Paprastai užterštas dirvožemis, gruntas ar dumblas Lietuvoje iškasamas ir išvežamas į specialias grunto valymo aikšteles, kur, išvalytas iki tam tikrų koncentracijų, naudojamas antrąkart arba užterštas gruntas saugomas pavojingų atliekų sąvartynuose. Gruntas, dažniausiai užterštas naftos produktais, vežamas į aikšteles, kur valomas naudojant mikroorganizmus.

„Gruntas gali būti valomas ir vietoje, įrengus laikinas aikšteles. Išvalytas iki leidžiamų koncentracijų, jis iš karto gali būti grąžintas atgal“, – pasakoja Rasa Radienė, Lietuvos geologijos tarnybos Hidrogeologijos skyriaus vedėja, pastebėdama, kad toks valymas yra pigesnis, draugiškesnis aplinkai, bet taikomas tik įvertinus cheminių medžiagų koncentraciją, kt. faktorius. R. Radienės žodžiais, keliose vietose buvo taikytas sunkiaisiais metalais užteršto grunto valymas, užterštą plotą užsodinant greitai augančiais augalais, kurie kaupia bei skaido pavojingas medžiagas. Bet didžiausias metodo trūkumas – labai ilgai trunkantis procesas.

Alternatyvą rado, tirdami savaime susitankinančio grunto technologiją

Prieš pusantrų metų, bendradarbiaujant verslui – MB „Virmalda“ – ir mokslui – KTU Statybos ir architektūros fakulteto mokslininkams, buvo pradėta kurti savaime susitankinančio grunto technologija. Ji, pasak mokslinio projekto vadovo dr. prof. Žymanto Rudžionio, KTU Statybos ir architektūros fakulteto profesoriaus, situaciją keičia iš esmės – naudojamas esamas gruntas, kuris, permaišius jį su įvairiais mineralinės kilmės priedais, įgyja kur kas geresnes savybes negu atvežtas iš karjerų.

Atlikinėdami savaime susitankinančio grunto tyrimus, jau prieš pusantrų metų mokslininkai pastebėjo, kad ši technologija gali būti naudojama ir sprendžiant pavojingomis medžiagomis užteršto grunto problemą.

„Iš pradžių pastebėtos savaime susitankinančio grunto technologijos galimybės spręsti ir užteršto grunto problemą neatrodė itin aktualios. Tačiau pastarųjų mėnesių įvykiai, kai Alytuje degė padangos, Klaipėdoje fiksuotas normas viršijantis dirvožemio užterštumas chromu, kiti garsiai nuskambėję atvejai, parodė, kad užteršto grunto problema itin aktuali“, – pasakojo dr. prof. Ž. Rudžionis. 

Garsiai nuskambėję aplinkos taršos atvejai yra tik dalis problemos. Pasak mokslininko, didelė grunto tarša aptinkama intensyviai pramonės naudotose teritorijose. Atliekant grunto taršos tyrimus, labai dažnai randama sulfatų, nitratų, kurių kiekiai viršija normas, nustatytas naujai projektuojamiems naujiems statiniams, laikančiosioms konstrukcijoms ir jų atsparumui cheminiam poveikiui. Dr. prof. Ž. Rudžionis pabrėžia, kad užteršto grunto išvežimas, saugojimas, taikant specialias priemones arba jo kaitinimas aukštoje temperatūroje yra brangiai kainuojančios technologijos.
KTU mokslininkai, bendradarbiaudami su verslu, siūlo kitokį sprendimą.

Pavojingas atliekas įmobilizavo į gruntą

„Pasitelkę užsienio partnerių, su kuriais dirbome, patirtį, ėmėmės kitokio sprendimo: mūsų jau sukurtoje savaime susitankinančio grunto technologijoje bandome pritaikyti taršos įmobilizavimą, – pasakoja dr. prof. Ž. Rudžionis. – Pirminiai tyrimai pademonstravo itin gerus rezultatus, tačiau jų reikia daugiau ir gilesnių.“

Mokslininkų komanda, kurioje dirba statybos inžinerijos, medžiagotyros, chemijos, aplinkos inžinerijos specialistai, įžvelgė galimybių savaime susitankinančiame grunte sumažinti taršą net keliais metodais. Vienas jų – sutankinti gruntą tiek, kad į jį neprasiskverbtų vanduo ir mažiau išsiplautų sunkiųjų metalų. Kitas – sunkieji metalai įmobilizuojami cheminiu būdu, taip jie pereina į kitą – netirpią vandenyje – formą ir tampa saugūs aplinkosaugos požiūriu.

Šiuo metu mokslininkų komanda daugiausia bandymų atlieka su 6-valenčiu chromu, kuris yra tirpus vandenyje sunkusis metalas ir pavojingas žmogui. KTU mokslininkams pavyko chromą sėkmingai utilizuoti savaime susitankinančiame grunte.

