Czynniki chemiczne wpływające na proces fermentacji

praca dyplomowa z ochrony środowiska

Ważnym parametrem stabilnego przebiegu beztlenowego rozkładu substancji organicznych jest odczyn. Masa fermentacyjna charakteryzuje się dużą pojemnością buforową ze względu na obecność kwasu octowego, fosforanów, węglanów i siarkowodoru oraz słabych zasad, np. wodorotlenku amonu. Pozwala to na utrzymanie optymalnego odczynu w zakresie 6,8-7,4 pH. Załamanie procesu fermentacji poprzez dominację fazy kwaśnej sygnalizowane jest początkowo przez wzrost stosunku kwasów lotnych do zasadowości, następnie przez obniżenie pH. Stała kontrola tych parametrów informuje o poprawnym przebiegu procesu.

Zależność między zawartością węgla i azotu w materiale organicznym reprezentowana przez stosunek C/N przyjmuje optymalną wartość w przedziale 20-30. Związki azotu są niezbędne do budowy białka bakteryjnego organizmów biorących udział w procesie fermentacji, ale zbyt mała wartość współczynnika C/N prowadzi do gromadzenia się toksycznego amoniaku.

Działanie toksyczne na bakterie metanowe, a tym samym na proces fermentacji, wykazuje wiele związków, zarówno wprowadzanych z zewnątrz w biomasie, jak również niektóre produkty przemian związków organicznych. Skala wpływu związków toksycznych zależna jest od ich stężenia, stopnia zdysocjowania oraz od wartości odczynu. Formy niezdysocjowane wykazują działanie toksyczne przy dużo mniejszym stężeniu niż formy zdysocjowane.

Wśród produktów przemian zachodzących w komorze fermentacyjnej działanie toksyczne wykazują [14]:

  • kwasy organiczne

Są produktami fazy kwaśnej, w przypadku nadmiernego wzrostu ich stężenia (powyżej 2000 mg/dm3) dochodzi do za łamania” fazy metanotwórczej objawiającego się obniżoną produkcją gazu i zwiększonym udziale w nim dwutlenku węgla i wodoru. Toksyczność kwasów organicznych maleje wraz ze wzrostem stopnia zdysocjowania oraz wartości pH;

  • siarkowodór

Powstaje w wyniku redukcji siarczanów lub rozkładu organicznych połączeń siarki. Hamujący wpływ obserwuje się już przy stężeniach 25-50 mg/dm3, a wstrzymanie produkcji metanu następuje przy stężeniu 200-300 mg/dm3. Efekt działania siarkowodoru wzrasta wraz z obniżaniem wartości pH;

  • amoniak

Jego obecność jest wynikiem rozkładu organicznych połączeń azotu. Amoniak hamuje proces metanogenezy przy stężeniu 1500 mg/dm3, natomiast jest toksyczny w stężeniu powyżej 3000 mg/dm3. Jego wpływ jest większy przy wysokiej wartości pH.

Do substancji wprowadzanych do procesu w biomasie o działaniu hamującym lub toksycznym należą [5] [34]:

  • kationy metali lekkich: Mg2+ (3000 mg/dm3), Ca2+ (8000 mg/dm3), Na+ (8000 mg/dm3), K+ (12000 mg/dm3);
  • kationy metali ciężkich: Pb2+ (5-30mg/dm3), Cd2+ (70 mg/dm3), Zn2+ (3-100 mg/dm3), Cu2+ (5-100 mg/dm3), Ni2+ (50-200 mg/dm3);
  • aniony: cyjanki CN-, węglany CO32″, siarczki S2-, siarczyny SO32″;
  • związki organiczne: dodatki wzrostowe do pasz, środki dezynfekcyjne i dezynsekcyjne, środki chemoterapeutyczne, środki ochrony roślin;
  • substancje powierzchniowo czynne;
  • inne substancje: KCN, chinina, chloran potasu, chloroform, atropina, kurara, strychnina;
  • tlen i chlor.

[14] Graczyk Magdalena, „Wpływ toksyczności wewnętrznej na proces fermentacji metanowej”, Ekologia i Technika nr 3/1996

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Stan i perspektywy rozwoju fermentacji odpadów w Europie

kontynuacja pracy dyplomowej z sierpnia

W roku 2002 w krajach Unii Europejskiej wyprodukowano 2762 tys. toe biogazu [4]. W porównaniu z rokiem 2001 nastąpił wzrost o 9,8%. Jednak tylko część wytworzonego gazu jest przetwarzana na końcowe formy energii (energię elektryczną, cieplną, paliwo). Brak dochodowego rynku zbytu powoduje, że około połowa wyprodukowanego w Europie biogazu jest spalana w pochodni. Ma to na celu ograniczenie jego wpływu na efekt cieplarniany.

W produkcji biogazu przoduje Wielka Brytania [Tabela 14], gdzie sektor ten rozwinął się w wyniku polityki odstępowania od paliw kopalnych, np. dzięki programowi NFFO (Non Fossil Fuel Obligation). Silna jest również pozycja Niemiec, szybki przyrost wykazuje Francja i Hiszpania. Biorąc pod uwagę zaludnienie, największą ilość biogazu w przeliczeniu na 1000 mieszkańców produkują Wielka Brytania (16 toe), Szwecja (13 toe) i Dania (11,5 toe). Średnia w krajach UE to 7,4 toe/1000 mieszkańców [4].

