO
REGLAMENTAS, 2006):
nuotekų
upėpDLKupėnuotekųDLKupė
nuotekųQ
QCQCC
)()( 3601,1 mg/l, (3.4)
čia: C nuotekų – didžiausia teršalo koncentracija vidutiniame paros arba momentiniame nuotekų
mėginyje, kuriai esant dar nebus viršijamas leistinas poveikis priimtuvui mg/l;
Q nuotekų – išleidžiamų nuotekų didžiausias skaičiuotinas valandinis debitas (sausuoju
metu) m3/h;
Q upės – minimalus vasaros–rudens nuotėkio 80 % tikimybės 30 sausiausių parų iš eilės
vidutinis vandens debitas nuotekų išleidimo vietoje m3/s;
C upės (DLK) – atitinkamo teršalo DLK priimtuve (reikalavimai gerai priimtuvo būklei) mg/l.
Metinė apkrova pagal N ir P, kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis tekančiam
vandens telkiniui, apskaičiuojama pagal formulę (NUOTEKŲ TVARKYMO
REGLAMENTAS, 2006):
1000
1,01,1 )()( upėpDLKupėpnuotekųDLKupėp
n
QCQCT
t/metus, (3.5)
čia Tn – metinė apkrova tam tikru teršalu (n), kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis
priimančiam vandens telkiniui t/metus;
Q upės – vidutinis daugiametis priimtuvo nuotėkis nuotekų išleidimo vietoje tūkst. m3/metus;
C upės (DLK) – atitinkamo teršalo DLK priimtuve (reikalavimai gerai priimtuvo būklei) mg/l;
Q nuotekų – per metus išleidžiamų (planuojamų išleisti) nuotekų kiekis tūkst. m3/metus;
Kai nuotekos išleidžiamos (planuojama išleisti) į stovinčio vandens telkinį (ežerą,
tvenkinį, kūdrą), metinė apkrova pagal BDS, N ir P, kuriai esant nebus viršijamas leistinas
poveikis priimančiam vandens telkiniui, apskaičiuojama pagal formules (NUOTEKŲ
TVARKYMO REGLAMENTAS, 2006):
1) kai žinomas vandens telkinio tūris: 100000
telkiniotelkinion
CVT
t/metus, (3.6)
2) kai žinomas tik telkinio plotas: 2000
telkiniotelkinion
CFT
t/metus, (3.7)
čia: Tn – metinė apkrova tam tikru teršalu (n), kuriai esant nebus viršytas leistinas poveikis
priimančiam vandens telkiniui t/metus;
68
Vtelkinio – telkinio tūris tūkst. m3
(jeigu vandens telkinio tūris didesnis kaip 5000 tūkst.
m3, skaičiavimui priimamas 5000 tūkst. m
3);
Ctelkinio – didžiausia leistina teršalo koncentracija vandens telkinyje (reikalavimai gerai
priimtuvo būklei) mg/l.
Ftelkinio – telkinio plotas ha (jeigu vandens telkinio plotas didesnis kaip 100 ha,
skaičiavimui priimamas 100 ha).
Iš visų taškinių taršos šaltinių į stovinčio vandens telkinį išleidžiamų teršalo kiekių
suma neturi viršyti teršalo kiekio (apkrovos), apskaičiuoto pagal nurodytas formules.
Nuotekos gyvenvietėse gali būti surenkamos ir šalinamos centralizuotai, įvairiomis
sistemomis: mišriąja, atskirtąja ir pusatskirąja. Mišriąją sistemą sudaro vienas bendras
nuotekynas komunalinėms (buitinėms), gamybinėms ir lietaus nuotekoms transportuoti.
Atskirtąją sistemą sudaro dvi nepriklausomos nuotekų sistemos: atskirai buitinėms
(gamybinėms) nuotekoms ir paviršinėms (lietaus) nuotekoms tekinti. Pusatskiroji sistema –
nuotekynas, kurį sudaro dvi atskiros nuotekų sistemos ir bendras mišrusis kolektorius. Viena
sistema šalinamos ūkinės nuotekos, kita – lietaus, o bendruoju kolektoriumi teka į valymo
įrenginius visos buitinės ir gamybinės nuotekos ir labiausiai užterštos lietaus nuotekos.
Kaimo vietovėse, kur nėra galimybės prisijungti prie centralizuoto nuotekų šalinimo
tinklų, nuotekų šalinimas sprendžiamas įrengiant nuotekų kaupimo rezervuarus arba vietinius
biologinio valymo įrenginius. Nuotekų kaupimo rezervuarai įrengiami ten, kur nėra galimybių
išvalytas (biologiniais valymo įrenginiais) nuotekas išleisti į griovį, paviršinio vandens telkinį
ar gruntą (esant molingam gruntui arba aukštam gruntinių vandenų lygiui). Kaupimo
rezervuarai įrengiami iš surenkamųjų gelžbetoninių elementų, plastmasinių ar plieninių talpų.
Nuotekų valymo būdai skirstomi į mechaninį, biologinį, cheminį, mechaninį-
cheminį. Jie dar apibendrintai vadinami mechaninio, biologinio ir papildomo valymo būdais.
Mechaninis nuotekų valymas laikomas pirminiu valymu, kurio metu išskiriamos
skendinčiosios (nusėdančiosios) ir koloidinės priemaišos. Pirminis valymas prasideda
parengtiniu nuotekų valymu, Šio valymo paskirtis – pašalinti iš nuotekų stambesnes
nusėdančiąsias medžiagas ir plūdrenas (smėlį, riebalus ir tepalus). Neefektyvus parengtinio
valymo įrenginių veikimas gali sutrikdyti kitų valymo grandžių veikimą. Tai ypač svarbu
mažoms nuotekų valykloms. Pagrindiniai nuotekų parengtinio valymo įrenginiai yra grotos,
sietai, smėliagaudės, riebalų ir alyvos skirtuvai, smėlio šalinimo įranga, lyginamieji
rezervuarai, srauto skirstytuvai ir kt. Mechaninio (pirminio) valymo metu atliekamos nuotekų
priemaišų košimo, nusistovėjimo, flotacijos, filtracijos fizinės funkcijos. Košiant nuotekas
sulaikomi stambūs nešmenys (lapai, plastikas ir pan.), nusistovėjimo metu nusėda pakibusios
medžiagos. Flotuojant nuotekas išplukdomi riebalai, naftos teršalai, lengvoji skenda, o
69
filtruojant pašalinama smulkioji skenda. Po mechaninio nuotekų valymo, kai jos stipriai
neužterštos cheminėmis medžiagomis, atliekamas biologinis (antrinis) valymas.
Biologinis valymas − tai nuotekų valymas, pagrįstas mikroorganizmų veikla.
Biologinio valymo tikslas − pašalinti likusias po mechaninio valymo skendinčias ir deguonį
vartojančias organines ir biogenines medžiagas. Biologinio valymo esminis procesas –
biologinė oksidacija. Šis procesas vyksta mikroorganizmų bendrijoje, kurią sudaro daugybė
įvairių bakterijų, paprastųjų dumblių, grybų ir kt. gyvių. Biologiškai negalima išvalyti
nuotekų, kuriose yra nepakankamai organinių, biogeninių medžiagų, didelis vandens
rūgštingumas ar šarmingumas, daug toksiškų medžiagų. Nuotekos biologiškai valomos
aerobinių arba anaerobinių mikroorganizmų terpėje, t. y. mikroorganizmų, funkcionuojančių
aplinkoje, kurioje yra pakankamai deguonies (oro) ir neturinčioje deguonies (anaerobinėje)
aplinkoje. Nuotekų biologinio valymo įrenginius pagal veikimo sąlygas galima suskirstyti į
veikiančius dirbtinėmis ir pusiau gamybinėmis (natūraliomis) sąlygomis. Dirbtinėmis
sąlygomis veikia aeraciniai įrenginiai (aktyviojo dumblo įrenginiai) ir biofiltrai (biologinės
plėvelės įrenginiai). Pusiau gamtinėmis sąlygomis veikia gruntinės filtracijos įrenginiai
(požeminės filtracijos laukeliai, šuliniai, smėlio-žvyro filtrai ir pan.) ir biologiniai filtrai.
Pagal valymo proceso intensyvumą biologinio valymo įrenginius galima suskirstyti į
intensyvaus valymo, vidutinio intensyvumo ir mažo intensyvumo (ekstensyvius) įrenginius.
Prie intensyvaus valymo įrenginių priskiriami aktyviojo (veikliojo) dumblo įrenginiai.
Aktyvųjį dumblą sudaro bakterijos, aktinomicetai, pirmuonys, grybai, dumbliai ir kt. Prie
vidutinio intensyvumo įrenginių dažniausiai priskiriami visų tipų biofiltrai, o prie mažo
intensyvumo įrenginių – pusiau gamtinėmis sąlygomis veikiantys įrenginiai.
Cheminiu būdu nuotekos valomos tada, kai norima iš jų išskirti chemines medžiagas.
Valant šiuo būdu teršalai neutralizuojami arba oksiduojami ir susidaro netirpūs junginiai. Teršalai
neutralizuojami sumaišant rūgščias ir šarmines nuotekas tarpusavyje, naudojant įvairius reagentus.
Rūgščios nuotekos dažniausiai neutralizuojamos dolomito filtruose – neutralizatoriuose, šarminės
– maišykliniuose reaktoriuose, purkštuvinėse, plėvelinėse, lėkštinėse kolonose. Toksiniai teršalai
oksiduojami naudojant chloro, kalio druskas, ozoną, deguonį.
Mechaninis-cheminis nuotekų valymo būdas remiasi koaguliacijos, flotacijos,
sorbcijos, ekstrakcijos ir kt. reiškiniais. Koaguliacija − koloidinių dalelių sukibimas į
stambesnius agregatus (junginius). Į nuotekas įmaišomi specialūs koaguliantai, kurie
priemaišas sujungia į dribsnius, šie greičiau nusėda ant dugno ir vėliau mechaniškai
pašalinami. Flotacija – teršalų išplukdymas iš nuotekų oro burbuliukais. Flotacija naudojama
norint išskirti priemaišas, kurių tankis labai mažai skiriasi nuo vandens tankio. Flotatoriuose
iš nuotekų galima atskirti riebalus, naftos produktus, smulkias drumzles, detergentus
70
(valiklius) bei įvairios sudėties dumblo mišinius. Nuotekos prisotinamos oro įvairiai: tiekiant
orą į siurblio siurbiamąjį vamzdį, keičiant oro slėgį, naudojant poringas medžiagas,
disperguojant (smulkiai išskirstant) orą mechaniniuose turbininiuose įrenginiuose ir kt. Oro
burbuliukai prikimba prie priemaišų ir iškelia į flotatoriaus paviršių. Flotacija vyksta tuo
greičiau, kuo didesnis yra bendras oro burbuliukų paviršiaus plotas ir kuo didesnis kontakto
su išskiriama medžiaga plotas. Flotatoriaus paviršiuje susidaro išskiriamų medžiagų putų
sluoksnis. Joms šalinti naudojamas specialus grandiklis, jis išplūdas prieš pašalindamas dar ir
sutankina, jos tampa sausesnės. Flotacijos proceso metu skendinčiosios medžiagos (SM)
nusėda dugne, o kita dalis lieka pakibusi nuotekose. Tos dalelės pašalinamos naudojant
koaguliaciją, kai jos priverčiamos sukibti flokuliacijos būdu.
Flokuliacija – koaguliacijos rūšis, kai koloidinė sistema koaguliuoja esant
polimeriniam koaguliantui, ir susidaro dribsnių pavidalo nuosėdos. Flokuliaciją sukelia
vandenyje tirpūs polimerai – flokuliantai, pvz., poliakrilamidas. Flokuliantai absorbuojasi ant
koloidinės dalelės. Kai kelios destabilizuotos dalelės suartėja, susiformuoja dribsniai, kurie gali
nusėsti arba jie atskiriami nuo tirpalo filtruojant (CESIULIS H., 2010). Flokuliacija vykdoma
flokuliatoriuose – įrenginiuose, kuriuose vyksta flokulių susidarymas. Paprasčiausias
flokuliatorius, tai rezervuaras su maišyklėmis. Dabar naudojami vamzdiniai „gyvatuko“ formos
flokuliatoriai.
Ekstrakcija – procesas, kuriuo iš vienos skystosios fazės (nuotekų) kita skystąja faze
(ekstragentu) išgaunama ištirpusi medžiaga arba medžiagų grupė (ekstraktyvas), kai šios dvi
fazės viena kitoje beveik netirpsta arba silpnai tirpsta, bet tirpina ekstraktyvą. Ekstragentais
dažniausiai naudojamos organinės rūgštys, spiritai, ketonai, aminai ir kt. Jais išgaunamos
vertingos organinės medžiagos (fenoliai, riebiosios rūgštys) arba spalvotieji metalai (varis,
nikelis, cinkas, kadmis, gyvsidabris ir kt., toksiškos medžiagos). Ekstraktoriai (ekstrakcijos
proceso įrenginiai) dažniausiai yra įvairaus tipo kolonos (purkštuvinės, krovinės, tinklinių
lėkščių ir kt.). Ekstrakcija – selektyvus procesas, nes atskiria tik reikiamas medžiagas.
Sorbcijos procesas – tai reiškinys, kai kietoji ar skystoji medžiaga sugeria iš aplinkos
kitas medžiagas. Sorbcinis nuotekų valymas dažniausia naudojamas, kai nuotekos būna
užterštos aromatiniais junginiais, silpnais elektrolitais arba neelektrolitais, dažikliais,
neprisotintais ir hidrofobiniais alifatiniais junginiais. Kaip sorbentai naudojama aktyvioji
anglis, silikageliai, aliumogeliai, durpės ir kt. medžiagos.
Tretinis (tercialinis) nuotekų valymas taikomas papildomam biologiškai išvalytų
nuotekų valymui. Šis būdas naudojamas azoto ir fosfatų iš nuotekų valymui, skiriamas
nuotekoms iš didelės taršos šaltinių valyti. Tokie šaltiniai gali būti miestai, gyvulininkystės,
mėsos apdirbimo, paukštininkystės, augalininkystės iri pieno perdirbimo ūkio, cheminės
71
pramonės objektai. Tretinis valymas taikomas ir tada, kai reikia nuotekas išleisti į ypač jautrų
vandens priimtuvą. Toks valymas gali būti atliekamas naudojant įvairių formų rezervuarus,
įvairius filtrus, biotvenkinius, aerotvenkinius, taikant tiek cheminius, tiek biologinius būdus.
3.5.3. Mechaninis nuotekų valymas
Mechaniniu valymu atskiriamos nuotekų neištirpusios mineralinės ir organinės
priemaišos. Šiuo būdu pašalinama iki 90−95 % mineralinių ir iki 20−25 % organinių
priemaišų. Parengtinis nuotekų valymas prasideda košimu per grotas. Grotos – įtaisas
stambesniems nešmenims iš nuotekų nukošti: rankiniu ar mechaniniu būdu valomi strypai,
slankioji juosta, sukamasis skridinys arba būgnas iš plėšytų (skylėtų) metalinių lakštų arba
vielos.
Grotos būna įvairių tipų: mechaninės nejudamos, grotos su mechaniniais grėbliais,
grotos kartu su smulkintuvais, su judančiais laipteliais ir kt. Grotos gali būti komplektuojamos
su nuogrėbų praplovimo, sausinimo ir tankinimo įtaisais (mechanizmais). Grotų protarpių
dydis parenkamas atsižvelgiant į numatomą nuotekų dumblo apdorojimo būdą ir jo
sąlygojamus reikalavimus arba į valytų nuotekų išleidimo reikalavimus. Stambių grotų, skirtų
sulaikyti nuotekų sraute tekančias stambias priemaišas (popierių, plastmasės gabalus,
skudurus ir kt.), minimalūs protarpiai tarp grotų strypų turi būti nuo 20 iki 50 mm, o vidutinio
stambumo grotų protarpiai – 10–20 mm, smulkių grotų – nuo 2 iki 10 mm. Pratekant
maksimaliems nuotekų srautams jų tėkmės greitis tarp grotų neturi viršyti 1,2 m/s. Esant
didesniam greičiui dalis priemaišų gali būti nesulaikoma, praspaudžiamos pro grotas. Nuotekų
greitis prieš grotas, tekant minimaliems srautams, turi būti ne mažesnis kaip 0,3 m/s. Esant
mažam greičiui prieš grotas susikaupia smėlis ir kita skenda. Smulkias medžiagas efektyviai
sulaiko skersinės grotos su mažo protarpio strypeliais.
Pasaulyje plačiai paplitusios smulkaus
valymo laiptuotos grotelės, sudarytos iš
judančių ir nejudančių plokštelių (3.5 pav.).
Lietuvoje dažniausiai naudojamos grotos:
kelių kanalų, su aplankos kanalu ir rankiniu
nugriebimu.
3.5 pav. Nuotekų košimo schema
(РЕШЕТКА-ПРОЦЕЖИВАТЕЛЬ...)
Smėliagaudės – įrenginys smėliui, žvyrui, šlakui ir kitoms kietoms mineralinėms
medžiagoms, kurių tankis didesnis kaip 2,65 g/cm3, nuo nuotekų atskirti. Smėliagaudžių
veikimas grindžiamas tuo, kad nuotekoms įtekėjus į padidinto tūrio rezervuarą, sumažėja jų
tėkmės greitis ir sunkesnės dalelės spėja nusėsti ant smėliagaudės dugno. Smėliagaudės
apsaugo nuotekų valyklas nuo sunkaus dumblo kaupimosi, valyklų mechanizmus nuo teršalų
72
abrazyvinio poveikio ir greito susidėvėjimo. Nuotekų valymo technologinėje schemoje
smėliagaudės įrengiamos už grotų prieš pirminius nuotekų nusodintuvus. Smėliagaudes
aktualu įrengti automobilių, traktorių ir kitos žemės ūkio technikos plovyklose.
Smėliagaudės būna įvairių rūšių: horizontaliosios, vertikaliosios, su skysčio
sukamuoju judėjimu, aeruojamos ir kt. Plačiai naudojamos kanalų ir aeruojamos smėliagaudės
(3.6 pav. ir 3.7 pav.). Aeruojamose smėliagaudėse papildomai pučiamas oras (3.7 pav.). Oro ir
vandens mišinys turi mažesnį tankį, todėl smėlis jame lengviau nusėda. Smėlio pašalinimas
atliekamas sraigtiniu konvejeriu arba kaušais ar siurbliu.
3.6 pav. Horizontaliosios smėliagaudės
schema. 1 – įtekėjimo atvamzdis, 2 –
smėliagaudė, 3 – dumblo (smėlio) rinktuvai,
4 – ištekėjimo atvamzdis (pagal
ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)
3.7 pav. Aeruojamos smėliagaudės
schema. 1 – įtekėjimo atvamzdis, 2 – oro
tiekimo vamzdis, 3 – oro skirstytuvas, 4 –
ištekėjimo atvamzdis, 5 – smėlio (dumblo)
rinktuvas, 6 – smėlio šalinimo
mechanizmas, L – smėliagaudės ilgis, H –
gylis (pagal ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)
Horizontaliųjų ir aeruojančiųjų smėliagaudžių ilgį galima apskaičiuoti pagal formulę
(ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ...):
o
ssss
u
vHKL
1000 m, (3.8)
čia Ks – koeficientas, įvertinantis smėliagaudės parametrus (žr. 3.3 lentelę);
Hs – projektuojamos smėliagaudės gylis m;
vs – nuotekų tekėjimo greitis m/s (pagal 3.4 lentelę);
uo – hidraulinis smėlio stambumas (arba tolyginis dalelės skendimo greitis) mm/s,
priimamas pagal reikalaujamą sulaikomo smėlio stambumą.
3.3 lentelė. Koeficiento Ks reikšmės
Sulaikomų
smėlio dalelių
skersmuo mm
Smėlio
hidraulinis
stambumas mm/s
Koeficiento Ks vertės, priklausančios nuo smėliagaudės tipo
irs pločio B su alsuojamųjų smėliagaudžių gyliu H
horizontaliosios aeruojamos
B:H=1 B:H=1,25 B:H=1,5
0,15 13,2 - 2,62 2,50 2,39
0,20 18,7 1,7 2,43 2,25 2,08
0,25 24,2 1,3 - - -
73
3.4 lentelė. Nuotekų tekėjimo greitis
Smėliagaudės
Smėlio
hidraulinis
stambumas
mm/s
Nuotekų tekėjimo
greitis vs m/s, esant
prietekiui
Gylis H
m
Sulaikomo
smėlio
kiekis,
l/(žm.per
parą)
Smėlio
drėgnis
%
Smėlio
kiekis
nuosė-
dose % Mini-
maliam
Maksi-
maliam
Horizontaliosios 18,7−24,2 0,15 0,3 0,5−2 0,02 60 55−60
Aeruojamosios 13,2−18,7 - 0,08−0,12 0,7−3,5 0,03 - 90−95
Tangentinės 18,7−24,2 - - 0,5 0,02 60 70−75
Vertikaliosios smėliagaudės užima mažiau vietos, jos dažniau naudojamos kietųjų
dalelių nusodinimui prieš patenkant nuotekoms į naftos ir riebalų gaudykles, biologinius
nuotekų valymo įrenginius. Paprasčiausia vertikalioji smėliagaudė yra vertikalus rezervuaras
(3.8 pav.), į kurį įtekėjusios nuotekos, susidūrusios su pertvara 2, keičia tekėjimo kryptį, o
smėlis nusėda rinktuve 3. Per angą 4 yra šalinamas susikaupęs smėlis. Valomų nuotekų greitis
wy vertikaline kryptimi turi būti 0,03–0,04 m/s. Smėliagaudės gylis H apskaičiuojamas pagal
formulę (ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ..., 2011):
ywH m (3.9)
čia τ – nuotekų buvimo smėliagaudėje laikas s. Rekomenduojama priimti 120 s;
wy – nuotekų greitis vertikaliąja kryptimi m/s.
