Nowoczesne metody utylizacji dzikich i niekontrolowanych wysypisk odpadów komunalnych

Jednym z największych wyzwań XXI wieku jest zagospodarowanie ogromnych ilości odpadów, w tym szczególnie komunalnych. Powstawanie odpadów w lawinowym tempie to globalny problem w skali światowej ze względu na rosnącą liczbę ludności.

Według danych statystycznych miesięcznie w Polsce obserwujemy znaczny wzrost ilości produkowanych śmieci w przeliczeniu na jednego mieszkańca. W okresie od 2004 do 2008 r. miesięcznie było to 7 kg, a w latach 2016–2020 już aż 39 kg. Zauważmy przy tym, że przedstawione dane nie dotyczą odpadów żywieniowych i przemysłowych.

W Niemczech na wysypiska trafia zaledwie 1,5% masy wszystkich śmieci – resztę albo poddaje się recyklingowi (68% śmieci) albo utylizacji, czyli spalaniu i przetwarzaniu na energię. Tymczasem w Polsce dominującymi sposobami postępowania z odpadami komunalnymi wytworzonymi w 2020 r. były odzysk (48,4%) oraz składowanie (42,3%) [1, 2].

Jedno z najwyższych wysypisk śmieci w Europie (wysokość względna prawie 100 metrów) jest na terenie Warszawy – jest to składowisko Radiowo, które ma powierzchnię 16,76 hektarów. Największe czynne wysypisko w Polsce znajduje się w Myśliborzu, zajmuje 78 hektarów, drugie największe wysypisko jest w Legnicy, a trzecie – w Opolu, mają one ponad 28 hektarów. Ustawa z 14 grudnia 2012 roku powinna ograniczyć ilości magazynowanych odpadów na wysypiskach, ale tak się nie stało. Co więcej, sytuacja pogorszyła się gwałtownym wzrostem „dzikich” i niekontrolowanych wysypisk odpadów. W 2021 roku w Polsce działało 12 778 nielegalnych śmieciowisk, a zlikwidowanych zostało ponad 10 tys. z nich. Jak wynika z danych GUS w okresie 2015-2017 r. najwięcej „dzikich” wysypisk wykryto w Krakowie (3056) i Warszawie (1530), wywieziono z nich ponad 15,5 tys. ton odpadów.

Składowanie jest najstarszą i najbardziej rozpowszechnioną metodą unieszkodliwiania różnego rodzaju odpadów. Jednocześnie „dzikie” i niekontrolowane wysypiska odpadów są na terenach zurbanizowanych coraz częstszym zjawiskiem, do czego przyczynił się szybki rozwój gospodarczy w ciągu ostatnich dziesięcioleci. Takie składowiska nie spełniają norm w kwestii budowy i eksploatacji, także nie mają zabezpieczeń izolacyjnych i nie są w żaden sposób nadzorowane. Są to obiekty szczególnie niebezpieczne dla środowiska, doprowadzają do skażenia otaczających dany teren gleb, powietrza, wód powierzchniowych i podziemnych, czy też roślinności [3, 4].

Składowiska stają się siedliskiem dla owadów, ptaków oraz gryzoni, które przenoszą choroby zakaźne. Odpady komunalne posiadają w swym składzie znaczną zawartość materiałów organicznych o różnej wilgotności, co jest idealnym podłożem dla rozwoju wszelkiego rodzaju bakterii.

Wśród bakterii wykrywanych w odciekach (czyli płynach zbierających się podczas fermentacji) oraz w powietrzu atmosferycznym na składowiskach odpadów dominują rodzaje: Staphylococcus, Streptococcus, Enterobacter, Salmonella, Legionella, Alcaligenes, Flavobacterium i Cytophaga. Natomiast wśród grzybów występują: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Mucor, Alternaria, Geotrichum, Stachybotrys. Poza tym powstające na „dzikim” wysypisku gazy, między innymi siarkowodór i metan, mogą doprowadzić do samozapłonu odpadów. Niekontrolowane wysypiska mogą być źródłem przenikania do wód podziemnych metali ciężkich oraz ksenobiotyków (związki obce dla organizmu, które nie są jego naturalnymi metabolitami) wywołujących efekty muto- i kancerogenne w organizmach żywych.

Jak możemy przeciwdziałać dzikim wysypiskom i czy można całkowicie odzyskać zanieczyszczone tereny? W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie nowymi ekologicznymi rozwiązaniami i technologiami, które nie wymagają dużych nakładów finansowych, a pozwalają na całkowite lub częściowe oczyszczenie terenów. Długotrwały proces samooczyszczania środowiska wiąże się ze spontanicznym przebiegiem reakcji fizyko-chemicznych oraz biologicznych (specyficzną aktywnością enzymatyczną mikroorganizmów) podczas degradacji odpadów. Zdolność mikroorganizmów do degradacji odpadów polega na unieszkodliwianiu na drodze utlenienia i rozkładu (biodegradacji), przyswojenia (asymilacji), bądź transformacji w nietoksyczne związki chemiczne (biotransformacja).

Nowoczesne Technologii Bioremediacji Wysypisk Odpadów Komunalnych wykorzystują potencjał mikroorganizmów oraz roślin [5] i mogą być z powodzeniem wykorzystywane do usuwania ze środowiska rożnego typu zanieczyszczeń oraz szybkiego rozkładu materii organicznej.

