dr hab. inż. Andrzej Jędrczak, prof. UZ ul. Stroma 2B/5 65-442 Zielona Góra dr inż. Ryszard Szpadt ul. Malinowa 7 55-002 Kamieniec Wrocławski Określenie metodyki badań składu sitowego, morfologicznego i chemicznego odpadów komunalnych Sfinansowano ze Środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na zamówienie Ministra Środowiska Kamieniec Wr. Zielona Góra, luty 2006 r.
Spis treści 1. Podstawa opracowania...7 2. Cel i zakres opracowania...8 3. Aktualny stan wiedzy na temat ilości i składu wytwarzanych w Polsce odpadów komunalnych...10 4. Wymagania prawne dotyczące prowadzenia monitoringu odpadów komunalnych...26 5. Przegląd i porównanie krajowych i zagranicznych metodyk prowadzenia badań ilości i jakości odpadów komunalnych...28 5.1. Krajowe metodyki badań odpadów komunalnych...28 5.2. Zagraniczne metodyki badań odpadów...34 6. Wybór metodyki przeprowadzenia krajowych badań ilości i składu odpadów komunalnych...64 7. Szczegółowe przedstawienie proponowanej metodyki prowadzenia badań odpadów komunalnych w Polsce...65 7.1. Podstawowe założenia...65 7.2. Badania odpadów wytwarzanych regularnie...66 7.3. Badania odpadów wytwarzanych nieregularnie...90 8. Krajowy program badań odpadów komunalnych w Polsce...94 9. Oszacowanie kosztów realizacji programu badań ilościowych i jakościowych odpadów komunalnych w Polsce...96 10. Literatura...98 2
Spis tabel Tabela 1. Zmiany średnich wartości wskaźników wytwarzania odpadów komunalnych, ich gęstości nasypowej, składu frakcyjnego i materiałowego w Warszawie w latach 1990-2004 wg badań Skalmowskiego [25, 26]...12 Tabela 2. Skład odpadów komunalnych Poznania wg badań firmy Sogreah [28]...16 Tabela 3. Skład odpadów komunalnych w Krakowie w 2003 roku [27]...17 Tabela 4. Zawartości odpadów opakowaniowych i nieopakowaniowych w domowych odpadach komunalnych we Wrocławiu [30] oraz w Krakowie [27]...18 Tabela 5. Jednostkowe wskaźniki wytwarzania oraz gęstości nasypowe odpadów w Zgorzelcu...18 Tabela 6. Skład granulometryczny odpadów w Zgorzelcu...19 Tabela 7. Skład materiałowy odpadów w Zgorzelcu...19 Tabela 8. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy wysokiej Grudziądza (środowisko A) [39]...20 Tabela 9. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy jednorodzinnej Grudziądza (środowisko B) [39]...21 Tabela 10. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy starego miasta Grudziądza (środowisko C) [39]...21 Tabela 11. Jednostkowe wskaźniki wytworzenia odpadów Zielonej Górze, kg/m a [40]...22 Tabela 12. Gęstości nasypowe odpadów z Zielonej Góry, kg/m 3 [40]...22 Tabela 13. Skład granulometryczny odpadów z Zielonej Góry [40]...23 Tabela 14. Skład materiałowy odpadów z Zielonej Góry, % mas. [40]...24 Tabela 15. Kategorie i podkategorie odpadów, zgodnie z metodologią SWA-Tool [75]...33 Tabela 16. Przegląd metod badań odpadów w krajach Unii Europejskiej [75]...35 Tabela 17. Opis metodyki Modecom TM [36, 37, 75]...36 Tabela 18. Frakcje sortowanych odpadów w metodyce Modecom TM...39 Tabela 19. Opis metodyki badań odpadów wg wytycznych Brandenburgii [56, 75]...43 Tabela 20. Katalog sortowanych frakcji materiałowych wg wytycznych brandenburgskich 45 Tabela 21. Opis metodyk badań odpadów komunalnych w Wielkiej Brytanii [52, 53, 54, 75] 49 Tabela 22. Typowy katalog sortowanych frakcji w UK (I i II poziom)...52 Tabela 23. Opis metodyki badania odpadów w Irlandii [44, 75]...53 Tabela 24. Katalog frakcji i podfrakcji sortowanych odpadów...55 Tabela 25. Wymagana liczba próbek jednostkowych...60 Tabela 26. Określenie niezbędnej liczby prób do badań składu materiałowego odpadów (w oparciu o dane dla odpadów komunalnych z Wrocławia, dla rejonów o nowej zabudowie jednorodzinnej, frakcja 40-100 mm (lata1992-95)...77 Tabela 27. Określenie niezbędnej liczby prób do badań składu materiałowego odpadów (w oparciu o dane dla odpadów komunalnych z Wrocławia, dla rejonów o nowej zabudowie jednorodzinnej, frakcja > 100 mm (lata1993-94)...78 Tabela 28. Określenie niezbędnej liczby prób do badań składu materiałowego odpadów (w oparciu o dane niemieckie dla odpadów komunalnych z Dortmundu (rok 1994) dla n=57 prób odpadów [17]...80 Tabela 29. Spodziewane czułości oszacowania średnich udziałów poszczególnych grup materiałowych odpadów przy założonych liczbach prób...81 Tabela 30. Charakterystyka różnych frakcji granulometrycznych odpadów...82 Tabela 31. Zalecany zakres badań poszczególnych frakcji ziarnowych odpadów...83 Tabela 32. Katalog frakcji i podfrakcji odpadów komunalnych...84 3
Spis rysunków Rys. 1. Porównanie ilości odpadów zbieranych z prognozami ilości odpadów wytwarzanych...11 Rys. 2. Skład odpadów komunalnych Wrocławia w latach 1992-2005...13 Rys. 3. Średni skład odpadów z różnych typów zabudowy Wrocławia...14 Rys. 4. Wilgotność i masa organiczna poszczególnych frakcji odpadów komunalnych...15 Rys. 5. Schemat badań składu granulometrycznego i materiałowego odpadów wg PN-93/Z- 15006...29 Rys. 6. Schemat analizy składu ziarnowego i materiałowego odpadów we Wrocławiu [22] 30 Rys. 7. Schemat badania odpadów wg zmodyfikowanej metody SWA Tool [30]...32 Rys. 8. Przesiewanie odpadów na sitach ręcznych...32 Rys. 9. Propozycja karty dostawy odpadów...71 Rys. 10. Schemat podstawowej analizy składu ziarnowego i materiałowego odpadów komunalnych...88 4
Streszczenie Odpady komunalne są definiowane jako powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych. Odpady komunalne mają specyficzny charakter, zmieniający się w zależności od wielu czynników, takich jak: rodzaj zabudowy, nasycenie terenu obiektami usługowymi oraz innymi obiektami niemieszkalnymi, wyposażenie techniczne i sanitarne budynków (szczególnie sposób ogrzewania). Istotny wpływ na skład tych odpadów mają też m.in.: stan zamożności mieszkańców, prowadzone selektywne zbieranie surowców wtórnych oraz kompostowanie przydomowe, a także pory roku. Ze składem materiałowym odpadów wiążą się w bezpośredni sposób ich właściwości. Każdy ze składników charakteryzuje się, bowiem określoną wilgotnością, zawartością substancji organicznej, składników nawozowych, a także wartością ciepła spalania. Dotychczasowe badania były prowadzone w Polsce głównie w dużych miastach: w Warszawie, Wrocławiu, Krakowie, miastach Górnego Śląska. Niewiele było prowadzonych badań odpadów wytwarzanych w mniejszych