Sėkmingai eksploatuojamos vertikaliosios smėliagaudės su nuotekų (skysčio)
apskritiminiu (sukamuoju) judėjimu (3.9 pav.).
3.8 pav. Vertikaliosios smėliagaudės
schema. 1 – nuotekų įtekėjimo atvamzdis, 2
– pertvara, 3 – smėlio rinktuvas, 4 – smėlio
šalinimo anga, 5 – ištekėjimo anga
(ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ...)
3.9 pav. Vertikalioji smėliagaudė su
nuotekų sukamuoju judėjimu. 1 – įtekėjimo
kanalas, 2 – surenkamasis žiedinis latakas,
3 – nuotekų tiekimas į darbinę zoną, 4 –
ištekėjimo kanalas (ПЕРВИЧНАЯ
СТАДИЯ ...)
Smėliagaudė yra cilindrinės formos, o nuotekos įleidžiamos iš dviejų pusių cilindro
liestine. Kūginė dalis skirta smėlio surinkimui. Išvalytos nuotekos surenkamos žiediniame 2
74
latake. Judant nuotekoms į viršų, smėlis nusėda žemyn. Nuotekų judėjimo greitis v turi būti
mažesnis už smėlio hidraulinį stambumą uo, t. y. v< uo.
Pirminiai nusodintuvai – nusodinimo rezervuarai, kuriuose iš nevalytų ar parengtinai
valytų nuotekų išskiriama dauguma medžiagų. Nusodintuvuose atskiriamos didesnės kaip
0,25 mm kietosios dalelės. Nusodintuvuose dalelės, kurių tankis didesnis nei nuotekų,
veikiamos sunkio jėgos nusėda ant nusodintuvo dugno, o kurių tankis mažesnis – išplaukia į
paviršių. Nusodintuvai pagal darbo režimą būna periodinio (kontaktiniai) ir nepertraukiamo
(pratekamieji) veikimo. Pagal nuotekų tekėjimo kryptį jie skirstomi į vertikaliuosius,
horizontaliuosius, radialinius. Pirminiam nuotekų nusodinimui naudojami nusodintuvai su
kylančia (vertikalia) tėkme, įskaitant dviaukščius (pūdomuosius) nusodintuvus, su
horizontalia tėkme, kreivinės („Lamellos“) tipo.
Nuotekų pirminiam nusodinimui naudojami ir pūdomieji nusodintuvai (septikai), kurie
dažniausiai yra naudojami valyti mažų nuotekų kiekį, kai gyventojų ekvivalentas būna iki 200
GE. Gyventojų ekvivalentas (GE) – ekvivalentiškas gyventojų skaičius, apskaičiuotas pagal
vienetinį nuotekų penkių parų biocheminį deguonies suvartojimą, sąlygiškai atitinkantis
vienam gyventojui per parą tenkantį teršalų kiekį (60 g BDS5 per parą). Pirminiuose
nusodintuvuose paprastai sulaikoma 30–50 % skendinčiųjų medžiagų.
Vertikalieji nusodintuvai (3.10 pav.) naudojami stambesnėms dalelėms atskirti, kai
reikia valyti per parą iki 10000 m3 buitinių ar gamybinių nuotekų. Tokių nusodintuvų
skersmuo siekia 4,5–9 m, nuotekų nusodinimo zona 4–5 m, nusodinimo greitis 0,5–0,6 m/s.
Skaičiuojant priimama, kad srauto greitis v yra lygus stabilumui u.
Horizontalieji nusodintuvai (3.11 pav.), tai stačiakampiai rezervuarai, turintys du ar
daugiau vienu metu veikiančių skyrių. Naudojami, kai per parą reikia išvalyti daugiau kaip
10000 m3
nuotekų. Nusodintuvų ilgis L siekia 8–12 m, gylis h – 1,5–4 m, plotis – 3–6 m,
efektyvumas siekia iki 60 % ir viršija 10–20 % vertikaliųjų nusodintuvų efektyvumą.
3.10 pav. Vertikaliojo nusodintuvo
schema (pagal ВОЛОВНИК Г. И.,
ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)
3.11 pav. Horizontalioji nusodintuvo
schema (pagal ВОЛОВНИК Г. И.,
ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)
75
Ryšys tarp nusodintuvo parametrų (ilgio L, gylio h) ir nuotekų greičio v ir nusėdimo
greičio w gali būti nustatytas iš proporcijos (3.11 pav.):
L
h
v
w . (3.10)
Esant laminariniam nuotekų judėjimui ir kai nusodinamos iki 1 mm dydžio dalelės,
dalelių nusėdimo greitis w gali būti skaičiuojamas pagal Stokso formulę:
1
2
18
gdw m/s, (3.11)
čia g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;
d – nusodinamų dalelių skersmuo mm;
μ – dinaminė vandens klampa N∙s/m2 (kg/(m∙s));
ρ1 − dalelės tankis kg/m3;
ρ − vandens tankis kg/m3.
Radialiniai nusodintuvai – tai apvalūs rezervuarai (3.12 pav.), naudojami buitinėms
ir panašioms nuotekoms valyti. Nusodintuve nuotekos juda nuo centro į kraštus. Tokių
nusodintuvų našumas viršija 20000 m3/parą, gylis būna 1,5–5,0 m, o skersmuo – 16–60 m,
efektyvumas siekia apie 60 %.
3.12 pav. Radialinis nusodintuvas. 1 – antrinis skirstomasis vamzdis, 2 – apskritiminis
latakas, 3 – vamzdis, 4 – grandikliai, 5 – judanti ferma, 6 – priedubis, 7 – dumblo vamzdis
(pagal ВОЛОВНИК Г. И., ТЕРЕХОВ Л. Д., 2007)
Nusodintuvo skersmuo gali būti apskaičiuojamas (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008):
uK
QD
6,3
4 m, (3.16)
čia Q – nusodintuvo našumas m3/h;
K – nusodintuvo tūrio išnaudojimo koeficientas 0,45–0,5;
u – dalelių nusodinimo greitis mm/s;
ω – koeficientas, kuriuo įvertinamas papildomas vandens pasipriešinimas dalelei
nusėdant. Kai srauto greitis iki 5 mm/s, ω=0, kai greitis 10 mm/s – ω=0,05.
76
Priimta, kad radialinio nusodintuvo skersmens D ir gylio h santykis turi būti 6–12.
Rekomenduojama, kai h=3 m, santykis D/h turi būti lygus 10 vienetų vertei. Nuotekų valymo
laikas τ =1,25 h.
Kreivinės („Lamellos“) tipo nusodintuvai – tai įrenginiai, turintys nuožulnias
nuotekų nusodinimo plokštes arba vamzdžius. Juose dažniausiai yra sudaryta priešingų
krypčių tėkmių sistema, kuriose nuotekos teka iš apačios į viršų, o dumblas slenka iš viršaus į
apačią. Vietoj plokščių (lamelių) gali būti naudojami vamzdžiai. Tokių kreivinės tipo
nusodintuvų (3.13 pav.) plokščių (arba vamzdžių) polinkio į horizontą kampas turi būti nuo
55o iki 65
o, o tarpai tarp kreivinių tokie, kad neužsikimštų dumblu. Nusodintuvų, turinčių
plokštes, efektyvumas pasireiškia tuo, kad dalelių nusėdimo atstumas būna mažesnis, negu
anksčiau paminėtuose vertikaliniuose, horizontaliniuose ar radialiniuose nusodintuvuose.
a b
3.13 pav. Kreivinės tipo nusodintuvai. a–su nuožulniomis plokštėmis (1 – korpusas,
2 – plokštės, 3 – dumblo bunkeris); b–su vamzdžiais (pagal КРИВОШЕИН Д. А. и др.,
2003)
Nusodintuvų darbiniai elementai („lamellos“ – plokštės, vamzdžiai) surenkami į
atskirus paketus (blokus), iš kurių lengva montuoti visą nusodintuvą. Naudojami plastikiniai
vamzdžiai, jų skersmuo būna nuo 2,0 iki 5,0 cm, o ilgis apie 1 m arba plastiko plokštės. Dideli
nusodintuvai montuojami iš atskirų paketų (blokų), kurių ilgis – 3 m, plotis – 0,75 m,
aukštis – 0,5 m. Vamzdelių paketai gali būti įrengiami su nuolydžiu nuo 10o iki 60
o. Mažo
nuolydžio nusodintuvai naudojami esant nedideliam kietųjų teršalų kiekiui. Efektyvumas
siekia iki 85 %. Didelio nuolydžio privalumas – nereikia valyti vamzdelių, nes teršalai
nuslenka nuo jų patys.
Naftos produktų gaudyklės. Naftos produktų gaudyklės – tai įrenginiai nusodintuvai,
efektyviai pašalinantys iš paviršinio lietaus ir gamybinių nuotekų tepalus, degalus. Naftos
gaudyklės labai panašios į horizontaliuosius nuotekų nusodintuvus. Jos įrengiamos, kai naftos
produktų koncentracija viršija 100 mg/l. Gaudyklės būna horizontaliosios ir vertikaliosios
77
(3.14 pav.). Lietuvoje plačiai naudojamos UAB „Traidenis“ gaminamos ir montuojamos NG,
NGP, NGP–S naftos gaudyklės, kurių našumas būna nuo 1 iki 70 l/s ir didesnis. Įrenginiai
montuojami degalinėse, automobilių ir žemės ūkio technikos plovyklose, mobiliosios
technikos stovėjimo aikštelėse, garažuose, įmonėse.
a
b
3.14 pav. Naftos gaudyklės: a – vertikalioji, b – horizontalioji (TRAIDENIS: ..., 2010 a)
Jeigu gaudyklė montuojama važiuojamojoje kelio dalyje, transporto paviršinės
apkrovos išskaidymui montuojama 200 mm storio armuota betoninė plokštė. Nuosėdos iš
pirmos kameros valomos ne rečiau kaip kartą per 3 mėnesius. Gaudyklių filtras praplaunamas
kartą per 1–2 metus. Trečiojoje kameroje esanti absorbuojamoji medžiaga turi būti keičiama,
kai užsiteršia naftos produktais, vidutiniškai kartą per pusę metų.
Riebalų gaudyklės (3.15 pav.) yra naudojamos valgyklų, mėsos, pieno perdirbimo ir
kitų gamybos įmonių užterštoms riebalais nuotekoms valyti. Riebalų gaudyklės naudojamos
kaip pirminis nuotekų valymo įrenginys. Gaudyklių pranašumai: gaminamos įvairaus našumo;
nėra vidinių judančių dalių; patvari ir lengva stikloplasčio konstrukcija ir kt. Riebalų
gaudyklės būna vertikalios (3.15 pav.) ir horizontalios (3.16 pav.). Jų veikimas yra pagrįstas
riebalų atskirimo (seperacijos) principu. Riebalų gaudyklę sudaro dvi kameros. Nuotekos
įtekėjimo vamzdžiu patenka į pirmąją kamerą, kur sulaikoma didžioji riebalų dalis, išskyrus
skystuosius riebalus. Skystieji riebalai pilnai sulaikomi antrojoje kameroje, vadinamoje
sorbcine, į kurią įdedamos serbento pagalvėlės. Šioje kameroje riebalai surišami per 12 s,
susikaupusių riebalų sluoksnis negali būti storesnis kaip 15 cm. CRB tipo gaudyklių našumas
siekia nuo 0,2 iki 0,8 l/s. Horizontaliosios RB tipo gaudyklės yra didesnio našumo negu
vertikaliosios, jų našumą sąlygoja gaudyklės ilgis. Pavyzdžiui, esant gaudyklės skersmeniui
78
1200 mm, RB–1,2 gaudyklės, turinčios ilgį L=1500 mm, našumas siekia 1,4 l/s, o RB–2,4,
turinčios L=2800 mm, našumas 2,4 l/s.
3.15 pav. CRB tipo vertikalioji
gaudyklė. 1 – korpusas, 2 – dangtelis, 3 –
įtekėjimo vamzdis, 4 – ištekėjimo vamzdis,
5 – teršalų lygio signalizacijos dėžutė, 6 –
paskirstymo dėžutė, 7 – susikaupusio riebalų
sluoksnio signalizatorius, 8 – pertvara
(TRAIDENIS..., 2010 b)
3.16 pav. RB tipo horizontalioji
riebalų gaudyklė. 1 – korpusas, 2 –
dangtelis, 3 – įtekėjimo vamzdis, 4 –
ištekėjimo vamzdis, 5 – teršalų lygio
signalizacijos dėžutė, 6 – paskirstymo
dėžutė, 7 – susikaupusio riebalų sluoksnio
signalizatorius, 8 – pertvara (TRAIDENIS...,
2010 b)
Septikai – buitinių nuotekų pirminio valymo ir nuosėdų pūdymo įrenginys – požeminis
vienos ar kelių kamerų rezervuaras, per kurį lėtai teka valomosios nuotekos. Septikai
naudojami mažų gyvenviečių, nedidelių įmonių (pvz., mėsos perdirbimo įmonių, pieninių ir
kt.), individualių namų ar ūkininkų sodybų nuotekoms valyti. Septikai būna dviejų
pagrindinių rūšių: septikai-pūdytuvai ir septikai-nusodintuvai. Septikai-pūdytuvai atlieka
kietųjų dalelių nusodinimo, išplukdymo ir dumblo pūdymo funkcijas. Septikai-nusodintuvai
yra mažesnio tūrio, todėl nuosėdos mažiau perpūva. Septiką sudaro viena (3.17 pav.), o
dažniau dvi ar keturios sujungtos kiaurymėmis kameros. Nuotekoms mineralizuojantis ir
pūvant išsiskiria dujos (metanas, amoniakas, sieros vandenilis), kurios nuotekų dalį iškelia į
paviršių, susidaro pluta. Plutai mineralizuojantis plūdenos sunkėja ir vėl nugrimzta į dugną.
Šis procesas periodiškai kartojasi. Dugne esantis dumblas tankėja. Iš dalies nuskaidrėjusios
nuotekos iš pirmos kameros patenka į kitas (jei tokios yra), kuriose teršalai dar labiau
mineralizuojasi. Ištekančių iš septiko nuotekų vidutinis užterštumas būna apie 40–60 mg/l
(pagal BDS5). Žiemą septikų paviršiai apšiltinami. Prieš naudojimą septiką reikia papildyti
vandeniu ir įpilti 3–5 kibirus 20–30 % kalkių pieno arba tiek pat dumblo iš gerai veikiančio
79
septiko. Apvalytų septike nuotekų, kuriose mineralizuojasi 40–50 % teršalų, išleisti į atvirus
vandens šaltinius negalima, todėl jos turi būti toliau valomos biologiškai arba kitais būdais.
3.17 pav. Vienos kameros septiko schema (pagal SEPTIC SYSTEMS..., 2011)
Vietoj septikų- pūdytuvų naudojami septikai-nusodintuvai, kurie yra mažesnio tūrio.
Mažiausias septiko-nusodintuvo tūris vienai 5-ių asmenų šeimai turi būti ne mažesnis kaip
3 m3, o septiko- pūdytuvo – 6 m
3. Kai naudojamas daugiakamerinis septikas-pūdytuvas, jo
tūris apskaičiuojamas pagal 1500 l/gyv. normą, tačiau ne mažesnis kaip 6 m3. Apvalūs
septikai dažniausiai gaminami iš gelžbetoninių žiedų ar kitų surenkamųjų elementų, o
keturkampiai septikai – iš stikloplasčio, plastikų.
3.5.4. Biologinis nuotekų valymas pusiau gamtinėmis sąlygomis
Po nuotekų mechaninio valymo, kuris kaimo vietovėse dažniausiai atliekamas
septikuose, smėliagaudėse, naftos produktų ir riebalų gaudyklėse, vykdomas nuotekų
biologinis valymas pusiau gamtinėmis mažo intensyvumo įrenginiuose. Mažose gyvenvietėse
įrengiami dirbtinėmis sąlygomis veikiantys vidutinio intensyvumo įrenginiai, o miestuose –
intensyvaus valymo įrenginiai. Mažo intensyvumo įrenginiai − tai nuotekų sugerdinimo
šuliniai, tranšėjos, laukai, paviršinio sugerdinimo sistemos, sugerdinimo kauburėliai,
biologiniai tvenkinėliai arba nuotekų sukauptuvai su laistymo įrenginiais ir kt. (3.18 pav.).
Ekstensyvaus valymo įrenginių naudojimą reglamentuoja MAŽŲ NUOTEKŲ KIEKIŲ
TVARKYMO REGLAMENTAS, STR 2.02.05:2004, LAND 21–01 ir kiti norminiai teisės
aktai. Vidutinio intensyvumo įrenginiai – tai nuotekų antrinio biologinio valymo fiksuotais
mikroorganizmais filtravimo įrenginiai. Skiriami trys pagrindiniai filtravimo įrenginių tipai:
įrenginiai, kuriuose laikmena (įkrova) yra nejudama ir pro ją sruvena nuotekos
(laistomieji reaktoriai, smėlio, durpių, putų ir kt. filtrai);
įrenginiai, kuriuose laikmena juda nuotekų atžvilgiu (nardinamieji reaktoriai);
dvejopo veiksmo įrenginiai, kuriuose yra sujungtas valymas biologine plėvele ir
aktyviuoju dumblu.
80
Intensyvaus valymo įrenginiai – tai biologinio nuotekų valymo aktyviuoju dumblu
įrenginiai. Aktyvusis dumblas naudojamas nuotekų valymo įrenginiuose – aerotankuose,
sekos (periodinio veikimo) biologiniuose reaktoriuose (SBR) ir pan.
3.18 pav. Nuotekų valymo būdai: 1 – infiltracijos šulinys arba tranšėja, 2 ir 3 –
nuotekų filtravimas per gruntą, 4 – valymas tvenkinėlyje, 5 – nuotekų panaudojimas laukams
laistyti (PAŽANGAUS ŪKININKAVIMO TAISYKLĖS..., 2007)
Nuotekų sugerdinimas ir filtravimas kaimuose, ūkininkų sodybose ar kolektyviniuose
soduose, kai nėra centralizuotų nuotekų surinkimo sistemų, atliekamas antžeminiuose arba
požeminiuose filtravimo laukuose. Filtravimo laukas, kaip apibrėžia LAND 21–97 taisyklės,
yra biologinio valymo įrenginys, kuriame nuotekos paskleidžiamos žemės paviršiuje
(antžeminiai filtravimo laukai) arba podirvyje aukščiau gruntinio vandens paviršiaus
(požeminiai filtravimo laukai) ir savaiminiu būdu infiltruojamos į žemės sluoksnius,
pasižyminčius natūraliomis valomosiomis savybėmis. Nuotekų sugerdinimas remiasi gruntų
savybe sugerti valomas nuotekas. Nuotekų sugerdinimui gali būti naudojami įvairios
konfigūracijos ir tipų nuotekų sugerdinimo įrenginiai: sugerdinimo tranšėjos ir šuliniai,
sugerdinimo laukai, paviršinio sugerdinimo sistemos, sugerdinimo kauburėliai (STR
2.02.05:2004).
Nuotekų sugerdinimas dažniausiai vykdomas skaldos ir / ar grunto aplinkoje (3.19
pav.). Valant nuotekas molinguose gruntuose, gruntai jų nesugeria. Ištekėjusios iš skirstomojo
perforuoto vamzdžio nuotekos turi filtruotis per smėlio sluoksnį, esantį tarp skaldos sluoksnių
(3.20 pav.), ir surinktos drenažo vamzdžiu nukreipiamos į vandens telkinį ar nuotekų
rinktuvą.
81
Šiuo metu aiškios takoskyros tarp nuotekų sugerdinimo ir filtravimo laukų sąvokų
nėra. Nuotekų sugerdinimo įrenginiai statomi vietovėse, kuriose gruntinio vandens lygis iki
sugerdinančiojo įrenginio apatinės dalies yra ar gali būti ne mažesnis kaip 0,6 m.
Rekomenduojamas lygis – 1,5 m iki sugerdinančiojo įrenginio apatinės dalies.
3.19 pav. Nuotekų sugerdinimo schema (pagal KIT-SET FOR DRAINED…, ПОЛЯ
ФИЛЬТРАЦИИ)
3.20 pav. Nuotekų filtracijos schema (pagal KIT-SET FOR DRAINED ..., ПОЛЯ
ФИЛЬТРАЦИИ)
Filtravimo šulinys, filtravimo tranšėja. Filtravimo šulinys – kompaktiškas, įgilintas į
aeracijos zoną biologinio valymo įrenginys mažiems buitinių nuotekų kiekiams valyti,
filtruojant per gruntą (3.21 pav.).
