תנאים סביבתיים ליישום אפר פחם בתשתיות ובסלילה דיון צוות מקצועי-מדעי בהשתתפות מומחים מחו"ל סדנת היבטים סביבתיים של שימושי אפר פחם תל אביב, 16.12.09 משתתפים )דוברים מצוטטים(: דר' יעקב נתן )יו"ר(, פרופ' רמי קרן, פרופ' אורי מינגלגרין, גיא רשף, דר' מני בן-חור, דר' פנחס פיין, דויד ויינברג, יועץ דויטש, דר' אריאל מצגר,.A Dr. Hans.Van der Sloot מסמכי רקע: מצע דיון 16.12.09 תקצירי הרצאות בסדנה מצגות ההרצאות בסדנה הצגת נושאי הדיון: אפר פחם )אפר( מכיל בין היתר יסודות שחלקם מקבוצת המתכות הכבדות והאוקסי-אניונים בעלי פוטנציאל סיכון לאדם ולסביבה. במגע עם מים נשטפים ממנו גם יסודות אלה, אולם זמינותם נמוכה ביותר בדרך כלל, הן בשל המסיסות המוגבלת כתוצאה מהקשרים הכימיים הנוצרים באפר בטמפרטורות הגבוהות של תא השריפה והמבנה הזכוכיתי של הגרגרים, והן בשל ריכוזם הנמוך באפר כיסודות קורט. לפיכך, אפר הפחם עצמו אינו מוגדר כחומר מסוכן או רעיל בכל המדינות והארגונים הסביבתיים בעולם. למרות זאת, בשל החשש מזיהום מקורות מים וקרקע ע"י יסודות רעילים שמקורם באפר וקליטתם בגידולים חקלאיים, קבע המשרד להגנת הסביבה הגבלות ותנאי שימוש באפר כחומר סלילה ומילוי ביישומי תשתיות ובחקלאות. הפיקוח הסביבתי מגדיר ריכוזים מרביים של יסודות מזהמים בסיווג "אפר בר שימוש". התנאים הסביבתיים נגזרים מהערכת הסיכון הפוטנציאלי לסביבה ביישומים השונים, בהתבסס על הבנת מנגנוני שחרור היסודות מהאפר והתהליכים המשפיעים על שטיפתם בכל יישום ועל התנהגותם בקרקע, בהנחת שימוש ב"אפר בר שימוש". תנאים סביבתיים אלו עברו הערכה וגיבוש מחדש 1 הצוות. הדיון התמקד בנושאים העיקריים הבאים: הערכות סיכון: בהתבסס על מחקרי המנהלת והוצגו בדיון א. ב. ג. התנהגות אפר מרחף בסוללת כביש היאטמות ושינויים בחדירות למים עם הזמן. שטיפת יסודות קורט מאפר מרחף כמונולית בסוללת כביש, ומפן הביניים שבין האפר המרחף ושכבת הכיסוי בסוללה, לסביבה הסמוכה. הערכה סביבתית מעשית של תוצאות מיצוי האפר המרחף במעבדה בשיטות הקיימות. המלצות לרגולציה על בסיס הערכות הסיכון: א. ב. ג. תקינה מתאימה סטנדרטים סביבתיים אליהם יש לשייך את האפר המרחף ביישומים השונים. תנאים סביבתיים ליישום אפר מרחף בתשתיות באזורי רגישות שונים למי תהום. שיטת בדיקה לאפר המרחף במעבדה כמונולית, ונוסחת התאמת הממצאים להערכת התנהגותו הצפויה בסוללת כביש. 1 1 סיכום עיקרי הדברים מתוך תמלול ההקלטה של דיון היום השני בסדנה.
2 להלן סיכום עיקרי הדברים שעלו בדיון )לפי סדר הופעת המרצים במושב( : בנושא התנהגות האפר בסוללת כביש פרופ' רמי קרן )מרכז וולקני( תצפיות בסוללת אפר מרחף בכביש שש )רבדים( שעברה הידוק כנדרש, הראו שהשכבה הייתה מאד קשה, עד כדי אבן, והיה קושי לחפור בה )גם ע"י כלי הנדסי כבד כשופל(. לקשיות האפר התלוותה גם ירידה עם הזמן בחידור המים בסוללה, כתוצאה משינויים שהתרחשו בשכבת האפר עקב תהליכי אינטראקציה עם פחמן דו חמצני המוסע עם המים ותהליכים פוצולניים. השפעות אלו הן קריטיות בגלל הצפיפות הגבוהה של האפר אחרי הידוקו, מפני שככל שהחומר צפוף יותר נותרים פחות חללים הנאטמים בהמשך כתוצאה מהתהליכים לעיל. ממצאים דומים עלו מבדיקות קצב חידור המים בסוללה אחרת של אפר מרחף בכביש הגישה לג'יסר-א-זרקא, מהן עולה כי בסמוך לשכבת האספלט בכביש, הסוללה נאטמה לחלוטין כעבור 3 שנים. במקרה הספציפי של הסוללה ברבדים, שילוב של שכבות חרסית וחול מעל האפר, צמחייה הצורכת מים ומיעוט משקעים באזור, מונעים למעשה מלכתחילה הגעה של מי גשמים לשכבת האפר ולכן אין צורך לשקול שם רגולציה, כי שום דבר לא יוצא משכבת האפר, וגם אם מים יגיעו עם הזמן לשכבת האפר הם לא ייצאו ממנה עקב היאטמות פני שכבת האפר, המונעת בדיעבד את תנועת המים בגוף שכבת האפר כלפי מטה. Dr. Hans A. Van der Sloot )ECN, The Netherlands( ממה שאני יכול לבחון כעת ומדברי רמי קרן ויועץ דויטש )שציוד הקידוח בסוללת האפר בג'יסר- א-זרקא נשבר( בנוגע לחוזק של החומר, ובכן מדובר בחומר די חזק, ולכן לא צפוי שיתרחשו שינויים משמעותיים בהקשר הסביבתי. דר' יעקב נתן )המכון הגיאולוגי( שמונה שנות ניטור מי תהום באתר זיקים בו הונח אפר תחתית, מראות שלא חל שום שינוי במי התהום. זה מצדיק את הנחתנו בעבר לאפר תחתית, וצריך לנהוג כך במקומות בהם משתמשים באפר מרחף, שאנחנו חושבים שהוא מונולית, ולפי מדידת איכות המים העוברים דרכו, מכיוון שזו הדרך היחידה לדעת מה ההשפעה על המים- לטובה, לרעה או ללא שינוי בהשוואה למקומות אחרים בהם אין מונולית )אפר מרחף(. יועץ דויטש )המכון הגיאולוגי( אתר ג'יסר-א-זרקא הינו מעבדה להתנהגות של אפר פחם בקנה מידה גדול ולאורך ימים. שלושה קידוחים נעשו במרחק של בערך 1 מטר מכיסוי הכביש שעל הסוללה, בקרקע הכיסוי. הקידוח השלישי שבוצע כ- 8 שנים מאז שהוקמה הסוללה, הופרע בשל התנגדות שכבה קשה של אפר פחם שפשוט קרעה את מוטות המקדחים ואת המקדח, שעשוי מפלדת כלים בקוטר של מספר סנטימטרים. זה חיזוק למה שנאמר כבר מקודם, שבעצם קיבלנו מונולית, קיבלנו סלע ולא איזשהו אפר תחוח. מצאנו גם יצירת פאזה חדשה )המינרל )Stilpnomelane וגם התקשות החומר לגוש הרבה יותר קשה משהיה בהתחלה. עובדות אלו מביאות למסקנה שהסוללה היא אכן פעילה אבל לאו דווקא פעילה כדי להיות אקטיבית מבחינת הסביבה, אלא להיהפך לאינרטית יותר. פרופ' אורי מינגלגרין )מרכז וולקני( 2 2 פרטיכל הדיון בנספח 1. במקור באנגלית ו/או בעברית. עריכה מתמלול ההקלטה ע"י דן שריקי.