miastach o różnych zakresach wielkości, a także na terenach wiejskich. Brak jest też informacji dotyczących regionalnego zróżnicowania ilości i składu wytwarzanych odpadów. W nielicznych badaniach ilości i składu odpadów komunalnych prowadzonych w kraju w ostatnich latach stosowano różne metodyki, co spowodowało, że wyniki tych badań są trudno porównywalne ze sobą i nie mogą być wykorzystane także na innych obszarach. Na podstawie przeglądu metodyk badań stosowanych dotychczas w kraju oraz w innych krajach UE, opracowano nową metodykę badań ilościowych i jakościowych odpadów komunalnych, na podstawie której możliwe będzie przeprowadzenie jednolitych w skali kraju badań odpadów, z uwzględnieniem występujących różnic ich ilości i składu, wynikających z wielkości miast i wsi, ich położenia, różnych typów zabudowy, sezonowości, itp. Wdrożenie nowej metodyki badań odpadów w kraju i przeprowadzenie tych badań pozwoli na uzyskanie szeregu wymiernych korzyści i efektów: o efektów ekonomicznych, wynikających z dobrego poznania ilości i składu odpadów wytwarzanych obecnie, umożliwiającego sporządzenie wiarygodnej prognozy zmian składu (przy użyciu np. metodologii LCA-IWM), co pozwoli na dostosowanie wydajności i układów technologicznych projektowanych instalacji sortowania i przetwarzania odpadów do tych danych uniknie się przewymiarowania lub niedowymiarowania, a 5
także błędnych rozwiązań technologicznych, obserwowanych obecnie w wielu instalacjach w kraju, zaprojektowanych bez dobrej znajomości składu odpadów, o efektów ekologicznych: - możliwe będzie szczegółowe zbilansowanie ilości i rodzajów wytwarzanych odpadów oraz podjęcie na tej podstawie decyzji dotyczących właściwego postępowania z nimi, zarówno w kontekście ekologicznym, jak i ekonomicznym, - możliwe będzie rozliczenie wymaganych i osiąganych efektów odzysku, w tym recyklingu specyficznych rodzajów odpadów (w tym opakowaniowych, budowlanych), unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych pochodzenia komunalnego, ograniczenia ilości składowanych odpadów niebezpiecznych, itp., - możliwa będzie ocena osiągania założonych celów w planach gospodarki odpadami. 6
1. Podstawa opracowania Opracowanie wykonano na zlecenie Ministerstwa Środowiska, jako Zamawiającego. Finansującym wykonanie tego opracowania jest Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie. Autorzy zawarli w dniu 23.02.2006 umowę nr 18/06/Wn50/NE-OZ-TX/D na wykonanie w/w opracowania. 7
2. Cel i zakres opracowania Celem pracy jest przedstawienie metodyki badań ilościowych i jakościowych odpadów komunalnych, na podstawie której możliwe będzie przeprowadzenie jednolitych w skali kraju badań odpadów, z uwzględnieniem występujących różnic ich ilości i składu, wynikających z wielkości miast i wsi, ich położenia, różnych typów zabudowy, sezonowości, itp. Badania ilościowe dotyczą określenia wskaźników jednostkowych i całkowitych wytwarzania odpadów komunalnych z różnych źródeł. Badania jakościowe służą określeniu składu frakcyjnego (zwanego też składem sitowym, mechanicznym lub granulometrycznym), morfologicznego (materiałowego) oraz chemicznego odpadów komunalnych. Zakres pracy obejmuje następujące główne zadania: 1. Przedstawienie aktualnego stanu wiedzy na temat ilości i składu odpadów komunalnych wytwarzanych w Polsce. Przedstawiony będzie przegląd dostępnych (publikowanych) wyników badań odpadów przeprowadzonych w ostatnim okresie w kraju oraz ich metodyk. 2. Wymagania prawne dotyczące prowadzenia monitoringu odpadów komunalnych. 3. Przegląd i porównanie krajowych i zagranicznych metodyk badania ilości i składu odpadów komunalnych (PN w Polsce, metody stosowane w Niemczech, Francji, metody opracowane w projektach UE, inne), 4. Wybór metodyki przeprowadzenia badań krajowych odpadów, uwzględniającej kryteria: - reprezentatywności i wiarygodności uzyskanych wyników, - przydatności wyników do szeregu zastosowań, w tym: planowania rozwiązań gospodarki odpadami, weryfikacji danych statystycznych publikowanych na podstawie sprawozdań przedkładanych przez podmioty gospodarcze, - rozsądnych kosztów prowadzenia badań. 5. Szczegółowe przedstawienie metodyki prowadzenia badań odpadów, uwzględniającej: - kryteria zróżnicowania poboru prób (wielkość jednostki osadniczej, typ zabudowy, pora roku, - sposoby oszacowania i pomiaru ilości wytwarzanych odpadów, 8
- sposoby poboru prób, wielkość i liczbę reprezentatywnych prób odpadów do badań jakościowych, - metodyki badań składu granulometrycznego i materiałowego odpadów (wybór frakcji granulometrycznych i materiałowych odpadów, ze szczególnym uwzględnieniem odpadów opakowaniowych, nieopakowaniowych, niebezpiecznych, biodegradowalnych, budowlanych, a także materiałów reklamowych), - metodyki badań fizyko-chemicznych zakres badanych parametrów (ogólnych i szczegółowych), liczba badanych prób, metody oznaczeń, - metodyka oceny i interpretacji wyników badań, sposób przedstawienia wyników, statystyczna ocena wyników, agregacja wyników, zakres wniosków itp. 6. Opracowanie programu badań składu frakcyjnego, morfologicznego i chemicznego, a także jednostkowych ilości wytwarzanych odpadów komunalnych w Polsce, w celu określenia charakterystyki tych odpadów. 7. Oszacowanie kosztów realizacji programu badań ilościowych i jakościowych odpadów komunalnych w Polsce. Wdrożenie nowej metodyki badań odpadów w kraju i przeprowadzenie tych badań pozwoli na uzyskanie szeregu wymiernych korzyści i efektów: o efektów ekonomicznych, wynikających z dobrego poznania ilości i składu odpadów wytwarzanych obecnie, umożliwiającego sporządzenie wiarygodnej prognozy zmian składu (przy użyciu np. metodologii LCA-IWM), co pozwoli na dostosowanie wydajności i układów technologicznych projektowanych instalacji sortowania i przetwarzania odpadów do tych danych uniknie się przewymiarowania lub niedowymiarowania, a także błędnych rozwiązań technologicznych, obserwowanych obecnie w wielu instalacjach w kraju, zaprojektowanych bez dobrej znajomości składu odpadów, o efektów ekologicznych: - możliwe będzie szczegółowe zbilansowanie ilości i rodzajów wytwarzanych odpadów oraz podjęcie na tej podstawie decyzji dotyczących właściwego postępowania z nimi, zarówno w kontekście ekologicznym, jak i ekonomicznym, - rozliczenie wymaganych i osiąganych efektów odzysku, w tym recyklingu specyficznych rodzajów odpadów (w tym opakowaniowych, budowlanych), unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych pochodzenia komunalnego, ograniczenia ilości składowanych odpadów niebezpiecznych, itp., - ocena osiągania założonych celów w planach gospodarki odpadami. 9
