W 2022 roku w Polsce funkcjonowało 259 składowisk odpadów o o łącznej powierzchni 1624 hektarów. Jednym z wyzwań, z którymi mierzą się zarządcy takich obiektów, jest ryzyko przenikania substancji szkodliwych dla środowiska do gleby, wód powierzchniowych oraz podziemnych.
Problem składowania odpadów dotyczy przede wszystkim tych regionów w Polsce, w których dominuje przemysł wydobywczy, obszar jest silnie zurbanizowany, a także obserwuje się pewien wzór konsumpcyjny sprzyjający wytwarzaniu śmieci. W 2022 roku wytworzono w Polsce łącznie ponad 128 mln ton odpadów, z czego ponad połowę w województwach dolnośląskim i śląskim. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom technologicznym znaczna ich część jest odzyskiwana lub traktowana jako potencjalny zasób możliwy do ponownego wykorzystania. Nadal jednak nie wszystkie odpady można poddać procesowi odzysku czy recyklingu, spora ilość jest gromadzona na składowiskach.
Jednym z wyzwań, z którymi mierzą się zarządcy takich obiektów, jest ryzyko przenikania substancji szkodliwych dla środowiska do gleby, wód powierzchniowych oraz podziemnych. Oceną tego zagrożenia zajmuje się dr hab. Dominika Dąbrowska z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego. Badaczka interesuje się zarówno wciąż działającymi, jak i nieczynnymi składowiskami odpadów.
Pracujemy w ciekawym regionie, w którym mamy do czynienia z silnym zanieczyszczeniem zarówno gleb, jak i wód, co wynika przede wszystkim z działających tu dawniej zakładów przemysłowych związanych zwłaszcza z górnictwem i hutnictwem. Ta historia pozostawiła swoje ślady w środowisku – przyznaje badaczka.
Dodaje, że zamknięte już obiekty często nie miały zastosowanych wcześniej rozwiązań technologicznych, chroniących glebę czy cieki wodne przed uwalnianymi różnymi szkodliwymi substancjami.
Wiadomo, że w sytuacji, gdy składowisko nie jest zabezpieczone od podłoża, wraz z upływem czasu i w wyniku np. opadów atmosferycznych różne substancje mogą migrować do warstwy wodonośnej i zanieczyszczać wody podziemne. Jeśli więc w danym rejonie jesteśmy w stanie określić skład chemiczny wód niezanieczyszczonych, a następnie porównać je z tymi, w których występują zanieczyszczenia pochodzące ze składowiska odpadów, otrzymujemy całkiem sporo informacji o wpływie badanego przeze mnie obiektu na środowisko wodne – tłumaczy hydrogeolożka z Uniwersytetu Śląskiego.
Obecnie analizuje dane pochodzące z trzech obiektów zlokalizowanych w Tychach, Sosnowcu i Poczesnej.
Szczególnie ciekawe z badawczego punktu widzenia jest składowisko w Tychach, podzielone na dwie części: czynną i nieczynną. O tej ostatniej wiemy, że nie posiada żadnych zabezpieczeń od podłoża, w związku z czym wszystkie zanieczyszczenia, które migrowały do gleby, stanowią zagrożenie dla wód podziemnych – wyjaśnia badaczka. – Druga część z kolei to nowo powstałe składowisko, dwukwaterowe, odpowiednio zabezpieczone foliami ochronnymi i systemem drenażu. Można więc porównać dzięki systemom monitoringowym, jak różnego rodzaju rozwiązania technologiczne sprawdzają się w praktyce i chronią środowisko przed tego typu zanieczyszczeniami – dodaje.
Z kolei w Sosnowcu należy docenić szczególnie dokładny system monitoringowy dostarczający wielu danych. Jak wyjaśnia prof. Dominika Dąbrowska, choć taki system wymagany jest ustawowo na każdym składowisku odpadów, minimalnie muszą znaleźć się tam tylko trzy punkty pomiarowe, a to do wykonywania prognoz zagrożenia dla wód podziemnych za mało. Co więcej, nie każdy zarządca wyraża zgodę na udostępnienie takich informacji.
Są to przede wszystkim dane dotyczące parametrów fizykochemicznych wód. Należy do nich np. przewodność elektrolityczna właściwa, która świadczy o mineralizacji wód. Im wyższa wartość tego parametru w rejonie ognisk zanieczyszczeń, tym gorsza jakość wód. Znaczenie ma ponadto zawartość: chlorków, siarczanów, jonu amonowego, azotanów, poziom ogólnego węgla organicznego i suma wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, a także występowanie sześciu metali: kadmu, cynku, ołowiu, rtęci, miedzi i chromu. Temat jest ważny, ponieważ obecność różnego rodzaju zanieczyszczeń w glebie i wodach ma wpływ na nasze zdrowie. Szczególnie niebezpieczna jest rtęć działająca silnie kancerogennie i uszkadzająca układ nerwowy. Takie pierwiastki, jak podkreśla badaczka, odkładają się również w korzeniach roślin czy glebie oraz trafiają do atmosfery.
Prof. Dąbrowska zajmuje się badaniem różnego rodzaju wskaźników służących do oceny jakości wód podziemnych, które pomagają do oceny ryzyka wystąpienia takiego rodzaju zanieczyszczeń. Prowadzi również analizy w zakresie prognoz zmian jakości wód podziemnych w rejonie składowisk odpadów, stosując narzędzia sztucznej inteligencji.
Wykorzystuję algorytmy, korzystam ze sztucznych sieci neuronowych, uczenia transferowego, lasów losowych czy maszyny wektorów nośnych. Wybrane przeze mnie metody pozwalają analizować zależności nieliniowe, dlatego są tak ciekawe i skuteczne. To dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji można przewidzieć z pewnym prawdopodobieństwem różne zagrożenia dla środowiska wodnego. Wymagają jednak dużej ilości danych dobrych jakościowo – podkreśla.
Wynikami badań zainteresowani są zarówno zarządcy składowisk odpadów, jak i urzędy miast oraz działające lokalnie stowarzyszenia. Dzięki badaniom wiedzą, czego mogą się spodziewać w przyszłości i wcześniej podjąć różne działania zmniejszające ryzyko środowiskowe.
Małgorzata Kłoskowicz, źródło: UŚ