3.21 pav. Infiltracijos šulinys. 1 – landa, 2 – apšiltintas dangtis, 3 – srauto slopinimo
plokštė, 4 – perforuotas gelžbetonio žiedas, 5 – ventiliacijos vamzdis, t – perforuoto
gelžbetonio žiedo aukštis, D–šulinio skersmuo (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)
82
Šie įrenginiai plačiai paplitę soduose, ūkininkų sodybose. Daugelis aplinkosaugos
specialistų filtravimo šulinius vertina negatyviai, nes jie gali teršti požeminius vandenis, o
STR 2.02.05:2004 nurodo, kad nuotekų sugerdinimui negali būti naudojami nuotekų
sugerdinimo šuliniai, nes jie sudaro didelį gruntinio vandens užteršimo pavojų, yra gilūs, be
dugnų, turi gelžbetonio rentiniuose kiaurymes, per kurias nuotekos filtruojasi į gruntą. Taigi,
filtravimo šulinius reikia laikyti ne filtravimo, o nuotekų sugerdinimo įrenginiais. Šie
įrenginiai naudojami nedideliems – iki 1500 l/parą nuotekų kiekiams valyti. Jie gali būti
įrengiami smėlio ir priesmėlio gruntuose, kai gruntinio vandens lygis yra 1 m žemiau negu
šulinio dugnas. Filtravimo šuliniai seniau, o kartais ir dabar, vadinami infiltracijos šuliniais.
Jų dugnas apytikriai būna 4,5–5 m gylyje nuo žemės paviršiaus.
Šulinio skersmuo parenkamas tokio
dydžio, kad 1 m2 plote būtų paskleidžiama ne
daugiau kaip 150 l/parą nuotekų. Pvz., esant
šulinio skersmeniui 1,5, o perforuotos dalies
aukščiui 1 m, šulinio leistinasis hidraulinis
apkrovimas neturi būti didesnis kaip 260
l/parą priesmėlio grunte, o vidutinio
smulkumo smėlyje – 570 l/parą. Filtravimo
tranšėjas galima laikyti nuotekų sugerdinimo,
o kai jos dugne yra drenažo vamzdis −
filtravimo įrenginiu (3.22 pav.). Tokios
tranšėjos įrengiamos vietose, kur nuotekų
valymą galima atlikti tik siaurose ilgose
zonose ir kur gruntas blogai praleidžia
vandenį. Filtravimo tranšėjos ilgis priklauso
nuo valomų nuotekų kiekio. Filtravimo
tranšėjos eksploatacijos trukmė 12–15 metų.
Filtruojančių tranšėjų nerekomenduojama
įrengti po kietomis dangomis ir įvažomis.
3.22. Filtravimo tranšėjos skersinis
pjūvis. 1 – drenažinis vamzdis, 2 –
stambiagrūdis užpilas, 3 – vidutinio
stambumo užpilas, 4 – smulkiagrūdis
užpilas, 5 – smėlio sluoksnis, 6 –
skirstomasis nuotekų vamzdis, 7 –
stambiagrūdis užpilas, 8 – hidroizoliacija,
9 – gruntas, 10 – ventiliacinis stovas
(СИНЕЛЬНИКОВ В. С., 2007)
Podirvinis nuotekų valymas. Podirvinis nuotekų valymas dažniausiai įrengiamas
ūkininkų sodybose, kai nėra arti vandens imtuvo (upelio, tvenkinio, melioracijos griovio ir
pan.). Toks valymo būdas priimtas vadinti podirvinio drėkinimo sistema. Podirviniam nuotekų
valymui įrengti naudojamas tranšėjinis nuotekų sugerdinimo būdas. Podirvinio drėkinimo
sistema (PDS) įrengiama laukuose, kuriuose gruntinio vandens lygis yra žemiau kaip 1 m nei
drėkintuvas. Šachtiniai šuliniai turi būti gruntinio vandens aukštutinėje dalyje ir ne arčiau kaip
83
už 50 m (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998). PDS aplinkos apsaugos požiūriu geriausiai rengti su
negiliais apšiltintais durpėmis drėkintuvais (nuotekų skirstytuvais) (3.23 pav. a, b).
3.23 pav. Podirvinio drėkinimo schema. 1 – paskirstymo šulinys, 2 – drėkintuvai, a –
apšiltintas drėkintuvas lengvuose gruntuose; b – molinguose gruntuose, c – neapšiltintas
drėkintuvas molinguose gruntuose .(Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)
Įrengus PDS, sklypą reikėtų apsėti nendriniais dryžučiais ar kitomis varpinėmis
žolėmis. PDS apkrova turėtų būti ne didesnė 3 l/m2d. Taigi, vienam asmeniui reikia skirti
60 m2 žemės ploto. Tranšėjos kasamos 0,001−0,003 nuolydžiu, drėkintuvų ilgis – iki 30 m.
Drėkintuvams įrengti parenkami perforuoti plonasieniais polietileniniai vamzdžiai, kurie
paprastai naudojami drenažui įrengti. Vamzdžiai užpilami 150−200 mm žvyro (frakcija
4−8 mm) sluoksniu. PDS galima rengti ir neapšiltintą, kai gruntinio vandens lygis yra 3−4 m
gylyje. Jei gruntai molingi, tranšėjos užpilamos smėliu (3.23 pav., c). Statinis nuotekų slėgis
paskirstymo šulinyje neturi būti didesnis kaip 800 mm, nes gali prasidėti sufozija, t. y.
koloidinių dalelių išplovimas iš dirvožemio.
Smėlio filtrai įrengiami vietovėse, kur yra pavojus užteršti geriamąjį vandenį ir kai yra
kur išleisti apvalytas nuotekas, kai netinka (žvyras arba sunkūs moliai) arba trūksta plotų
podirviniam nuotekų sugerdinimo sistemai įrengti. Smėlio filtrai būna įvairių rūšių: smėlio,
smėlio-grunto, smėlio-žvyro, smėlio-nendrių, vertikalūs, horizontalūs filtrai ir pan. Šiuo metu,
kur nėra centralizuoto nuotekų surinkimo ir valymo sistemų, naudojami smėlio ir smėlio-
grunto filtrai. Smėlio filtrai būna vienos arba kelių sekcijų (3.24 pav.). Kai filtruose smėlio
sluoksnio storis yra 60−100 cm, galima sulaikyti net iki 99 % E. coli bakterijų.
84
3.24 pav. Dviejų sekcijų smėlio filtro schema. 1 – ventiliacijos stovas, 2 – nuotekų
skirstymo vamzdis, 3 – smėlio sluoksnis, 4 – žvyro sluoksnis, 5 – drenažo vamzdis, 6 –
kontrolinis šulinys (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)
Smėlio-grunto filtrai (3.25 pav.) įrengiami vietose, kur yra aukštas gruntinių vandenų
lygis arba blogai filtruojantys molio gruntai. Tokie filtrai supilami iš smėlio ant grunto
nedidelio ploto. Nuotekos filtruojasi per smėlio ir grunto sluoksnius.
3.25 pav. Smėlio-grunto filtras. 1 – smėlio sluoksnis, 2 – nuotekų skirstomasis
vamzdis, 3 – augalinė danga, 4 – gruntas (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)
Smėlio-žvyro filtrai (3.26 pav.) įrengiami iškasose. Ant iškasos dugno užpilamas
žvyro arba skaldos sluoksnis, ant jo pilamas stambaus ir vidutinio smulkumo smėlio
sluoksniai. Smėlis padengiamas žvyro sluoksniu, kuriame klojamas nuotekų skirstomasis
perforuotas vamzdis. Filtras apipilamas gruntu, jame sėjamos augalinės žolės. Smėlio-nendrių
filtrai įrengiami, kaip ir smėlio-žvyro filtrai, iškasose, užpildytose nendrėmis (3.27 pav.).
3.26 pav. Smėlio-žvyro filtro schema. 1 – ventiliacijos stovas, 2 – skirstomasis
vamzdis, 3 – smėlis, 4 – drenažo perforuotas vamzdis valytoms nuotekos surinkti, 5 – žvyras,
6 – gruntas su augalais (pagal ЖУКОВ Б.Д., 1999)
85
3.27 pav. Smėlio-nendrių filtras. 1 – skirstomasis vamzdis, 2 – polistirolo danga, 3 –
žvyro ir skaldos (8–50 mm) prizmė, 4 – smėlis, 5 – žvyro ir skaldos atvirkštinis filtras, 6 –
gaudomoji drena, 7 – išleistuvas reguliatorius, 8 – polietileno plėvelės ekranas (Z.
STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)
Nendrės pridengia nuo saulės šviesos valomų nuotekų paviršių ir trukdo dumblių
dauginimuisi, vandens telkinių, į kuriuos išleidžiamos nuotekos, eutrofikacijai.
Nendrių tvenkinėliai – patys mažiausieji biologinių tvenkinių atstovai. Jie gali būti
įrengiami pavienėse ūkininkų sodybose, kuriose yra kūdra (3.28 pav.). Tvenkinėlyje turi tilpti
ne mažiau kaip 20 parų nuotekų kiekis (vienam gyventojui – 4 m3). Tvenkinėlio iškasa turi
būti pakankamo gylio, kad tilptų 20−30 cm augalinio grunto sluoksnis, o virš jo 0−70 cm
vandens sluoksnis. Tvenkinėlio ilgio ir pločio santykis turėtų būti ne mažesnis kaip 3:1.
Tvenkinėlis nuo kūdros atskiriamas filtruojamąja žvyro damba 4 (frakcija 1−4 mm). Damba
apsaugo kūdrą nuo dumblių į ją paplitimo. Įrengus tvenkinėlį, dugnas ir filtruojamoji damba
užsodinami 40x40 cm atstumais nendrėmis.
3.28 pav. Nendrių tvenkinėlis. 1 – vandens lygis, 2 – augalinio dirvožemio sluoksnis,
3 – molio ekranas, 4 – filtruojamoji damba, 5 – kūdra (Z. STRUSEVIČIUS ir kt., 1998)
Biologinis tvenkinys yra dirbtinis įrenginys, skirtas valyti nuotekoms artimomis
gamtinėms sąlygoms. Biologiniuose tvenkiniuose (BT) valomos mažų gyvenviečių ir
nedidelių įmonių nuotekos. Juose vyksta biologinis valymas dėl to, kad nuotekos tvenkinyje
išbūna arba teka ilgą laiko tarpą. BT būna pavienių arba grupinių, kurie sudaro biologinį
tvenkinyną. Biologinis tvenkinynas yra biologinio nuotekų valymo sistema, susidedanti iš
kelių tvenkinių, per kuriuos nuotekos prateka nuosekliai. Pirmasis tvenkinys gali veikti kaip
86
nusodinimo tvenkinys arba kaip anaerobinis tvenkinys. Kitas tvenkinys yra iš dalies aerobinis
(fakultatyvinis) tvenkinys, kuriame vyksta anglies ir azoto junginių skaidymas. Kiti tvenkiniai
yra nuotekų tretinio valymo įrenginiai, kuriuose vyksta ir patogeninių mikroorganizmų
sumažinimas veikiant saulės radiacijai (spinduliuotei).
BT yra panašūs į nedidelius gamtinius vandens telkinius, tačiau jie yra seklesni – apie
1 m gylio, o plotas – nuo 0,5 iki 1 ha. BT turi būti nelaidūs vandeniui, kad iš jų nevyktų
eksfiltracija ir nebūtų teršiamas gruntas bei gruntiniai vandenys. Nuotekų valymas susideda
iš kelių stadijų: mechaninio teršalų nusodinimo, fotosintezės, aerobinės teršalų oksidacijos ir
anaerobinio teršalų skaidymo.
Pagrindinis procesas, vykstantis BT, yra fotosintezė. Tvenkinio paviršiniame vandens
sluoksnyje dėl saulės šviesos poveikio auga dumbliai, kurie gamina deguonį, būtiną
funkcionuoti aerobinėms bakterijoms, ardančioms teršalų organines medžiagas. Bakterijų
gaminamas anglies dvideginis ir tvenkinyje esančios biogeninės medžiagos skatina dumblių
augimą. Šis procesas vyksta tol, kol biotvenkinys gauna saulės energijos ir organinių
medžiagų. Biotvenkinio dugne, į kurį neprasiskverbia šviesa, vystosi anaerobinės bakterijos,
mintančios nusėdusiais organiniais teršalais, joms funkcionuoti nebūtinas deguonis.
Skaidantis organikai dėl tokių bakterijų poveikio, išsiskiria deguonis ir metanas. Pirmojo
biotvenkinio plotas turi būti toks, kad 1 gyventojų ekvivalentui GE tektų 6 m2 ploto − tai
sudaro apie 8,3 g BDS5/m2d (LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008).
Biotvenkinio forma turi būti nepalanki bakterijų vystymuisi, nustelbianti dumblių augimą.
Balansas tarp šių procesų turi užtikrinti pakankamą BT ištirpusio deguonies kiekį. Tuo tikslu
BT ilgio ir pločio santykis neturi būti didesnis kaip 3:1. Tvenkinys turi būti 1±0,2 m gylio.
Esant tokiam gyliui, į jį prasiskverbia šviesa ir deguonis, o dugne neskatinama augti
aukštesnioji vandens augmenija. Antrojo ir trečiojo tvenkinių bendras plotas – 5 m2/GE, o
gylis 1±0,2 m. Tvenkinių forma gali skirtis nuo reikalavimo 3:1 santykio.
Pagal organinių priemaišų ir ištirpusio nuotekose deguonies kiekį biologiniai
tvenkiniai yra skirstomi į anaerobinius, fakultatyvius aerobinius, aerobinius.
Anaerobiniai tvenkiniai plačiai naudojami gyvenviečių komunalinėms-buitinėms ir
pramoninėms nuotekoms valyti. Juose anaerobiniai organizmai (bakterijos) gyvena ir vystosi
laisvo deguonies neturinčioje aplinkoje. Tokių tvenkinių valymo efektyvumas siekia apie
80 %. Anaerobinis organinių medžiagų skaidymas susideda iš organinių junginių hidrolizės,
acetogenezės ir metagenezės. Hidrolizės metu bakterijos organinių medžiagų
angliavandenilius, riebalus ir baltymus paverčia monosacharidais, riebiosiomis bei amino
rūgštimis. Acetogenezės metu kita bakterijų grupė šiuos produktus suskaido iki lakiųjų
riebiųjų rūgščių, spiritų aldehidų, vandenilio ir angliarūgštės. Toliau pastaruosius produktus
87
skaido metanogeninės bakterijos. Susidaro metanas ir anglies dvideginis. Anaerobinių
tvenkinių optimalūs parametrai tokie: nuotekų temperatūra +30 oC, pH – 6,5–7, nuotekose
neturi būti sunkiųjų metalų ir deguonies. Anaerobiniai tvenkiniai būna gilūs – 3–6 m,
pasižymi dideliu organinių teršalų apkrovimu (BDS5=350–850 kg/ha per parą). Anaerobinių
tvenkinių paviršiuje susidaro iki 0,5 m teršalų pluta. Trūkumas: skleidžia nemalonų kvapą.
Fakultatyvieji tvenkiniai – tokie vandens telkiniai, kuriuose vyksta aerobiniai-
anaerobiniai procesai. Tvenkinių gylis siekia apie 2,5 m, juose žalieji dumbliai ir įvairios
aerobinės ir anaerobinės bakterijos skaido nuotekų organiką. Paviršiniuose vandens
sluoksniuose vyksta intensyvus fotosintezės procesas, jo metu vanduo prisisotina deguonies, o
apatiniuose sluoksniuose jo koncentracija yra maža. Giliausiuose tvenkinių sluoksniuose
vyrauja anaerobiniai procesai.
Aeruojami tvenkiniai skiriasi nuo anaerobinių ir fakultatyviųjų tuo, kad juose vykdoma
dirbtinė aeracija (prisotinimas oro ir jo deguonies), naudojant mechaninius aeratorius
(orapūtes) arba pneumatinę aeraciją (suspausto oro difuzorius). Aeruojamieji tvenkiniai
susideda iš ne mažiau kaip dviejų tvenkinių. Viename iš jų vyksta dirbtinis aeravimas, o kitas
tvenkinys veikia kaip nusodinamasis tvenkinys. Aerobiniuose tvenkiniuose organinių
medžiagų skaidymas vyksta daug greičiau negu anaerobiniuose. Aerobiniame tvenkinyje
valomos nuotekos, vykstant aeracijai yra maišomos su aerobiniais mikroorganizmais
(bakterijomis ir grybeliais). Nusodinimo tvenkinyje mikroorganizmų sulaikytos teršalų
dalelės nusėda ir sudaro dumblą. Dumblas šalinamas iš pastarojo tvenkinio tarpais,
priklausančiais nuo susikaupusio dumblo kiekio. Aeravimo tvenkinio plotas būna nuo 1,5 iki
3 m2/GE, o tūris – 3 m
3 vienam aptarnaujamam gyventojui. Aerotvenkinio gylis – nuo 2 iki
3,5 m, kai aeruojama paviršiniais aeratoriais, ir iki 4,0 m, kai aeruojama suspaustu oru.
Nusodinamojo tvenkinio gylis – nuo 2 iki 3 m, naudojant paviršinius aeratorius, o minimalus
gylis 2 m. Įrengus du nusodinimo tvenkinius, jų paviršiaus plotas – 0,6 m2/GE. Dumblas iš jų
šalinamas kartą per dvejus metus. Aerotvenkinių pagrindinis trūkumas yra tai, kad sunaudoja
daug elektros energijos, skleidžia triukšmą.
3.5.5. Biologinių nuotekų valymas dirbtinėmis sąlygomis
Biologinis nuotekų valymas mažo intensyvumo įrenginiais pusiau gamtinėmis
sąlygomis yra nebrangus, priežiūra nesudėtinga, tačiau turi trūkumų: reikia didelių žemės
plotų, aeruojant biologinius tvenkinius sunaudojama daug elektros, valymo efektyvumas
priklauso nuo metų sezoniškumo ir kt. Efektyviau nuotekos valomos dirbtinėmis sąlygomis
filtravimo įrenginiais ir veikliuoju (aktyviuoju) dumblu. Kaimiškosiose gyvenvietėse ir
88
miesteliuose nuotekos dažnai valomos filtravimo įrenginiuose (biofiltruose, anaerobiniuose
reaktoriuose), o miestuose – veikliojo dumblo įrenginiuose.
Bioplėveliniai įrenginiai – tai biologinio valymo fiksuotais mikroorganizmais
įrenginiai, kuriuose nuotekų valymui naudojama bioplėvelė (mikroorganizmai, prisitvirtinę
prie laikmenos − filtruojančiosios medžiagos). Galima išskirti tokius pagrindinius filtravimo
įrenginių tipus:
• įrenginiai, kuriuose laikmena yra nejudama ir pro ją sruvena nuotekos (laistomieji
reaktoriai, smėlio, durpių, putų ir kt. filtrai);
• įrenginiai su panardinta laikmena;
• įrenginiai, kuriuose laikmena juda nuotekų atžvilgiu (nardinamieji reaktoriai);
• dvejopo veiksmo įrenginiai, kuriuose yra sujungtas valymas biologine plėvele ir
aktyviuoju dumblu.
Laistomajame reaktoriuje yra stacionari laikmena (skalda, žvyras, plastiko elementai
ir kt.), pro kurią srūva valomos nuotekos. Deguonis į laikmeną patenka natūraliu arba
dirbtiniu vėdinimu. Ant laikmenos susidariusi biologinė plėvelė mitybai naudoja į valymo
įrenginį pritekančių nuotekų koloidines ir ištirpusias teršalų organines daleles. Priaugančios
biologinės plėvelės perteklius pro laikmeną sruvenančių nuotekų nuplaunamas nuo laikmenos
ir kartu su nuotekomis nuteka į antrinį nusodintuvą. Jame biologinė plėvelė nusėda ir taip
atsiskiria nuo valytų nuotekų, kurios gali būti išleidžiamos į aplinką, grąžinamos
pakartotiniam valymui arba nuteka į tolesnio valymo įrenginius. Laistomieji reaktoriai, kartais
vadinami „siauraisiais“, būna įvairių konstrukcijų. Laistomieji reaktoriai sublokuojami su
septikais, anaerobinėmis kameromis, yra kelių laipsnių, vertikalūs, horizontalūs. Pavyzdžiui,
nuotekų valymo įrenginys „Osima“ (3.29 pav.) turi dvi anaerobines kameras ir biofiltrą su
keramzito nejudama laikmena (įkrova). Įrenginio efektyvumas pagal išvalytas nuosėdas ir
BDS5 siekia 90 %.
Biofiltruose su panardinta laikmena įkrova būna visą laiką apsemta (3.30 pav.).
Tokiame filtre, įrengtame Radviliškio nuotekų valykloje, naudojama 5−10 mm frakcijos
keramzito įkrova, kurios sluoksnio storis 1,2−1,5 m. Valomos nuotekos, tekėdamos iš viršaus
į apačią, apsemia įkrovą. Viršutinė įkrovos dalis aeruojama per perforuotą vamzdį, įrengtą
50−70 cm nuotolyje nuo įkrovos viršaus. Išvalytos nuotekos surenkamos per dreną 8, o
apatinės įkrovos sluoksnis aeruojamas per perforuotą vamzdį 9. Regeneruojant įkrovą
vamzdžiuose vanduo ir oras juda priešingomis kryptimis. Abi sistemos įrengtos 10−20 mm
žvyro frakcijos sluoksnyje, kurio storis siekia 402 cm. Veikiant tokiai aeracinei sistemai,
viršutinis nuotekų sluoksnis prisotinamas 5−6 mg/l, o apatinis – 2−3 mg/l deguonies
koncentracija.