3. Aktualny stan wiedzy na temat ilości i składu wytwarzanych w Polsce odpadów komunalnych W ustawie o odpadach zdefiniowano odpady komunalne jako powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych. Odpady komunalne mają specyficzny charakter, zmieniający się w zależności od wielu czynników takich, jak: rodzaj zabudowy, nasycenie terenu obiektami usługowymi oraz innymi obiektami niemieszkalnymi, wyposażenie techniczne i sanitarne budynków (szczególnie sposób ogrzewania). Istotny wpływ na skład tych odpadów mają też m.in.: stan zamożności mieszkańców, prowadzone selektywne zbieranie surowców wtórnych oraz kompostowanie przydomowe, a także pory roku. Ze składem materiałowym odpadów wiążą się w bezpośredni sposób ich właściwości. Każdy ze składników charakteryzuje się, bowiem określoną wilgotnością, zawartością substancji organicznej, składników nawozowych, a także wartością ciepła spalania. Dotychczasowe badania były prowadzone w Polsce głównie w dużych miastach: w Warszawie, Wrocławiu, Krakowie, miastach Górnego Śląska. Niewiele było prowadzonych badań odpadów wytwarzanych w mniejszych miastach o różnej wielkości, a także na terenach wiejskich. Brak jest też informacji dotyczących regionalnego zróżnicowania ilości i składu wytwarzanych odpadów. W ostatnich kilku latach prowadzone były w kraju nieliczne badania ilości i składu odpadów komunalnych. Stosowano w nich różne metodyki. Ilości odpadów są mierzone głównie przez ważenie samochodów dostarczających odpady na składowiska oraz do zakładów sortowania i kompostowania odpadów na wagach samochodowych. Ze względu na to, że w dużych miastach odpady komunalne są odbierane przez wielu przedsiębiorców, wywożących je do różnych instalacji, nie jest możliwe zbilansowanie w ten sposób całej masy odpadów wytwarzanych i obliczenie wiarygodnych wskaźników wytwarzania odpadów w przeliczeniu na mieszkańca.. Rysunek 1 przedstawia porównanie ilości odpadów komunalnych zbieranych wg GUS z ilościami prognozowanymi w KPGO. Ilości odpadów zbieranych są znacznie niższe od prognozowanych w KPGO [100], co należy przypisać różnym czynnikom, a m.in. temu, że: 10
o z zorganizowanych form odbierania odpadów korzysta tylko część mieszkańców, szacuje się, że ok. 90 % mieszkańców kraju, o w sprawozdaniach zaniżane są ilości odpadów przyjmowanych na składowiska dla obniżenia opłat tzw. marszałkowskich, tj. opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska, o tylko część składowisk posiada wagi samochodowe; na tych, które ich nie mają, ilości odpadów szacuje się, z wyraźną tendencją zaniżania masy składowanych odpadów, ze względów wyżej wymienionych, o brak jest oceny wiarygodności prognoz zawartych w KPGO. 20 18 Ilość odpadów, mln Mg 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Według KPGO Według GUS 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Lata Rys. 1. Porównanie ilości odpadów zbieranych z prognozami ilości odpadów wytwarzanych Monitoring ilości oraz jakości odpadów komunalnych regularnie prowadzony jest w Warszawie. Jego wyniki były publikowane przez Skalmowskiego [25, 26]. Monitoring ten wykonywany jest zgodnie z metodyką zawartą w PN -93/Z-15006. Wybrane wyniki tych badań przedstawiono w tabeli 1. W latach 1992-2005, wykonywano we Wrocławiu trzykrotnie badania składu frakcyjnego i materiałowego odpadów [22, 30, 77]. Stosowano dwie zbliżone do siebie metodyki badań jakościowych. Zakres badań wykonanych w latach 2004-05 (przy zastosowaniu zmodyfikowanej metodologii SWA Tool) był znacznie szerszy niż w latach 1992-95. 11
Tabela 1. Zmiany średnich wartości wskaźników wytwarzania odpadów komunalnych, ich gęstości nasypowej, składu frakcyjnego i materiałowego w Warszawie w latach 1990-2004 wg badań Skalmowskiego [25, 26] Parametr Jednostkowa ilość Jednostkowa ilość Gęstość nasypowa Jednostka kg /M a m 3 /M a 1990 /91 1991 /92 1992 /93 1993 /94 1994 /95 1995 /96 1996 /97 190,7 219,4 236,6 248,1 269 276,7 302,9 301,2 295,7 257,5 262,1 260 255,7 267,6 1,17 1,55 1,65 1,64 1,73 2,05 2,17 2,30 2,24 2,25 2,30 2,39 2,49 2,72 kg / m 3 151 139,6 142,7 149,5 158,9 136,9 141,9 132,3 133,3 118 115,5 110,7 106,4 100,3 1997 /98 1998 /99 1999 /00 2000 /01 2001 /02 2002 /03 2003 /04 Frakcja 0-10 mm % masy 14,1 11,8 11,8 11,4 10,7 13,2 12,6 11,9 10,0 10,1 9,1 8,6 8,2 5,6 Frakcja 10-40 % masy mm 27,8 27,5 30,7 25,6 19,9 19,6 19,1 19,4 19,2 16,6 18,3 21,1 19,0 18,5 Frakcja 40-100 % masy mm 26,3 28,3 28,9 29,6 33,0 32,6 30,0 29,3 28,6 27,2 28,2 27,0 28,5 29,6 Frakcja >100 % masy mm 31,8 32,4 28,6 33,4 36,4 34,6 38,3 39,4 42,2 46,1 44,3 43,3 44,3 46,3 Spożywcze % masy 30,0 33,1 37,2 32,2 34,6 29,4 28,5 32,3 31,2 31,0 33,7 31,6 32,7 32,2 Papier/tektura % masy 19,8 19,6 19,2 20,9 17,7 15,9 16,3 15,2 14,0 12,7 17,1 19,2 14,6 18,4 Tworzywa szt. % masy 7,2 7,9 9,0 11,2 11,7 12,0 12,6 12,3 12,6 14,0 15,1 14,5 16,0 16,5 Tekstylia % masy 2,0 2,6 3,2 2,7 2,7 2,7 2,6 2,3 2,5 2,0 - - - 2,2 Szkło % masy 11,8 11,5 13,9 11,6 13,3 13,6 14,2 13,9 12,6 13,7 11,1 11,4 11,8 11,3 Metale % masy 4,5 6,1 5,6 4,7 4,1 4,9 4,2 4,2 4,2 3,7 - - - 3,0 Pozost. org. % masy 2,6 2,8 2,6 2,4 3,0 3,7 3,3 3,6 2,8 3,2 - - - 3,3 Pozost. nieorg. % masy 4,5 2,9 4,6 5,3 4,7 4,6 5,4 5,9 4,3 3,7 - - - 4,4 Frakcja <10 mm % masy 11,8 11,9 12,6 12,7 10,5 11,4 10,4 9,7 8,8 7,3 - - - 5,9 12