כפי שהוצג כאן, אפר בסוללת כביש מתנהג כמונולית ומים בקושי נעים דרכו, וזה מוכיח ששחרור המתכות יהיה איטי מאד ובאופן וודאי לא תהיה דיפוזיה משמעותית מרוב האפר, באפליקציה זו. דר' פנחס פיין )מרכז וולקני( יש רה-מינרליזציה וגיבוש מחדש של החומר )ויועץ דויטש הראה זאת(. כך שלמעשה המינרלים יהיו מסיסים פחות ושחרור יסודות קורט ומתכות כבדות יהיה קטן יותר ממה שהוא כבר כעת. בנושא שטיפת יסודות קורט מסוללת אפר מרחף לסביבה פרופ' רמי קרן )מרכז וולקני( לאור ממצאי התנהגות האפר בסוללת כביש שהוצגו לעיל, מדובר בגוף בלתי חדיר למים ברוב המקרים וזה מתרחש תוך זמן קצר יחסית. רוב האפר המרחף בתשתיות למעשה מכוסה אספלט, כך שמים לא יגיעו אליו בכל מקרה, ובכל טווח זמן שהוא. כתוצאה מכך כל יסודות הקורט נותרים בתוך גוף זה. אולם גם בהתעלם מממצאים אלו, שהם כשלעצמם מספיקים, גם אם ישנה דליפה, מדובר על זרימה או תנועה מועדפת של יסודות אלו לעבר מי התהום ויש עיכוב ארוך בפיזורם בקרקע. כך שקצב מעבר היסודות דינמי, כמו גם זרימת מי התהום באקוויפר. לאור זאת, אפקט מיהול מי התהום יגרום לכך שלמעשה לא יהיה שינוי באיכות המים. קביעה זו באה לידי ביטוי גם בבדיקות מי תהום באזור סוללת ג'יסר-א-זרקא המצביעות על כך שלא חל שינוי בריכוזי המתכות הכבדות במים, על אף העובדה שהמים שם רדודים והמרחק אליהם קצר. לכן מידע נוסף שצריך להוות בסיס לרגולציה, נוגע לעומק ואיכות מי התהום באזור יישום האפר, המרחק ממקורות מים בעומק ובפני השטח, כיוון הזרימה של מי התהום וריכוזי יסודות הקורט בהם, על מנת לדעת את פקטור הדילול שלהם. Dr. Hans A. Van der Sloot )ECN, The Netherlands( בדיקות אפיון שעשינו לסוגי אפר מרחף ישראלי, בתחום,pH=8.7-21 מראות במקרה של מוליבדן וסלן לדוגמא, שהריכוז בתשטיף מאפר "זקן" )מדמה אפר בסוללה, שנה מהנחתו( נמוך יותר, ובכל מקרה הריכוזים שנמדדו בכל סוגי האפר היו מתחת לקריטריון הסף ההולנדי של ה- Soil Quality Decree ליישום מבודד )כלומר, מכוסה אספלט(, וברור שמהבחינה הזו המצב טוב. דר' יעקב נתן )המכון הגיאולוגי( תוצאות מיצוי מאפר תחתית מצביעות על חומר אינרטי, ובאופן מעשי אין שום מגבלה לשימוש בו. מיצוי מאפר מרחף מצביע על חומר לא מסוכן. יש לבחון מחדש את רדיוס ההגבלה )מרחק 3 מרבי מותר לאפר בתשתיות מקידוח מי שתייה (, וזאת לאור הניטור באתר זיקים. השאלה היחידה שצריכה לעלות היא האם חל שינוי בהרכב מי התהום כתוצאה מהאפר. בהקשר זה תוצאות אנליזת מי תהום מתחת לחלקת האפר וחלקת הביקורת )ללא אפר( בג'יסר-א-זרקא מראות שמי התהום מתחת לסוללת האפר היו נקיים יותר. כלומר, מי התהום לא הושפעו ממי הגשמים שירדו על הסוללה. דר' מני בן חור )מרכז וולקני( ניתן למנוע חשיפה של אפר מרחף בסוללה לגשם ע"י כיסויו בשכבת קרקע, כמו שנעשה בסוללת ג'יסר-א-זרקא. הנגר העילי בקרקע זו היה גבוה מאשר בחלקת הביקורת ללא אפר )כורכר(. ריכוז 3 3 המגבלה הקיימת היום רדיוס מגן ג'
הבורון בנגר זה היה גבוה יותר בחלקת האפר מאשר בחלקת הביקורת. יש מספר סיבות אפשריות לכך: 1. מעבר קפילרי מהאפר לקרקע בתקופות יבשות, ואז הצטברותו שם; 2. ערבוב הקרקע והאפר ע"י פעילות פאונה בקרקע; 3. ספיחת בורון מהקרקע )היסוד מתרכז בעלים ועם הירקבותם הם מעשירים את הקרקע בו( ע"י שורשי צמחים הגדלים עליה וחודרים לשכבת האפר; ואמנם, נמדדו ריכוזי בורון וכן מוליבדן ובריום, גבוהים בהרבה בצמחים שגדלו בחלקת האפר בהשוואה לביקורת. עם זאת, ייתכן והסיבה לכך היא במסיסותם הגבוהה באפר המרחף. לעומת זאת, ריכוזי מנגן וניקל היו נמוכים מאד, ייתכן ובשל מסיסותם הנמוכה מאד באפר, ואולי זו הסיבה להתנהגות השונה בין היסודות. יועץ דויטש )המכון הגיאולוגי( נבדקו 21 יסודות קורט באפר מרחף שהוצא בקידוחים בסוללת ג'יסר-א-זרקא שנעשו בשנת 2000, 2003 ו- 2007, ובמיקום דומה ככל שניתן. לגבי שני היסודות- Be ו- V, לא נראה הבדל משמעותי בפרופיל הריכוז לאורך הקידוח בין השנים השונות, אם כי לקראת קצוות החתך קרוב לפני השטח ובעומק, תכולת היסודות יורדת כיוון שמתקרבים לקרקע. שאר היסודות מתנהגים פחות או יותר בצורה דומה. כמות מיצוי היסודות