Tabela 14. Produkcja biogazu w krajach Unii Europejskiej i w Polsce w latach 2001-2002 [4]

Lp. Państwo Produkcja w 2001 r. [tys. toe] Produkcja w 2002 r. [tys. toe] Zmiana

[%]

1. Wielka Brytania 904 952 5,2
2. Niemcy 600 659 9,9
3. Francja 196 310 58,5
4. Hiszpania 134 168 25,2
5. Włochy 153 155 1,2
6. Holandia 161 134 -17,0
7. Szwecja 112 115 2,5
8. Dania 73 62 -14,5
9. Austria 56 59 5,0
10. Belgia 45 56 25,0
11. Grecja 33 42 28,7
12. Irlandia 28 28 0
13. Finlandia 18 18 0
14. Luksemburg 2 2 0
15. Portugalia 1 2 100,0
Razem 2516 2762 9,8
Polska 57 62 8,0

Na terenie UE w 2002 roku istniało ponad 4000 obiektów wytwarzających biogaz [Tabela 15], w stosunku do roku 2000 nastąpił wzrost o około 7%.

Tabela 15. Przybliżone ilości obiektów produkujących biogaz w krajach UE [4]

Obiekty produkujące biogaz Ilość
Zakłady fermentacji osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków 1600-1700
Biogazownie rolnicze 1600-1700
Składowiska odpadów ok. 450
Zakłady fermentacji odpadów przemysłowych ok. 420
Zakłady fermentacji odpadów komunalnych ok. 65
Zakłady wspólnej fermentacji odpadów ok. 55

Średni wskaźnik wykorzystania biogazu w UE wynosi 37% (w Niemczech i Danii ponad 50%). Pozwoliło to na produkcję 1024 tys. toe energii (61,7% elektrycznej, 38,3% cieplnej) [Tabela 16].

Tabela 16. Produkcja energii elektrycznej i cieplnej z biogazu w krajach UE oraz Polsce [4]

Lp. Państwo Energia elektryczna [tys. toe] Energia cieplna [tys. toe] Razem [tys. toe]
1. Niemcy 185 168 353
2. Wielka Brytania 244 55 299
3. Francja 35 59 94
4. Holandia 24 34 58
5. Włochy 52 0 52
6. Hiszpania 33 11 44
7. Dania 18 19 37
8. Szwecja 2 24 26
9. Austria 18 6 24
10. Belgia 11 1 12
11. Irlandia 6 3 9
12. Finlandia 2 3 5
13. Grecja 0 6 6
14. Luksemburg 1 2 3
15. Portugalia 1 1 2
Razem 632 392 1024
Polska 10,8 8,5 19,3

W ostatnich latach, szczególnie od 1996 roku nastąpił w Europie gwałtowny wzrost ilości odpadów unieszkodliwianych w obiektach fermentacji metanowej [Rysunek 19]. Przepustowość obiektów beztlenowego unieszkodliwiania odpadów w Europie stanowi około 5% całkowitej przepustowości kompostowni. Kraje, w których ten udział jest największy to: Szwajcaria (26,6%), Holandia (15,6%) i Belgia (11,9%) [18].

Rysunek 19. Przepustowość instalacji fermentacji metanowej odpadow komunalnych w Europie [50]

Potencjał wytwarzania biogazu dla krajów UE wynosi około 18 mln toe do roku 2020 [Tabela 17], największe możliwości posiada Francja, Niemcy i Wielka Brytania.

Lp. Państwo Potencjał produkcji biogazu do 2020 r.

[tys. toe]

1. Francja 3682
2. Niemcy 3419
3. Wielka Brytania 2271
4. Włochy 1626
5. Hiszpania 1578
6. Holandia 1172
7. Irlandia 1028
8. Belgia 765
9. Dania 765
10. Austria 526
11. Szwecja 383
12. Portugalia 311
13. Finlandia 263
14. Grecja 167
15. Luksemburg 31
Razem 17987

Konieczne jest dalsze udoskonalanie technologii fermentacji metanowej, aby mogły stać się one bardziej atrakcyjne i tym samym znajdować szerokie zastosowanie do unieszkodliwiania odpadów. Wymagane są przede wszystkim [46]:

  • zwiększenie uzysku biogazu poprzez kontrolowane mieszanie różnych rodzajów odpadów, optymalizację zawartości suchej masy oraz metody przyspieszające przemianę trudno rozkładalnych związków we wsadzie;
  • obniżenie kosztów inwestycyjnych, min. poprzez stosowanie obiektów modułowych przy użyciu standardowych części;
  • obniżenie kosztów eksploatacyjnych poprzez automatyzację, zmniejszenie awaryjności i poprawę niezawodności instalacji;
  • wypracowanie standardów biogazu umożliwiających jego dodawanie do sieci dystrybucji i użytkowania gazu ziemnego.