Badania prowadzono w czterech porach roku, w trzech charakterystycznych typach zabudowy (środowiskach miejskich): o Środowisko 1 - nowe osiedla z zabudową wielorodzinną, centralny system ogrzewania, o Środowisko 2 - centrum miasta, stara i nowa zabudowa, mieszany system ogrzewania (centralne i indywidualne), o Środowisko 3 - zabudowa rozproszona, peryferyjna, podmiejska, jedno- i wielorodzinna, ogrzewanie lokalne gazowe i węglowe (koksowe). Zestawienie wyników badań składu materiałowego odpadów komunalnych Wrocławia w latach 1992-2004 przedstawiono na rys. 2 [30]. W okresie tym zaobserwowano znaczne zmiany w składzie odpadów, tj.: o zmniejszanie się zawartości frakcji drobnej (< 10 mm) i średniej (10-40 mm), które stanowiły łącznie 50-60% masy odpadów w latach 1992/93 oraz 30-40% w latach 2004/05, o istotny wzrost zawartości szkła (od ok. 4,5% w latach 92-95 do ok. 11% w 2004 roku), co było związane ze wzrostem ilości opakowań szklanych, w tym jednorazowego użytku o znaczny wzrost zawartości tworzyw sztucznych, głównie opakowań jednorazowego użytku, o niewielkie fluktuacje zawartości papieru, o wzrost zawartości odpadów ulegających biodegradacji w latach 2004/05 w porównaniu do roku 1992, kosztem ich zmniejszenia we frakcji 10-40 mm. papier tworzywa szt. teksty lia metale kuchenne i szkło ogrodowe inne f rakcja 0-10 mm frakcja 10-40 mm zima 2004/05 jesień 2004 lato 2004 wiosna 2004 zima 1995/96 jesień 1995 wiosna 1993 zima 1992/93 lato 1992 0% 20% 40% 60% 80% 100% pozostałe bio Rys. 2. Skład odpadów komunalnych Wrocławia w latach 1992-2005 13
Zaobserwowano także istotną, utrzymującą się przez cały okres pomiarów, zmienność składu materiałowego odpadów w poszczególnych porach roku, w szczególności: o największe udziały odpadów kuchennych i ogrodowych obserwowano latem i jesienią, o w seriach zimowej i wiosennej stwierdzono największe udziały frakcji <10 mm. Wpływ rodzaju zabudowy na skład materiałowy odpadów (dla średnich składów odpadów z poszczególnych środowisk, z czterech serii pomiarowych, wykonanych w latach 2004/05) przedstawiono na rys. 3, na którym wykazano, że: o odpady ulegające biodegradacji przeważały we wszystkich środowiskach, jednakże najwięcej było ich w odpadach ze środowiska 3 (domy z ogrodami), o największą ilość papieru zawierały odpady ze środowiska 1, a materiałów inertnych odpady ze środowiska 2, co mogło mieć związek z rodzajem ogrzewania mieszkań, o udziały odpadów wielomateriałowych, drewna i metali były zbliżone we wszystkich środowiskach, o udział frakcji drobnej był największy w odpadach ze środowiska 2, a najmniejszy w odpadach ze środowiska 1. organika papier i tektura tworzywa sztuczne szkło inertne inne frakcja frakcja 1 0-20 mm > 1 0 mm ś rodowisko 3 tekstylia metale niebezpieczne wielomateriałowe ś rodowisko 2 ś rodowisko 1 0% 20% 40% 60% 80% 1 00% Rys. 3. Średni skład odpadów z różnych typów zabudowy Wrocławia W zakres badań właściwości odpadów komunalnych Wrocławia wchodziły m.in. następujące oznaczenia, charakteryzujące właściwości paliwowe odpadów: o wilgotność, w % - dla wszystkich frakcji sitowych oraz dla wybranych składników, o masa organiczna, w % s.m. - dla wszystkich frakcji sitowych oraz dla wybranych składników, o ciepło spalania, w MJ/kg Sm - dla wybranych składników odpadów. 14
Na rysunku 4 przedstawiono średnie wilgotności i zawartości substancji organicznych odpadów ze wszystkich serii z lat 2004/05 (dla serii wiosennej i letniej przedstawiono wyniki z uwzględnieniem frakcji <10, 10-40 i 40-100 mm, a dla serii jesiennej i zimowej <10, 10-40 oraz 40-80 mm). Rys. 4. Wilgotność i masa organiczna poszczególnych frakcji odpadów komunalnych Największe zróżnicowanie wilgotności i zawartości substancji organicznej w okresie rocznym wykazywała frakcja najdrobniejsza. Frakcja ta charakteryzowała się jednocześnie najniższą wilgotnością i zawartością składników organicznych, najwyższą wilgotność wykazywała frakcja 10-40 mm bogata w odpady ulegające biodegradacji. Najwyższą zawartość substancji organicznej stwierdzono we frakcji 40-80 (100) mm, zawierającej najwięcej składników palnych (papieru i tworzyw sztucznych). Francuska firma Sogreah przeprowadziła w Poznaniu, w maju 2001 roku, badania składu zmieszanych odpadów komunalnych przy zastosowaniu metodyki MODECOM. Wykonano jednak tylko jedną wiosenną serię badań. Analizie poddano 8 prób odpadów, po 2 z czterech środowisk miejskich. Uśrednione wyniki tej serii badań, na podstawie opracowania [28] przedstawiono w tabeli 2. 15
Tabela 2. Skład odpadów komunalnych Poznania wg badań firmy Sogreah [28] L.p. Składniki odpadów Zawartość, % 1 Odpady organiczne 23,7 2 Papier 9,7 3 Tektura 4,4 4 Odpady wielomateriałowe 1,5 4 Tkaniny 2,9 6 Produkty sanitarne 2,7 Tworzywa sztuczne 10,8 - folia PP i PE 5,5 7 - butelki PET 1,5 - butelki poliolefinowe 0,7 - opakowania po środkach spożywczych 0,7 - inne 2,4 8 Palne odpady mieszane 3,5 Szkło 9,2 9 - szkło kolorowe 2,7 - szkło białe 6,3 10 Metale 2,1 - aluminium 0,3 11 Niepalne odpady mieszane 4,5 12 Odpady specjalne 1,0 13 Frakcja drobna 20,1 14 Ubytki podczas sortowania 4,0 Razem 100 W 2003 roku przeprowadzono w Krakowie badania składu i ilości odpadów komunalnych w ramach projektu SWA Tool, realizowanego w 5. Programie Ramowym UE. Zestawienie wyników badań - średnich zawartości głównych frakcji odpadów zawiera tabela 3 [27]. Przeprowadzono dwie kampanie poboru prób wiosenną (kwiecień-maj) i jesienną (wrzesień). Wyniki tych badań nie uwzględniają zmienności składu odpadów w okresie zimowym, w którym skład odpadów znacząco odbiega od składu odpadów w pozostałych porach roku. Wyniki badań przeprowadzonych w roku 2003 w Krakowie przy użyciu metodyki SWA Tool oraz w latach 2004-05 we Wrocławiu przy zastosowaniu zmodyfikowanej metodyki SWA Tool, dają możliwości bezpośredniego porównania składów odpadów komunalnych wytwarzanych w tych miastach, z uwzględnieniem specyficznych frakcji, nie objętych innymi metodologiami badań. 16
Tabela 3. Skład odpadów komunalnych w Krakowie w 2003 roku [27] Składnik kg/m rok % masy Organiczne, biodegradowalne 91,5 40,50 Drewno 2,6 0,90 Papier, karton 26,4 10,20 Tworzywa sztuczne 29,1 12,10 Szkło 25,5 10,10 Tekstylia 6,8 2,70 Metale 4,2 1,80 Odpady niebezpieczne 0,5 0,20 Odpady wielomateriałowe 8,3 3,10 Odpady obojętne 12,0 5,60 Inne frakcje 10,4 4,10 Frakcja drobna < 10 mm 21,8 8,50 Razem 239,1 100,00 Na podstawie wyników badań we Wrocławiu [30] i w Krakowie [27] obliczono jednostkowe ilości odpadów opakowaniowych i nieopakowaniowych (wydzielonych z frakcji > 40 mm) w odpadach domowych przypadające na mieszkańca i podano w tabeli 4 [31]. Z tego zestawienia wynika, że w odpadach domowych wyższe są zawartości papieru i tektury, tworzyw sztucznych oraz odpadów wielomateriałowych pochodzenia nieopakowaniowego niż opakowaniowego. Odpady opakowaniowe zawierają natomiast zdecydowanie więcej szkła (ok. 8-krotnie), a także metali żelaznych i nieżelaznych. Prognozowane w KPGO ilości odpadów opakowaniowych zawartych w odpadach komunalnych są znacznie wyższe od ilości zmierzonych w odpadach domowych, co oznacza, że znaczna część odpadów opakowaniowych zawarta jest w odpadach z obiektów infrastruktury. Wyniki badań ilościowych i jakościowych odpadów w Zgorzelcu w latach 1998/99 przeprowadzonych przez Haziaka [33], przedstawiono w tabeli 5, 6 i 7. Badania te przeprowadzono w pięciu środowiskach miejskich, tj.: o środowisko I, zabudowa wysoka 10-piętrowa, wielorodzinna, z centralnym ogrzewaniem, o środowisko II, zabudowa niska, 4-pietrowa, wielorodzinna, z centralnym ogrzewaniem, o środowisko III, zabudowa stara, wielorodzinna, piece na węgiel, o środowisko IV, dom jednorodzinny, ogrzewanie gazowe, o środowisko V, dom jednorodzinny, piec na węgiel. 17