מהאפר המרחף נבדקה ב-.TCLP נמצא שמלבד B,Se ו-,Mo היתר ניתנים למיצוי בקושי,. ריכוזי Se ו- Mo נמוכים מאד מלכתחילה )מתחת ל- 10 מ"ג/ק"ג(, ולמעשה B הוא היחידי שריכוזו היה גבוה ונע מ- 200 עד 500 מ"ג/ק"ג. אי אפשר לקבוע אם האם הסוללות אינרטיות לחלוטין, על אף זאת שלא נמצאה בהן אינדיקציה למוביליות של קטיונים או אוקסי- אניונים. פרופ' אורי מינגלגרין )מרכז וולקני( בעניין שחרור מתכות לסביבה, קצב השחרור הוא שאלה קריטית. נניח מוסיפים באתר מרוכז כמויות גדולות. אם השחרור איטי מספיק, גם אם בעתיד הרחוק כל המתכות יגיעו למי התהום, נושא הדילול הוא קריטי, מפני שהמים באקוויפר אינם עומדים. אם המתכות יגיעו למי התהום תוך מיליון שנה או שנה, להבדל זה יש משמעות אדירה לגבי בריאות הציבור. גיא רשף )רשות המים( נבדק פוטנציאל המיצוי של יסודות קורט ממארזים בעמודות אפר מרחף קולומביאני לבד, קרקע לבד, ואפר עם קרקע- בתערובת הומוגנית ובשכבות )אפר מעל קרקע(, וה- ph של התמיסות. ה-,pH המהווה גורם המשפיע מאד על מסיסות יסודות הקורט וריכוזם בתשטיף, היה נמוך יותר בתשטיף מהעמודות עם המארזים המעורבבים מאשר באפר. זאת בשל ספיחה של קבוצות הידרוקסיל לחרסית ולתחמוצות אלומיניום וברזל. זו גם הסיבה לכך שכמות המיצוי לבורון, ונדיום וסלן מהמארזים המעורבבים, הייתה גבוהה ביחס לסכום כמות המיצוי מעמודת הקרקע ועמודת האפר, ונמוכה עבור כרום, מוליבדן )אוקסי-אניונים( וליתיום. עבור כל היסודות הנ"ל נמצא שכמות המיצוי מהמארזים המשוכבים הייתה נמוכה ביחס לסכום עמודת הקרקע ועמודת האפר יחד. כמות היסודות שמוצתה מעמודות האפר/קרקע )בערבוב או שכבות( הייתה גבוהה לעומת עמודות הקרקע בלבד. ניתן להסיק שהוספת אפר מרחף גורמת לשינויים בכימיה של הקרקע היכולים להגדיל את התמוססות יסודות הקורט מן האפר. בנושא שיטת הבדיקה 4 פרופ' רמי קרן )מרכז וולקני(
שיטת ה- TCLP לא מתאימה לאפיון האפר ויש לבחור שיטה אחרת האפליקטיבית להתנהגות האפר בשטח והמשקפת את ההשפעות על הסביבה ביישום האפר, ולבסס לפיה את הרגולציה. זאת מאחר וביישום האפר בשטח אין להתייחס אליו כמות שהוא אלא כאפר בתוך מערכת המתנהגת באופן שונה בהתאם למיקומה. עפ"י התנהגות אפר בסוללה יש להתייחס אליו כאל מונולית ולא אגרגט, ובהתאם לזאת לבחור את שיטת הבדיקה שתשמש לבחירת הסטנדרט לסוללת כביש מאפר מרחף: שיטת המיצוי ממונולית ולא מחומר גרנולרי. בדיקת מונולית דורשת לדעת את שטח הפנים הגיאומטרי של הדוגמא, אך זה לא שטח הפנים הרלבנטי להתמוססות יסודות. מה שנכון למעשה הוא שטח הפנים האמיתי שהוא הרבה יותר גדול מהגיאומטרי. קביעת שטח פנים בשיטת )Brunauer-Emmett-Teller( BET יכולה לתת תוצאות טובות למטרה זו. Dr. Hans A. Van der Sloot )ECN, The Netherlands( התוצאות שמקבלים בבדיקה לפי שיטת מיצוי מסוימת, בין אם column test,en 12457,TCLP או,pH dependence test לא יכולות להיות מתורגמות אחד לאחד למצב בשטח. כך שאי אפשר להשוות את הריכוזים שמקבלים ישירות לקריטריון איכות מי שתייה מאחר והיסוד המסוים עובר דרך תווך מסוים כמו שכבת קרקע או אקוויפר, בדרכו לנקודת ההתאמה שאליה מתייחס הרגולטור כבסיס ייחוס לקביעת איכות מי התהום. נקודת מפתח שיש לקחת בחשבון היא שאם אפר מרחף מתקשה בסוללת כביש בשל הריאקציות הכימיות, יש לבדוק אותו בשיטת ה- tank ph למונולית לפיה ניתן לדעת את קצב שחרור המזהמים, ובשילוב עם בדיקת אפיון leaching test stat המספקת מידע באשר לשינויים הכימיים בחומר בהשפעת גורמים שונים. השאלה היא היכן עובר הגבול מחומר גרנולרי למונולית. המונוליתים שהכנתם התפרקו בזמן בדיקתם, ומזה למדים שתנאי החשיפה בשיטת ה- tank test הם במובן מסוים קיצוניים, מפני שחושפים את החומר לכמות רבה של מים. שיטה אלטרנטיבית לבחון את החומר היא בשיטה הקרויה Compacted 4 (; CGLT( Granular Leach Test זו בדיקה שנועדה לחומרים שמתנהגים כמונולית בסוללה, מפני שמים לא חודרים לתוכם אלא נעים על פני השטח כלפי מטה. החומר נבדק כגרנולרי מהודק והמיצוי נעשה מצד אחד בלבד שאותו מגדירים כצד החשוף. שלבי הבדיקה זהים ל- tank test למעט זה שנמנעת התפרקות החומר