Bioremediacja może być przeprowadzana metodą in situ (w miejscu skażenia) oraz metodą ex situ (poza miejscem skażenia). Bioremediacja ex situ wymaga odpowiedniego przygotowania stanowiska technologicznego (co wiąże się z większymi nakładami finansowymi) i może zachodzić w specjalnych bioreaktorach oraz w pryzmach kompostowych. W niektórych sytuacjach bioremediacja in situ stanowi najlepszą metodę rekultywacji środowiska, np. w przypadku zanieczyszczeń rozproszonych: pestycydów stosowanych na rozległych obszarach rolniczych czy zanieczyszczenia dużych obszarów ropą i produktami naftowymi. Nie ma również efektywniejszego sposobu rekultywacji „dzikich” wysypisk odpadów. Jednak utrzymywanie rozwoju mikroorganizmów w konkretnych warunkach oraz ich aktywności w obecności wielu specyficznych polutantów (odpadek zawierający szkodliwe substancje i powodujący zanieczyszczenie środowiska) wymaga kontrolowania, ścisłego procesu doboru i wyselekcjonowania [6, 7].

Dobrym przykładem jest możliwość przeprowadzenia procesów bioremediacji in situ przez rdzenne mikroorganizmy. Zadaniem technologii w tym przypadku jest stymulacja aktywności biodegradacyjnej mikroorganizmów poprzez substancje bioaktywne. Wśród popularnych czynników bioaktywnych enzymy posiadają wysoki potencjał do efektywego przyspieszenia procesów rozkładu, przekształcania i detoksykacji zanieczyszczeń [8, 9]. Udowodniono na przykład, że proces beztlenowego rozkładu rozdrobnionych resztek roślinnych ulega 5-7-krotnemu przyspieszeniu w czasie po wprowadzeniu enzymów w porównaniu do procesu rozkładu tych samych surowców bez bioaktywnych dodatków. Jednak detoksykacja i biodegradacja enzymatyczna wymaga kontrolowania procesu tak samo, jak i utrzymywanie procesu rozwoju mikroorganizmów.

W przypadku słabej aktywności lub przy braku rozwiniętego rdzennego mikrobiomu możliwe jest wprowadzenie kultur bakteryjnych: Bakterium, Actinomyces, Arthrobactes, Thiobacterium, Hydiomonas, Bacillus, jak również i grzybów rodzaju Candida [7]. Grzyby szybko i skutecznie utylizują związki aromatyczne w glebie: Candida sp. pochłania naftę, Candida lipolytica degraduje ropę naftową. Mikroorganizmy zdolne do degradacji oleju na powierzchni gleby – Actmomycor elegans i Geotrichum marium. Dodatkowa stymulacja potencjału mikroorganizmów bezpiecznymi preparatami enzymatycznymi może być jedną z nowoczesnych obiecujących metod dla rekultywacji i utylizacji składowisk odpadów oraz oczyszczenia gleb.

„Dzikie” i niekontrolowane wysypiska odpadów to kolejny przykład na to, że stan otaczającego nas środowiska zależy od nas samych. Musimy już teraz zmienić nieprawidłowe segregowanie odpadów oraz strategie ich ekologicznego zagospodarowania. Nie możemy zostawić po sobie śmietnika następnym pokoleniom!

Literatura:

1. Wskaźniki zrównoważonego rozwoju Polski, GUS, US w Katowicach, Katowice 2011, s. 156.
2. Kłos L. Gospodarka odpadami komunalnymi – wyzwanie XXI wieku: Studia i prace wydziału nauk ekonomicznych i zarządzania, nr 28, s. 131-143.
3. Irmiński W. [red. nauk.]: Podręcznik badań starych składowisk – ocena, podstawy badawcze. Biblioteka Monitoringu Środowiska PIOŚ. Warszawa 1996.
4. Sądej W., Posłuszny J., Luliński Z., Namiotko A., Problemy gospodarki odpadami komunalnymi w Brodnicy w aspekcie zrównoważonego rozwoju, w: Ekologiczne aspekty zrównoważonego rozwoju regionalnego i lokalnego, red. K. Małachowski, Wydawnictwo Wyższej Szkoły Ekonomicznej w Białymstoku, Białystok 2007, s. 69–70.
5. Siwek M. 2008. Phytoremediation as a biological method of cleaning up the environment. Wiadomości Botaniczne 52(1/2): 23-28.
6. Jędrczak A. Biologiczne przetwarzanie odpadów, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2008.
7. Waraczewska Z., Niewiadomska A., Grzyb A. Wybrane metody bioremediacji in situ z wykorzystaniem mikroorganizmów // WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE, 2018 (VII–IX). T. 18. Z. 3 (63) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS ISSN 1642-8145 s. 65–78.
8. Marchut-Mikolajczyk O., Kwapisz E., Antczak T. // Inżynieria i ochrona środowiska, 2013, t. 16, nr 1, s 39-55.
9. Wydro U., Łapiński D., Ofman P., Struk-Sokolowska J. Wspomaganie procesów bioremediacji gleb zanieczyszczonych / Politechika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, u.wydro@doktoranci.pb.edu.pl, s. 503-515.