Firmy europejskie są światowymi liderami technologii prowadzenia fermentacji metanowej, jednak by mogły one wejść na rynki krajów rozwijających się, wymagają obniżenia kosztów wyposażenia obiektów.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Bakterie metanowe

prace z ekologii pisane są nie tylko na tym kierunku

W procesie fermentacji metanowej główną rolę odgrywają metanogeny. Są to bakterie bezwzględnie beztlenowe należące do domeny Archaea, powstałe już 3-4 mld lat temu. Naturalnie występują one w mule rzek i jezior, w wodach gejzerów, szczelinach wulkanów, pokładach torfu, węgla, ropy i gazu ziemnego oraz w żwaczu krów i innych przeżuwaczy. Współżyją z organizmami wytwarzającymi wodór.

Bakterie metanowe ze względu na charakterystyczne zakresy temperatur, w których się rozwijają można podzielić na[5]:

  1. bakterie mezofilne (np. Methanobacterium bryantii, Methanobacterium formicicum, Methanobrevibacter arboliphilus, Methanobrevibacter ruminantium, Methanosphaera stadtmaniae, Methanococcus vannielii, Methanomicrobium mobile, Methanospirillum hungatei, Methanosarcina vacuolata, Methanothrix soehngenii) wzrastające w temperaturze 25-45 0C (optymalnie 30-40 0C);
  2. bakterie termofilne (np. Methanobacterium thermoautotrophicum, Methanobacterium thermoaggregans, Methanobacterium thermophilicum, Methanogenium thermophilicum, Methanosarcina barkeri, Methanothrix thermophilic) wzrastające w temperaturze 40-75 0C (optymalnie 55-65 0C).

Większość bakterii metanowych rozwija się przy odczynie w zakresie 6-9 pH (optymalnie 6,5-7,5 pH). Tabela 6 zawiera wykaz ważniejszych bakterii metanowych z optymalnym zakresem temperatury i odczynu dla wzrostu.

Tabela 7. Klasyfikacja bakterii metanowych

Rodzaj

Gatunek

Substrat

Temp. 0C

Odczyn

Methanobacterium

M. formicium

H2, hcooh

37-45

6,6-7,8

M. bryanti

H2

37-39

6,9-7,2

M. thermoautotrophicum

H2

65-70

7,2-7,6

M. thermoaggregans

M. volfei

Methanobrevibacter

M. arbo-riphilus

H2

37-39

7,5-8,0

M. ruminantium

H2, hcooh

37-39

6,3-6,8

M. smithi

H2, hcooh

37-39

6,9-7,4

Methanococcus

M. vanielii

H2, hcooh

36-40

6,7-7,4

M. voltae

H2, hcooh

36-40

6,7-7,4

M. jannaschii

M. deltae

M. thermolithotrophicum

Methanomicrobium

M. mobile

H2, hcooh

40

6,1-6,9

Methanogenium

M. cariaci

H2, hcooh

20-25

6,8-7,3

M. marisnigr

H2, hcooh

20-25

6,2-6,6

M. oleantangyi

M. tatii

M. thermophilicum

M. frittonii

Methanospirillium

M. hungatei

H2, hcooh

20-40

6,8-7,5

Methanosarcina

M. bakeri

H2, CHbCOOH, CHbOH,

CH3NH2,

35-40

6,7-7,2

M. mazei

M. thermophila

M. acetivorans

Methanotrix

M. soehungenii

CH3COOH

M. fervidus

Źródło: Sadecka Zofia, „Toksyczność i biodegradacja insektycydów w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych”, Redakcja Wydawnictw Naukowo-Technicznych, Zielona Góra, 2002


[5] Buraczewski Gerard, Bartoszek Bolesław, B iogaz – wytwarzanie i wykorzystanie”, PWN, Warszawa, 1990

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Dyrektywa unijna w sprawie ziemnych składowisk odpadów

podrozdział pracy magisterskiej

Współczesne społeczeństwa stoją przed ogromnym wyzwaniem związanym z właściwym gospodarowaniem odpadami, które wciąż rosną w skali globalnej. W miarę wzrostu liczby ludności, intensyfikacji produkcji przemysłowej oraz konsumpcji dóbr, problem odpadów stał się jednym z kluczowych zagadnień ochrony środowiska. Nieodpowiednie składowanie odpadów może prowadzić do poważnych zagrożeń dla środowiska naturalnego, w tym do zanieczyszczenia wód gruntowych i powierzchniowych, degradacji gleby, emisji szkodliwych gazów, w tym metanu i dwutlenku węgla, a także do negatywnych skutków dla zdrowia ludzkiego. W odpowiedzi na te wyzwania, Unia Europejska przyjęła szereg regulacji prawnych mających na celu ujednolicenie standardów gospodarowania odpadami w państwach członkowskich, a jednym z najważniejszych dokumentów w tym zakresie jest Dyrektywa Rady 1999/31/WE w sprawie składowisk odpadów.

Dyrektywa Rady nr 99/31/EC z 26 kwietnia 1999 r. w sprawie ziemnych składowisk odpadów [11] definiuje odpady ulegające biodegradacji jako wszelkie odpady ulegające rozkładowi tlenowemu lub beztlenowemu, takie jak odpady żywności i odpady ogrodnicze oraz papier i karton.