במהלך הבדיקה. לא בעד שיטת BET ויש להישאר עם שטח הפנים הגיאומטרי. גם אם שטח הפנים של החומר מעט אי רגולרי, אפקט זה נעלם ולא משפיע מהותית על תוצאות הבדיקה. בשיטת ה- CGLT מכניסים את החומר הגרנולרי המהודק לתוך מיכל מים ומניחים עליו )הפאה העליונה( יריעה של חרוזי זכוכית בגודל חצי ס"מ. את המים מחליפים לפי שלבי המיצוי בדומה ל- tank test ומוודאים שלא חלה הפרעה לדוגמא, מכיוון שאז שומרים על הגרדיאנט המתפתח עם הזמן. זה עובד בצורה מושלמת ומקבלים תוצאות מאד עקביות. יועץ דויטש )המכון הגיאולוגי( הועלתה כאן הנקודה האם אפר פחם מתנהג בסוללות או בכל מקום שמפזרים אותו, כמונולית או כחומר אבקתי. אם הוא מתנהג כמו מונולית, הרי הבדיקות צריכות להיות גם בתור מונולית. הבדיקות הרגילות שלנו היו ה-.TCLP בזמן האחרון עברנו לשיטה אירופאית ה-,EN 12457 לבדיקת חומר גרנולרי. עלתה הצעה לבדוק אפר מרחף כגרנולרי וכמונולית בשיטת ה- EA NEN 7375. אם אכן יש התאמה בין שתי השיטות שאפשר למדוד, נצטרך למצוא את הפקטור שקושר בין שתיהן. לצורך כך הוכנו גלילים מחמישה מקורות אפר מרחף, שעברו אשפרה למשך 2-3 חודשים תוך כוונה שיתקשו. האפר הקולומביאני והאינדונזי התמוטטו תוך כמה שעות כששמו אותם בתוך המים )תמיסת המיצוי(, ואילו שאר השלושה איכשהו החזיקו מעמד, מתוכם הדר' 5 4 סקירה קצרה של השיטה בנספח 2.
אפ' והרוסי נותרו יציבים. הסידוק שנוצר בגלילים לא מאפשר למדוד את שטח הפנים הגיאומטרי שלהם, כיוון שגם פני הסדק באים במגע עם המים. בנושא אזורי רגישות פרופ' אורי מינגלגרין )מרכז וולקני( לאור מה שנאמר ע"י גיא רשף )רגישות אזור ב' כמו אזור א'; דבריו בהמשך(, ייתכן ויהיה צורך לשנות את ההמלצה לתנאים הסביבתיים המוצעים בהוספת אפר מרחף באזורי הרגישות השונים. לפי מה שאני מבין מדבריו של,Van der Sloot הוא מציע שהערכת הסיכונים והתנאים המתאימים יהיו בהתאם לרגישות האתר הספציפי בו האפר מיושם ולא בהתייחס להגדרה כוללנית של אזורי רגישות. דר' פנחס פיין )מרכז וולקני( אני חושב שאנחנו לא צריכים להמציא את הגלגל. בישראל התנאים הרגישים )vulnerable( ביותר הם אולי רגישים פחות מבהולנד מכיוון שמי התהום פה עמוקים הרבה יותר, הקרקעות לרוב גיריות, וכו', בעוד שבהולנד הקרקעות חומציות, בדרך כלל חוליות ומפלס מי התהום רדוד. לכן 5 אם בטוח שם להשתמש בכל האפר המרחף בתשתיות, אז בטוח גם כאן. עלינו פשוט לקבוע את הכללים שיהיו נכונים ולא להמציא משהו חדש. גיא רשף )רשות המים( אזור א' מתייחס לאקוויפר ההר, ושם מי התהום מאד עמוקים, כ- 300 מטר מתחת לפני השטח. אזור ב' הוא אקוויפר החוף וקיים בו פוטנציאל לזיהום מי תהום, ולכן ההתייחסות אליו היא כמו לאזור א'. זה יכול לשנות את ההמלצות לתנאים סביבתיים. סיכום בנושא הערכת הסיכון מאפר מרחף- ניתן לדרג )מהמקרה המקל למחמיר( את פוטנציאל הסיכון לסביבה: 1. סוללת כביש מאפר מרחף שעברה הידוק כנדרש, מתקשה עם הזמן עד לכדי היאטמותה לחידור מים, כתוצאה מתהליכים פוצולניים ואינטראקציה עם פחמן דו חמצני באוויר. בנוסף, לרוב האפר המרחף מכוסה קרקע ומעליה אספלט, ובכך מונע למעשה כל אפשרות למים להגיע לאפר. 2. בהנחה שמים חודרים לשכבת האפר, התהליכים לעיל ורה-מינרליזציה בתוך השכבה, מקטינים עוד יותר את מסיסות האפר ואת שחרור יסודות הקורט. 3. בהנחה שמים חודרים לשכבת האפר ויוצאים ממנה )בסבירות נמוכה מאוד(, הם נעים בשכבת האפר בזרימה מועדפת ולפיכך רוב כמות אפר הפחם אינו במגע עם המים הזורמים. כתוצאה מכך, כמות היסודות הנשטפים מהאפר קטנה יחסית בהשוואה למצב בו הזרימה מתקיימת דרך כל שכבת האפר )זרימה אחידה בה קיים מכסימום מגע בין חלקיקי אפר הפחם והמים הנעים בנקבובים(. יתרה מזאת, בעוברם את תווך הקרקע מתחת לשכבת האפר, חלה ספיחה של חלק מהיסודות שמקורם באפר על חלקיקי הקרקע ובכך תואט תנועתם למי התהום. 4. אם מים שעברו את שכבת האפר אכן יגיעו למי התהום, אפקט מיהול מי התהום הנמצאים בזרימה מתמדת ימנע למעשה פגיעה באיכותם. 6 5 בהולנד אין היתר לשימוש באפר מרחף בתשתיות. רק לאחרונה הוקמה סוללה מדגמית מאפר מרחף בה נבחנים התנאים הסביבתיים ליישום כזה.