89
3.29 pav. Valymo įrenginio
„Osima“ schema. 1 ir 11 –
asbestocementiniai vamzdžiai, 2 –
penoplastas, 3 – labirintas, 4 – prispaudimo
tinklas, 5 – sifonas, 6 – pertvara, 7 –
įtekėjimo polietileninis vamzdis, 8 –
nuotekos, 9 – gelžbetoninis korpusas, 10 –
įkrova (pagal ОЧИСТКА СТОЧНЫХ
ВОД...)
3.30 pav. Biofiltro su panardinta
laikmena schema. 1 – nuotekų padavimo
vamzdis, 2 – korpusas, 3 – skirstomasis
piltuvas, 4 – vandens, naudojamo įkrovos
praplovimui, indas, 5 – sifonas, 6 –
plaunančiojo vandens tiekimo vamzdis, 7 –
viršutinė aeruojančiojo oro sistema, 8 –
išvalytų nuotekų ir plaunančiojo vandens
tiekimo sistema, 9 – apatinė aeruojančiojo
oro sistema (pagal БИОФИЛЬТР
OKСИПOP...)
Daugelyje šalių paplitę diskiniai (nardinamieji) biofiltrai. Jie paprastai naudojami
nedideliems nuotekų kiekiams (200−500 m3/per parą) valyti. Jie dar vadinami rotaciniais
biologiniais kontaktiniais biodiskais. Šie filtrai (3.31 pav.) turi horizontalųjį veleną su
gofruotais diskais, turinčiais įdubas, kuriose prisitvirtina biologinė plėvelė. Sukantis velenui
periodiškai į nuotekas panardinami plėvelės mikroorganizmai valo nuotekas. Šių reaktorių
laikmenos paviršiaus plotas neturi viršyti 250 m2/m
3. Diskų skersmenys būna nuo 0,6 m iki
5 m, veleno ilgis iki 10 m. Nuotekų pratekėjimo nardinamojo reaktoriaus rezervuare trukmė,
pratekant maksimaliam numatytam nuotekų debitui, turi būti ne mažesnis kaip 1 h, arba
rezervuaro tūris turi būti ne mažesnis kaip 4 l/m2 reaktoriaus diskų paviršiaus ploto (STR
2.02.05:2004). Norint apvalyti tokio tipo biofiltru gyvenvietės su 500 gyventojų nuotekas iki
35 mg BDS5/l reikalingas apie 1950 m2 diskų paviršiaus plotas (LEVITAS E.,
RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008).
Anaerobiniai reaktoriai leidžia pašalinti aerobinio valymo metodo didelių energijos
sąnaudų aeracijai trūkumus bei susidarančios perteklinės biomasės perdirbimo ir utilizavimo
problemas. Anaerobiniams reaktoriams nereikia elektros energijos aeracijai, o nuotekose
esantys organiniai teršalai paverčiami į energijos šaltinį – metano ir anglies dvideginio dujas.
Anaerobinius reaktorius pagal biomasės būseną juose galima suskirstyti į dvi grupes
(LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G., 2008): reaktorius su skendinčia biomase ir
reaktorius su pritvirtinta biomase (pastarųjų veikimas analogiškas kaip bioplėvelinių
biofiltrų). Vidutinio klimato sąlygomis anaerobinių reaktorių vidutinis valymo efektyvumas
90
siekia 43,3 % pagal BDS5 ir 56,1 % pagal skendinčiąsias medžiagas. Anaerobinių reaktorių
veikimas plačiai tirtas užsienio, Lietuvoje VGTU ir ASU mokslininkų, siekiant išgauti
biodujas iš gyvulių ir paukščių mėšlo, mėsos, maisto pramonės bei kitų atliekų.
Nuotekų valymas aktyviuoju dumblu. Veiklusis dumblas yra biologinė masė
(dribsniai), susidarantis skendinčiųjų bakterijų ir kitokių mikroorganizmų augimo
valomosiose nuotekose aerobinėmis arba anaerobinėmis sąlygomis. Valymo veikliuoju
dumblu pagrindą sudaro nuotekų biologinis švarinimas, kai nuotekų ir veikliojo dumblo
mišinys aerotanke (biologiniame reaktoriuje) yra maišomas ir / ar aeruojamas, vėliau
antriniame nusodintuve veiklusis dumblas nuo valytų nuotekų atskiriamas ir grąžinamas į
vyksmą, o dumblo perteklius pašalinamas (3.32 pav.).
3.31 pav. Diskinio biofiltro schema. 1 –
rezervuaras, 2 – pertvara su kiaurymėmis, 3 –
velenas, 4 – skirstomasis bakelis, 5 –
reduktorius, 6 – elektros variklis, 7 –
plastmasiniai diskai, 8 – įrenginio ištuštinimo
vamzdis, 9 – išleidžiamoji kišenė, 10 –
bandinio atskyriklis, 11 – vamzdis išvalytoms
nuotekoms išleisti (pagal ПОГРУЖНЫЕ
БИОФИЛЬТРЫ)
3.32 pav. Aerotanko veikimo
schema. 1 – cirkuliuojantis aktyvusis
dumblas, 2 – perteklinis veiklusis
dumblas, 3 – siurblinė, 4 – antrinis
nusodintuvas, 5 – aerotankas, 6 – pirminis
nusodintuvas (pagal АЭРОТЕНКИ)
Nuotekų biologinis valymas ir veikliojo dumblo atskyrimas gali vykti ne atskiruose
rezervuaruose (aeravimo ir nusodinimo), bet gali būti atitinkamai periodinių procesų įrenginys
viename rezervuare – sekos biologiniame reaktoriuje arba jo modifikacijose (periodinio
veikimo kanaluose).
91
4. DIRVOŽEMIO APSAUGA
4.1. Dirvožemio ištekliai, sudėtis ir reikšmė
Dirvožemis apibudinamas įvairiai, tačiau jo sąvokos yra panašios, papildančios viena
kitą. Pagal tarptautinį standartą ISO 11074:1996, dirvožemis – viršutinis Žemės plutos
sluoksnis, sudarytas iš mineralinių dalelių, organinės medžiagos, vandens, oro ir organizmų.
Plačiau dirvožemio sąvoką bandyta apibrėžti Lietuvos Respublikos dirvožemio apsaugos
įstatymo projekte (DAĮ PROJEKTAS, 1998): dirvožemis – dirvodaros veikiamas viršutinis
Žemės plutos sluoksnis (dažniausiai apie 120–150 cm storio), susidarantis iš mineralinių
dalelių, organinių medžiagų, vandens, oro bei gyvųjų organizmų, sudarančių derlingą
daugiakomponentinę sistemą. Šiuo metu Lietuvoje teisės aktuose pateikiama tokia dirvožemio
sąvoka: dirvožemis – tai viršutinis purusis Žemės plutos sluoksnis, susidaręs iš gimtosios
uolienos, veikiant dirvodaros procesams (kompleksiškai veikiant vandeniui, orui, gyviesiems
organizmams), ir turintis potencialų derlingumą.
Dirvožemio ištekliai pasaulyje yra riboti. Jūros ir vandenynai sudaro apie 71 % viso
Žemės paviršiaus (per 510∙106 km
2), o sausuma užima apie 149∙10
6 km
2 plotą. Didžiąją
sausumos dalį užima kalnai, ledynai, dykumos, druskingos ir per drėgnos žemės, amžino įšalo
teritorijos, upės ir ežerai. Pasaulio žemės ūkio naudmenos užima apie 4500∙106 ha (apie
1500∙106 ha ariamosios žemės ir daugiamečių žolynų, apie 3000∙10
6 ha pievų ir ganyklų).
Didžiausią Lietuvos ploto (6530023 ha) dalį 2010 metais užėmė žemės ūkio naudmenos
(3463387 ha) arba 53 % visos teritorijos (4.1 pav.).
4.1 pav. Žemės fondo pasiskirstymas pagal žemės naudmenų plotą procentais
(LIETUVOS RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011)
92
Iš jos ariamosios žemės buvo 2928450 ha, sodų – 59681 ha, pievų ir natūralių ganyklų
475256 ha. Miškai užėmė 2126434 ha, keliai – 132119 ha, vandenys – 262640 ha, užstatyta
teritorija – 180492 ha, kita žemė sudarė 364951 ha. Kitos žemės fonde pažeistų žemių buvo
22362 ha, pelkių 116379 ha, medžių ir krūmų želdinių – 84014 ha ir nenaudojamų žemių –
142196 ha. Lietuvoje yra 2942956 ha nusausintų ir 4433 ha drėkinamų žemių (LIETUVOS
RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011). Didelį rūpestį dirvožemio apsaugos klausimais
kelia žmogaus veikla (netinkamas ūkininkavimas, masinis miškų kirtimas), pramonės veikla,
turizmas, miestų ir pramonės plėtra, statybos darbai, kurie generuoja pažeistą žemių plotų
augimą, dirvožemio degradaciją, užteršimą bei naikinimą. Žmonių veikla sąlygoja dirvožemio
degradaciją, teršimą, naikinimą.
Dirvožemio degradacija – tai dirvožemio derlingumo sumažėjimas arba sunykimas,
pakitus dirvožemio fizikinėms, cheminėms ir biologinėms savybėms dėl gamtinių ir
technologinių veiksnių įtakos. Dirvožemio teršimas – veikla, dėl kurios į dirvožemį patenka
įvairios kenksmingos žmonių sveikatai ir aplinkai medžiagos bei organizmai tokiais kiekiais,
kad mažėja dirvožemio derlingumas, ekologinė higieninė ir sanitarinė aplinkos būklė.
Dirvožemio naikinimas (žalojimas) – mechaninis dirvožemio savybių pakeitimas, nesusijęs su
žemės ūkyje naudojamų dirvožemio įdirbimu, neigiamai veikiantis vieną arba kelias
dirvožemio savybes.
Dirvožemį sudaro kietoji, skystoji, dujinė ir gyvoji fazės. Dirvožemio kietoji fazė, dar
kitaip vadinama dirvožemio skeletu, yra mineralinė dirvožemio dalis, kuri susiformavo iš
dirvodarinės uolienos. Dirvožemio mineralinės medžiagos pagal jų granuliometrinę sudėtį
(dalelių dydį) yra skirstomos į šešias frakcijas: akmenis, žvyrą, smėlį, dulkes, dumblą.
koloidus (4.1 lentelė). Dirvožemyje daugiausia būna vadinamojo smulkžemio, t. y. mažesnių
kaip 1 mm dalelių. Priklausomai nuo granuliometrinės sudėties dirvožemiai skirstomi į
sunkius, vidutinio sunkumo (priemolio) ir lengvus (smėlio, priesmėlio). Nuo dirvožemio
granuliometrinės sudėties priklauso beveik visos jo fizikinės ir cheminės savybės.
4.1 lentelė. Dirvožemio dalelių frakcijos (pagal DIRVOŽEMIO GRANULIOMETRINĖ SUDĖTIS)
Frakcija Dalelių dydis, mm
1. Akmenys > 3
2. Žvyras 3–1
3. Smėlis:
- stambus (rupus)
- vidutinio stambumo (rupumo)
- smulkus
1–0,5
0,5–0,25
0,25–0,05
4. Dulkės:
- stambios (rupios)
- vidutinio stambumo (rupumo)
- smulkios (švelnios)
0,05–0,01
0,01–0,005
0,005–0,001
5. Dumblas 0,001–0,0001
6. Koloidai < 0,0001
93
Skystoji dirvožemio fazė – tai dirvožemio tirpalas (vanduo su ištirpusiomis
mineralinėmis, organinėmis medžiagomis ir dujomis). Dujinė dirvožemio fazė – tai
dirvožemio oras, esantis vandens neužimtose porose. Optimalus oro kiekis dirvožemyje – 10–
20 %. Gyvąją dirvožemio fazę (dar vadinamą biota) sudaro jame esantys mikroorganizmai,
bestuburiai gyvūnai, dumbliai, augalų šaknys ir kt. Dirvožemio biota skirstoma į keturias
pagrindines dalis: augalai, grybai, gyvūnai ir mikroorganizmai.
Dirvožemio reikšmė yra įvairiapusiška. Pirmiausia dirvožemis užtikrina sąlygas
gyvybės vystymuisi Žemėje, augalų derlingumą, aprūpina žmoniją maisto produktais, o
augalus vandeniu ir maistinėmis medžiagomis, lemia geologinės ir biologinės medžiagų
apykaitos tarpusavio sąveiką. Dirvožemio derlingumas sąlygoja gyvųjų organizmų
pasiskirstymą, tankį žemynuose ir atskirose teritorijose. Dirvožemis sukaupia didelius
organinės medžiagos kiekius (pvz., humusas) ir išlaiko cheminės energijos šaltinius
(biogenines medžiagas). Dirvožemis taip pat turi higieninę reikšmę, nes jis yra lyg natūrali
laboratorija: jame žūsta patogeninės bakterijos, virusai, parazitinių kirmėlių kiaušinėliai,
tačiau per dirvožemį galima užsikrėsti infekcinėmis ligomis, pvz., cholera, stablige ir kt.
Dirvožemis yra cheminių ir radioaktyviųjų medžiagų cirkuliacijos terpė sistemoje „Išorinė
erdvė – žmogus“.
4.2. Dirvožemio savybės
Dirvožemis pasižymi fizikinėmis, cheminėmis ir kitomis savybėmis. Nuo šių savybių
labiai priklauso dirvožemio taršos, žalojimo, naikinimo, degradacijos intensyvumas, apsaugos
priemonių panaudojimo efektyvumas. Dirvožemio fizikines savybes galima suskirstyti į
bendrąsias ir fizines-mechanines. Pagrindinės dirvožemio fizikinės-mechaninės savybės yra:
lipnumas, kietumas, plastiškumas, brinkimas, rišlumas. Nuo šių savybių priklauso žemės
dirbimo laikas ir kokybė, dirvožemio žalojimo pasekmės. Dirvožemis pasižymi ir kitomis
fizikinėmis savybėmis: poringumu, oro ir vandens pralaidumu, drėgmės imlumu, dirvos
kapiliarumu, tankiu, drėgnumu (DIRVOŽEMIO FIZIKINĖS...).
Dirvožemio lipnumas – drėgno dirvožemio dalelių savybė lipti tarpusavyje arba prie
įvairių daiktų. Lipnumas – neigiama savybė, apsunkinanti arimą, kasimą, dirvožemio
rekultivaciją ir kitus darbus.
Dirvos kietumas – dirvos savybė priešintis ją veikiančiam kietam kūnui. Kietumas
parodo dirvožemio dalelių sąryšį ir tų dalelių trinties jėgą su kietu kūnu. Kietas dirvas mažiau
veikia mechaninis žalojimas, vėjo ir vandens erozijos.
Dirvožemio plastiškumas – gebėjimas negrįžtamai keisti savo formą ir matmenis
(plastiškai deformuotis), veikiant išorinei apkrovai (jėgai), bet išlaikyti vientisumą.
94
Brinkimas – drėkinimo tūrio didėjimas. Labiau brinksta dirvožemiai, turintys daugiau
dumblo ir koloidinių dalelių.
Dirvožemio rišlumas – dirvožemio pasipriešinimas išorinėms jėgoms, galinčioms
atskirti dirvožemio arba grunto daleles viena nuo kitos, savybė. Rišlesni yra tie dirvožemiai,
kurie turi daugiau koloidinių dalelių, jie atsparesni dirvožemio erozijai.
Dirvožemio tankiu vadinama sauso nesuardyto dirvožemio 1 cm3 masė gramais.
Purioje dirvoje tankis siekia tik 0,95–1,1 g/cm3, o traktoriaus vėžėje gali siekti 1,6 g/cm
3.
Gamtinis tankis ρ apskaičiuojamas pagal formulę (ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш.,
КОЛЕСНИКОВ С. И., 2004):
V
Md g/cm
3, (4.1)
čia M – tam tikro tūrio grunto masė g;
V – nesuardyto grunto tūris (grūdelių tūris + porų tūris) cm3.
Dirvožemio poringumas – tai dirvos porų suminio tūrio santykis su viso grunto tūriu,
išreikštas procentais (ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш., КОЛЕСНИКОВ С. И., 2004):
100V
Vn n % (4.2)
čia Vn – suminis porų tūris tam tikrame nesuardyto dirvožemio tūryje cm3;
V – nesuardyto dirvožemio (grunto) tūris cm3.
Dirvos geriausiai apsivalo nuo biologinių ir cheminių teršalų esant 60–65 %
poringumui. Juo poringumas didesnis, tuo dirvos filtracijos savybės prastesnės, dirvožemis
būna labiau užterštas.
Dirvožemio oro pralaidumas – dirvožemio savybė praleisti orą per jo visą sluoksnį.
Esant geram oro pralaidumui į dirvą patenka daugiau deguonies, aktyviau vyksta oksidacija,
geriau apsivalo nuo užterštumo organinėmis medžiagomis. Geriau ventiliuojasi stambiagrūdės
bei sausos dirvos.
Dirvožemio drėgnumas – tam tikras jame esančios drėgmės kiekis.
Vandens pralaidumas (filtracinės savybės) – dirvos savybė sugerti ir praleisti vandenį.
Nuo filtracijos priklauso dirvos galimybė valyti gyvenviečių nutekamuosius vandenis,
užteršti požeminius vandens šaltinius pavojingais bei užterštais gyvenviečių paviršiniais
vandenimis.
Drėgmės imlumas – drėgmės kiekis, kurį sugeba dirva išlaikyti kapiliarinėmis ir
sorbcinėmis jėgomis. Dirvos drėgmės imlumas tuo didesnis, kuo mažesnės dirvos poros ir
kuo didesnis jų tūris. Vidutinio stambumo žvyras sulaiko 7 %, stambus smėlis – 23 %, o
95
smulkus 65 % vandens. Drėgnos dirvos nepraleidžia oro, blogai filtruojasi, trukdo
nutekamųjų vandenų apsivalymui. Tokios dirvos būna nesveikos, šaltos ir šlapios.
Dirvos kapiliarumas – sugebėjimas pakelti vandenį kapiliarais iš apatinio horizonto į
viršutinį. Kuo dirva smulkesnė (taip pat ir didesnio poringumo, tuo ji ir kapiliariškesnė.
Didelis kapiliarumas gali būti pastatų drėgnumo priežastis, nes drėgmė gali pasikelti net virš
pamatų.
Dirvožemio cheminės savybės charakterizuojamos: rūgštingumu pH, organinių
medžiagų sudėtimi, azoto, fosforo, kalio, kalcio kiekiu ir kitais parametrais.
Dirvožemio rūgštingumas – dirvožemio gebėjimas neutralizuoti šarminius ir
parūgštinti neutraliosios reakcijos druskų dirvožemyje tirpalus ir vandenį. Kai pH < 7,
dirvožemis laikomas rūgštus. Dirvožemio rūgštingumą didina rūgštieji lietūs.
Dirvožemyje yra įvairių cheminių elementų, kurių reikia augalams ir gyvūnams augti.
Svarbiausi iš šių elementų – fosforas, kalis, azotas, kalcis ir kt. Kai kurių elementų augalams
reikia labai nedaug, jie vadinami mikroelementais: tai boras, molibdenas, varis, cinkas ir kt.
Cheminių elementų (mikroelementų) ir mikroelementų trūkumas kompensuojamas trąšomis.
Organinės savybės. Dirvožemio organinė dalis susideda iš organinių liekanų (augalų,
gyvūnų, grybų ir kt.) ir humuso. Humuso šaltiniai yra aukštesniųjų augalų, gyvūnų ir
mikroorganizmų liekanos. Rytų Lietuvos velėniniuose jauriniuose dirvožemiuose yra 0,5–
1,0 % humuso, o derlinguose Vidurio Lietuvos karbonatiniuose dirvožemiuose jo būna 3 % ir
daugiau.
4.3. Dirvožemio tarša, žalojimas, naikinimas ir degradacija
Dirvožemio tarša, dar kitaip vadinama dirvožemio teršimu, tai – veika, dėl kurios į
dirvožemį patenka įvairios kenksmingos žmonių sveikatai ir aplinkai medžiagos bei
organizmai tokiais kiekiais, kad mažėja dirvožemio derlingumas ir ekologinė, higieninė ar
sanitarinį aplinkos būklė. Dirvožemio tarša gali būti gamtinė (natūralioji) ir antropogeninė.
Natūraliąją taršą sąlygoja dirvožemio druskėjimas, vulkanų pelenai, rūgštieji lietūs, smėlio
audros, gruntų nuošliaužos, potvyniai, audros ir kiti gamtiniai reiškiniai. Antropogeninės
kilmės taršą generuoja pramonė, žemės ūkis, statybos, autotransportas, komunalinis ūkis,
žmonių gyvensenos būdas.
Dirvožemio tarša pagal savo apimtis (mastus) gali būti skirstoma į lokaliąją ir
pasklidusiąją. Lokalioji tarša – tai vietinių dirvožemių teršimas, o pasklidusioji tarša – tai
rajonų, regionų ir didesnių dirvožemio plotų tarša. Vietinę taršą sukelia pramonės, energetikos
objektai, transporto srautai automagistralėse, žemės ūkyje gyvulininkystės fermos,
96
kompleksai bei paukštynai. Pasklidusiosios taršos pagrindiniai šaltiniai žemės ūkio gamyboje
yra tręšiami bei rūgščiųjų lietų drėkinami laukai.