W art. 5 wymagane jest przyjęcie przez Państwa Członkowskie krajowej strategii ograniczania ilości bioodpadów przeznaczonych do składowania, która zagwarantuje, że:

  • do roku 2006 ilość odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, które są kierowane na składowiska zostanie zredukowana do 75% wagowych w stosunku do 1995 roku;
  • do roku 2009 ilość odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, które są kierowane na składowiska zostanie zredukowana do 50% wagowych w stosunku do 1995 roku;
  • do roku 2016 ilość odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, które są kierowane na składowiska zostanie zredukowana do 35% wagowych w stosunku do 1995 roku.

Państwa, które w 1995 r. złożyły na składowiskach ziemnych ponad 80% zgromadzonych własnych odpadów komunalnych, mogą przesunąć osiągnięcie ustalonych celów o okres nie dłuższy niż cztery lata.

Polska wynegocjowała czteroletni okres przejściowy obowiązywania dyrektywy.

Dyrektywa formułuje również obowiązek umieszczania na składowiskach ziemnych tylko takich odpadów, które poddane zostały przeróbce.

Dyrektywa ta, znana również jako Dyrektywa o składowiskach odpadów, została przyjęta w celu ochrony środowiska przed negatywnymi skutkami niekontrolowanego składowania odpadów oraz zmniejszenia ich ilości poprzez wspieranie recyklingu i odzysku materiałów. Podstawowym założeniem dokumentu jest wprowadzenie wysokich standardów technicznych dla lokalizacji, projektowania, eksploatacji i zamykania składowisk odpadów, tak aby minimalizować ryzyko zanieczyszczenia gleby, wód oraz powietrza. Dyrektywa nakłada na państwa członkowskie obowiązek klasyfikacji odpadów przed ich składowaniem, określenia dopuszczalnych metod składowania w zależności od rodzaju odpadów oraz wprowadzenia systemu monitoringu i kontroli środowiskowej. Dokument wyróżnia trzy główne kategorie składowisk: składowiska odpadów niebezpiecznych, składowiska odpadów innych niż niebezpieczne oraz składowiska odpadów inertnych, które charakteryzują się minimalnym wpływem na środowisko.

Dyrektywa 1999/31/WE wprowadza również obowiązek stosowania odpowiednich barier geomembranowych i systemów odprowadzania odcieków, które mają na celu ograniczenie migracji zanieczyszczeń do środowiska. Składowiska muszą być wyposażone w dno oraz systemy drenażowe wykonane z materiałów o wysokiej szczelności, co pozwala na bezpieczne odprowadzanie odcieków do zbiorników retencyjnych lub do systemów oczyszczania. W przypadku odpadów niebezpiecznych, wymagania są jeszcze bardziej rygorystyczne – niezbędne jest stosowanie podwójnych warstw ochronnych oraz regularny monitoring wód gruntowych i gazów składowiskowych. W ten sposób dyrektywa minimalizuje ryzyko przedostawania się substancji toksycznych do gleby, wód i atmosfery, chroniąc zarówno środowisko naturalne, jak i zdrowie ludzi.

Integralną częścią dyrektywy jest także nakaz selektywnego przyjmowania odpadów oraz obowiązek prowadzenia systemu rejestracji i raportowania. Państwa członkowskie są zobowiązane do monitorowania ilości przyjmowanych odpadów, ich rodzaju, pochodzenia oraz sposobu zagospodarowania. Każde składowisko musi posiadać dziennik eksploatacyjny, w którym rejestrowane są informacje dotyczące ilości składowanych odpadów, operacji związanych z ich przemieszczeniem oraz wszelkich incydentów. Tego rodzaju dokumentacja umożliwia skuteczną kontrolę i ocenę zgodności funkcjonowania składowisk z obowiązującymi przepisami, a także pozwala na identyfikację obszarów wymagających poprawy.

Dyrektywa unijna kładzie także nacisk na ochronę środowiska po zakończeniu eksploatacji składowiska. Każde składowisko musi posiadać plan rekultywacji, który określa działania mające na celu przywrócenie funkcji ekologicznych i użytkowych terenu po zamknięciu obiektu. Plan obejmuje m.in. odpowiednie ukształtowanie terenu, nasadzenia roślinności, systemy odprowadzania gazów składowiskowych oraz monitoring środowiskowy trwający zazwyczaj przez co najmniej 30 lat po zamknięciu składowiska. Takie podejście ma na celu zapobieganie długofalowym skutkom degradacji środowiska oraz zapewnienie bezpieczeństwa ekologicznego i sanitarnego dla okolicznych mieszkańców.