בנושא התאמת שיטת בדיקה לאפר מרחף, כהערכה להתנהגותו בסביבה לאור הקושי במדידת שטח הפנים הגיאומטרי הדרוש לפי שיטת EA ( tank leaching test,)nen 7375 תיבחן שיטת )NEN )7347 CGLT שאמורה לתת מענה לבעיית אריזת הדוגמא בצורה שתמנע את קריסתו ותאפשר את מדידת שטח הפנים הגיאומטרי )הנחשב בשיטה זו כשטח הפנים הרלוונטי להערכת הסיכונים(. בנושא שימוש באפר מרחף בכפוף לאזורי רגישות התאמת התנאים הסביבתיים המוצעים, בעקבות הגדרת אזור רגישות ב' כאזור א'. המסקנה לגבי התנהגות אפר בסוללת כביש- אפר פחם המשמש בסלילה אינו משפיע על 6 סביבתו. אפר פחם המשמש כמילוי מבני בסוללות והמעובד בדרישות מפרט סלילה מקובל, דהיינו מורטב ומהודק ומכוסה במעטפת קרקע ואספלט, אינו משחרר לסביבתו מזהמים בריכוזים בעלי פוטנציאל סיכון, הן עקב אי חדירותו למים והן עקב תהליכים כימיים )פוצולניים ואחרים( בתוך הסוללה המקטינים את מסיסות האפר. מסקנה זו מבוססת על ממצאי מחקרים וניטור שדה על פני שנים רבות שנערכו ביוזמת מנהלת אפר הפחם לבחינת הסיכונים הסביבתיים הכרוכים בשימוש באפר פחם כחומר מילוי מבני בסלילת כבישים. המחקרים שהוצגו בסדנה מהווים בסיס לשינוי המוצע בהגדרת האפר המרחף כחומר מילוי מבני בסוללות כביש, מ"חומר שאינו מסוכן" Non-hazardous( ל( "חומר אינרטי".)Inert( 6 מפרט החברה הלאומית לדרכים מע"צ, מתוך פרק 51 במפרט הכללי לעבודות סלילה: אפר פחם כחומר מילוי מובא http://www.coalash.co.il/docs/calash_constructionworks_mifratmaatzchap51_july2008.pdf בעבודות עפר. 7
נספח 1 קטעים מתוך פרוטוקול מושב אפר בתשתיות וסלילה )מתורגם מאנגלית(. *טקסט בסוגריים- תוספת להבהרת התמליל. א. מינגלגרין )יו"ר הדיון, הכולל מושבים בתחומי השימוש באפר בתשתיות בסלילה ובחקלאות ובנהלי ניטור המזהמים(: הדיון יעסוק בהצעות משודרגות לתקינת מזהמים בשימושי אפר בתשתיות ובחקלאות, בהתייחס לערכים מרביים מומלצים ליסודות קורט בני מיצוי באפר בתלות ביישומיו. ר. קרן: הרגולציה והסטנדריזציה צריכות לקחת בחשבון את התכונות הפיסיקליות-כימיות של אפר הפחם, ואי אפשר להתעלם מזה מאחר והאפר כמערכת דינמית עובר שלבים שונים, והתקנים שייקבעו צריכים להתייחס לאותם יסודות הגורמים נזק פוטנציאלי לסביבה. בהערכת שחרור מיקרו-יסודות מהאפר, חשוב מאד לבחור את שיטת הבדיקה המתאימה בכדי להגדיר את הסטנדרטים המתאימים. בחירת השיטה המתאימה יכולה להגדיר מחדש את המוצק )האפר המרחף(: כמסוכן, לא מסוכן או אינרטי. למשל, מעבר של חומר מקטגוריה של חומר מסוכן לחומר לא מסוכן, כאשר ריכוזי המתכות הכבדות בתשטיף, נמוכים מריכוזיהם בחומר. לכן קריטי לבדוק לפי שיטת הבדיקה המתאימה שתשקף את התנאים הסביבתיים ביישום אפר. ידיעת מנגנון ההתמוססות של מיקרו-יסודות מן האפר גם הכרחית להערכת רמת הסיכון מיסודות אלו בסוגי התווך השונים. מידע נוסף שצריך להוות בסיס לרגולציה נוגע לעומק ואיכות מי תהום באזור יישום האפר, המרחק ממקורות מים- בעומק )בארות( ובפני השטח, כיוון הזרימה של מי התהום החשוב מאד וריכוזי המיקרו-יסודות במים, על מנת לדעת את פקטור הדילול שלהם. הרגולציות כיום נשענות על מידע שחלקו מבוסס על "כללי אצבע" וחלקו מבוסס על שיטת בדיקה שבשימוש כיום: ה- TCLP ש, לדעתי היא הגרועה ביותר לשימוש, ועלינו להחליט על שיטה אחרת, ויש לקבוע סטנדרטים ורגולציות בהתבסס על אותן שיטות בדיקה שאפליקטיביות לשימוש המיועד ועל התנאים הסביבתיים הפועלים על המערכת. ביישום אפר מרחף בשטח, אין להתייחס לאפר כמו שהוא, אלא כאפר בתוך מערכת, וזו מתנהגת באופן שונה במיקומים שונים.,TCLP התוצאות שמקבלים בבדיקה לפי שיטת מיצוי מסוימת, בין אם ה-.H:.A Van der Sloot column test,en 12457 או,pH dependence test לא יכולות להיות מתורגמות אחד לאחד למצב בשטח. כך שאי אפשר להשוות את הריכוזים שמקבלים ישירות לקריטריון איכות מי תהום/שתייה מאחר ויש "סיפור" בין זה לזה והוא: מה נשטף מהחומר. בין אם הוא מיושם בקרקע, בסוללה או בכביש, עליו )יסוד מסוים( לעבור דרך תווך מסוים כמו שכבת קרקע או