Znajdująca się w środowisku naturalnym rtęć może pochodzić ze źródeł anrtopogenicznych, natomiast jej szacunkowe ilości przedostające się do środowiska wynoszą [9]:
ze źródeł antropogenicznych – 630-6200 ton/rok, w tym:
– spalanie paliw kopalnych (~50%);
– spalanie odpadów komunalnych (~7%);
– hutnictwo metali kolorowych i różne zakłady produkcyjne;
– rolnictwo.
Przyczyną antropogenicznego zanieczyszczenia środowiska rtęcią jest stosowanie przestarzałych procesów technologicznych oraz niewłaściwe składowanie odpadów przemysłowych. W Polsce szacowana wielkość emisji rtęci do atmosfery wynosi 40 ton/rok (tabela 1), co stanowi 10,3% całkowitej emisji w Europie. Największy udział w zanieczyszczeniu środowiska rtęcią mają procesy spalania surowców energetycznych, w tym głównie węgla. Zawartość rtęci w węglu waha się od 0,05-0,40 mg/kg, a średnia zawartość szacowana jest na 0,2 mg/kg. Z pewnym uproszczeniem można przyjąć, że masa rtęci emitowana w określonym czasie do powietrza atmosferycznego ze spalania węgla w elektrowni jest proporcjonalna do masy rtęci zawartej w węglu wprowadzonej do kotła.
Według oficjalnych danych statystycznych [8], całkowita emisja rtęci w 1991 roku w Polsce wynosiła tylko 2110 kg/rok z zakładów szczególnie uciążliwych dla czystości powietrza. Jest to ilość znacznie zniżona w stosunku do obliczeń przedstawionych w pracy [10,20]. Z całkowitej emisji rtęci na poszczególne regiony wg literatury [8] przypadło w kg/rok:
– bielskie 87
– kieleckie 3
– pilskie 4
– tarnowskie 1754
– wrocławskie 262
Dla pozostałych województw brak danych.
Przedstawiona wielkość emisji stanowi zaledwie 6% całkowitej, szacowanej [23] emisji rtęci w Polsce. Tak duża rozbieżność wynika prawdopodobnie z nie uwzględnienia emisji tego pierwiastka z przemysłu energetycznego, hutniczego i z produkcji cementu. W danych statystycznych uwzględniono tylko emisję z przemysłu chemicznego, chociaż w takim wypadku emisja np. w województwie bielskim powinna wynosić co najmniej 420 kg/rok tyle bowiem emituje rtęci w tym województwie przemysł chemiczny. Zastanawiająca jest duża wielkość emisji rtęci podana dla województwa tarnowskiego. Głównym źródłem emisji jest tam produkcja chloru metodą elektrolityczną. Biorąc pod uwagę wielkość produkcji chloru i wskaźnik emisji rtęci z tej produkcji, podana wielkość emisji jest wielokrotnie zawyżana [21].
Tabela 1. Wskaźniki emisji rtęci z różnych procesów przemysłowych w Polsce w 1991 roku [21].
| Źródła emisji |
Średni wskaźnik emisji g Hg/Mg |
Zakres wielkości wsk. g Hg/Mg |
Produkcja lub zużycie tys. Mg/rok |
Średnia emisja Mg/rok |
| Elektrownie – węgiel kamienny i elektrociepłownie
– węgiel brunatny
– zużycie bezpośr. |
0,18
0,11
0,18 |
0,08 – 0,35*)
–
0,08 – 0,35*)
|
79210
67637
23991**) |
14,2
7,4
4,3 |
| Produkcja cement
– metodą mokrą
– w przeliczeniu na klinkier |
–
0,62 |
–
0,37 – 0,89*)
|
–
10200 |
–
6,3 |
| Hutnictwo żelaza
– w przeliczeniu na stal |
0,097 |
0,052-0,153*) |
10432 |
1,0 |
| Produkcja chloru |
3,66 |
1,22 – 9,01*) |
295 |
408 |
| Produkcja aldehydu octowego |
1,2 |
0,5 – 4,0*) |
90 |
0,1 |
| Lampy jarzeniowe – rtęciowe
– produkcja
– z lamp zużytych |
Mg/lampę
7,7
120 |
3,5 – 9,2*)
70 – 150*)
|
mln szt/rok
15
20 |
0,1
2,4 |
| Hutnictwo metali nieżelaznych
– ołów pierwotny
– cynk term pierw.
– Cynk wtórny
– Miedź pierwotna |
3,0
20,0
0,02
0,1 |
8,0 – 50,0
0,06 – 0,13 |
22,5
59,0
1,8
376,0 |
0,0675
1,18
0,0004
0,0376 |
| Produkcja koksu (w przeliczeniu na węgiel) |
0,03 |
– |
15237,0 |
0,457 |
| Produkcja szkła |
0,05 |
0,036–0,072 |
699,4 |
0,0349 |
| Inne |
Brak |
– |
– |
33 |
|
|
|
Razem |
41,8 |
*) – wynika ze zmienności rtęci w surowcach
**) – nie wyjaśnione w roczniku GUS
Emisja rtęci ze źródeł antropogenicznych
Emisja rtęci ze źródeł antropogenicznych stanowi jedno z najpoważniejszych globalnych zagrożeń ekologicznych i zdrowotnych, wynikających z działalności człowieka. Rtęć, jako pierwiastek szczególnie niebezpieczny ze względu na swoją wysoką toksyczność, trwałość w środowisku oraz zdolność do bioakumulacji i biomagnifikacji w łańcuchach troficznych, jest substancją, której uwalnianie do środowiska podlega ścisłej kontroli międzynarodowej. Współcześnie emisje rtęci do atmosfery, gleby i wód wynikają przede wszystkim z procesów przemysłowych, energetycznych oraz działalności górniczej, a ich oddziaływanie przekracza granice lokalnych ekosystemów, wpływając na stan środowiska w skali globalnej. Co istotne, antropogeniczne źródła emisji rtęci znacząco przewyższają pod względem intensywności większość naturalnych źródeł tego pierwiastka, a wraz z rozwojem cywilizacyjnym i wzrostem zapotrzebowania na energię oraz surowce, skala problemu pozostaje znacząca pomimo rosnącej liczby regulacji i technologii redukcji emisji.