Kolejnym kluczowym elementem dyrektywy jest ograniczenie ilości składowanych odpadów biodegradowalnych. Państwa członkowskie zobowiązane są do podejmowania działań mających na celu zmniejszenie masy odpadów biodegradowalnych kierowanych na składowiska poprzez recykling, kompostowanie, odzysk energii oraz inne metody przetwarzania. Celem tego przepisu jest ograniczenie emisji metanu, który powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu odpadów organicznych na składowiskach. Metan jest gazem cieplarnianym o znacznie większym potencjale ocieplenia niż dwutlenek węgla, dlatego ograniczenie jego emisji ma istotne znaczenie w kontekście walki ze zmianami klimatycznymi. Wdrożenie tego zapisu wymaga nie tylko zmian technologicznych, ale także edukacji społeczeństwa w zakresie segregacji odpadów i promowania gospodarki cyrkularnej.

Dyrektywa wpływa również na politykę krajową i regionalną w zakresie gospodarki odpadami. W państwach członkowskich UE opracowuje się plany gospodarki odpadami, które określają lokalizację nowych składowisk, sposoby przetwarzania odpadów oraz harmonogramy zamykania starych, niezgodnych z normami obiektów. Polska, implementując zapisy dyrektywy, musiała dostosować krajowe przepisy dotyczące składowisk oraz wprowadzić rygorystyczne standardy techniczne i środowiskowe. W efekcie wiele istniejących składowisk wymagało modernizacji lub rekultywacji, a nowe obiekty projektowane są w sposób zgodny z wymaganiami dotyczącymi szczelności, odcieków i monitoringu.

Dyrektywa unijna wyraźnie promuje również zasady zrównoważonej gospodarki odpadami, co oznacza nie tylko ograniczenie składowania, ale także zwiększenie recyklingu, odzysku energii i ponownego wykorzystania surowców. Państwa członkowskie są zobowiązane do wprowadzania mechanizmów wspierających te procesy, w tym programów edukacyjnych, systemów selektywnej zbiórki odpadów, a także wsparcia finansowego dla inwestycji w technologie odzysku. W ten sposób dyrektywa wpisuje się w szerszy kontekst polityki ekologicznej Unii Europejskiej, która dąży do zmniejszenia presji na środowisko naturalne, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i promowania gospodarki cyrkularnej.

W praktyce wdrażanie dyrektywy wymaga współpracy różnych instytucji – administracji państwowej, samorządów lokalnych, przedsiębiorstw zajmujących się gospodarką odpadami oraz społeczności lokalnych. Konieczne jest wprowadzenie systemów monitoringu, prowadzenie analiz oddziaływania na środowisko, a także regularne kontrole przestrzegania wymogów prawnych. Państwa członkowskie raportują do Komisji Europejskiej dane dotyczące ilości składowanych odpadów, stopnia recyklingu oraz działań rekultywacyjnych, co pozwala na ocenę skuteczności dyrektywy i wyznaczanie dalszych celów polityki ekologicznej.

Dyrektywa o składowiskach odpadów stanowi przykład kompleksowego podejścia do problemu odpadów w skali europejskiej. Łączy ona elementy ochrony środowiska, bezpieczeństwa zdrowotnego, planowania przestrzennego i edukacji ekologicznej. Przepisy dyrektywy wymuszają na państwach członkowskich nie tylko modernizację infrastruktury składowiskowej, ale także wdrażanie systemów zarządzania odpadami w duchu zrównoważonego rozwoju. W efekcie powstaje bardziej bezpieczne i przyjazne środowisku podejście do odpadów, które pozwala ograniczyć ryzyko skażenia wód, gleby i powietrza oraz przyczynia się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych.

Dyrektywa Rady 1999/31/WE w sprawie składowisk odpadów jest jednym z kluczowych instrumentów prawnych Unii Europejskiej w zakresie ochrony środowiska i gospodarowania odpadami. Wprowadza wysokie standardy techniczne, obowiązki monitoringu, klasyfikację odpadów, ograniczenia dotyczące odpadów biodegradowalnych oraz wymogi rekultywacyjne po zakończeniu eksploatacji składowisk. Jej implementacja wymaga współpracy administracji, przedsiębiorstw i społeczeństwa oraz tworzenia systemów gospodarki odpadami zgodnych z zasadami zrównoważonego rozwoju. Dyrektywa przyczynia się do poprawy jakości środowiska, ochrony zdrowia publicznego, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych oraz promowania recyklingu i odzysku surowców. W praktyce stanowi fundament nowoczesnej polityki odpadów w Europie i wyznacza kierunek działań dla państw członkowskich w zakresie bezpiecznego i ekologicznego składowania odpadów.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Rozszerzone rolnictwo i rozszerzone środowisko

Rolnictwo a środowisko naturalne

Podczas zeszłego dziesięciolecia, zainteresowanie zawodem rolnika w państwa wstępujących wykazywało znaczące fluktuacje. W wielu krajach obserwowano znaczny wzrost na początku lat dziewięćdziesiątych a następnie obniżenie. Do roku 2000 całkowita liczba zatrudnionych w rolnictwie zmniejszyła się znacznie we wszystkich krajach, z wyjątkiem Polski. Również, znaczenie sektora rolniczego w dużej mierze zostało zmniejszone w okresie transformacji, dochodząc do 10% PKB (OECD, 2001).