אקוויפר, להגיע לנקודת ההתאמה שבה מתייחס הרגולטור )כבסיס ייחוס( ל)קביעת( איכות מי התהום או מי השתייה בסמוך לבאר שאיבה. בדיקות אפיון לדוגמא למיצוי סוגים שונים של אפר מרחף ישראלי, מראות התנהגות עקבית של היסוד מוליבדן, כאשר הריכוז בתשטיף מאפר "זקן" נמוך יותר. ה- ph באפר הטרי הוא בסביבות 12, וה- ph הנמוך הוא סביב 7.8, ותחום זה מייצג את תחום הערכים ליישום נתון עפ"י ה- Dutch.Soil Quality Decree כל הערכים שמקבלים הם מתחת לגבול העליון )שמייצג את קריטריון הסף ההולנדי(, וברור שאתם במצב טוב. היסוד סלן מתנהג באופן די דומה. אני חושב שנקודת מפתח שיש לקחת בחשבון בבחינת בסיס לכביש או סוללת כביש, היא שאם אפר פחם מרחף מתקשה בבסיס לכביש או בסוללת כביש בשל הריאקציות הכימיות, עלינו לבדוק 8
אותו כמונולית, ואז בהעדפה בשילוב עם בדיקת,pH stat מפני ששילוב השניים נותן מצד אחד את האפיון הכימי )המושפע מגורמים שונים(, ובבדיקת ה- tank leaching )המיצוי למונולית( יודעים מה שיעור השחרור )של המזהמים( באופן מעשי, וזה יסייע להוביל למסקנה באשר להשפעה האמיתית שיכולה להיות על הסביבה. י. נתן: תוצאות מיצוי מאפר תחתית מצביעות על חומר אינרטי. מיצוי מאפר מרחף מצביע על חומר לא מסוכן. באופן מעשי אין שום מגבלה לשימוש באפר תחתית. עלינו לבחון מחדש את רדיוס ההגבלה )לאפר פחם בתשתיות במרחק מרבי מותר מקידוח מי שתייה(, וזאת לאור הניטור )של מי תהום( באתר זיקים )אפר תחתית(, שהראה שבאופן מעשי אין השפעה של היסודות הנשטפים )מאפר התחתית( על מי תהום. ג. רשף: אציג פה תוצאות עבודה שעשינו ב- 1996 עם מני בן חור ורמי קרן. אני חושב שזו אחת מהעבודות הראשונות בישראל שהעריכו את ההשפעה של אפר מרחף וקרקעות על מיצוי יסודות קורט. בדקנו אפר מרחף קולומביאני עם שלושה סוגי קרקעות: לס, חמרה ו-ורטיסול, במארזים שונים: קרקע בלבד; קרקע ואפר באותה כמות בשני מארזים שונים- באחד ערבבנו אותם יחד הומוגנית וארזנו בעמודות, באחר לקחנו שכבה של אפר והנחנו מתחתיה שכבת קרקע, וערכנו בדיקות מיצוי. בדקנו EC,pH ויסודות קורט בתשטיף לאחר מיצוי עם 2.5 ליטר מים. אלו תוצאות ה-,pH המהווה אחד מהגורמים החשובים ביותר השולטים על המסיסות וריכוז יסודות הקורט )בתשטיף(. בעמודות עם המארזים המעורבבים )אפר-קרקע( מקבלים ph ביניים, שהוא קודם כל תלוי ב- ph של האפר המרחף, והוא נמוך מ- ph זה בשל ספיחה של קבוצות הידרוקסיל לחרסית ולתחמוצות אלומיניום וברזל. מציג כעת שתי שקופיות )ריכוזי יסודות בתשטיפים מהמארזים השונים(. אחת מציגה את היסודות ליתיום שהוא קטיון, כרום ומוליבדן שהם אוקסי-אניונים. רואים ירידה חדה במיצוי היסודות. רק אחרי 200 מ"ל מיצוי הירידה נעשית מאד איטית, מתחת לריכוז 2 מ"ג/ליטר )לתשטיפים מכל המארזים(. שקופית שנייה היא של היסודות בורון, ונדיום וסלן שמציגים תמונה שונה- עולים בתחילת המיצוי ואז יורדים לרמות כשל העמודות עם המארזים המשוכבים. ונדיום הוא תעלומה, מאחר ומתנהג בצורה שונה מהשניים האחרים, ולא בדקנו את הסיבה לכך אז. חישבנו גם את המסות, את מסת היסודות שמוצתה בעמודות השונות. תרגמנו את התוצאות לפקטור העשרה שאותו חישבנו. המסה שמוצתה מהעמודה עם המארזים המשוכבים, נמוכה מהמסה הכוללת מעמודת הקרקע ועמודת האפר יחד )באחוזים(. בעמודות המארזים המעורבבים רואים שעבור בורון, ונדיום וסלן, יש עליה במסה שעברה מיצוי )ביחס לעמודת הקרקע ועמודת האפר יחד(. עבור ליתיום, מוליבדן וכרום בעמודות המארזים המערובבים, מסת היסוד שמוצתה נמוכה יותר )שוב, ביחס לכנ"ל(. המסקנות: כמובן שהוספת אפר מרחף לקרקע משנה את הכימיה שלה, כולל,pH כאשר שינויים אלה מגדילים את התמוססות יסודות קורט מהאפר. כמות המיקרו-יסודות שמוצתה מעמודות האפר/קרקע )בערבוב או שכבות( הייתה גבוהה מעמודות הקרקע בלבד. מצאנו העשרה חיובית לבורון, ונדיום וסלן בעמודות המעורבבות, וזה עקב ה- ph הנמוך יחסית של התמיסה סביב חלקיקי האפר בעמודות המערובבות. מצאנו פקטור העשרה שלילית לכרום, מוליבדן וליתיום בעמודות המערובבות. ועבור כל היסודות מצאנו פקטורי העשרה שלילית בעמודות המשוכבות. מ. בן-חור: דרך אחת למנוע חשיפה של אפר מרחף בסוללה לגשם, היא ע"י כיסוי האפר בשכבת קרקע )כבמקרה סוללת ג'יסר-א-זרקא(. הנגר העילי בחלקת האפר המרחף )בסוללת ג'יסר-א- זרקא( היה גבוה מאשר בחלקת הביקורת )כורכר(. ריכוז הבורון בנגר העילי של טיפול האפר )קרקע הכיסוי מעל( היה גבוה מאשר בחלקת הביקורת. יש מספר אפשרויות שיכולות להסביר את 9