Tabela 4. Zawartości odpadów opakowaniowych i nieopakowaniowych w domowych odpadach komunalnych we Wrocławiu [30] oraz w Krakowie [27] Wrocław, 278 kg/m a Kraków, 238 kg/m a Materiał Średnio % kg/m a % kg/m a % kg/m a Odpady opakowaniowe Papier, tektura 3,43 9,53 2,70 6,43 3,1 8,0 Tworzywa 5,88 16,34 5,00 11,90 5,4 14,1 sztuczne Szkło 10,14 28,19 9,50 22,60 9,8 25,4 Metale żelazne 0,76 2,11 1,50 3,57 1,1 2,8 Metale nieżelazne 0,60 1,67 0,20 0,40 0,40 1,0 Wielomateriałowe 1,38 3,84 1,20 2,86 1,3 3,4 Razem 22,19 61,68 20,10 47,84 21,1 54,7 Odpady nieopakowaniowe Papier, tektura 4,98 13,80 7,60 18,09 6,3 16,0 Tworzywa 4,99 13,87 7,10 16,9 6,1 15,4 sztuczne Szkło 1,80 5,00 0,60 1,43 1,2 3,2 Metale żelazne 0,49 1,36 0,00 0,00 0,3 0,7 Metale nieżelazne 0,09 0,25 0,10 0,24 0,1 0,3 Wielomateriałowe 1,20 3,34 1,90 4,52 1,6 3,9 Razem 13,55 37,62 17,30 41,18 15,6 39,5 Ogółem 35,74 99,30 37,40 89,02 36,7 94,2 Tabela 5. Jednostkowe wskaźniki wytwarzania oraz gęstości nasypowe odpadów w Zgorzelcu Środowisko Jednostkowy wskaźnik wytwarzania odpadów Gęstość nasypowa kg/m a m 3 /M a kg/m 3 I 307 2,28 135 II 329 2,03 157 III 326 1,92 170 IV 282 1,61 171 V 307 2,45 125 Miasto 309 1,98 156 Badania składu sitowego i materiałowego odpadów komunalnych z Grudziądza wykonano w listopadzie 2001 roku na terenie Składowiska Odpadów Komunalnych dla m. Grudziądz w Zakurzewie [39]. 18
Tabela 6. Skład granulometryczny odpadów w Zgorzelcu Frakcja, mm Środ. I Środ. II Środ. III Środ. IV Środ. V Miasto 0-8 3,7 3,8 18,3 24,9 15,8 14,7 8-20 8,3 8,1 16,5 15,3 13,5 12,7 20-40 17,6 19,1 17,1 30,1 13,2 20,9 40-70 20,5 18,3 13,2 10,5 7,9 13,5 70-80 7,5 6,8 4,2 4,6 3,8 5,2 80-100 8,1 8,9 6,3 6,6 4,8 7,0 100-120 5,8 5,2 4,1 2,8 15,9 6,2 > 120 28,5 29,7 20,4 5,2 25,2 20,0 Tabela 7. Skład materiałowy odpadów w Zgorzelcu Frakcja Środ. I Środ. II Środ. III Środ. IV Środ. V Miasto 0-8 mm 3,7 3,8 18,3 24,9 15,8 14,7 Org., biodegrad. 42,2 35,0 13,4 41,6 22,5 31,5 Papier 21,6 24,5 13,9 5,2 5,4 13,4 Karton 7,7 8,7 9,4 3,3 1,6 5,9 Tw. sztuczne 10,2 11,4 7,5 6,7 6,4 8,3 w tym folie 2,5 3,9 2,0 2,5 2,2 2,7 Tekstylia 3,4 4,1 2,9 0,4 4,3 2,8 Drewno 0,2 0,0 0,0 0,0 0,8 0,2 Szkło 6,8 9,1 5,7 12,2 8,7 9,2 Metale 2,7 2,6 3,0 0,7 3,3 2,2 Pozostałe org. 0,0 0,2 0,0 1,8 0,8 0,7 Pozostałe nieorg. 1,5 0,6 26,0 3,2 30,5 11,1 Badaniami objęto trzy strumienie odpadów, zbierane w trzech charakterystycznych dla Grudziądza strukturach zabudowy mieszkaniowej: o Środowisko A: odpady powstające w zabudowie wysokiej (ogrzewanie c.o.), o Środowisko B: odpady powstające w zabudowie niskiej (budownictwo jednorodzinne) (ogrzewanie gazowe), o Środowisko C: odpady powstające w rejonie Starego Miasta, ogrzewanie na węgiel. Skład sitowy odpadów oraz skład materiałowy wydzielonych frakcji, z trzech struktur zabudowy, przedstawiono w tabelach 8, 9 i 10. W odpadach pochodzących z zabudowy starego miasta, udział frakcji drobnej stanowił aż 37,7% ogólnej masy odpadów, zaś w odpadach pochodzących z zabudowy jednorodzinnej tylko 14,2%. We frakcji drobnej dominował popiół i żużel, stąd tak wysoki jej udział w odpadach z dzielnic z ogrzewaniem na węgiel. Odpady 19
organiczne ulegające biodegradacji dominowały we frakcji < 70 mm w zabudowie jednorodzinnej (56,1% mas.). Tabela 8. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy wysokiej Grudziądza (środowisko A) [39] Prześwit sita, mm 20 70 80 100 Odpady Frakcja P O P O P O P O zmieszane Udział frakcji, % 21,7 78,3 46,7 53,3 54,2 45,8 67,0 33,0 100,0 Skład materiałowy frakcji, % wag. Frakcja < 20 mm 100 0,0 46,4 0,0 40,0 0,0 32,4 0,0 21,7 Papier - 17,1 4,9 20,9 6,1 22,1 8,7 22,9 13,4 Karton - 5,0 1,1 6,4 1,2 7,1 1,7 8,4 3,9 Org., biodegradowalne - 37,6 41,1 19,2 39,9 17,1 38,3 11,5 29,4 Szkło - 6,1 2,2 7,0 2,7 7,2 3,7 6,9 4,8 Tekstylia - 13,6 0,8 19,2 3,0 19,6 4,5 22,9 10,6 Tw. sztuczne - 5,0 0,8 6,6 1,6 6,6 2,1 7,6 3,9 w tym folie - 14,2 2,7 18,5 4,7 18,7 7,5 18,4 11,1 Metale żelazne - 0,9 0,0 1,3 0,9 0,5 0,7 0,6 0,7 Metale nieżelazne - 0,6 0,0 0,9 0,0 1,1 0,4 0,8 0,5 Pozostałe organiczne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Pozostałe mineralne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 P - przesiew, O - odsiew. Najbardziej bogatą w odpady organiczne ulegające biodegradacji frakcję 20 70 mm wydzielono z odpadów pochodzących z zabudowy wysokiej (76,8% mas.) i jednorodzinnej (77,0% mas.). Zawartość odpadów biodegradowalnych we frakcji 20-70 mm z odpadów zbieranych w rejonie starego miasta wynosiła tylko ok. 34,6% mas. Najmniej frakcji grubej (>100 mm) zawierały odpady z rejonu starego miasta (22,2% mas.), a najwięcej odpady z zabudowy wysokiej (33,0% mas.). W 2000 roku przeprowadzono w Zielonej Górze szczegółowe badania składu granulometrycznego i materiałowego odpadów komunalnych [40]. Jednostkową próbę stanowiła całkowita masa odpadów zebranych w wytypowanych do badań pojemnikach między dwoma kolejnymi wywozami odpadów przez PGKiM w Zielonej Górze. Badania prowadzono raz w miesiąc przez okres jednego roku. Badaniami objęto cztery środowiska: o Środowisko A: zabudowa wysoka (ogrzewanie c.o., 4 punkty pomiarowe - odpady od 522 mieszkańców), 20