Tiek pirminių, tiek atkartotų tyrimų duomenys, kai į įvairių tipų savaime susitankinančius gruntus buvo specialiai įmaišoma 6-valenčio chromo bei naudojamos įvairaus agresyvumo išplovimo metodikos, parodė įstabius rezultatus.

„Viena iš standartizuotų ir Vokietijoje rekomenduojamų metodikų – iš grunto masės kubelio ar cilindro suformuojami savaime susitankinančio sutvirtinto grunto pavyzdžiai ir intensyviai plaunami vandeniu ilgą laiką. Po plovimo tiriama išsiplovusio chromo ar kito sunkiojo metalo koncentracija vandenyje, – pasakoja dr. prof. Ž. Rudžionis. – Pirminiai mūsų atlikti tyrimai su chromu, vanadžiu, nikeliu patvirtina, kad, iš tokio savaime susitankinančio grunto suformavus konstrukciją ar pagrindą, minėti metalai visiškai neišsiplauna. Mūsų labai tikslūs matavimo prietaisais parodė itin mažas sunkiųjų metalų koncentracijas, kokias galima aptikti bet kur gamtoje.“ 

Skaičiai apstulbino ir mokslininkus

Mokslininkai žengė dar toliau – o kas bus, jeigu tą gruntą po kurio laiko kažkas iškas, naudos antrą kartą? Ar sunkieji metalai neišsiplaus? Siekdami įsitikinti, ar technologija tikrai patikima, mokslininkai atliko dar agresyvesnius tyrimus. 

Šįkart gruntas buvo dar labiau susmulkintas – iki 2 mm dydžio dalelių – ir intensyviai plaunamas vandenyje. Bandymas parodė ženkliai po išplovimo sumažėjusią koncentraciją.

Mokslininkai ėmėsi dar agresyvesnių metodų: gruntas buvo plaunamas ir „aqua regia“, t. y. koncentruotu azoto rūgšties ir druskos rūgšties mišiniu, kuris tirpina tauriuosius metalus. Rezultatai nudžiugino.

„Atliekant bandymus su chromu, neleistiną 3 kategorijos koncentraciją sutrupintame grunte sumažinome daugiau negu 100 kartų, o sutrupintame grunte ir plautame „aqua regia“ – iki 10 ir daugiau kartų. Jeigu iki bandymų buvo fiksuojamas 3 kategorijos užterštas gruntas arba 300 miligramų chromo 1 kilograme sausos medžiagos, tai net plaudami gruntą pačiu agresyviausiu metodu, sumažiname jo kiekį iki leistinos normos – 30 mg/kg sausos medžiagos. Vadinasi, gruntas yra švarus“, – dalijosi rezultatais dr. prof. Ž. Rudžionis. 

Analogiškų rezultatų buvo pasiekta ir su nikeliu, vanadžiu. Kai kurie skaičiai apstulbino ir pačius mokslininkus: vanadžio koncentraciją, naudojant savaime susitankinančio gruntą technologiją, pavyko sumažinti net 1000 kartų. Aukštus rezultatus lemia grunto tankumas – jis turi būti pakankamai tankus, – ir priedai, naudojami savaime susitankinančio grunto paruošimui. Visų priedų išbandyti neįmanoma, tad buvo pasitelktos jau sukauptos žinios, kaip galima chemiškai surišti sunkiuosius metalus, juos stabilizuoti. Tam naudoti sorbentai (sugeriančios arba absorbuojančios medžiagos); įvairūs cheminius junginiai, palengvinantys sunkiųjų metalų surišimą; priedai, efektyviai tankinantys savaime susitankinančio grunto struktūrą.

Verslas rengia būtiną bazę ir perima kompetencijas

Lygiagrečiai su mokslininkais „Virmalda“ rengiasi technologijos taikymui savo įmonėje: įrenginėjama speciali laboratorija, įsigyjama būtina įranga, iš mokslininkų perimamos būtinos kompetencijos. „Virmalda“ kartu su mokslininkais rengia dokumentus nacionaliniam techniniam liudijimui – Lietuvoje tokios teisinės bazės dar nėra. Kadangi šių dokumentų rengimas ir tvirtinimas imlus laiko požiūriu, „Virmalda“ planuoja per pusmetį pirmiausia parengti įmonės standartą, pagal kurį galėtų pradėti vykdyti darbus. 

Prieš pusantrų metų „Virmalda“ ir KTU pradėjo įgyvendinti bendrą projektą, kurdami savaime susitankinančios grunto technologiją. Šiam projektui buvo gautas finansavimas pagal paramos sutartį su LVPA ir panaudojant ES regioninės plėtros fondo lėšas pagal priemonę Nr. 01.2.1-LVPA-K-828 „Intelektas. Bendri mokslo – verslo projektai“. Jau projekto metu pastebėjus naujų šios technologijos galimybių, t. y. nukenksminti užterštą pavojingomis medžiagomis gruntą, „Virmalda“ nusprendė investuoti savo lėšų ir galimybes paversti realia technologija.