הריכוז הגבוה של בורון בשכבה מעל האפר: אחת היא מעבר קפילרי מהאפר לקרקע בתקופות יבשות, ואז הצטברותו שם; אפשרות שנייה היא ערבוב של הקרקע והאפר ע"י פעילות פאונה בקרקע; והאפשרות השלישית היא ספיחה ע"י צמחים- שורשי הצמחים הגדלים על הקרקע סופחים בורון, הבורון מתרכז בעלים, וכאשר הם מתים הם נרקבים ומתערבבים עם הקרקע ומעשירים אותה בבורון. כדי לאמת טענה זו בדקנו עלים או גבעולים של צמחים מהחלקות, ואמנם ריכוזי בורון, מוליבדן ובריום היו גבוהים בהרבה בצמחים שגדלו בחלקת האפר בהשוואה לביקורת. אולם, המצב היה הפוך עבור מנגן וניקל. אנו יודעים שבורון, מוליבדן ובריום הם מסיסים מאד עבור אפר מרחף, וייתכן שזו הסיבה מדוע ריכוזם היה גבוה בצמחים. אנו יודעים שמסיסות מנגן וניקל מהאפר היא מאד נמוכה, ואולי זו הסיבה להתנהגות השונה. ר. קרן: בניסוי השדה לאמידת חדירות למים של סוללת אפר בכביש שש )רבדים(, זה הטרקטור שחשף את האפר המרחף. לא מדדתי בנקודה זו את חידור המים. התמונה מוצגת כדי להראות לכם שהטרקטור לא היה מסוגל לחדור את שכבת האפר מפני שהיא הפכה מאד מאד קשה, כמו אבן, ואפשר היה אפילו לשמוע את הרעש, כמו נהיגה על אספלט מאשר על איזשהו חומר רך. הכביש נסלל על פי המפרט הרגיל. האפר המרחף נארז )הורטב ועובד( ועבר הידוק בערך פרוקטור המומלץ ע"י הקבלן. כך שבתור התחלה, הצפיפות הייתה יחסית גבוהה. יש ירידה בקצב חידור המים כתוצאה משינויים שהתרחשו בשכבת האפר המרחף. והשינויים בשכבת האפר ובמבנה השכבה מתרחשים עקב אינטראקציה עם פחמן דו חמצני המוסע עם המים, וע"י תהליכים פוצולניים. השפעות אלה קריטיות בגלל הצפיפות הגבוהה של האפר המרחף אחרי ההידוק, וככל שהחומר יותר צפוף, כך יהיו פחות חללים שייאטמו מאוחר יותר. מדדתי את קצב חידור המים לאורך מדרון הסוללה בג'יסר-א-זרקא, ומצאתי שבסמוך לשכבת האספלט הסוללה נאטמה באופן מוחלט כעבור 3 שנים, כמו סלע, וכלפי הירידה במדרון הקצב גדל באותו פרק זמן )עקב הידוק לקוי של שולי שכבת האפר במורד הסוללה(. הערך הגבוה יחסית )של קצב חידור המים בכביש שש( בתצפית שנערכה כעבור 4 שנים מהסלילה החורגת לכאורה ממגמת ההיאטמות בנקודה סמוכה, הוא למעשה תוצאה של שני דברים: אחד זה המחסור במים שחדרו לתוך שכבה זו )של האפר( בשל השכבה הכבדה מאד של קרקע חרסית וחול מעל ומעט מאד גשם באזור, בצירוף הצמחייה שהתפתחה שם שגם צורכת הרבה מים. זו למעשה החגורה ששומרת עלינו מפני חשש לשטיפת מזהמים מהאפר שם. מפני שדבר ראשון, אם המים אינם מגיעים לשכבת האפר המרחף אנחנו אפילו לא שוקלים רגולציה שם, כי שום דבר לא ייצא משכבת האפר. דבר שני, גם אם המים יגיעו הם יימנעו על ידי מערכת עצמית זו שתתקן עצמה ע"י תהליך היאטמות. כך שאני חושב שאנחנו על הצד הבטוח. כשבאים לבחור את השיטה שתשמש לבחירת הסטנדרט לסוללת כביש, אם זה גוף שמים אינם חודרים לתוכו, יש להתייחס אליו כאל מונולית ולא אגרגט. י. דויטש: אתר ג'יסר-א-זרקא הינו מעבדה להתנהגות של אפר פחם בקנה מידה גדול ולאורך שנים. הקידוחים נעשו במרחק של בערך 1 מטר מכיסוי הכביש שעל הסוללה, בקרקע הכיסוי. בתצפית השלישית, קדחנו סך הכל שלושה קידוחים, כ- 8 שנים מאז שהוקמה הסוללה, נתקלנו בשכבה קשה שמנעה את הקידוח וקרעה את מוטות המקדחים. מוט המקדח שעשוי מפלדת כלים בקוטר של מספר סנטימטרים, פשוט נקרע. להב המקדח נתקל בשכבה קשה של אפר פחם, ולא הצליח לקדוח בפנים. למנוע היה מספיק כח אבל המתכת לא החזיקה מעמד. מה שאמרו כבר קודמיי, שבעצם קיבלנו מונולית, קיבלנו סלע ולא איזשהו אפר תחוח. העובדה הזו מביאה למסקנה שהסוללה היא אכן פעילה אבל לאו דווקא פעילה כדי להיות אקטיבית, אלא להפוך לאינרטית יותר. 11