Tabela 9. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy jednorodzinnej Grudziądza (środowisko B) [39] Prześwit sita, mm 20 70 80 100 Odpady Frakcja P O P O P O P O zmieszane Udział frakcji, % 14,2 85,8 52,3 47,7 57,6 42,4 75,2 24,8 100,0 Skład materiałowy frakcji, % wag. Frakcja < 20 mm 100 0,0 27,2 0,0 24,7 0,0 18,9 0,0 14,2 Papier - 26,0 10,8 34,8 10,7 38,0 12,0 53,3 22,3 Karton - 4,1 1,8 5,3 2,3 5,1 2,7 5,7 3,5 Org., biodegradowalne - 45,6 56,1 20,6 52,8 20,6 45,5 20,0 39,2 Szkło - 7,6 1,4 12,1 2,6 11,7 7,0 4,8 6,5 Tekstylia - 3,3 0,0 6,0 0,0 6,7 3,8 0,0 2,9 Tw. sztuczne - 4,8 0,9 7,6 2,3 6,5 3,4 6,4 4,1 w tym folie - 7,6 1,8 11,6 4,1 9,7 5,7 8,9 6,5 Metale żelazne - 0,6 0,0 1,0 0,4 0,6 0,3 1,0 0,5 Metale nieżelazne - 0,6 0,0 1,0 0,0 1,1 0,6 0,0 0,5 Pozostałe organiczne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Pozostałe mineralne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Tabela 10. Skład sitowy i materiałowy odpadów komunalnych w okresie zimowym z zabudowy starego miasta Grudziądza (środowisko C) [39] Prześwit sita, mm 20 70 80 100 Odpady Frakcja P O P O P O P O zmieszane Udział frakcji, % 37,7 62,3 68,1 31,9 70,9 29,1 77,8 22,2 100,0 Skład materiałowy frakcji, % wag. Frakcja < 20 mm 100 0,0 55,3 0,0 53,2 0,0 48,5 0,0 37,7 Papier - 20,8 7,7 24,1 9,0 22,7 10,5 21,4 13,0 Karton - 1,5 0,0 3,0 0,6 1,8 1,2 0,0 1,0 Org., biodegradowalne - 26,7 15,4 19,1 15,2 20,0 14,6 23,8 16,6 Szkło - 7,2 6,6 0,0 6,3 0,0 5,8 0,0 4,5 Tekstylia - 6,4 0,0 12,4 0,0 13,6 0,0 17,9 4,0 Tw. sztuczne - 12,1 0,9 21,6 1,5 22,2 2,9 23,8 7,5 w tym folie - 11,3 2,3 17,1 3,0 16,9 5,6 11,9 7,0 Metale żelazne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Metale nieżelazne - 3,0 1,6 2,6 1,5 2,8 2,1 1,3 1,9 Pozostałe organiczne - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Pozostałe mineralne - 11,0 10,1 0,0 9,7 0,0 8,8 0,0 6,8 o Środowisko B: rejon Starego Miasta (ogrzewanie mieszane, 1 punkt - odpady od 28 mieszkańców), 21
o Środowisko C: zabudowa jednorodzinna (ogrzewanie na węgiel, 2 punkty - od 11 mieszkańców), o Środowisko D: zabudowa jednorodzinnej (ogrzewanie gazowe, 2 punkty - 10 mieszkańców). Wartości jednostkowych wskaźników wytworzenia odpadów przedstawiono w tabeli 11. Tabela 11. Jednostkowe wskaźniki wytworzenia odpadów Zielonej Górze, kg/m a [40] Struktura zabudowy Zakres wartości Wartość średnia Wart. średnia z okresu lata Wart. średnia z okresu zimy Środowisko A 183-285 239 243 235 Środowisko B 131-248 188 184 193 Środowisko C 82-385 239 199 280 Środowisko D 84-252 143 162 125 Dla zabudowy wielorodzinnej wartości średnie roczne wskaźników wynosiły 239 kg/m a. (środ. A) i 188 kg/m a (środ. B). W zabudowie jednorodzinnej wartości wskaźników przyjmowały wartości 239 kg/m a. (środ. C) i 143 kg/m a. (środ. D). Wartości średnie z okresów letniego i zimowego były porównywalne dla środowisk A i B natomiast różniły się znacznie dla zabudowy jednorodzinnej. Gęstości nasypowe odpadów przedstawiono w tabeli 12. Dla zabudowy wielorodzinnej wartości średnie roczne wskaźników wynosiły 134 i 171 kg/m 3, a dla zabudowy jednorodzinnej odpowiednio 270 kg/m 3 (środowisko C) i 191 kg/m 3 (środowisko D). Wartości średnie z okresów letniego i zimowego różniły się wyraźnie w zabudowie z ogrzewaniem na węgiel, a dla zabudowy z ogrzewaniem gazowym lub c.o. były porównywalne. Tabela 12. Gęstości nasypowe odpadów z Zielonej Góry, kg/m 3 [40] Struktura zabudowy Wartość min. Wartość średnia Wart. śred. z okresu lata Wart. śred. z okresu zimy Środowisko A 105-160 134 136 133 Środowisko B 105-218 171 150 192 Środowisko C 116-398 270 211 329 Środowisko D 130-277 191 188 193 Skład granulometryczny odpadów przedstawiono w tabeli 13. Odpady z zabudowy wielorodzinnej z ogrzewaniem mieszanym w porównaniu z odpadami z zabudowy wysokiej z c.o. 22
zawierały więcej frakcji drobnej 0-8 mm, porównywalne ilości frakcji 8-40 i 40-120 mm oraz znacznie mniej frakcji grubej > 120 mm. Tabela 13. Skład granulometryczny odpadów z Zielonej Góry [40] Struktura zabudowy Środowisko A Środowisko B Środowisko C Środowisko D Parametr Udział procentowy frakcji w, % 0-8 mm 8-40 mm 40-120 mm >120 mm zakres wartości 2,8-9,3 16,7-39,1 26,4-44,6 20,0-49,7 średnia 6,6 27,5 34,7 31,2 średnia letnia 7,3 29,9 35,2 27,7 średnia zimowa 5,9 25,1 34,3 34,8 zakres wartości 3,3-35,5 13,1-46,0 15,3-51,5 1,0-38,0 średnia 20,4 31,3 32,3 16,0 średnia letnia 10,4 24,3 41,3 24,0 średnia zimowa 30,4 38,3 23,3 8,0 zakres wartości 0,9-76,2 11,3-44,5 3,3-53,7 0,0-68,6 średnia 40,9 23,4 21,9 13,9 średnia letnia 18,4 24,2 33,0 24,4 średnia zimowa 63,4 22,5 10,9 3,4 zakres wartości 2,6-42,6 6,5-56,5 1,6-39,6 0,0-49,9 średnia 10,3 33,8 35,3 20,7 średnia letnia 8,2 32,8 37,3 21,9 średnia zimowa 12,4 34,7 33,4 19,6 W zabudowie jednorodzinnej, z ogrzewaniem na węgiel, udziały frakcji drobnej (0-8mm) wahały się w bardzo szerokim zakresie od ok. 1 do ok. 76 % wag., z wartością średnią roczną ok. 41% wag. Dla tych obiektów wyraźnie różniły się również wartości średnie z okresu zimowego (ponad 60%) i letniego (18,4%). W zabudowie jednorodzinnej z ogrzewaniem na gaz udziały frakcji drobnej wynosiły średnio w roku 10,3% wag. Udziały wszystkich frakcji były porównywalne w sezonach letnim i zimowym. Skład materiałowy odpadów przedstawiono w tabeli 14. Skład materiałowy odpadów z budynków wielorodzinnych z ogrzewaniem centralnym generalnie w ciągu roku praktycznie nie zmieniał się. Odpady były zasobne w papier i tekturę (śred. 34,5% wag.). Zawierały średnio 6,1 % szkła, 6,8 % tworzyw sztucznych i 3,7 % tekstyliów. Odpady organiczne ulegające biodegradacji występowały w ilościach porównywalnych do wartości średniorocznej (37,8% wag.). Inne składniki organiczne stanowiły odpowiednio: 1,4 i 9,1% ich masy. 23
Tabela 14. Skład materiałowy odpadów z Zielonej Góry, % mas. [40] Środowisko A Środowisko B Środowisko C Środowisko D Składniki śred. o. zim. śred. o. letni śred. roczna śred. o. zim. śred. o. letni śred. roczna śred. o. zim. śred. o. letni śred. roczna śred. o. zim. śred. o. letni śred. roczna Papier 29,4 25,2 27,2 14,3 15,8 15,0 2,9 10,9 6,9 13,8 14,9 14,4 Karton 8,4 6,1 7,3 1,3 7,7 4,5 0,6 2,2 1,4 3,6 3,3 3,4 Org., biodegradowalne 33,0 41,8 37,4 38,4 39,4 38,9 20,2 49,4 34,8 43,2 46,2 44,7 Szkło 6,5 5,8 6,1 7,9 13,4 10,7 12,8 9,1 11,0 16,1 13,9 14,9 Tekstylia 4,3 3,0 3,7 1,0 2,8 1,9 0,3 3,8 2,0 2,3 3,2 2,7 Tw. sztuczne 8,9 8,2 8,5 4,5 8,9 6,6 3,3 11,3 7,3 9,4 8,1 8,7 w tym folie 3,5 2,8 3,1 1,1 1,6 1,3 1,2 2,2 1,7 2,8 2,0 2,4 Guma 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Skóra 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Metale żelazne 1,7 1,6 1,7 1,1 4,4 2,7 2,4 3,8 3,1 4,4 2,6 3,5 Metale nieżelazne 0,3 0,3 0,3 0,3 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,3 0,1 0,2 Pozostałe organiczne 0,8 1,9 1,4 2,4 0,5 1,5 6,6 4,7 5,6 2,4 0,6 1,5 Pozostałe mineralne 7,5 6,7 7,1 28,8 7,2 18,0 51,3 5,0 28,1 4,9 4,9 4,9 24