Największym źródłem emisji rtęci do atmosfery jest sektor energetyczny, a szczególnie proces spalania węgla w elektrowniach cieplnych, ciepłowniach oraz innych instalacjach wykorzystujących paliwa kopalne. Węgiel zawiera śladowe ilości rtęci, które podczas spalania uwalniają się do atmosfery w różnych formach chemicznych, w tym jako rtęć elementarna, tlenkowa oraz związki organiczne. Charakter emitowanej rtęci zależy od rodzaju paliwa, technologii spalania oraz systemów oczyszczania spalin stosowanych w danej instalacji. Najbardziej problematyczna jest rtęć elementarna (Hg⁰), która charakteryzuje się dużą lotnością i długim czasem utrzymywania się w atmosferze, co umożliwia jej transport na znaczne odległości, często kontynentalne. Dzięki temu emisje lokalne mogą prowadzić do globalnych skutków środowiskowych, w tym skażenia wód powierzchniowych oraz morskich, gdzie rtęć ulega przekształceniu do metylortęci – jednej z najbardziej toksycznych form chemicznych dla organizmów wodnych i ludzi.
Istotnym źródłem emisji rtęci jest również przemysł metalurgiczny, obejmujący przede wszystkim produkcję stali, cynku, miedzi oraz złota. W przypadku hutnictwa rtęć uwalnia się wraz z gazami procesowymi, natomiast w górnictwie złota, zwłaszcza w krajach rozwijających się, powszechnie stosowaną metodą jest amalgamacja, polegająca na wykorzystaniu rtęci do wydzielania złota z rud. Proces ten generuje znaczące ilości oparów rtęci oraz odpadów zawierających ten pierwiastek, a brak odpowiedniej kontroli i technologii oczyszczania, charakterystyczny dla nielegalnego oraz rzemieślniczego wydobycia złota, prowadzi do lokalnych katastrof ekologicznych i poważnego zagrożenia zdrowia społeczności lokalnych. Kolejną kategorią emisji są spalarnie odpadów komunalnych, medycznych oraz przemysłowych, w których rtęć obecna w produktach codziennego użytku, takich jak baterie, lampy fluorescencyjne czy urządzenia elektroniczne, ulega uwolnieniu do atmosfery.
Znaczący udział w globalnym bilansie emisji rtęci mają także procesy przemysłowe związane z produkcją cementu, przemysłem chemicznym oraz celulozowo-papierniczym. W produkcji cementu rtęć emitowana jest w wyniku ogrzewania minerałów zawierających naturalnie rtęć oraz spalania paliw wtórnych, natomiast w przemyśle chemicznym źródłem zanieczyszczeń mogą być przestarzałe technologie elektrolizy chloro-alkalicznej oparte na amalgamatach rtęciowych. Mimo że w wielu krajach technologie te zostały wycofane, w niektórych regionach świata wciąż funkcjonują, przyczyniając się do zanieczyszczenia środowiska.
Antropogeniczne emisje rtęci obejmują również jej uwalnianie do wód i gleb. Do wód powierzchniowych rtęć trafia przede wszystkim wraz ze ściekami przemysłowymi oraz spływami powierzchniowymi z terenów zanieczyszczonych działalnością górniczą i hutniczą. Gleby są z kolei zanieczyszczane na drodze opadów atmosferycznych, składowania odpadów przemysłowych oraz osadów ściekowych. Raz zdeponowana rtęć może ulegać procesom redystrybucji i transformacji biochemicznych, co prowadzi do powstawania toksycznych form, takich jak metylortęć, która jest wchłaniana przez organizmy wodne, a następnie trafia do człowieka głównie poprzez spożycie ryb i owoców morza.
W odpowiedzi na skalę problemu wiele państw oraz organizacji międzynarodowych podejmuje działania mające na celu ograniczenie emisji rtęci. Kluczowym dokumentem regulacyjnym w tym zakresie jest Konwencja z Minamaty z 2013 roku, której celem jest kontrola obrotu rtęcią, ograniczenie jej zastosowania w przemyśle oraz redukcja emisji poprzez rozwój czystych technologii energetycznych i przemysłowych. Państwa sygnatariusze zobowiązane są do wdrażania strategii monitorowania emisji rtęci oraz stosowania technologii jej wychwytu, takich jak adsorpcja na węglu aktywowanym, katalityczne utlenianie rtęci i systemy odsiarczania spalin.
Emisja rtęci ze źródeł antropogenicznych jest złożonym, wielopłaszczyznowym problemem środowiskowym o zasięgu globalnym. Źródła te obejmują przede wszystkim sektor energetyczny, przemysł metalurgiczny, spalarnie odpadów oraz działalność górniczą. Negatywne skutki środowiskowe i zdrowotne wynikające z emisji rtęci wymagają stałego nadzoru, zaawansowanych technologii oczyszczania oraz konsekwentnej polityki regulacyjnej. Wzrost świadomości społecznej, rozwój technologii oraz współpraca międzynarodowa stanowią podstawę skutecznego ograniczenia emisji rtęci i minimalizacji jej oddziaływania na globalne ekosystemy, zdrowie publiczne oraz jakość życia przyszłych pokoleń.
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.