Ogólny wzrost gospodarczy w krajach środkowej Europy wschodniej podczas zeszłych lat nie został wyrażony w produkcji rolnej, która ogólnie obniżyła się. Przeciwnie do tego, wzrosły obawy o transgeniczną żywność. Dlatego, w ubiegłych latach równowaga między importem i eksportem produktów rolnych była ujemna, albo jak w przypadku Węgier, które są całkowicie eksportującym krajem, stała się gorsza (Pouliquen, 2001). Głównymi produktami eksportowanymi przez te kraje są produkty mleczne, wieprzowina, zboża, owoce, warzywa i wino (OECD, 2001) (Tabela 1).

Wszystkie wyżej wymienione czynniki to rezultat niskiej wydajności. W Polsce, wartość dodana na robotnika dochodzi do 8% w stosunku do Unii. Jest to ściśle powiązane z wysoką gęstością zatrudnienia w rolnictwie na ćwierć akra, które jest o 3,2 razy większe niż w Unii. Wielkość działalności rolniczej na Węgrzech, w Czechach i na Słowacji, jest porównywalna ze średnią Unii, albo nieco wyższa. To powoduje, że sektor rolnictwa w tych krajach jest bardziej wydajny.

Sytuacja rolnictwa w Krajach Unii

Gleba przeznaczona do wykorzystania rolniczego (tereny wykorzystywane rolniczo) zajmują 39% całości terytorium 15 krajów członkowskich.

Zarówno struktura gospodarstw (Tabela 2), jak i dynamiczna sytuacja, która charakteryzuje się pewnymi ogólnymi i stopniowymi zmianami:

  • Obniżenie liczby gospodarstw (Tabela 3), szczególnie silne w kategorii małych gospodarstw rodzinnych, (mniejsze niż 20 ha) (Vidal, 2000).
  • Zmniejszenie osób związanych z rolnictwem (Tabela 4). Jedyna kategoria upraw, gdzie absolutny wzrost ilości zatrudnienia jest zauważany w większych niż 50 ha gospodarstwach (Vidal, 2001).
  • Wzrost średniej wielkości gospodarstw (średnio, około 40% między rokiem 1987-97 dla 12 krajów Unii) i ogólnie średniej wielkości upraw rolniczych (Tabela 5),
  • Wzrost koncentracji rolniczych działalności ekonomicznych, dochodu rolniczego (Tabela 6), średniego krajowego produktu brutto (PKB) i średniej ekonomicznej wielkości upraw rolniczych, jako rezultat opisanych powyżej. Koncentracja ekonomicznych działalności rolniczych jest szczególnie intensywna. W 1997 roku, 10% europejskich upraw rolniczych wyprodukowało 2/3 całkowitego produktu brutto. Połowa europejskich upraw rolniczych wyprodukowała 95% całkowitego produktu brutto (Gross Standard Profit). Dlatego, znaczenie gospodarcze drugiej połowy upraw rolniczych pozostaje nieistotnym (Vidal, 2000).

Mówiąc bardziej ogólnie, rolnictwo pozostaje w Unii głównie interesem rodzinnym, odkąd w 1997 roku rodzinna siła robocza stanowiła 79% sumy, (Vidal, 2001), podczas gdy działalność rolnicza jest zasadniczo opanowana przez właścicieli uprawy, albo przez dzierżawców aż w 98%. Procent terenu uprawianego przez jego właściciela przejawia tendencję do obniżania z biegiem czasu, z powodu, po pierwsze, obniżenia liczby małych upraw rolniczych a po drugie dużej wartość terenu dającego możliwości wynajmowania (Vidal, 2000). Liczba robotników sezonowych i czasowych nieznacznie zwiększyła się od np. 1997 wahała się w granicach 75%.

Zarówno struktura wieku, tendencja starzenia się siły roboczej związanej z rolnictwem jest zauważona, tendencja, która jest bardziej znacząca niż ta zauważalna w innych sektorach, pisuje, że osoby pracujące powyżej 55 roku życia stanowią z 32% do 38% zatrudnionego na stałe personelu, w latach 1980-95.

Na koniec, czy nie warto zauważyć, że znaczenie terenów rolniczych jest porównywana do terenu pracy i wzrastała w przeszłości we wszystkich krajach szybciej niż wzrost rolniczych upraw, co oznacza, że wydajność pracy ciągle wzrasta (Vidal, 2001).

Wnioski ogólne: Rozszerzone rolnictwo i rozszerzone środowisko

Rozszerzenie Unii jest wyborem strategicznym i politycznym wyborem, który spowoduje kilka ekonomicznych rezultatów w krótkim czasie, ale oczekiwane są również znaczące długoterminowe efekty makroekonomiczne na skalę światową.

Kraje wstępujące do Unii będą mieć tylko mały udział w ogólnym produkcie brutto, ale zasadniczy dla populacji i bardzo wielki w użytkowaniu terenów rolniczych zamieszkałych przez rolnicze populacje Unii.

Kraje te są wciąż w fazie przejściowej pomiędzy gospodarką sterowaną centralnie a gospodarką rynkową i stają w obliczu wielu wyzwań związanych z kontynuowaniem i restrukturyzacją swoich ekonomii.