Dirvožemio teršalai – cheminės medžiagos, biologiniai organizmai ir jų gyvybinės
veiklos produktai, esantys nederamoje vietoje, nederamu kiekiu ir laiku. Cheminės
medžiagos, kurios tikslingai įterpiamos į dirvožemį, gali tapti teršalais, kai viršija leidžiamus
naudojimo kiekius ir koncentracijas: tai mineralinės trąšos, pesticidai, augalų derlių
stimuliuojančios medžiagos. Kitai cheminių teršalų grupei priklauso atsitiktinai į dirvožemį
patenkančios cheminės medžiagos – sunkieji metalai, technologiniai skysčiai, kietosios ir
dujinės, nusėdančios ant dirvožemio, atliekos. Pastarosioms medžiagoms priskiriamos
buitinės ir pramoninės nuotekos, transporto deginiai ir kitos dujos. Biologiniai teršalai – tai
įvairios bakterijos, virusai, pirmuonys, helmintai, puvimo produktai, pelėsiai, gyvulių vilna ir
kt. Dirvožemio teršalai sukelia dirvožemio užterštumą.
Dirvožemio užterštumas – gyviesiems organizmams kenksmingų medžiagų
dirvožemyje buvimas ir kaupimasis (BALTRĖNAS P., 2008). Dirvožemio užterštumas gali
būti stabilusis (pvz., pramonės įmonių sukelta tarša) ir nestabilusis (laikinasis) (pvz., pertręšti
laukai). Pagal teršalų pasiskirstymo pobūdį užterštumas gali būti koncentruotas (arti vietinio
taršos šaltinio) ir išsklaidytas (dideliame teritorijos plote). Užterštose dirvožemio teritorijose
gali būti išskiriamos tokios vietos (BALTRĖNAS P., 2008):
įtartinos (vieta, kuri įtariama galinti būti pavojinga aplinkai ir ypač žmogaus sveikatai);
pavojingos (vieta, pavojinga aplinkai ir ypač žmogaus sveikatai);
tarpais užterštos (vieta, kurioje yra atskiri dirvožemiui kenksmingųjų medžiagų didelių
koncentracijų židiniai); teršalų išplitimas yra paprastai nedidelis, o koncentracijos laipsnis
– didelis;
tolygiai užterštos (vieta, kurioje dirvožemiui kenksmingos medžiagos koncentracija yra iš
esmės vienoda).
Lietuvos dirvožemiai labiausiai užteršti sunkiaisiais metalais, randama pesticidų
likučių. Vienas iš svarbiausių dirvožemio teršimo sunkiaisiais metalais šaltinių yra
mineralinės trąšos. Trąšų gamintojai nurodo, kad jas naudojant pagal vidutines tręšimo
normas, į dirvožemį su jomis nepatenka neleistinas kiekis sunkiųjų metalų. Sunkieji metalai į
dirvožemį patenka ne tik su trąšomis, bet ir su krituliais, dulkėmis, iš pramonės objektų. Net ir
nedideli sunkiųjų metalų kiekiai turi savybę kauptis, tuo keldami pavojų gyvajai gamtai ir
žmogui (pvz., švinas pažeidžia nervų sistemos veiklą). Neigiamą poveikį dirvožemiui turi
augalų apsaugos priemonės – pesticidai. Perdozuotas pesticidų naudojimas toksiškai veikia
visus gyvuosius dirvožemio organizmus, slopina biologinį ir biocheminį dirvožemio
aktyvumą, patenka į augalus, gyvulius, o per juos į žmogaus organizmą. Pesticidai pasižymi
97
mutageniškumu, pakeisdami daugelio dirvožemio gyvųjų organizmo rūšių paveldimąsias
savybes ir sukeldami genetines mutacijas (pasikeitimus). Pesticidai iš pradžių kaupiasi
viršutiniame dirvožemio sluoksnyje, vėliau migruoja gilyn į dirvožemį, ištirpę paviršiniame
vandenyje – į vandens telkinius.
Dirvožemio taršą pavojingomis cheminėmis medžiagomis reglamentuoja HN 60:2004.
Joje yra pateikiamos kai kurių sunkiųjų metalų ir pesticidų didžiausios leidžiamos
koncentracijos bei foniniai teršiančių medžiagų kiekiai (4.2 lentelė).
4.2 lentelė. Kai kurių pavojingų cheminių medžiagų didžiausios leidžiamos
koncentracijos ir jų foniniai kiekiai dirvožemyje (pagal HN 60:2004)
Medžiagos
pavadinimas
Didžiausia leidžiama
koncentracija (DLK)
mg/kg
Foninis cheminės medžiagos kiekis mg/kg
smėlio ir priesmėlio
dirvožemyje
priemolio ir molio
dirvožemyje
Chromas (Cr) 100 30 44
Cinkas (Zn) 300 26 36
Kadmis (Cd) 3 0,15 0,2
Manganas (Mn) 1500 427 451
Nikelis (Ni) 75 12 18
Švinas (Pb) 100 15 15
Varis (Cu) 100 8,1 11
Pesticidai (bendras) 0,1 - -
Transporto priemonės teršia dirvožemį labiausiai sunkiaisiais metalais, naftos
produktais. Siekiant užtikrinti eismo saugumą žiemą keliai barstomi druskomis. Plečiant
transporto infrastruktūrą, tiesiant kelius reikia šalinti augalijos sluoksnį, o tai spartina
dirvožemio eroziją. Eismo įvykių metu išsilieję naftos produktai nuplaunami nuo kelio
paviršiaus ant pakelių dirvožemio. Transporto srautai padidina chromo, nikelio, o seniau ir
švino kiekį pakelių dirvožemyje. Vienas iš dirvožemio teršėjų sunkiaisiais metalais yra ir
geležinkeliai. Pagal geležinkelio transporto taršos sunkiaisiais metalais dirvožemyje tyrimų
duomenis (BALTRĖNAS P., VAITIEKŪNAS P., BAČIULYTĖ Ž., 2009), ryškiausios
migracinės savybės būdingos švinui ir cinkui, nes jų didžiausios koncentracijos rastos iki 50
m nuo bėgių. Radviliškio geležinkelio stoties teritorijoje švino Pb junginių koncentracija DLK
viršija 1,8 karto, Pavilnių – Ni DLK viršija 1,9 karto, Cu – 1,85 karto, Zn – 1,1 karto. Šių
geležinkelio stočių teritorijos priskiriamos užterštų teritorijų kategorijai, o geležinkelio
atkarpa Ignalina–Švenčionėliai – mažai užteršto dirvožemio kategorijai (čia Cu DLK viršija
1,17 karto, Pb – 1,16, foninę koncentraciją viršija beveik visi metalai, išskyrus Cr ir Mn).
Globalinės taršos atveju su krituliais, dulkėmis į dirvožemį gali patekti radionuklidai.
Atominių elektrinių avarijų, atominių bombų sprogdinimų atvejais pavojingiausi yra stroncio
90Sr ir cezio
137Cs radionuklidai. Radionuklidai daugiausia būna viršutiniuose dirvožemio
sluoksniuose. Po Černobylio AE avarijos minėtų radionuklidų daugiausia randama pietiniuose
ir pietvakariniuose Lietuvos rajonuose.
98
Dirvožemio žalojimas apibrėžiamas kaip mechaninių dirvožemio savybių pakeitimas,
nesusijęs su žemės ūkyje naudojamų dirvožemių įdirbimu, neigiamai veikiantis vieną arba
kelias dirvožemio savybes (DAĮ PROJEKTAS, 1998). Pavyzdžiui, sutrikus sausinamajam
žemių drenažui, dirvožemis gali užpelkėti, o nekalkinamų dirvų – padidėti dirvožemio
rūgštingumas. Dirvožemio naikinimas suprantamas kaip jo dangos sunaikinimas dėl pramonės
ir urbanistinės žmogaus veiklos (BALTRĖNAS P. ir kt., 2008). Labiausiai dirvožemis
naikinamas kasant naudingąsias iškasenas (žvyrą, smėlį, molį) atviruoju būdu. Daug žemės
naudmenų prarandama tiesiant kelius, statant naujas įmones, plečiant miestus. Lietuvoje yra
per 22 tūkst. ha pažeistų žemių (LIETUVOS RESPUBLIKOS ŽEMĖS FONDAS, 2011),
kasmet užstatoma daugiau kaip 20 tūkst. ha teritorijos. Daug naudmenų prarandama tiesiant
kelius, geležinkelius, elektros ir ryšių linijas, vamzdynus, įrengiant tvenkinius, kai užliejami
dideli plotai, patvenkiant upes. Kauno HE marios užima 6250 ha plotą, Antalieptės tvenkinys
– 1911 ha, Elektrėnų – 1080 ha. Lietuvos visų kelių ilgis siekia per 82 tūkst. km, geležinkelių
beveik 1800 km.
Dirvožemio degradacija – dirvožemio derlingumo sumažėjimas arba sunykimas,
pakitus dirvožemio fizikinėms, cheminėms ar biologinėms savybėms dėl gamtinių ir
technologinių veiksnių įtakos arba tiesiog dirvožemio kokybės praradimas. Dirvožemio
degradaciją sukelia ir paspartina antropogeninė veikla – netinkamas ūkininkavimas ir
miškininkystė, pramonės veikla, turizmas, miestų ir pramonės plėtra, statybos darbai.
Dirvožemį veikia įvairūs degradacijos procesai, iš jų žalingiausi yra erozija, organinių
medžiagų mažėjimas, vietinė ir išsklaidytoji tarša, tankinimas, įdruskėjimas, potvyniai,
nuošliaužos, sandarinimas, biologinės įvairovės nykimas. Europos aplinkos agentūros
duomenimis (EAA), vandens erozijos yra paveikta 115∙106 ha, arba 12 % Europos ploto, o
vėjo erozijos – 42∙106 ha, iš jų 2 % labai stipriai. Dirvožemio organinės medžiagos labai
svarbios dirvožemio anglies ciklui. Dirvožemis yra šiltnamio efektą sukeliančių dujų
emitentas ir kartu anglies saugykla jame yra 1500 Gt organinės ir neorganinės anglies. Apie
45 % Europos dirvožemių yra mažai arba labai mažai organinės anglies (t. y. 0–2 % organinės
anglies), o 45 % yra vidutinis jų kiekis (t. y. 2–6 % organinės anglies). Nemažą pavojų
dirvožemiui kelia dirvų tankinimas (volavimas, technikos važinėjimas ir kt.). Apie 18 %
dirvožemių yra patyrę podirvio tankinimą, iki 36 % Europos podirvių gresia didelis arba labai
didelis tankinimo pavojus (COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT, 2006).
Įdruskėjimas – tai tirpių druskų susikaupimas dirvožemyje. Europoje yra įdruskėję
apie 3,8 mln. ha, o pasaulyje 62–82 mln. ha dirvožemių. Daugiausia jų Italijoje (Kampanijos
regionas), Ispanijoje (Ebro slėnis), Vengrijoje (Pagonijos lyguma), taip pat kai kuriose
Graikijos, Portugalijos, Prancūzijos, Slovakijos, Austrijos vietovėse. Įdruskėję dirvožemiai
99
paviršiniame sluoksnyje turi 1 % ir daugiau lengvai tirpstančių druskų (ypač natrio, magnio,
kalcio, chloridų, sulfatų). Labiausiai įdruskėja užliejami, lietinami dirvožemiai.
Potvynius lygumų upėse sukelia pavasarį tirpstantis sniegas, kalnų upėse – vasarą
tirpstant sniegui ir ledynams, musoninio klimato šalyse upės patvinsta lietinguoju metų laiku.
Vandenynų ir jūrų potvynius sukelia Mėnulio ir Žemės bei Saulės ir Žemės traukos jėgos.
Nemuno deltoje potvynio vandenimis užliejama zona apima teritoriją nuo Rambyno kalno iki
Kuršių marių. Bendras užliejamos teritorijos plotas siekia apie 600 km2 (60000 ha). Didelę
žalą ūkiui daro ir nuošliaužos – uolienų masės nuslinkimas šlaitu žemyn dėl sunkio jėgos arba
slenkančių uolienų masė. Nuošliaužos dažniausiai įvyksta vietovėse, kuriose dirvožemis yra
neatsparus erozijai, molingas podirvis, statūs šlaitai, dažnai iškrenta gausūs krituliai.
Nuošliaužų iš Europos valstybių dažniausiai susidaro Alpių ir Viduržemio jūros regionuose.
Šiuo metu nėra duomenų, koks bendras ES plotas yra paveiktas šio proceso.
Sandarinimas – dirvožemio paviršinio sluoksnio padengimas sandaria medžiaga. Vis
daugiau dirvožemio paviršinio sluoksnio užsandarinama, plėtojant kelių tinklus, tvarkant
teritorijas. 1990–2000 metais Europos Sąjungos 15-oje narių užsandarintas plotas padidėjo
6 % (COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT, 2006).
Dirvožemio degradacijos žalą įvertinti sunku. Dirvožemio erozija kainuoja kasmet
nuo 0,7 iki 14 mlrd. eurų, įdruskėjimas – 158–321 mln. EUR, nuošliaužos – kiekvienam
įvykiui iki 1,2 mlrd. EUR, tarša – 2,4–17,3 mlrd. EUR. Bendra išlaidų, kurias įmanoma
apskaičiuoti, suma, remiantis turimais duomenimis apie erozijos, organinių medžiagų
mažėjimo, įdruskėjimo, nuošliaužų ir taršos ekonomines pasekmes, ES šalyse sudaro kasmet
iki 38 mlrd. EUR.
4.4. Dirvožemio erozija
Dirvožemio erozija – tai dirvožemio viršutinių sluoksnių irimas, sukeliamas judančio
vandens, vėjo, mechanizmų ar gyvūnų, pernešančių dirvožemio daleles į kitą vietą. Lietuvoje
15 % žemės naudmenų yra nuolat veikiami erozijos, o 38 % yra potencialios sąlygos erozijai
pasireikšti. Nedidelio ir vidutinio kalvotumo rajonuose kasmet nuplaunama 20–25 t/ha
dirvožemio, o labai kalvotuose plotuose – net 120 t/ha. Vėjo erozija nėra tokia žalinga kaip
vandens, ji pasireiškia maždaug 160 tūkst. ha plote suartose dirvose. Iš viso šalyje yra apie
360 tūkst. ha eroduojančių žemės ūkio naudmenų.
Dirvožemio erozija klasifikuojama įvairiai. Gamtoje nuolat vyksta natūralioji
dirvožemio erozija. Dirbamose žemėse vyrauja antropogeninė dirvožemio erozija, dažnai
vadinama skatinamąja erozija, kurią sukelia žmogaus ūkinė veikla. Pagal sukeliančius
veiksnius dirvožemio erozija skirstoma į mechaninę, vėjo, vandens, cheminę, mišriąją.
100
Mechaninę eroziją galima skirstyti į agrotechninę, melioracinę, statybinę, energetinę,
komunalinę-buitinę ir pramoninę (4.2 pav.). Žemės ūkio gamyboje ženklų poveikį dirvožemio
erozijai turi mechaniniai veiksniai, kuriuos sukelia žemės ūkio technika ardama,
kultivuodama, akėdama ir kitaip purendama bei suslėgdama dirvas. Dirbant kalvotuose
laukuose žemės sluoksniai nustumiami šlaitu žemyn, o viršuje atidengiamas nederlingas
podirvis. Nemažai žalos dirvožemiui daro žemės ūkio, miškų, melioracijos ir statybos
technika, kuri kasa, perstumia, sumaišo humusą su nederlingu podirvio gruntu. Neigiamą
poveikį daro gyventojai, turistai, kurie mindo, sutrypia dirvožemį, taip pat gyvuliai.
4.2 pav. Mechaninės erozijos rūšys ir poveikis dirvožemiui
Lietuvoje intensyviausiai dirvožemius veikia vandens erozija. Vandens erozija –
tekančio vandens sukeliamas dirvožemio ardymas ir jo dalelių pernešimas iš vienos vietos į
kitą. Vandens erozija skirstoma į antžeminę ir požeminę (JANKAUSKAS B.,1996).
Antžeminę eroziją sukelia lietaus lašai ir tekantis vanduo, o požeminę – pro dirvožemį ir
dirvodarinės uolienos sluoksnius prasisunkęs vanduo. Vandens erozija būna lašelinė
(taškančioji), paviršinė (plokštuminė), srovelinė, griovelinė, raguvinė, upinė. Lašelinę
dirvožemio eroziją sukelia krintantys lietaus lašai, ištaškantys grunto daleles visomis
kryptimis, suardydami dirvožemio trupininę struktūrą. Paviršinę (plokštuminę) eroziją sukelia
dirvos paviršiumi tekantis vanduo. Vanduo teka dirvos paviršiumi, esant bent 1o nuolydžiui, o
esant 3o nuolydžiui tekantis vanduo jau išgraužia griovelius, gali susidaryti griovos, raguvos.
Vanduo nuneša dirvos humusingą dirvožemį, išplauna augalams būtinas chemines medžiagas,
sumažėja organinių medžiagų. Nemunas kasmet į Kuršių marias nuplukdo apie 38600 t
smulkžemio (ŠEŠELGIS K., 1991). Antžeminės erozijos intensyvumas pirmiausia priklauso
nuo šlaito statumo. Kuo šlaitas statesnis, tuo erozija intensyvesnė. Nuplaunamo dirvožemio
Mechaninė erozija
Agrotechninė Melioracinė Statybinė Energetinė Komunalinė
-buitinė Pramoninė
Dirvos
dirbimas,
miško
darbai
Žemių
sausinimas,
drėkinimas,
kasimas
Grunto
kasimas,
sumaišymas,
kelių statyba
Energijos
perdavimo
tinklų,
vamzdynų
įrengimas
Sąvartynų,
vandentiekio-
kanalizacijos
įrengimas
Naudingųjų
iškasenų ir
durpių
gavyba
Paviršinio
grunto ardymas,
suslėgimas
Nederlingo grunto sumaišymas su humusu, derlingumo
sumažėjimas, terikonų įrengimas
Karjerų ir šlaitų
susidarymas,
nuošliaužos
Eroziją sukeliantys šaltiniai: žemės ūkio, miškų, melioracijos ir statybos technika, transporto priemonės,
gyventojai, turistai, gyvuliai
101
kiekį y nuolydžio šlaituose 2–5o(A), 5–10
o(B) ir 10–14
o(C) galima apskaičiuoti pagal B.
Jankausko metodo empirines formules (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ
EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009):
y(A) = 0,3101 x2
– 1,3242 x + 3,5205, t/ha, R2 = 0,9416, (4.3)
y(B) = 0,8262 x2
– 4,3563 x + 9,9886, t/ha, R2 = 0,9703, (4.4)
y(C) = 1,237 x2
– 7,0364 x + 16,775, t/ha, R2 = 0,9678, (4.5)
čia y – dirvožemio nuoplova t/ha;
x – šlaito statumas laipsniais.
Upių, ežerų, Kauno marių krantus
ardo šoninė ir vandens telkinių mūšos erozija
(4.3 pav.). Baltijos mūša intensyviai ardo
pajūrio kopas.
Išskiriami du požeminės vandeninės
erozijos porūšiai: tirpdančioji ir ardančioji
erozija. Tirpdančioji vandeninė erozija tirpdo
ir išplauna tirpiuosius mineralus, gipsą,
kalcitą ir kt. Ištirpintų ir išplautų uolienų
vietoje formuojasi karstinės tuštumos.
4.3 pav. Avižlio ir Ventos upių
santakos erozijos atragis (AVIŽLIO
ATRAGIS, 2011)
Vėjo erozija (defliacija) – fizinis reiškinys, kai puriosios (biriosios) dirvožemio
viršutinio sluoksnio dalelės vėjo yra pernešamos iš vienos vietos į kitą. Vėjinė erozija vyksta
tada, kai yra sausas dirvožemis, pakankamas vėjo greitis ir nėra augalinės dangos. Vėjinei
erozijai kilti lengvose dirvose pakanka 6 m/s, o sunkiose – 10 m/s vėjo greičio. Ši erozija
nupusto purius viršutinius dirvožemio sluoksnius. Lietuvoje vėjinė erozija daugiausiai vyksta
Kuršių nerijoje, Baltijos pajūryje, smėlėtoje Pietryčių lygumoje. 1981 metais Kaltinėnų
bandymų stoties smėlingo dirvožemio lauke vėjas nupustė 23 cm viršutinį sluoksnį
(REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).
Tipingoms vietoms vėjinės erozijos nunešamo dirvožemio kiekį galima apskaičiuoti
pagal formulę (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS
MAŽINIMUI, 2009):
d = f (v3) g/(m
2∙s), (4.6)
čia d – nuplauto dirvožemio kiekis g/(m2∙s);
v2 – vėjo greitis m/s.
