Výzkum speciálních metod imisního monitoringu a energetického a materiálového využití bioodpadů a odpadů s organickou složkou

SP2018/99

Pomocí měření vertikálních profilů koncentrací suspendovaných částic v ovzduší lze stanovit emise se zdroje/komplexu zdrojů znečišťování ovzduší jako podklad pro matematické modelování emisně - imisních vztahů. Charakterizace směsných emisí pomocí analýz PM, odebraných na filtry bezpilotního prostředku. V rámci této části bude probíhat měření, odběry vzorků a analýzy PM pomocí bezpilotních prostředků (vzducholoď). K verifikaci měření pomocí bezpilotních prostředků a prohloubení výzkumu této problematiky bude prováděno měření prostředníctvím speciálního vzorkovacího zařízení na bývalé těžní věži. Jedná se o vzorkování v závislosti na směru větru. Na bývalé těžní věži dolu František v Horní Suché bude umístěno vzorkovací zařízení, které bude vybaveno sadou automaticky vyměňovaných filtrů. Filtry budou vyměňovány v závislosti na meteorologické situaci. Bude nutno optimalizovat meteorologické parametry pro výměnu filtrů. Dále se budou vyhodnocovat výsledky měření koncentrací znečišťujících látek v závislosti na naměřených meteorologických prvcích (zejména směr a síla větru) a bude provedena multi prvková analýza odebraných částic. Z vypuštěných markerů a jejich zachycení na filtrech vzorkovacích zařízení v okolí bude provedena verifikace používaných matematických modelů. V rámci výzkumu biomonitoringu bude nalezen nebo vypěstován “čistý” mech druhu Pleurosium Shreberi, který je vhodný pro biomonitoring a bude otestována možnost jeho použití jako “aktivního” sampleru pro hodnocení znečištění ovzduší. Dále budou analyzovány vzorky mechů, sesbírané v rámci vzorkovací kampaně v roce 2017, statistická analýza výsledků instrumentální neutronové aktivavační analýzy (INAA) a provedena srovnávací studie různých analytických metod (INAA, absolutní NAA, AAS, AES). Energetické a materiálové využití bioodpadů a odpadů s organickou složkou bude další oblastí zájmů. Uvedené odpady v současné době končí na skládkách nebo jejich již teď problematické využívání narazí do budoucna na problém jejich nakládání. Vše vyplývá z přijatých národních a mezinárodních opatřeních, které zavazují všechny státy EU k plnění nových pravidel v souvislosti s environmentální legislativou. Probíhá rozsáhlý výzkum na nově vyvinutém technologickém zařízení, kdy jsou zpracovávány různé typy odpadů a hodnoceny materiálové výstupy z hlediska jejich využitelnosti pro budoucí techniky a technologie (výroba technických plynů, vodíkové technologie, nové sorpční materiály, nové uhlíkaté materiály pro baterie nových konstrukcí apod). Současně je samotné technologické zařízení postupně upravováno s cílem rozšířit a ověřit i jiné alternativy procesních přeměn, které probíhají na daném zařízeníNa uvedený projekt je v současné době napojeno 6 studentů bakalářského a magisterského studia a 1 studentka doktorského studijního programu. Směry ve vědecko-výzkumné oblasti budou následující: 1. Tvorba databáze vlastností produktů z procesů hydrotermálního zpracování odpadů 2. Výzkum zpracování kalů s možností jejích konverze na alotropický uhlík. 3. Výzkum zpracování plastových odpadů s ohledem na základní strukturu, molekulovou hmotnost, vazby na otevřeném řetězci a parciální reaktivitu (např. oxidaci….atd) 4. Výzkum zpracování gastroodpadů s ohledem na diremptus C*-H vazeb za účelem získáni energetických plynů. 5. metody získáni alfa fází nanomateriálu chemickou transformací. 6. ověření procesu termolýzy z hlediska separace vzniklých plynů V rámci řešení projektu bude rovněž zkoumána problematika možnosti energetického využití směsných komunálních odpadů, vzhledem k platné novelizované legislativě, tedy zejména k úplnému zákazu skládkování těchto druhů odpadů od roku 2024. Směsný komunální odpad bude od roku 2024 zařazen do skupiny odpadů využitelných, tudíž bude potřeba nalézt metodu, jak jej využít. Jednou z těchto možností je využití energetické. Směsný komunální odpad, který je v současnosti z velké většiny ukládán na skládky, vykazuje určité vlastnosti, které mohou mít energetický charakter, což by bylo vhodné experimentálně ověřit. Bude se jednat zejména o stanovení obsahu vlhkosti, popela, hořlaviny, elementárního složení (C, H, S, N, O), spalného tepla a výpočtu hodnoty výhřevnosti dle ČSN ISO 1928. Další studentské práce budou zaměřeny na optimalizaci procesu anaerobního zpracování biologicky rozložitelných odpadů v laboratorních podmínkách. Bude se jednat zejména o odpady ze stravovacích ařízení a bude sledováno zejména množství a složení vznikajícího bioplynu a rovněž úroveň hygienizace vznikajícího stabilizovaného substrátu (digestátu). Tématem výzkumných aktivit bude také hodnocení produkčních a ekologických charakteristik půd ovlivněných průmyslovou činností. Opakovaný monitoring poskytuje informace o zkoumaných lokalitách, obsahů makroprvků v půdě, bilanci živin a stopových i rizikových prvků. Výzkum bude kontinuálně propojen s probíhajícím výzkumem biomonitoringu pomocí mechorostů v Moravskoslezském kraji a přilehlých oblastech Polska. Výsledky výzkumu analýz půdních charakteristik vybraných lokalit doplní výsledky analýz biomonitoringu a poskytnou rozšířenou databázi údajů o stavu a potenciální rizikovosti daných ekosystémů ovlivněných průmyslovou činností a možnosti přenosu kontaminantů z půdy do potravního řetězce. Výsledky rovněž poskytnou doplňující údaje pro celorepublikové monitorování subsystému kontaminovaných ploch zejména orné půdy a trvalých travních porostů. Metodika odběrů vzorků bude použita v souladu s metodickými přístupy bazálního monitoringu zemědělských půd Ministerstva zemědělství ČR. V této oblasti bude rozvíjena spolupráce s Ostravskou univerzitou a Univerzitou Palackého v Olomouci.

2018

2018

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Šutarová Petra Ing.