W tych ramach, jest bardzo ważne, aby restrukturyzować gospodarkę rolną, która obecnie staje przed wieloma instytucjonalnymi, administracyjnymi, prawnymi i gospodarczymi niedostatkami i zatrudnia większą część populacji w ramach gospodarstw nastawionych na produkcję własną służącą do przetrwania, względnego-przetrwania, przez co przyjmuje większa część obciążeń społecznych.

Określone definicje, pod którymi rozszerzenie zostało osiągnięte i zostaje realizowane w sektorze rolnictwa, zmierza dokładnie do przebudowy gospodarki (CEC, 2002a), obejmując jednak duży stopień niepewności, rozpatrując środowisko makroekonomiczne a szczególnie tempo rozwoju i jego konsekwencji w zatrudnieniu.

Rolnictwo jest silnie chronione jako strefa działalności gospodarczej, z powodu złożonych gospodarczych, społecznych i środowiskowych zadań, którym służy. Dlatego, konsekwencje rozszerzenia Unii w rolnictwie mogą być obserwowane poza zakresem stosowanych metod (jak protekcjonizm cen, dotacje, struktury) przed i po rozszerzeniu, dla każdego sektora produkcji rolnej oddzielnie i osobno w każdym z krajów wstępujących i 15 krajach Unii.

Hipotezy na temat konsekwencji rozszerzenia Unii

Hipotezy, które zostały stworzone, opierają się głównie na wzorach matematycznych, z których każdy jest ograniczony przez czynniki, które może obejmować. Tak, więc są one wskaźnikową, ale nie istotną wartością. Wszystkie hipotezy zbiegają się w ogólną konkluzję, że rozszerzenie będzie mieć drobne negatywne konsekwencje dla ogólnego dochodu rolniczego 15 krajów Unii i pozytywne efekty dla rolniczych dochodów rolników. Jednak, rozwój jest przewidziany, m.in. w produkcji mleczarskiej, hodowli ryżu i twardej pszenicy. Jako główne efekty, obserwujemy wzrosty cen produktów, obniżenie zapasów jak również obniżenie eksportu.

Jest oczywiste, że jak w przeszłości, wyzwanie dla rolnictwa w 15 krajach Unii, kładzie odpowiedzialność na presji w kierunku restrukturyzacji gospodarstw, to jest, obniżeniu zatrudnienia i koncentracji upraw, wzroście wydajności za roczną jednostkę roboczą (Yearly Work Unit). W większości północnych krajów europejskich ten nacisk obejmuje niewielką część populacji. Przeciwnie, w niektórych krajach południowej Europy, obejmuje znaczną część populacji i krajowego produktu brutto. W tych krajach, ważna część produkcji rolnej dotyczy dziedzin, w których kraje wstępujące nie posiadają znacznego udziału.

Podsumowując, można powiedzieć, że powiększenie będzie mieć tylko drobny wpływ na rolnictwo w 15 krajach Unii, co najmniej w średniej perspektywie czasowej. Ponadto, poprzez umowy dwustronne pojawia się znaczący stopień finalizacji zakupów produktów rolnych z nowych państw członkowskich. Powiększenie jednakże, było faktem, który wymagał intensyfikacji reformy polityki rolnej w kierunku, w jakim zmierzało, i stało na czele stopniowej «liberalizacji» światowego handlu produktami rolnymi.

W przeciwieństwie, dla nowo przyjętych państw członkowskich, dzięki rozszerzeniu oczekuje się konsekwencji dla ich rolnictwa, głównie długoterminowych, jak również stworzenia stabilnych i wiarygodnych strukturalnych, prawnych i gospodarczych zasad działania, które utrzyma zwiększony nacisk a zarazem przyczyni się do restrukturyzacji sektora rolniczego.

Biorąc pod uwagę fakt, że cała polityka Unii jest wynikiem negocjacji, wszystkie przyszłe decyzje są ważne z uwagi na określenie związku pomiędzy naciskiem a wkładem, szczególnie te, które są powiązane z programowaniem okresu podatkowego od 2006-2013. Chociaż kraje Unii próbowały przewidzieć rozwój, co wiązało się z różnymi decyzjami, udział nowych państw członkowskich zmienia układ sił i tworzy nowe warunki przy stołach negocjacyjnych.

Równowaga, która wyniknie – wyłącznie w kwestii strukturalnej – będzie rozstrzygać finansowanie programów politycznych aż do 2013 roku i również będzie zdolna, (kiedy i jeśli to osiągnie), do włączenia jako jedna z konsekwencji rozszerzenia Unii, jak również do określenia część konsekwencji dla rolnictwa wynikających z rozszerzenia Unii Europejskiej.

Wykres 1. Wkład PKB (produktów krajowych brutto) państw UE15 i krajów nowo wstępujących na PKB UE-25 (Enlargement Countries – kraje o które powiększyła się UE)

Źródła: 1) CEC-DG Agriculture (2001b) 2) Eurostat (2002b), 3) CEC (2003c)

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.