Odpady z budynku wielorodzinnego z ogrzewaniem mieszanym (środ. B) zawierały mniej makulatury (papieru i tektury), śred. 19,5% wag., w porównaniu z odpadami z budynków wielorodzinnych ogrzewanych centralnie, oraz więcej pozostałych odpadów nieorganicznych (18% mas.). Dotyczyło to zwłaszcza odpadów z okresu sezonu grzewczego. Przykładowo średnia zawartość pozostałych składników nieorganicznych w okresie zimowym wynosiła 28,8% podczas gdy średnie z okresu letniego były 4-krotnie niższe 7,2% (tabela 14). Odpady ulegające biodegradacji występowały w ilości średnio w roku 38,9%, podobne były udziały w okresie zimowym 38,4% wag. i letnim 39,4 % wag.. Odpady z budynków jednorodzinnych z ogrzewaniem na węgiel zawierały mniej makulatury (papieru i tektury) niż odpady z budynków z ogrzewaniem na gaz oraz więcej pozostałych składników nieorganicznych, zwłaszcza w okresie zimowym (sezon grzewczy). Przykładowo, średni udział pozostałych składników nieorganicznych w okresie zimowym wynosił w budynkach z ogrzewaniem na węgiel 51,3% wag. podczas gdy w okresie letnim, w tych budynkach, wynosił 5,0% i był porównywalny do wartości średniorocznej dla budynków ogrzewanych gazowo (4,9% mas.). W budynkach jednorodzinnych odpady ulegające biodegradacji występowały w ilościach (wartości średnie roczne): budynki z ogrzewaniem na węgiel 34,8% mas., budynki z ogrzewaniem na gaz - 44,7% mas.. Przedstawione w tym rozdziale wyniki badań ilości i składu odpadów komunalnych wytwarzanych w dużych miastach Polski wykazują bardzo duże zróżnicowanie, dla którego trudno znaleźć jednoznaczne uzasadnienie. Wpływ na nie mają różne czynniki, a przede wszystkim różne sposoby i miejsca poboru prób, różne metody prowadzenia badań, cząstkowy charakter większości badań (badania prowadzone tylko w niektórych okresach roku). W efekcie, nie jest możliwe miarodajne porównanie wyników, ani ich uogólnienie podanie wartości wskaźnikowych dla dużych miast. 25
4. Wymagania prawne dotyczące prowadzenia monitoringu odpadów komunalnych Szereg aktów prawnych zarówno europejskich, jak i polskich, nakłada na wytwórców odpady obowiązek prowadzenia monitoringu odpadów - regularnych badań ilości i jakości zmieszanych odpadów komunalnych, a także poszczególnych ich składników, dla uzyskania niezbędnych informacji o stopniu realizacji wymagań nałożonych przepisami. Wymagania na poziomie UE: o Program Środowisko zawiera m.in. zalecenie: - zmniejszenia ilości odpadów kierowanych do ostatecznego unieszkodliwiania (na składowiska) o 20 % w roku 2010 w porównaniu do roku 2000 i o 50% w roku 2050, - zmniejszenia ilości wytwarzanych odpadów niebezpiecznych o 20% w roku 2010 w porównaniu do roku 2000 i o 50% w porównaniu do roku 2050. o Dyrektywa ramowa nakłada obowiązki zmniejszania wytwarzania odpadów, zwiększania ich odzysku i unieszkodliwiania przed składowaniem (hierarchia postępowania z odpadami). o Dyrektywy opakowaniowe nakładają obowiązek osiągania odpowiednich poziomów odzysku, w tym recyklingu odpadów opakowaniowych, których część jest zawarta w odpadach komunalnych. o Dyrektywa składowiskowa nakłada obowiązek zmniejszenia ilości składowanych komunalnych odpadów ulegających biodegradacji (dla takich krajów jak Polska) do 75% w roku 2010, do 50% w roku 2013 i 35% w roku 2020, w porównaniu do ilości tych odpadów wytworzonych w roku 1995. o Dyrektywa o odpadach sprzętu elektrycznego i elektronicznego nakłada obowiązki osiągania odpowiednich poziomów recyklingu i odzysku tych odpadów, część z nich pojawia się w odpadach komunalnych. o Rozporządzenie w sprawie statystyki odpadów, nakładające na kraje członkowskie UE obowiązek monitoringu, prowadzenia statystyki i przekazywania danych statystycznych o odpadach wytwarzanych, przetwarzanych, odzyskiwanych i unieszkodliwianych. 26
Wymagania na poziomie Polski: o Krajowe przepisy, stanowiące implementację prawa wspólnotowego, w tym zwłaszcza: ustawa o odpadach, ustawa o opakowaniach i odpadach opakowaniowych, ustawa o obowiązkach przedsiębiorców oraz o opłacie produktowej i depozytowej, ustawa o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym, rozporządzenia dotyczące budowy i eksploatacji składowisk, a także ich monitoringu. o Krajowy plan gospodarki odpadami zawierający wymagania dotyczące poziomów selektywnego zbierania, odzysku, w tym recyklingu, a także unieszkodliwiania wybranych strumieni odpadów. Wymagania na poziomie regionalnym i lokalnym: o Wojewódzkie, powiatowe i gminne plany gospodarki odpadami. o Planowanie i projektowanie instalacji do przetwarzania odpadów. o Planowanie i projektowanie systemów zbierania i odbierania odpadów zbieranych selektywnie. o Opłaty za składowanie odpadów. o Ocena efektywności gospodarki odpadami w oparciu o ustalone wskaźniki. 27
5. Przegląd i porównanie krajowych i zagranicznych metodyk prowadzenia badań ilości i jakości odpadów komunalnych 5.1. Krajowe metodyki badań odpadów komunalnych Dotychczasowe badania ilości oraz jakości odpadów komunalnych były prowadzone w Polsce głównie w dużych miastach: Warszawie, Wrocławiu, Krakowie, miastach Górnego Śląska, Zielonej Górze. Brak jest badań odpadów wytwarzanych w mniejszych miastach różnej wielkości, a także na terenach wiejskich. Brak jest też informacji dotyczących regionalnego zróżnicowania ilości i składu wytwarzanych odpadów. Większość badań realizowano w oparciu o normy branżowe i państwowe, zawierające metodyki badania odpadów i kompostów z odpadów komunalnych, tj.: o BN-87/910303: Unieszkodliwianie odpadów miejskich. Pobieranie, przechowywanie i przesyłanie oraz wstępne przygotowanie próbek odpadów do badań. o BN-87/9103-04: Unieszkodliwianie odpadów miejskich. Metody oznaczania wskaźników nagromadzenia. o PN-93/Z-15008/02: Oznaczanie wilgotności całkowitej. o PN-93/Z-15006: Oznaczanie składu morfologicznego. o BN-88/9103-07: Oznaczanie zawartości substancji organicznych w kompoście z odpadów miejskich. o PN-91/Z-15005: Oznaczanie zawartości węgla organicznego w kompoście z odpadów miejskich. o BN-90/9103-10: Oznaczanie zawartości azotu w kompoście z odpadów miejskich. o BN-90/9103-06/01: Badania zawartości fosforu w kompoście z odpadów miejskich. o BN-90/9103-06/02: Oznaczanie fosforu metodą miareczkową. o BN-90/9103-06/03: Oznaczanie fosforu metodą kolorymetryczną. o BN-90/9103-05/01: Badania zawartości potasu w kompoście z odpadów miejskich. o BN-90/9103-05/02: Oznaczanie potasu metodą miareczkową. o BN-90/9103-05/03: Oznaczanie potasu metodą fotometrii płomieniowej. o BN-72/0520-09: Oznaczanie odczynu ph. o BN-88/9103-08: Zawartość szkła i ceramiki. o PN-92/C-04570: Oznaczanie zawartości metali. 28