102
Nupustomo dirvožemio kiekį per mėnesį ar kitą laikotarpį (metus, savaitę) galima
apskaičiuoti pagal formulę (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS
MAŽINIMUI, 2009):
10.. 3
2
3
21
3
1 nndmėm TvTvTvV kg/h, (4.7)
čia Vdmėn – nupustyto dirvožemio kiekis kg/ha;
v1 , v2, vn – vidutinis atskiro vėjo greičio diapazono (laikotarpio dalies, kai vėjo greitis
viršija kritinį 5–7 m/s greitį) rodiklis m/s;
T1, T2, Tn – skaičiuojamo diapazono trukmė % nuo analizuojamo laikotarpio (mėnesio,
metų ar kt. laikotarpio) trukmės.
Cheminė erozija – reiškinys, kai vanduo išplauna iš dirvos dalį cheminių medžiagų ir
nuneša į vandens telkinius (upes, ežerus, tvenkinius) ir požeminius vandenis.
Mišriąją eroziją generuoja du ar keli skirtingos erozijos veiksniai, kurie yra
potencijuojančio, suminio ar nepilno suminio poveikio. Dirvožemį dažniausiai veikia
mechaninė ir vėjo, vandens ir vėjo, vandens ir mechaninė erozijos. Dirvožemio mechaninis
įdirbimas (arimas, kultivavimas, sėja) kartu su vėju sukelia dirvožemio derlingojo sluoksnio
išpustymą, didelį dulkėtumą. Lašelinė vandens erozija yra tuo intensyvesnė, kuo smarkiau
pučia vėjas, tuo lietaus lašai greičiau krinta į dirvožemį (ypač kalvotose dirvose). Vanduo
tekėdamas mobilios technikos vėžėmis, atsiradusiomis dėl mechaninės erozijos, labiau ardo
derlingąjį sluoksnį.
Metinis dirvožemio nuostolis (erozijos rizika) gali būti apskaičiuojamas pagal JAV
naudojamą patobulintą universaliąją dirvožemio praradimo įvertinimo lygtį USLE (SOIL
EROSION AND CONSERVATION–PART 3, 2000):
A = R·K·L·S·C·P t/ha, (4.8)
čia A – vidutinis metinis dirvožemio praradimas, išreiškiantis erozijos tolerancijos faktorių,
išskaičiuotą iš kitų veiksnių t/ha;
R – kritulių eroziškumo veiksnys, priklausantis nuo klimato ir ekstremalių įvykių
galimybės ateityje;
K – dirvožemio eroziškumo veiksnys, įvertinamas iš dirvožemio savybių katalogo
(Nacional Resoures Inventory). Jis priklauso nuo dirvožemio dalelių dydžio ir
santykio – smėlio, dulkių ir molio, organinės medžiagos, dirvožemio dispersiškumo
ir pralaidumo vandeniui;
L – šlaito veiksnys (šlaito statumas %);
C – ūkininkavimo veiksnys, priklausantis nuo pasėlių augimo tempo santykio su erozijos
vyksmu dėl klimato sąlygų;
P – pagalbinių priemonių veiksnys, atspindintis kontūro naudojimą, augalų juostas,
terasas.
103
4.4 pav. Erozijos ir priklausomybė nuo
šlaito nuolydžio (pagal SOIL EROSION AND
CONSERVATION–PART 1, 2000)
Erozijos tolerancijos faktorius
dažniausiai siekia 4–11 t/ha. Pagal
ekspertų duomenis (BOARDAMAN J.,
POESEN J. (EDS), 2006), ES šalyse 26
mln. ha kenčia nuo vandens ir 1 mln. ha
nuo vėjo erozijos. Prognozuojama, kad
dėl 18 t/ha erozijos 10 % nuokalnėse
derlingumas gali sumažėti daugiau kaip
100 %, kai lygiose vietose erozija,
siekianti 4 t/ha, gali sukelti derlingumo
sumažėjimą iki 18 % (4.4 pav.).
4.5. Dirvožemio apsaugos nuo erozijos priemonės
Priešerozinių dirvožemio apsaugos priemonių tikslas – sumažinti arba visiškai
sustabdyti vykstančią eroziją ir atkurti eroduojamų dirvų derlingumą. Priešerozines priemones
galima suskirstyti į tokias grupes: teisines, ūkines-organizacines, agronomines, žemės
dirbimo, hidrotechnines (4.5 pav.).
4.5 pav. Dirbamos žemės priešerozinės priemonės
Dirbamosios žemės priešerozinės priemonės
Teisinės-norminės Ūkinės-organizacinės Agroniminės Žemės dirbimo Hidrotechninės
Lietuvos teisiniai
aktai
ES šalių teisiniai
aktai
Priešerozinių
priemonių
planavimas
Ūkio žemių plano
paruošimas
Ūkininkavimo
tvarkos
nustatymas
Ūkininkavimo
žalos gamtai
prognozavimas
Priešeroziniai
augalai
Ilgaamžės
žalienos
Priešerozinė
sėjomaina
Mulčiavimas
Kontūrinis
žemės
dirbimas
Dirvų gilusis
arimas
Žemės
dirbimo
mažinimas
Optimalus
žemės
dirbimo laikas
Griovių šlaitų
statiniai
Griovių viršūnės
statiniai
Įrenginiai
griovos dugne
Priešerozinės
priemonės
melioruotų plotų
įslėniuose
104
Teisės aktai. Dirvožemio apsaugą nuo erozijos reglamentuoja norminiai teisės aktai.
Lietuvos Respublikos Konstitucijos 54 straipsnis draudžia „niokoti žemę, jos gelmes,
vandenis, teršti vandenis ir orą“. LR Žemės reformos įstatymo 22 straipsnio antrojoje
pastraipoje nurodoma, kad žemės ūkio naudmenos, kurių dirvožemis yra veikiamas vėjo ir
vandens erozijos, turi būti naudojamos taikant priešerozinių priemonių kompleksą (LR
ŽEMĖS REFORMOS ĮSTATYMAS). Lietuvos Vyriausybė 1995 metų nutarimu Nr. 1640
„Dėl specialiųjų žemės ir miško naudojimo sąlygų patvirtinimo“ (SPECIALIOSIOS ŽEMĖS
IR MIŠKO NAUDOJIMO SĄLYGOS, 1996) dalinio pakeitimo įpareigojo žemės savininkus
ir kitus žemės naudotojus įgyvendinti teisės aktų nustatytas žemės, miško ir vandenų
apsaugos nuo erozijos ir nualinimo, aplinkos apsaugos priemones, kad nepablogėtų aplinkos
ekologinė būklė, laikytis teisės aktų nustatytų melioracinių ir kitų priežiūros bei
eksploatavimo reikalavimų. Žemės ūkio naudmenos, kurių dirvožemis yra veikiamas vėjo ir
vandens erozijos, turi būti naudojamos, taikant priešerozinių priemonių kompleksą. Tame
pačiame dokumente nustatyta intensyvaus karsto zonoje pasėlių struktūra ir tręšimas bei
augalų apsaugos sistema. Pavyzdžiui, IV grupės žemėje (esant daugiau kaip 80 įgriuvų 100 ha
plote) gali būti tik pievos ir miškai. Tokioje žemėje leidžiama auginti tik medinguosius ir
vaistinius augalus.
Vandens telkinių pakrantės apsaugos juostose draudžiama dirbti žemę, ardyti velėnas,
ganyti gyvulius, plynai kirsti medžius ir krūmus šlaituose, kurių nuolydis didesnis kaip 10o,
išskyrus piliakalnių šlaitus, tvarkomus pagal projektus ir kt.
LR žemės ūkio ministro ir LR aplinkos ministro 2008 12 09 d. įsakymu Nr. 3D-
686/D1-676 patvirtinta „Vandens taršos ir žemės ūkio šaltinių mažinimo programa“ (124.
VANDENŲ TARŠOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ŠALTINIŲ MAŽINIMO PROGRAMA, 2008). Joje
nurodoma, kad ūkiuose, turinčiuose daugiau kaip 15 ha ariamosios žemės, 50 % ploto turi
būti apsėta žieminiais ir daugiamečiais augalais. Kalvoto reljefo ūkiuose, kai kalvų šlaito
nuolydis iki 5o, daugiametės žolės turi apimti ne mažiau kaip 35–40 % bendro ploto, o kai
nuolydis nuo 5o iki 7
o – ne mažiau kaip 50 % bendro ploto. Esant šlaito nuolydžiui nuo 7
o iki
10o, daugiamečių žolių plotas sėjomainoje turi sudaryti ne mažiau kaip 65–80 %. Kai
nuolydis nuo 10o iki 15
o, turi būti auginamos tik daugiametės žolės. PAŽANGAUS
ŪKININKAVIMO TAISYKLĖSE (2007) nurodoma, kad fiziniai ir juridiniai asmenys privalo
imtis priemonių, padedančių išvengti neigiamo dirvožemio erozijos poveikio.
ES Tarybos reglamentas dėl žemės ūkio produktų gamybos metodų, atitinkančių
aplinkos apsaugos ir kaimo vietovių tausojimo reikalavimus (EEB), Nr. 2078/92 įpareigoja
ES šalis nares sudaryti aplinkosaugos schemas, numatančias apsaugines priešerozines
priemones, tinkančias vietos sąlygoms (SPECIALIOSIOS ŽEMĖS IR MIŠKO NAUDOJIMO
105
SĄLYGOS, 1996). Mažinti cheminę eroziją ragina ir HELCOM (Baltic Marine Environment
Protection Commission) 1992 m. vasario 6 d. rekomendacija 13/9 dėl azoto, ypač nitratų
išplovimo iš žemės ūkio naudmenų mažinimo.
Ūkinės-organizacinės priemonės. Siekiant išvengti ar bent sumažinti dirvožemių
eroziją reikia paruošti racionalų ūkio žemių naudojimo planą. Ūkio plane turi būti nurodyta ne
tik sėjomainų laukai, sodyba su gamybiniais pastatais, bet ir esami bei planuojami apsauginiai
želdiniai. Svarbu nustatyti tinkamą ūkininkavimo tvarką: žemės ūkio kultūrų išdėstymą,
sėjomainas, gyvulių ganymą, technikos panaudojimą ir kt.
Siekiant mažinti mechaninę eroziją, reikia parinkti mažiau buksuojančių ir
suslegiančių dirvožemį charakteristikų traktorius, pasirinkti tinkamus žemės dirbimo būdus.
Mažinant dirvožemio eroziją svarbios agronominės, hidrotechninės priemonės.
Priešerozinės agropriemonės. Priešerozinių agropriemonių tikslas – sumažinti
dirvožemio eroziją ir padidinti nuardytų dirvožemių derlingumą. Jos skirstomos į
priešerozines augalų, ilgaamžių žalienų, sėjomainos priemones (JANKAUSKAS B., 1996). Iš
agropriemonių MORGAN R. P .C. pažymi dar pasėlių priežiūros, mulčiavimo, didelio
tankumo augalų sodinimo vaidmenį (MORGAN R. P. C., 2005).
Labai gerai dirvožemį nuo erozijos saugo daugiametės žolės: liucerna, dobilų ir
motiejukų, šunažolės, eraičinų, kalvų pievų ir ganyklų mišiniai. Gera apsaugos priemonė yra
ir vasarojus su žolių įsėja. Prasčiausiai nuo erozijos saugo kaupiamieji augalai – kukurūzai,
šakniavaisiai, bulvės ir daržovės. Geriausiai dirvožemį nuo ardymo saugo miškų ir krūmų
augalija. Tankūs ir vešlūs augalai savo lapija dirvožemį saugo nuo lietaus lašų ir vėjo
ardomosios veiklos, o šaknų sistema, ypač jeigu ji sudaro velėną, puikiai saugo ir nuo šlaitų
nutekančio vandens srautų. Eroduojamų kalvų apželdinimui tinka ir šienavimui skirti žolynai
(REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).
Dūkšto ir Kaltinėnų bandymo stočių tyrimų duomenimis, daugiametės žolės
(ilgaamžės žalienos) yra patikimiausia ir realiausia dirvų apsaugos nuo erozijos priemonė
(JANKAUSKAS B., 1996). Žolinė augalija patikimai saugo šlaitų dirvožemius nuo ardymo.
Iš ilgaamžių žalienų didžiausią reikšmę turi liucerna, nes ji yra ilgaamžė ankštinė žolė, tačiau
neauga dažnoje kalvoje dėl šlaituose atsiveriančių šaltinių, aukštai slūgsančio gruntinio
vandens. Tokiuose šlaituose gerai auga šunažoliniai žolynai. Ilgaamžiais žolių mišiniais
būtina apsėti statesnius kaip 10o šlaitus, nes juose javų kombainų darbas yra nesaugus, o
statesniuose kaip 15o šlaituose – ir šienavimo technikos darbas.
Kalnų masyvai su 3–10o statumo šlaitais sunkios granuliometrinės sudėties
dirvožemiuose ir 2–7o statumo šlaitų lengvos sudėties dirvožemiuose rekomenduotinos
priešerozinės lauko sėjomainos. Stačiose kalvose siūlomos priešerozinės žolių ir javų, o
106
mažiau stačiose – javų ir žolių sėjomainos. Auginant lauko sėjomainoje daugiametes žoles,
trumpesniuose kaip 100 m šlaituose dirvožemio eroziją iki aplinkos apsaugos požiūriu
toleruotinos 1–2 t/ha ribos galima sumažinti Lietuvos sąlygomis šlaituose, kurių nuolydis
siekia 7–10o. Esant šlaitams, statesniems kaip 12
o sunkesnės granuliometrinės sudėties
dirvožemiuose ir statesniems kaip 10o – lengvos, reikia išsaugoti natūralius žemėveikslius
arba sodinti mišką. Esant ilgiems šlaitams ariamojoje žemėje reikia palikti akumuliacinius
žole ir medžiais arba krūmais apaugusius plotus (REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO
TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI, 2009).
Viena iš šiuolaikinių agropriemonių, sauganti dirvožemį nuo vandens ir vėjo erozijos,
yra dirvos ir augalų mulčiavimas. Mulčas – medžiaga, kuria padengiamas dirvos paviršius. Jis
saugo dirvą nuo išdžiūvimo, krintančių lietaus lašų (lašelinės erozijos), grunto išpustymo,
ardymo, plovimo, mažina drėgmės garavimą ir kt. Mulčas skirstomas į organines ir
neorganines medžiagas. Organinės medžiagos – durpės, spygliuočiai ir kitų medžių žievė,
lapai, žolė, kompostas, medienos skiedros ir gabaliukai, spygliai, pjuvenos, lukštai, kevalai,
mėšlas, šiaudai. Neorganinės medžiagos – skalda, keramzitas, žvyras, plastikas, perdirbtos
padangos, popieriaus atliekos ir kt. Mulčo sluoksnis turėtų būti 5–10 cm storio, norma – 50
l/m2 (MORGAN R. P. C., 2005).
Žemės dirbimo priemonės. Pagrindinė priešerozinė priemonė kalvotuose laukuose yra
kontūrinis žemės dirbimas. Šio dirbimo bruožas – žemė įdirbama skersai šlaito, t. y.
horizontalia kryptimi, nes susidariusios vagutės sulaiko vandenį. Daugelyje šalių ariant
skersai šlaito vagos verčiamos kalvos viršūnės link. Suartos keteros pastoja kelią iš aukščiau
atitekančio vandens srovėms. Tai gali sumažinti dirvožemio nuoplovos sukeliamus nuostolius
beveik dvigubai. Toks arimas paprastai atliekamas apverčiamaisiais bei su sraigtinius
verstuvus turinčiais plūgais (JANKAUSKAS B., 1996).
Ariant lygiagrečiai reljefo horizontalėms kiekviena vaga ar jos ketera sudaro kliūtį
vandeniui, stabdo jo tekėjimą. Ariant išilgai šlaito erozija skatinama. Tikslinga dirvos
paviršiuje sudaryti mažus įdubimus. Panašų efektą duoda mažų duobučių ir pertvarėlių
formavimas, taikant pertraukiamą vagojimą, sėjimą ir pan. (GALMINAS Z., KUDAKAS V.,
1999). Antieroziniu požiūriu svarbu rudenį suarti dirvas, kad iki žiemos jos natūraliai
susigulėtų ir pasidarytų atsparesnės ardymui.
Hidrotechninės priešerozinės priemonės. Tai tai statiniai, skirti paviršiniam vandeniui
saugiai nuleisti iš eroduojamo vandens baseino į imtuvą. Pagal statybos vietą jie skirstomi į
statinius baseino šlaituose, griovos viršūnėje ir griovos dugne (GALMINAS Z., KUDAKAS
V., 1999). Erozijai sumažinti griovos baseino šlaituose įrengiami pylimėliai – terasos, vandenį
sulaikantys pylimai, vandenį nukreipiantys grioviai, nuotėkio sklaidytuvai, drenažo
107
nuleidžiamieji šuliniai. Pylimėliai-terasos gali būti palinkusios arba horizontalios (4.6 pav.).
Šlaituose, kuriuose įrengtos terasos, paviršinio vandens nuotėkis sulėtėja, didelė dalis vandens
susigeria į dirvožemį. Pylimėliai siekia nuo 0,3 iki 0,6 m aukštį. Terasų plotis L priklauso nuo
pylimėlio aukščio, šlaito nuolydžio (i), kritulių kiekio.
Vandenį sulaikantys pylimai įrengiami prieš griovos viršūnę arba jos pradžioje (4.7
pav.). Prieš griovos viršūnę gali būti padarytos kelios eilės tokių pylimų. Pylimai sulaiko
paviršinį nuotėkį ir stabdo griovos didėjimą. Vandenį nukreipiantys grioviai surenka paviršinį
vandenį ir nukreipia į griovos sutvirtintą ruožą arba į įrenginį, skirtą vandeniui nuleisti į
griovos dugną. Griovio nuolydis turi būti 0,5–1,0 % dydžio, kad griovys nebūtų
uždumblinamas arba plaunamas.
4.6 pav. Terasų įrengimo schema:
a – nuolaidžios, b – horizontalios
(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)
4.7 pav. Vandenį sulaikančių pylimų
išdėstymas ir konstrukcija: 1 – griova, 2 –
griovelis, 3 – pylimas, 4 – žemesnės pylimų
vietos vandeniui ištekėti (GALMINAS Z.,
KUDAKAS V., 1999) Pylimėliai – vagutės įrengiamos
įstrižai šlaito (4.8 pav.), siekiant išsklaidyti
vandens nuotėkį šlaitu. Jie neleidžia
susidaryti koncentruotai vandens srovei, kuri
plautų šlaitą. Drenažo nuleidžiamieji šuliniai
įrengiami vandentakoje. Vandentaka
paprastai pertveriama Pylimėliu, prieš jį
įrengiamas šulinys. Jis paviršinį vandenį
nuleidžia į drenas ir taip pašalina erozijos
priežastį.
4.8 pav. Nuotėkio sklaidytuvų
įrengimo schema: 1 – pylimėliai-vagutės,
2 – paviršinio vandens tekėjimo kryptis; 3 –
žemės paviršiaus horizontalės
(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)
Griovos viršūnėje įrengiamos greitvietės, vienkopiai, daugiakopiai ir gembiniai
slenksčiai (4.9 pav.). Šie statiniai surenka vandenį griovos viršūnėje ir nuleidžia į griovos
dugną jos neardant. Greitvietėse vanduo teka audringai, nes čia vandens greitis leidžiamas
108
didesnis už kritinį. Gembė – tai greitvietė, užsibaigianti gembe, nuo kurios vanduo krenta
laisvai. Krintančioji srovė išplauna tam tikro dydžio duobę, kurioje slopinama krintančio
vandens energija. Gembiniai slenksčiai paprastai įrengiami stipriuose uoliniuose gruntuose,
nes juose išplaunama mažesnė duobė. Daugiakopių slenksčių paskirtis yra tokia pati kaip ir
greitviečių. Jie įrengiami griovose, kuriose aukščių skirtumas tarp griovos viršūnės ir dugno
yra didesnis kaip 4 m.
4.9 pav. Hidrotechniniai statiniai griovos viršūnėje: a – greitvietė; b – gembė; c –
daugiakopės slenkstis (GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999)
Statiniai griovos dugne skirti griovos gilėjimui stabdyti. Dugno ardymui stabdyti
griovoje įrengiamos užtūros, slenksčiai bei užtvankos, mažinančios vandens tėkmės greitį ir
sulaikančios nešmenis. Užtūros daromos iš žabų tvorelių (4.10 pav.), lentų, akmenų, betono
ar gelžbetonio.
4.10 pav. Vienasienės krūmokšnių užtvaros konstrukcija (pagal MORGAN R. P. C., 2005)
109
Žabų tvorelių aukštis būna iš vienos 0,5–0,78 m pusės. Užtūros gali būti iš vienos ar
kelių tvorelių. Pastarosios daromos 0,5 m viena nuo kitos ir kas 1–1,5 m sujungiamos
tarpusavyje statmenais ryšiais. Persiliejančio vandens kritimo zona tvirtinama žabais arba
akmenimis, kad nebūtų plaunamas gruntas. Panašias užtūras galima įrengti, panaudojant 50–
60 mm lentynas, fašinas arba akmenis. Akmenų užtūros statomos iki 1,5 m aukščio
(GALMINAS Z., KUDAKAS V., 1999).
4.6. Pažeistų žemių rekultivacija
Žemių rekultivacija – tai techninių, inžinerinių, statybos ir biologinių darbų, kuriais
siekiama pažeistąją žemę padaryti tinkamą žmogaus ūkinei veiklai, visuma. Pažeistoji žemė –
tai žemė, dėl technologinės veiklos (naudingųjų iškasenų gavybos) praradusi derlingąjį
dirvožemio sluoksnį, o durpynuose – durpių sluoksnį ir neužimta statinių bei įrenginių.