Planowane inwestycje w technologie fermentacji metanowej odpadów w Polsce

W 2001 r. rozstrzygnięty został przetarg na budowę nowoczesnego zakładu utylizacji o wartości ok. 39 mln zł na terenie istniejącego składowiska w Woli Suchożerbskiej koło Siedlec. Przyjęty do realizacji projekt opracowany przez Elektrim-Megadex S.A. zakłada wykorzystanie suchej fermentacji odpadów według technologii VALORGA dostarczonej przez niemiecką firmę Babcock Borsig Power Environment (Steinmuller Rompf Wassertechnik GmbH&Co.). Przerobowi poddawane będą zmieszane odpady komunalne i odpady selektywnie gromadzone z miasta Siedlce oraz kilku okolicznych gmin. Projektowana przepustowość instalacji wynosi 33000 Mg odpadów/rok [9].

Odpady przywożone na teren składowiska będą poddawane wstępnemu rozdziałowi na:

  • odpady z selektywnej zbiórki – będą trafiać do boksów na surowce wtórne, gdzie będą oczekiwać na wywóz do odbiorców;
  • odpady wielkogabarytowe – gromadzone będą przeznaczonym dla nich boksie;
  • zmieszane odpady komunalne – będą rozładowywane na płycie w wydzielonej części hali;
  • odpady z pielęgnacji zieleni miejskiej – zrzucane będą bezpośrednio do zasobni rozdrabniacza.

Zmieszane odpady komunalne po przejściu przez kabinę wstępnego sortowania, gdzie nastąpi wydzielenie odpadów problemowych i niebezpiecznych, trafią do sita bębnowego. W sicie odpady zostaną rozdzielone na trzy frakcje:

  • frakcja 0-20 mm składająca się głównie z piasku i popiołu będzie wywożona na składowisko, gdzie może być wykorzystywana jako tzw. przekładka;
  • frakcja 20-100 mm o dużej zawartości substancji organicznych będzie oczyszczana z balastu (metali, plastików, części mineralnych), rozdrabniana do wielkości poniżej 40 mm i kierowana do komory fermentacyjnej;
  • frakcja >100 mm będzie poddawana ręcznemu sortowaniu z wydzieleniem surowców wtórnych, a balast będzie transportowany na składowisko.

Rozdrobniony materiał organiczny wprowadzany będzie do komory fermentacyjnej przy pomocy specjalnej pompy tłoczącej zapewniającej zwilżenie odpadów do zawartości 25-35% s.m. oraz podgrzanie wtryskiwaną parą wodną. Mieszanie materiału wsadowego wewnątrz komory odbywać się będzie przy pomocy sekwencyjnego wtryskiwania biogazu pod wysokim ciśnieniem przez system dysz umieszczonych w dnie zbiornika. Komora fermentacyjna do 2/3 średnicy przedzielona będzie pionową ścianką, a doprowadzanie i odprowadzanie materiału wsadowego będzie realizowane poprzez otwory umieszczone na dnie komory po obu stronach ścianki. Dzięki temu rozwiązaniu zagwarantowany będzie długi czas przebywania materii organicznej w fermentatorze, ok. 2-4 tygodni.

W procesie powstanie ok. 130 m3 biogazu/Mg wsadu, z czego część będzie zawracana do komory i stosowana do mieszania biomasy, natomiast reszta wykorzystywana energetycznie.

Osad przefermentowany po dwustopniowym odwodnieniu na prasach będzie kierowany do modułów kompostowniczych. Stabilizacja tlenowa osadu potrwa ok. 10 dni. Odcieki z odwadniania będą wykorzystywane do zwilżania materiału wsadowego, natomiast ich nadmiar odprowadzany będzie do oczyszczalni ścieków.

Kilka lat temu prywatny inwestor MB Rzeszów S.A. podjął się budowy w Rzeszowie zakładu utylizacji odpadów. Miał on wykorzystywać fińską technologię fermentacji metanowej WABIO. Rozpoczęte prace zostały przerwane z uwagi na nie zabezpieczenie środków finansowych przez inwestora. Budowa, której zakończenie planowano na 1999 r., pozostała na etapie nieukończonych fundamentów [20].

Obecnie Urząd Miasta Rzeszowa poszukuje inwestora, który wybuduje na tym terenie zakład utylizacji odpadów komunalnych i osadów ściekowych z oczyszczalni. Do dyspozycji jest teren o powierzchni 13 ha i dobrej lokalizacji: w północno-wschodniej części miasta, w bezpośrednim sąsiedztwie oczyszczalni ścieków i Elektrociepłowni „Rzeszów” S.A. Dla części terenu objętego ofertą (2,37 ha) wydane zostały warunki zabudowy i zagospodarowania terenu dla Miejskiego Przedsiębiorstwa Gospodarki Komunalnej – Rzeszów Sp. z o.o. na budowę hali przeładunku odpadów komunalnych.

Aktualnie odpady z Rzeszowa i gmin sąsiednich (ok. 51500 Mg/rok) wywożone są na składowisko odpadów w Kozodrzy w odległości ok. 42 km. Natomiast osady ściekowe z oczyszczalni (ok. 21500 Mg/rok) częściowo deponowane są w sąsiedztwie oczyszczalni, jednakże większość osadów wywożona jest do Jeziórka koło Tarnobrzega w odległości ok. 80 km.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.