Normy BN-87/910303, BN-87/9103-04 oraz PN-93/Z-15006 dotyczą poboru prób odpadów, badań jednostkowych wskaźników ilości wytwarzanych odpadów oraz badań składu materiałowego. Były one opracowane w okresie, kiedy gospodarowanie odpadami w kraju miało ograniczony zakres, a liczba wymaganych informacji, zwłaszcza o składzie frakcyjnym i materiałowym odpadów, była zdecydowanie mniejsza niż obecnie. Schemat poboru prób i badań składu ziarnowego oraz morfologicznego odpadów wg PN- 93/Z-15006 przedstawiono na rys. 5. Rys. 5. Schemat badań składu granulometrycznego i materiałowego odpadów wg PN-93/Z- 15006 Podejmowanie decyzji dotyczących wyboru metod przetwarzania odpadów, projektowanie instalacji, ocena ich wydajności, bilansowanie materiałowe procesów sortowania oraz prognozowanie jakości produktów z odpadów wymaga szczegółowego rozpoznania składu i właściwości odpadów komunalnych. Istotne jest zbilansowanie odpadów opakowaniowych z podziałem na rodzaje, a także odpadów ulegających biodegradacji, w kontekście oceny osiąganych poziomów odzysku i recyklingu przed składowaniem itp. Zakres badań przewidzianych wymienionymi normami branżowymi i krajowymi jest daleko niewystarczający do wymienionych celów. 29
Aktualnie, stosowanie norm nie jest obligatoryjne, zwłaszcza, jeśli nie spełniają one już współczesnych wymagań. Jednak dla zapewnienia porównywalności wyników badań ilości i składu odpadów komunalnych powinny być przedstawione wytyczne i zalecenia, których stosowanie zapewni odpowiedni poziom wiarygodności uzyskiwanych wyników w skali całego kraju. Poniżej przedstawia się zastosowane w kraju nowe metody badań odpadów komunalnych, stanowiące znaczne rozszerzenie metod będących przedmiotem wymienionych norm. W badaniach prowadzonych we Wrocławiu w latach 1992-95 stosowano rozszerzoną metodykę, dającą odpowiedzi na wiele z postawionych wyżej szczegółowych pytań [22]. Schemat badań składu frakcyjnego i surowcowego odpadów przedstawiono na rys. 6. Rys. 6. Schemat analizy składu ziarnowego i materiałowego odpadów we Wrocławiu [22] Standardowe (zgodne z normami) badania obejmują podział odpadów na 4 frakcje ziarnowe, natomiast badania składu materiałowego (morfologicznego) wykonywane są standardowo dla całej masy odpadów o uziarnieniu powyżej 10 mm. W badaniach wrocławskich 30
wprowadzono odrębne badania składu materiałowego poszczególnych frakcji ziarnowych, tj. 10-40 mm, 40-100 mm oraz > 100 mm. We frakcji 10-40 mm oznaczano tylko dwie grupy materiałów: składniki ulegające biodegradacji i pozostałe składniki nieorganiczne. W frakcjach 40-100 mm i > 100 mm oznaczano zawartości 9 składników. Dalsze analizy fizyczne i chemiczne wykonywano odrębnie dla każdej wydzielonej frakcji materiałowej, tj. dla frakcji < 10 mm, frakcji biodegradowalnej zawartej we frakcji 10-40 mm, 9 materiałów we frakcjach 40-100 mm i frakcji > 100 mm. Dzięki tak szczegółowemu określeniu składu i właściwości fizyczno-chemicznych poszczególnych materiałów zawartych we frakcjach ziarnowych odpadów możliwe jest prowadzenie symulacji zmian składu odpadów pozostałych po wydzieleniu z odpadów zmieszanych różnych frakcji ziarnowych i materiałowych [79]. Badania odpadów w Zgorzelcu w latach 1998/99 wykonano w oparciu o indywidualną metodyką, stanowiącą rozwinięcie metodyk zawartych w BN i PN [33]. Wyniki tych badań stanowiły podstawę projektu instalacji mechanicznej obróbki odpadów do wydzielenia frakcji ulegającej biodegradacji do fermentacji. W celu szczegółowego ustalenia zawartości składników biodegradowalnych w różnych frakcjach ziarnowych odpadów, analiza sitowa obejmowała podział odpadów na 8 frakcji ziarnowych, tj. 0-8, 8-20, 20-40, 40-70, 70-80, 80-100, 100-120 i > 120 mm. Analiza składu materiałowego obejmowała 12 rodzajów materiałów. Skład chemiczny oznaczono odrębnie dla odpadów z poszczególnych środowisk miejskich, jak również dla wszystkich 12 frakcji materiałowych. Projekt badań odpadów wrocławskich z roku 1999 zawierał (w analizie ziarnowej), oprócz tradycyjnego podziału na frakcje <10 mm, 10-40 mm, 40-100 mm oraz > 100 mm, także wydzielenie dodatkowych frakcji, tj. < 20 mm oraz < 60 mm. Te dodatkowe frakcje, po określeniu ich udziałów w całej masie odpadów, zamierzano poddać sortowaniu: tj. frakcję 10-20 mm podzielić jedynie na składniki organiczne biodegradowalne i pozostałe, a frakcję 40-60 mm analizować tak, jak frakcję 40-100 mm. Ten podział miał na celu zbadanie, jakie byłyby ilości i skład odpadów po mechanicznym sortowaniu w celu wydzielenia materiałów do termicznej przeróbki (frakcja > 60 mm) oraz biologicznej stabilizacji przed usunięciem na składowisko (frakcja < 60 mm lub 20-60 mm), a także ewentualnie po odsianiu frakcji drobnej (< 20 mm) w celu bezpośredniego usunięcia na składowisko. W badaniach odpadów we Wrocławiu, w latach 2004/05, zastosowano zmodyfikowaną europejską metodę SWA Tool, której oryginalną wersję opisano w rozdziale 5.2. Badania od- 31
padów w Poznaniu w 2001 roku przeprowadzono metodą MODECOM, opisaną w rozdziale 5.2. [28]. Badania odpadów we Wrocławiu w latach 2004-2005, w czterech seriach: wiosna (W), lato (L), jesień (J), zima (Z) obejmowały [30]: o wydzielenie frakcji <10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm, 40-80 mm, 80-100 mm oraz > 100 mm, o podział frakcji >100 mm i 40-100 mm z serii W i L oraz frakcji >100 mm, 80-100 mm i 40-80 mm z serii J, Z na 11 kategorii materiałowych i 34 podkategorie, o podział frakcji 10-40 mm z serii W, L oraz frakcji 20-40 mm z serii J i Z na 11 kategorii. głównych. Wykaz kategorii głównych oraz podkategorii, przyjęto zgodnie z metodologią SWA-Tool (tabela 15). Schemat sortowania odpadów przedstawiono na rysunku 7. Zdjęcie obrazujące przesiewanie odpadów zawiera rysunek 8. Rys. 7. Schemat badania odpadów wg zmodyfikowanej metody SWA Tool [30] Rys. 8. Przesiewanie odpadów na sitach ręcznych 32