Lietuvoje, kaip jau minėta 4.1 poskyryje, yra apie 22362 ha pažeistų žemių, iš jų 21139 ha yra
valstybinės pažeistos žemės. Didžiąją dalį pažeistų žemių sudaro durpių gavybos laukai (apie
17 tūkst. ha), klinčių, dolomito, smėlio ir žvyro, molio karjerai. Pažeistų žemių atsiranda dėl
erozijos susidariusių griovų, stipriai nuardytų šlaitų, senų nebenaudojamų kelių, sąvartynų,
netvarkomų teritorijų ir kt. Tokių objektų, teritorijų sunaikintą dirvožemį būtina atkurti, kad
jis tiktų tolesnei gamybinei veiklai.
Žemių rekultivacija atliekama dviem etapais – techniniu ir biologiniu. Techninė
rekultivacija – tai pažeistų žemių paruošimas tolesniam naudojimui techninėmis priemonėmis.
Šis etapas apima žemės paviršiaus lyginimą, šlaitų formavimą, derlingo dirvožemio sluoksnio
nukasimo, transportavimo ir užpylimo ant rekultivuojamų žemių, kelių tiesimą, specialių
hidrotechninių įrenginių statybą vandens režimui sureguliuoti. Žemių rekultivacijos biologinis
etapas apima agrotechninių ir fitomelioracinių priemonių kompleksą, nukreiptą pažeistų
žemių derlingumui atkurti. Sukuriama buvusi arba formuojama nauja augalija ir gyvūnija.
Naudingųjų iškasenų ir durpynų rekultivacija vykdoma pagal telkinio naudojimo-
rekultivacijos projektą, kuriame numatoma rekultivacijos kryptis, darbų vykdymo tvarka,
derlingojo dirvožemio sluoksnio ir dangos uolienų (grunto) kaupų (sandėliavimo) vietos ir kiti
klausimai. Derlingasis dirvožemio sluoksnis saugomas kaupuose (voluose). Jiems
parenkamos sausos vietos, esančios arčiau rekultivuojamo ploto. Kaupų aukštis neturi viršyti
10 m, o šlaitų nuolydis – 30o. Jeigu kaupai bus saugomi daugiau kaip dvejus metus, jie
apsėjami daugiamečių žolių mišiniu, siekiant išvengti vandens erozijos ar defliacijos
(nupustymo). Derlingasis sluoksnis gali būti laikomas kaupuose ne ilgiau kaip 20 metų.
Pažeista žemė gali būti rekultivuojama į žemės naudmenas, mišką, vandens telkinius, statybai
skirtus plotus, kitos paskirties plotus. Rekultivuoti pažeistą žemę į žemės ūkio naudmenas
110
galima, kai karjere yra priesmėlio, priemolio ir molio gruntai, o derlingojo dirvožemio kiekio
pakanka rekultivuojamam plotui padengti 0,2–0,3 m storio sluoksniu (po suslūgimo).
Iškastuose durpynuose turi būti paliktas ne plonesnis kaip 0,5 m storio priedugninis
žemapelkinių durpių sluoksnis. Rekultivuoti pažeistą žemę į mišką paprasčiau negu į žemės
ūkio naudmenas. Šiuo atveju gruntas iškastame karjere gali būti lengvos mechaninės sudėties
(smėlis, žvyras), o sukaupto derlingojo dirvožemio pakanka plotui padengti 0,1 m sluoksniu.
Durpynuose miškui sodinti turi būti paliktas 0,3 m storio priedugninis durpių sluoksnis.
Rekultivuoti karjerus ir durpynus į vandens telkinius (vandens saugyklas, žuvininkystės,
rekreacinius ir kitos paskirties tvenkinius) galima, kai jų gylis ne seklesnis kaip 2 m.
Techninis rekultivavimas pradedamas naudingųjų iškasenų gavimo metu. Pirmiausia
atliekamas karjero ir durpyno dugno lyginimas. Karjero dugnas išvalomas pašalinant
riedulius, paskui užlyginami laikini vandens nuleidimo kanalai ir jų gavybos metu
susiformavusios įdubos, paskleidžiamos nekondicinės žaliavos sankaupos. Vėliau teritorija
išlyginama horizontaliai arba su nežymiu polinkiu. Durpyno dugnas turi būti lyginamas dviem
etapais: pirmame etape įvairūs nelygumai užlyginami buldozeriais, o antrame plačiabariais
volais užlyginami 0,2–0,3 m pločio iki 0,25 m gylio pažemėjimai. Aukštuose ir stačiuose
šlaituose kas 5–7 m įrengiamos ne mažiau kaip 2 m pločio pakopos (terasos), padidinančios
šlaitų atsparumą erozijai. Terasų paviršius formuojamas su nežymiu (apie 2o) polinkiu šlaito
kilimo kryptimi. Kai kaupuose esančio derlingojo dirvožemio nepakanka, jis gali būti
atvežamas iš kitų objektų arba gali būti panaudojamas nuotekų dumblas. Peršlapusiuose
plotuose atliekama sausinamoji melioracija.
Biologinės rekultivacijos metu pažeistos žemės apsėjamos žemės ūkio kultūromis,
sutvirtinančiomis paviršinį dirvožemio sluoksnį ir papildančiomis jį azotu. Pirmus trejus
metus sėjamos ankštinės žolės (lubinai, liucerna, dobilai, eksperta, gargždenis ir kt.) ir
varpinės kultūros. Šlaitų apsaugai nuo erozijos naudojami lengvai prigyjantys, greitai
išauginantys tvirtas šaknis augalai (daugiametės žolės, krūmai, gluosniai, ievos, baltalksniai ir
kt.). Žolinė danga apsaugo šlaitus nuo erozijos, defliacijos. Pasėjus žoles velėna susiformuoja
maždaug po 8 mėnesių, žolė šienaujama ne rečiau kaip 2 kartus per metus (POCIENĖ A., 2008).
4.7. Užteršto dirvožemio valymas
Dirvožemis ir paviršiniai gruntai daugiausia teršiami naftos produktais, sunkiaisiais
metalais, nitratais, netvarkomomis nuotekomis ir kitais teršalais. Dirvožemis ir paviršiniai
gruntai atlieka požeminio vandens apsauginio barjero vaidmenį. Vanduo, filtruodamasis per
užterštą dirvožemį, paviršinį gruntą, gali pats užsiteršti ten galinčiais būti teršalais arba juos
transportuoti į didesnius plotus. Pavyzdžiui, Zoknių oro uoste, užimančiame per 10 tūkst. ha
111
plotą, pusė teritorijos yra užteršta naftos produktais. Visas vandeningasis plotas, užterštas
naftos produktais, užima 1140 ha, o nuo gruntinio vandens paviršiaus išsiurbta ar tiesiogiai
išsemta apie 10000 m3 aviacinio žibalo. Labai gruntas užterštas Klaipėdos naftos terminale,
Pauosčio geležinkelio stotyje, AB „Mažeikių nafta“ teritorijoje, Vilniaus kuro bazėje ir kt.
objektuose. VĮ „Grunto valymo technologijos“ per metus išvalo apie 10 tūkst.m3 naftos
produktais užteršto grunto. Nemažai grunto užteršia žemės ūkio technikos plovyklos ir pati
technika. Technikos plovyklų dumblo nusodinimo rezervuaruose kasmet susikaupia nuo 6 iki
16 m3 naftos produktais užteršto dumblo kiekvienam 1000 ha dirbamos žemės (KAUNAS R.,
2009). Dideli žemės naudmenų plotai besaikiai naudojant pesticidus, mineralines ir organines
trąšas yra teršiami sunkiaisiais metalais, nitratais. Problemų Lietuvoje kelia užterštų
dirvožemių ir gruntų naftos produktais valymas, kurį reglamentuoja LAND 9–2009.
Grunto užtešimas naftos produktais (NP) apibūdinamas pagal vizualinius-juslinius
požymius: kvapą, spalvą, blizgesį, riebaluotumą ir įsotinimą laisvais NP. Išskiriami keturi
grunto užteršimo lygiai: švarus, silpnai užterštas, vidutiniškai užterštas, stipriai užterštas. Juos
išskirti galima pagal tokius požymius:
švarus – akivaizdžių užteršimo požymių nėra. NP koncentracija neviršija foninio lygio, t.
y. mažesnė nei 50 mg/kg;
silpnai užterštas – NP kvapas grunte vos užuodžiamas, neryškus, sunkiai nustatomas,
uolienos grūdeliai neblizga, neriebaluoti, natūrali spalva nepakitusi. Tokį užterštumą
suformuoja per gruntą prasisunkęs NP užterštas vanduo arba difuzijos būdu į uolieną
įsigėrę skysti ar dujiniai NP. Jų koncentracija grunte priklausomai nuo grunto mechaninės
sudėties ir NP sudėties daugiausia gali siekti 1–3 g/kg sauso grunto;
vidutiniškai užterštas – NP kvapas užuodžiamas gana gerai tik iš arti, uoliena truputį
blizga. Jeigu tarša sena, uoliena yra patamsėjusi, truputį riebaluoja rankas, ant drėgno
grunto matyti vaivorykštės spalvų plėvelė. Tokį užterštumą suformuoja per uolieną
prasisunkę arba joje besikaupiantys skysti NP. Jų koncentracija grunte paprastai neviršija
sorbcinės gebos, kuri priklausomai nuo grunto mechaninės sudėties ir NP sudėties svyruoja
nuo 3 g/kg iki 16 g/kg sauso grunto;
stipriai užterštas – NP kvapas yra stiprus, o, esant benzino taršai, – labai stiprus, uoliena
blizga, riebaluota. Jeigu tarša sena, uoliena būna patamsėjusi arba visiškai juoda, porose
aiškiai matyti skysti NP. Tokia tarša susidaro tuomet, kai skysti NP susikaupia ties
gruntinio vandens lygiu arba, pvz., ant juos sunkiai praleidžiančio paviršiaus (molio ar kito
mažai laidaus sluoksnio). NP visiškai ar iš dalies užpildo uolienos poras, sudarydami
laisvai tekantį sluoksnį arba NP plėvelę. NP koncentracija grunte siekia kelias dešimtis
tūkstančių mg/kg.
112
Molinio grunto bendrasis užterštumas NP priklausomai nuo teritorijos jautrumo taršai
neturi viršyti ribinių verčių nuo 150 iki 5000 mg/(kg∙s∙g), o smėlinio grunto 100–
4000 mg/(kg∙s∙g), (LAND 9–2009). Kai užterštumo ribinė vertė (RV) neviršijama, laikoma,
kad užterštumas nekelia pavojaus žmonėms ir aplinkai. Užterštą teritoriją reikia tvarkyti
(valyti), kai viršijama patikslinta ribinė vertė (RVp). Žemės paviršiaus (iki 1,0 m gylio) grunto
patikslintos ribinės vertės apskaičiuojamos pagal formulę (LAND 9–2009):
2,1
(%)OMRVRVp mg/kg, (4.9)
čia: RVp – patikslinta ribinė vertė mg/kg;
RV – ribinė vertė mg/kg;
OM (%) – organinės medžiagos kiekis grunte %.
Tais atvejais, kai nustatytas grunto
organinės medžiagos kiekis yra daugiau kaip 2
% ar mažiau kaip 1,2 %, į formulę įvedamos
vertės atitinkamai 2 % arba 1,2 %. Gilesniųjų
sluoksnių (nuo 1,0 m gylio) grunto patikslintos
ribinės vertės apskaičiuojamas pagal formulę
(LAND 9–2009):
ARVRVp mg/kg, (4.10)
čia: A – koeficientas, priklausantis nuo grunto
litologijos (4.3 lentelė).
4. 3 lentelė. Koeficientas A vertei
RVp nustatyti (LAND 9–2009)
Grunto litologija Koeficientas
A
Molinis gruntas:
- priesmėlis, smėlingas
aleuritas
1
- priemolis, aleuritas 1,5
- molis 2
Smėlinis gruntas:
- smulkiagrūdis 2
- vidutingrūdis 1,2
- įvairiagrūdis 1
- stambiagrūdis 0,8
Užterštas dirvožemis ir gruntai valomi įvairiais metodais (4.4 lentelė), naudojant
seniai paplitusias ir šiuolaikines technologijas. Dažniausiai naudojami fizikiniai ir biologiniai
metodai. Fizikiniai metodai, kartais vadinami fiziniais, – tai teršiančios medžiagos šalinimas
iš užterštos terpės. Tokie metodai dažniausiai naudojami naftos produktams ištraukti iš grunto
pradiniame jo valymo etape. Iš fizikinių metodų ženklią vietą užima terminiai metodai, kurie
remiasi deginimo, pirolizės, terminės destrukcijos ir kt. technologijomis. Biologiniai metodai
pagrįsti teršalų destrukcija (suardymo) ar transformacija, padedant mikroorganizmams,
bakterijoms ir kai kuriems augalams. Biologiniai metodai naudojami mažai užterštai terpei
valyti. Cheminiai metodai – tai teršalų transformavimas į mažiau pavojingas arba visiškai
nepavojingus junginius cheminių reakcijų metu. Fizikinis-cheminis valymas – tai procesas,
kuris dažniausiai paremtas išsiliejusių teršalų surinkimu, naudojant sorbentus, t. y. medžiagas
sugeriančias teršalus.
Pagal valymo darbų organizavimą, grunto valymo technologijos skirstomos į in situ ir
ex situ tipus (JACKSON J. B., 2010; RADIENĖ R., KADŪNAS K., 2009).
113
4.4 lentelė. Grunto valymo metodai ir technologijos (pagal RADIENĖ R., KADŪNAS
K., 2009; KALĖDIENĖ L., 2009; ЛОТОШ В. Е., 2000)
Metodai Technologijos
Fizikiniai:
- mechaniniai;
- hidrodinaminiai;
- aerodinaminiai;
- terminiai;
- elektriniai;
- magnetiniai;
- elektromagnetiniai;
- elektrokinetiniai;
- fotalizė.
Išsiliejusių teršalų plitimo apribojimas pylimais.
Užteršto grunto aeravimas suariant.
Hidrodinaminis skystųjų teršalų (naftos produktų) išsiurbimas.
Vakuuminis teršalų išsiurbimas.
Teršalų sukietinimas-stabilizavimas pastovioje matricoje.
Garuojančiųjų teršalų atskyrimas nuo grunto (ekstrakcija).
Pneumatinis/hidraulinis reagentų įterpimas į gruntą.
Dirvožemio sumaišymas su įterptais reagentais.
Terminis teršalų deginimas, pirolizė, vitrifikavimas.
Sunkiųjų dirvožemių valymas nuo sunkiųjų metalų, radionuklidų
elektrokinetiniais būdais.
Išsiliejusio benzolo junginių skaidymas šviesa ir kt.
Fizikiniai – cheminiai:
- flotacijos;
- jonų mainų;
- sorbciniai;
- elektrocheminis.
Grunto plovimas, ištirpinant ar suspenduojant teršalus esant skystai
fazei.
Teršalų flotavimas pučiant orą per gruntą.
Teršalų surinkimas su sorbentais.
Grunto savybių keitimas jonų mainų būdu ir kt.
Cheminiai:
- nusodinimo;
- oksidacijos;
- ozonavimo;
- cheminės imobilizacijos;
- rūgštinis metalų ištraukimas.
Sunkiųjų metalų ir radionuklidų nusodinimas.
Teršalų nukenksminimas oksidacijos ir ozonavimo būdais.
NH4, Cd, Cu, Ni, Zn, Pb išplovimas HCl 2% tirpalu.
Užteršto grunto Cr, Pb, Hg, Cd metalais ir U radionuklidais valymas
HS ir N dujomis ir kt.
Sunkiųjų metalų, radionuklidų imobilizacija cemento, Na- bei K-
silikatų ir kt. terpėse.
Biologiniai:
- bioventiliacijos;
- mikrobiodegradaciniai;
- biokultūrų įterpimo;
- biosugėrimo (sorbcijos);
- kompostavimo;
- savaiminis išsivalymas.
Oro į dirvožemį injektavimas mikroorganizmų veiklai skatinti.
Naftos produktų degradavimas mikroorganizmais, bakterijomis,
grybais, mielėmis.
Dirvožemio valymas fitoremediacijos būdais (augalais).
Teršalų sugėrimas biosorbentais.
Biodegraduojančių teršalų suardymas kompostavimo būdu ir kt.
Savaiminis išsivalymas naudojamas tik organiniams junginiams –
BTEX, daugiacikliams aromatiniams angliavandeniliams ir kai
kuriems chlorintiesiems angliavandeniliams valyti ir kt.
Valant gruntą in situ tipo technologijomis, užteršta terpė valoma jos natūralaus
slūgsojimo (užterštumo) vietoje, nenaudojant transporto. Valant gruntą ex situ tipo
technologijomis, užterštas gruntas iškasamas, išvežamas ir apdorojamas kitoje vietoje
(aikštelėje). In situ technologijos dažniausiai naudojamos skystais teršalais (žibalas, benzinas,
dyzelinas) užterštam gruntui valyti, ex situ – užterštam klampiais produktais (mazutas,
dervos) valyti. In situ technologijos yra pigesnės, lyginant su ex situ technologijomis, tačiau
jos priklauso nuo galimybės orui ir vandeniui skverbtis per valomą gruntą, joms būtina
pakankama šiluma, in situ yra „lėtaeigės“. Ex situ technologijos naudojamos ne tik naftos
produktais užterštam gruntui, bet ir kitais teršalais (pvz., sunkiaisiais metalais) užterštam
gruntui valyti. Šios technologijos yra brangesnės, nes reikia gruntą iškasti, nukenksminti
specialiai įrengtuose poligonuose – aikštelėse, naudoti specialią įrangą.
114
INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS
AVIŽLIO ATRAGIS. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 02 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.ventosparkas.lt/index.php?LID=0&TID=286
BALANDIS A., Kantauskas A. ir kt. (2006). Chemijos inžinerija. I knyga. Vadovėlis aukštųjų
mokyklų studentams. Kaunas: Technologija, 475 p.
BALANDIS A., LESKAUSKAS B., ŠINKŪNAS S., VAICKELIONIS G., VALANČIUS Z.
(2007). Chemijos inžinerija. II knyga. Vadovėlis aukštųjų mokyklų studentams. Kaunas:
Technologija, 514 p.
BALTRĖNAS P., BUTKUS D., OŠKINIS V., VASAREVIČIUS S., ZIGMONTIENĖ A.
(2008). Aplinkos apsauga. Vilnius: Technika, 576 p.
BALTRĖNAS P., VASAREVIČIUS S., MASILEVIČIUS R., PETRAITIS E. (2007).
Atmosferos apsauga šiluminėje energetikoje. Vilnius: Technika, 195 p.
BALTRĖNAS, P.; VAITIEKŪNAS, P.; BAČIULYTĖ, Ž. (2009). Geležinkelio transporto
taršos sunkiaisiais metalais dirvožemyje tyrimai ir įvertinimas, Journal of
environmental engineering and landscape management ,2009,17(4): 244–251.
BOARDMAN J., POESEN J. (EDS). (2006). Soil Erosion in Europe Chichester: Wiley,
855 p.
CESIULIS H. (2010). Dvigubasis elektrinis sluoksnis ir koloidinių sistemų stabilumas bei
koaguliacija. Paskaitų konspektas koloidų chemijos kursui. Vilnius: Vilniaus
universitetas, 2010. - 38 psl. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.chf.vu.lt/mokomoji_medziaga/failai/Cesiulis_DES,_stabilumas,_koaguliacij
a.pdf.
COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT - Accompanying document to the
Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the
European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions -
Thematic Strategy for Soil Protection - Summary of the impact assessment
{COM(2006)231 final} {SEC(2006)620} /* SEC/2006/1165 */ [Žiūrėta 2011 m.
rugpjūčio 13 d.]. Prieiga per internetą: http://eur-law.eu/LT/Commission-staff-working-
document-Accompanying-document-the-Communication,349469,d
DAĮ PROJEKTAS (1998). Lietuvos Respublikos dirvožemio apsaugos įstatymo projektas Nr.
P-1531 pateikimas. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 23 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.am.lt/TA/ta.php3?url=http%3A%2F%2Fwww3.lrs.lt%2Fc-
bin%2Fspec%2Ffull%2Fpreps2%3FCondition1%3D69815%26Condition2%3D
DENAFAS G. (2000 a). Atmosferos oro apsauga. I dalis. Aplinkos oro kontrolė ir tarša.
Kaunas: Technologija, 130 p.
DENAFAS G. (2000 b). Atmosferos apsauga II dalis. Aplinkos taršos mažinimas. Kaunas:
Technologija, 90 p.
DIRECTIVE 2008/1/EC of the European Parliament and of the Council of 15 January 2008
concerning integrated pollution prevention and control. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 8 d.]
Prieiga per internetą: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=
CELEX:32008L0001 :EN:NOT
DIRVOŽEMIO FIZIKINĖS-MECHANINĖS SAVYBĖS. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.].
Prieiga per internetą: http://www.lzuu.lt/nm/l-projektas/augalu-mityba/27.htm
115
DIRVOŽEMIO GRANULIOMETRINĖ SUDĖTIS. FIZIKINĖS SAVYBĖS. VERTINIMAS.
[Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.]. Prieiga per internetą: http://www.lzuu.lt/nm/l-
projektas/augalu-mityba/25.htm
DYNAMICALLY OPTIMIZED RECIRCULATION Coupled with Fluidized Bed Adsorption
to Cost Effectively Control Emissions from Industrial Coating and Solvent Operations
(2005). CARB Grant Number 95-347. [Žiūrėta 2011 m. liepos 11 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.arb.ca.gov/research/icat/projects/aqs.htm
EYRING V., ISAKSEN I. S. A., BERNTSEN T., COLLINS W. J., CORBETT J. J. ,
ENDRESEN O., GRAINGER R. G., MOLDANOVA J., SCHLAGER H.,
STEVENSON D. S. (2010). Transport impacts on atmosphere and climate: Shipping//
Atmospheric Environment, Vol. 44, Issue 37, December 2010, P. 4735-4771.
EN 590:2004. Automative fuels- Diesel- Requirements and test methods. [Žiūrėta 2011 m.
gegužės 12 d.]. Prieiga per internetą: http://www.hanzo.kilu.de/files/other/en590.pdf.
EUTROFIKACIJA. [Str.]/ Lietuvos gamtos fondas. [Žiūrėta 2011 m. liepos 06 d.]. Prieiga per
internetą: http://www.glis.lt/?pid=64
GALDIKAS A. (2010). Kaip veikia automobiliniai nanostruktūriniai katalizatoriai. [Žiūrėta
2011 m. birželio 13 d.]. Prieiga per internetą: http://www.fmf.lt/ft/studiju-
programos/taikomoji-fizika/S-11616/straipsnis?name=S-11616&l=5&p=1
GALMINAS Z., KUDAKAS V. (1999). Melioracija ir aplinkosauga. Vadovėlis. – Vilnius: IĮ
,,Petro ofsetas“, 226 p.
GENIENĖ V. (2006). Vandens analizės laboratoriniai darbai. Metodiniai nurodymai. –
Šiauliai: Šiaulių universitetas, 38 psl.
GLEICK P. H. (1996). Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed by S.H.
Schneider. New York: Oxford University Press, Vol. 2, pp. 817-823.
HN 23:2011. Cheminių medžiagų profesinio poveikio ribiniai dydžiai. Matavimo ir poveikio
vertinimo bendrieji reikalavimai // Žin., 2011, Nr.112-5274.
HN 24:2003 ,,Geriamojo vandens sauga ir kokybės reikalavimai“// Žin., 2003, Nr.79-3606.
HN 35:2007. Didžiausia leidžiama cheminių medžiagų (teršalų) koncentracija gyvenamosios
aplinkos ore // Žin., 2007, Nr. 55-2162.
HN 43:2005 ,,Šuliniai ir versmės: įrengimo ir priežiūros saugos sveikatai reikalavimai“// Žin.,
2005, Nr. 90-3376.
HN 60:2004. Pavojingų cheminių medžiagų didžiausios leidžiamos koncentracijos
dirvožemyje // Žin., 2004, Nr.41-1357.
ISLANDIJOS UGNIKALNIS PRISTABDYS KLIMATO ŠILIMĄ. [ Žiūrėta 2011 m. kovo
25 d.]. Prieiga per internetą: http://az.atn.lt/straipsnis/52978/islandijos-ugnikalnis-
pristabdys-klimato-silima.
ISO 11074-1:2005. Soil quality – Vocabulary. p.83
JACKSON J. B., Finka M., Kliučininkas L., Petriková D., Pletnická J., Teirumnieks E.,
Velykienė D., Vojvodíková B., Zubková M. (2010). Tarpdisciplininė mokomoji
priemonė, skirta apleistų teritorijų atstatymui Latvijoje ir Lietuvoje. Ostrava: VŠB –
Ostravos technikos universitetas, 2010, 88 p. [Žiūrėta 2011 m. spalio 20 d.]. Prieiga per
internetą: http://www.adam-europe.eu/prj/4102/prj/Mokomoji_medziaga.pdf
JANKAUSKAS B. (1996). Dirvožemio erozija. Kaunas: Margi raštai, 168 p.
JUČAS P. (2001). Automobiliai ir aplinka // Agroinžinerija ir energetika, 2001, Nr.5. – P.54-
59.
116
JUODIS E. (1998).Vėdinimas: Vadovėlis aukštųjų mokyklų studentams. Vilnius:
Enciklopedija, 352 p.
KALĖDIENĖ L. (2009). Grunto bioremediacijos mikrobiologiniai tyrimai. Habilitacijos
procedūrai teikiamų mokslo darbų apžvalga. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 13 d.]. Prieiga
per internetą: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2009~D_
20090508_ 092719-59029/DS.005.0.01.ETD
KAUNAS R. (2009). Kad technikos priežiūra neterštų aplinkos, Mano ūkis, 2009/11. [Žiūrėta
2011 m. rugsėjo 12 d.] Prieiga per internetą:
http://www.manoukis.lt/print_forms/print_st_z.php?s=2023&z=91
KIT-SET FOR DRAINED leach field (sand filter). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 11 d.]. Prieiga
per internetą: http://www.cultisol.com/batiments/batiments.php.
LAND 21-01 Aplinkosauginės buitinių nuotekų filtravimo įrenginių įrengimo gamtinėmis
sąlygomis taisyklės // Žin., 2001, Nr.41-1438.
LAND 21-97 Buitinių nuotekų filtravimo įrenginių projektavimo, įrengimo ir eksploatavimo
gamtosauginės taisyklės. Valstybės žinios: 1997-09-03 Nr.81-2045
LAND 47-1:2007 Vandens kokybė. Biocheminio deguonies suvartojimo per n parų (BDS-n)
nustatymas. 1 dalis. Skiedimo ir sėjimo, pridėjus aliltiokarbamido, metodas".//
Žin., 2007, Nr. 130-5270.
LAND 47-2:2007 Vandens kokybė. Biocheminio deguonies suvartojimo per n parų (BDS-n)
nustatymas. 2 dalis. Neskiestų mėginių metodas".// Žin., 2007, Nr. 130-5270.
LAND 4-99. Gręžtinių vandeniui tiekti ir vandens šiluminei energijai vartoti projektavimo,
įrengimo, konservavimo bei likvidavimo tvarka. // Žin., 1999, Nr. 112-3263; 2008, Nr.
144-5800; 2009, Nr. 145-6457; 2011, Nr. 11-481.
LAND 83–2006 „Vandens kokybė. cheminio deguonies suvartojimo nustatymas“.//
Žin., 2006, Nr. 137-5245.
LAND 9-2009 . Naftos produktais užterštų teritorijų tvarkymo aplinkos apsaugos
reikalavimai //Žin., 2009, Nr. 140-6174.
LEVITAS E., RADZEVIČIUS A., ŽIBIENĖ G. (2008). Nuotekų surinkimas ir valymas.
Kaunas: Arvida, 336 p.
LR AAĮ (2010). Lietuvos Respublikos Aplinkos apsaugos įstatymo 1, 4, 6, 7, 8, 23 straipsnių, II
skyriaus pavadinimo pakeitimo ir įstatymo papildymo 22 (1)
straipsnių įstatymas // Žin., 2002,
Nr. 2–49; aktuali redakcija, LR seimas, Nr. I-2223, 2010-05-28.
LR GERIAMOJO VANDENS ĮSTATYMAS // Žin., 2001, Nr., 64-2327; aktuali redakcija,
LRS, Nr. ix 433, 2010 -11- 30.
LR GERIAMOJO VANDENS TIEKIMO IR NUOTEKŲ TVARKYMO ĮSTATYMAS //
Žin., 2006, Nr. 82-3260; aktuali redakcija, LRS, Nr. X-764, 2010-12-31.
LR VANDENS ĮSTATYMAS (2009). Lietuvos Respublikos vandens įstatymo 3, 4, 16, 19, 22, 29,
31, 33 straipsnių ir priedo pakeitimo ir papildymo įstatymas // Žin., 2009, Nr. 154-6955.
LR VANDENS ĮSTATYMAS// Žin., 2003, Nr. 36- 1544.
LR ŽEMĖS FONDAS 2011 m. sausio 1 d. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 22 d.]. Prieiga per
internetą:
http://www.nzt.lt/stotisFiles/uploadedAttachments/Statistika/Zemes%20apskaita/zemes
%20fondas%2020110101.pdf
LR ŽEMĖS REFORMOS ĮSTATYMAS // Žin., 1991., Nr. 24-635; aktuali redakcija, LR
Seimas, Nr. I-1607, 2010 06 18.
117
MAŽŲ NUOTEKŲ KIEKIŲ TVARKYMO REGLAMENTAS. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 15
d.]. Prieiga per internetą: http://www.kaselita.lt/lt/nuorodos/istatymai._statybos_
reglamentai/mazu_nuoteku_kiekiu_tvarkymas/
MORGAN R. P. C.(2005). Soil erosion and conservation/3rd
edition. UK: Blackwell
Publishing, 316 p.
NELSON D.O. Groundwater. [Art.], 2011. [Žiūrėta 2011 m. liepos 05 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.waterencyclopedia.com/Ge-Hy/Groundwater.html
NUOTEKŲ TVARKYMO REGLAMENTAS. //Žin., 2006, Nr. 59-2103; 2007, Nr. 110-
4522; 2009, Nr.83-3473; 2010, Nr.59-2938; 2011, Nr. 39-1888.
NUOTEKŲ VALYMO ĮRENGINIŲ TAIKYMO REGLAMENTAS. //Žin., 2006, Nr. 99-
3852; 2008, Nr. 36-1317; 2009, Nr. 103-4337;2010, Nr. 91-4839.
OBELENIS V., Bagdonienė T., Mačionis A. ir kt. (2002). Darbo medicina, Kaunas; VŠĮ
Leidybos ir informacijos centras „Už gyvybę“, 173 p.
PAŽANGAUS ŪKININKAVIMO TAISYKLĖS IR PATARIMAI. (2007). [Žiūrėta 2011 m.
rugsėjo 07 d.] Prieiga per internetą:
http://www.zum.lt/documents/PUTP_leidinys_2007.pdf
POCIENĖ A.(2008). Dirvožemio erozija ir jos prevencija. Mokomoji knyga. Kaunas: UAB
„Ardiva“, 79-p.
RADIENĖ R., KADŪNAS K. (2009).Užterštų teritorijų valymo metodų apžvalga. [Žiūrėta
2011 m. rugsėjo 15 d.] Prieiga per
internetą::http://www.lgt.lt/uploads/1266669626_Uzterstu_teritoriju_valymo_metodai.pdf
REKOMENDACIJOS ŽEMĖS ŪKIO TERITORIJŲ EROZIJOS MAŽINIMUI. (2009).
Projekto ,,Priemonių vandensaugos tikslams siekti galimybių studijos parengimas“ 11
dalies „Rekomendacijų žemės ūkio teritorijų erozijos mažinimui ir efektyviam geros
ūkininkavimo praktikos priemonių įgyvendinimui parengimas, siekiant sumažinti
vandens telkinių taršą“ tarpinė ataskaita/Lietuvos žemdirbystės instituto agrocheminių
tyrimų centras. Kaunas, 2009, 82 p.
SEPTIC SYSTEMS and Their Maintenance [Art.]. Miller T. H./ University of Maryland.
[Žiūrėta 2011 m. spalio 15 d.]. Prieiga per internetą:
http://extension.umd.edu/environment/water/files/septic.html
SOIL EROSION AND CONSERVATION – PART1 by Dr. J. Floor Anthoni (2000). [Žiūrėta
2011 m. rugsėjo 07 d.] Prieiga per internetą:
http://www.seafriends.org.nz/enviro/soil/erosion1.htm#degradation
SOIL EROSION AND CONSERVATION - PART3 by Dr. J. Floor Anthoni (2000). [Žiūrėta
2011 m. rugsėjo 07 d.] Prieiga per
internetą:http://www.seafriends.org.nz/enviro/soil/erosion3.htm#estimating
SPECIALIOSIOS ŽEMĖS IR MIŠKO NAUDOJIMO SĄLYGOS.(1996). Lietuvos
Respublikos Vyriausybės 1992 m. gegužės 12 d. nutarimas Nr. 343 „Dėl Specialiųjų
žemės ir miško naudojimo sąlygų patvirtinimo“ (Žin., 1992, Nr. 22-652, 1996, Nr. 2-
43);
STR 2.02.04:2004. Vandens ėmimas, vandenruoša. Pagrindinės nuostatos // Žin., 2004, Nr.,
104-3848.
STR 2.02.05:2004. Nuotekų valyklos. Pagrindinės nuostatos // Žin., 2004, Nr. 116- 4346.
STRUSEVIČIUS Z. ir kt. (1998). Ūkininkavimo aplinka. Mėšlo tvarkymas, nuotekų valymas,
geriamas vanduo. Kėdainiai, Vilnius: Lietuvos vandens ūkio institutas, Lietuvos žemės
ir miškų ūkio ministerija, 63 psl.
118
ŠAULYS V. (2007). Vandenų apsaugos politika ir teisė. Mokomoji knyga. Vilnius: Technika,
152 p. [Žiūrėta 2011 m. liepos 23 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.scribd.com/doc/56746929/944-Saulys-Vandenu-Apsaugos-Politika
ŠEŠELGIS K. (1991). Aplinkos apsauga. Vilnius: Mokslas, 208 p.
ŠVENČIANAS P. (1994). Biosferos apsauga šiluminėje energetikoje. Kaunas: Technologija,
172 p.
TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ VERTINIMO METODIKA (1998).Teršiančių medžiagų,
išmetamų iš mašinų su vidaus degimo varikliais, vertinimo metodika // Žin., 1998, Nr.
66-1926.
TIPK TAISYKLĖS (2009). Taršos integruotos prevencijos ir kontrolės leidimų išdavimo
atnaujinimo ir panaikinimo taisyklės // Žin., 2009, Nr. 85-3684.
TRAIDENIS: Apie naftos produktų gaudykles (2010 a). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14 d.]. Prieiga per
internetą: http://www.traidenis.lt/lt/solutions-and-products/apie_NGP.php
TRAIDENIS: Apie riebalų gaudykles (2010 b). [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14 d.]. Prieiga per
internetą: http://www.traidenis.lt/lt/solutions-and-products/Apie_RB.php
UHEREK E., HALENKA T., BORKEN-KLEEFELD J., BALKANSKI Y., BERNTSEN T.,
BORREGO C., GAUSS M., HOOR P., JUDA-REZLER K., LELIEVELD J.,
MELAS D., RYPDAL K., SCHMID S. (2010). Transport impacts on atmosphere and
climate: Land transport // Atmospheric Environment, Vol. 44, Issue 37, December
2010, P. 4772-4816.
VANDENŲ TARŠOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ŠALTINIŲ MAŽINIMO PROGRAMA. (2008).
Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro ir Lietuvos Respublikos aplinkos ministro
2008 m. gruodžio 9 d. įsakymas Nr. 3D-686/D1-676 „Dėl vandenų taršos iš žemės ūkio
šaltinių mažinimo programos patvirtinimo“ (Žin., 2008, Nr.143-5741).
АККУМУЛЯТОРНЫЕ РАБОТЫ (2009). [Žiūrėta 2011 m. kovo 14 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num32/d32341/page3.html.
АЭРОТЕНКИ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per internetą:.
http://farising.com/Aerotenki-sw.html
БЕЛОВ С. В., Ильницкая А. В., Козьяков А. Ф. и др. (2004). Безопасность
жизнедеятельности. Учеб. для вузов. Москва: Высшая школа, 485 с.
БИОФИЛЬТР OKСИПOP НИИ КВОВ АКХ им. А. Д. Памфилова. [Žiūrėta 2011-08-15].
Prieiga per internetą: http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/GIDRA/V_O_S_V/METOD/
FOMIN/UP2.htm
ВАЛЬКОВ В. Ф., КАЗЕЕВ К. Ш., КОЛЕСНИКОВ С. И. (2004). Экология почв. Часть 3.
Загрязнение почв. Учебное пособие для студентов ДО и ОЗО биолого-почвенного
и геолого-географического факультетов. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 54 с.
ВОЛОВНИК Г. И., ТЕРЕХОВ Л. Д. (2007). Теоретические основы очистки воды.
Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 168 с.
ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ в аппаратах «мокрого» типа (2004).[Žiūrėta 2011
m. birželio 19 d.]. Prieiga per internetą: http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik
_khimika_i_tekhnologa/10_protsessy_i_apparaty_khimicheskikh_tekhnologiy_chast_II/7035
ЖУКОВ Б. Д. (1999). Экологическое домостроение. Устройства и технологии
децентрализованной очистки бытовых сточных вод: Аналит. обзор. Новосибирск:
ГПНТБ СО РАН, 113 с. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 12 d.]. Prieiga per internetą:
http://ligis.ru/librari/ 2730.htm
119
КОЗЛОВА С. А., Шалаев И. М., Раева О. В., Киселев А. В. (2007). Оборудование для
очистки газов промышленных печей. (Электронный курс лекций). - Красноярск,
156 c.
КОРОЛЬЧЕНКО А. Я. (1986). Пожаровзрывопостность промышленной пыли. Москва:
Химия, 216 с.
КРИВОШЕИН Д. А., КУКИН П. П., ЛАПИН В. Л. и др. (2003). Инженерная защита
поверхностных вод от промышленных стоков: Учеб. пособие. Москва: Высшая
школа, 344 c.
КУЗНЕЧНЫЕ РАБОТЫ (2009). [Žiūrėta 2011 m. kovo 14 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num32/d32341/page2.html.
ЛОТОШ В. Е.(2000). Очистка загрязненных земель. [Žiūrėta 2011 m. rugsėjo 13 d.]. Prieiga
per internetą: http://lotosh.1gb.ru/fopp/txt/soils.pdf
МЕДВЕДЕВ В. Т. (2002). Инженерная экология. Москва: Гардарики, 687 с.
МЕДВЕДЬ Л. И. (1981). Гигиена труда в сельскохозяйственном производстве:
Руководство.-Москва: Медицина, 460 с.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫДЕЛЕНИЙ (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу
от животноводческих комплексов и звероферм (по величинам удельных
показателей) (1999)// Государственный комитет Российской Федерации по охране
окружающей среды (Госкомэкология России), Научно-исследовательский
институт охраны атмосферного воздуха (НИИ Атмосфера). Санкт-Петербург:
Интеграл, 32 с.
МИХАЙЛОВ М. В., ГУСЕВА С. В. (1997). Микроклимат в кабинах мобильных машин.
Москва: Машиностроение, 230 с.
МОКРЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ (2011). [Žiūrėta 2011 m. gegužės 17 d.]. Prieiga per internetą:
http://ecologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st017.shtml.
ОБОРУДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ (2011). Каталитические методы.
[Žiūrėta 2011 m. birželio 10 d.]. Prieiga per internetą: http://www.gaps.tstu.ru/win-
1251/lab/ochist/kat_met.html
ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ промышленных предприятий (2011). [Žiūrėta 2011 m.
gegužės 18 d.]. Prieiga per internetą: http://www.gaps.tstu.ru/win-
1251/lab/ochist/ob_sved.html
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД на биофильтрах. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per
internetą:http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/GIDRA/V_O_S_V/METOD/KOROBKO
_UP/frame/5_1.htm#_Toc216616683
ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. Сооружения для механической очистки сточных вод.
[Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą: http://septik.info/docs/snip6_2.doc.
ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ очистки сточных вод. Песколовкu. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01
d.]. Prieiga per internetą: http://allbzhd.ru/stochnye-vody/pervichnaya-stadiya-ochistki-
stochnyx-vod-peskolovki.html.
ПОГРУЖНЫЕ БИОФИЛЬТРЫ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 14d.]. Prieiga per internetą:
http://ecologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000021/st009.shtml
ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 11 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.cyxo.ru/ canalization/drain.html
РАЗНОВИДНОСТИ УСТАНОВОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО
КИСЛОРОДА ИЗ ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРОТКО-ЦИКЛОВОЙ
120
АДСОРБЦИИ (2011). [Žiūrėta 2011 m. gegužės 17 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.cryotech.ru/linde_ksa_2.shtml
РЕШЕТКА-ПРОЦЕЖИВАТЕЛЬ – ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ ВОДЫ. [Žiūrėta 2011 m. rugpjūčio 01 d.]. Prieiga per internetą:
http://www.1os.ru/content/technology/rechotka_proze.
СИНЕЛЬНИКОВ В. С. (2007). Инженерные системы загородного дома. Москва: Эксмо,
256 c.
СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
(2010). [Žiūrėta 2011 m. kovo 13 d.] Prieiga per internetą:
http://www.knowed.ru/index.php? name=pages&op=view&id=1795.
ТИЩЕНКО Н. Ф. (1991). Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных
веществ и их распределение в воздухе. Справочник. Москва: Химия, 368 с.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ. [Žiūrėta 2011 m.
rugpjūčio 12 d.]. Prieiga per internetą: http://glushi.ru/kataliz4.html
121
Jūratė Nadzeikienė
Aplinkos apsaugos inžinerija. Mokomoji knyga. Akademija, 2012, 121 p.
UDK 62-784.3:504.6 (075.8)
ISBN 978-609-449-017-0
SL 399. 2012.12.03. Aut. sp. l. 6,6. Užsakymo Nr. 64. Leido ASU Leidybos centras – 2012.
Studentų g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r.