בדקנו 21 יסודות כימיים, כאשר השתדלנו לקדוח בשלושת הפעמים קרוב ככל האפשר למקום שקדחנו בפעם הראשונה, כלומר עד כמה שאפשר הממצאים מייצגים את אותו מקום. הצגתי פה שני יסודות: Be ו- V, ואנחנו רואים התנהגות ללא כל שינוי בריכוז שלהם. כמובן שלקראת הפריפריה, הקצוות, כלפי השטח באפס סנטימטר ובעומק, התכולה של היסודות יורדת כיוון שאנחנו מתקרבים לקרקע; אבל אין הבדל בריכוז, או לפחות לא הבדל משמעותי, בין השנים השונות. אם ניקח את ה- Be בסוללת הכביש, אנחנו רואים בשנת 2000 ריכוז מסוים, בשנת 2007 מעט נמוך יותר, כלומר לכאורה יורד עם הזמן. לעומת זאת, בסוללת הגשר שמורכבת מאפר פחם מרחף, ב- 2000 הוא באמצע, ב- 2003 הוא אולי נמוך יותר או אולי אותו הדבר, מ- 2007; בעצם אין שום הבדל. אותו הדבר גם ל- V. שאר היסודות מתנהגים פחות או יותר בצורה דומה, לפעמים קצת שונה אבל עקרונית אין הבדל גדול בין הממצאים. בבדיקת TCLP רצינו לדעת כמה מתמצה מהיסודות. אנחנו רואים שבעצם שלושה יסודות הם אלה שמתמצים: B,Se ו-.Mo ריכוז ה- Se וה- ppm 8 Mo ו- ppm 10 בסוללת הגשר, או בסוללת הכביש 3 ו- ppm 5 בהתאמה, נמוך מלכתחילה. B הוא היחידי שהריכוז שלו גבוה- 200 עד 500 מ"ג/ק"ג. נוסף לכך, זיהינו מינרל חדש שנוצר בסוללה-.Stilpnomelane האם הסוללות הן אינרטיות לחלוטין? אני לא יודע. אולם ניתן לסכם שאין מוביליות של קטיונים ואוקסי-אניונים, נוצרה פאזה חדשה והחומר התקשה. עלתה השאלה האם אפר פחם מתנהג בסוללות או בכל מקום שמניחים אותו, כמונולית או כחומר אבקתי. אם הוא מתנהג כמו מונולית, הרי הבדיקות צריכות להיערך בתנאי מונולית. הבדיקות הרגילות שלנו לאורך שנים נעשו לפי TCLP באפר אבקתי. בזמן האחרון עברנו לשיטה אירופאית ה- EN 12457 בהמלצת הצוות המקצועי, והייתה הצעה שאולי צריכים לבדוק אותם כמונולית, לפי.EA NEN 7375 אם אכן יש התאמה בין שתי השיטות, כלומר איזושהי קורלציה שאפשר למדוד, איזשהו קשר, הרי נצטרך למצוא את הפקטור שקושר בין שתיהן ולהסתייע בו בבדיקת אפר אבקתי הפשוטה יחסית כמייצגת אפר מונוליתי. בשיטה הגרנולרית )12457/2 )EN יש שלב אחד: שמים, מטלטלים, מוציאים ומודדים. בשיטה לבדיקת מונולית שאורכת בין 4 ל- 64 יום, חוזרים על המדידה ארבע או שמונה פעמים. דוגמאות האפר המרחף נדחסו לגלילים במעבדת מכון התקנים בשיטה תקנית )56 הקשות( ועברו אשפרה )לזירוז תהליך ההתקשות הפוצולני( בלחות מוגדרת 28 יום. במשך כחודשיים נוספים עמדו הגלילים באוויר החופשי במעבדת המכון הגיאולוגי. לאחר מכן נוסרו פרוסות גלילים רציפות ככל האפשר. שתיים מהדוגמאות, מקולומביה ומאינדונזיה, התמוטטו כששמנו אותם בתוך מים, תוך כמה שעות. שאר השלוש, מדרא"פ, רוסיה ואוסטרליה החזיקו מעמד, כאשר הדוגמה מאוסטרליה קצת התפוררה ונסדקה. הסידוק הזה גורם לנו לכמה בעיות: א. מהו שטח הפנים האמיתי? לא ניתן למדוד אותו כיוון שהסדק בא במגע עם המים. ב. האפר ממקורות מסוימים, למרות שעבר אשפרה של כמה חודשים, לא כל כך יציב ונוטה להתפוררות. בהשוואת תוצאות הריכוז בשיטה הגרנולרית )מיקרוגרם/ליטר; )ppb )מיליגרם למ"ר,,)mg/m 2 לא נמצא קשר עקבי במתאם אחיד. ובשיטה המונוליתית ר. קרן: יש לי הערה לשיטת הבדיקה למונולית. תחילה, אולי אגדיר את המערכת, ישנם שני סוגים של שטח פנים במונולית: אחד הוא הגיאומטרי, המחושב מהרדיוס, אך זה איננו שטח הפנים הרלבנטי להתמוססות יסודות. מה שנכון למעשה הוא שטח הפנים האמיתי, שבמבט מקרוב במיקרוסקופ אפשר למצוא בו גם "הרים ועמקים". שטח הפנים האמיתי הוא הרבה יותר גדול מהגיאומטרי. ואת זה יש לזכור בהערכת שטח הפנים ויישומו בעולם האמיתי. דנו קודם לכן בקביעת שטח הפנים בדרך שונה, ע"י שימוש בשיטת )Brunauer-Emmett-Teller( BET שיכולה לתת תוצאות טובות יותר למטרה זו. 11
.H:.A Van der Sloot ממה שאני יכול לבחון כעת, בהסתמך על הדיווח של רמי קרן לגבי החוזק של האפר בסוללה ושל יועץ דויטש מדווח שציוד הקידוח נשבר, שמדובר בחומר די חזק, ולכן לא הייתם מצפים שתהיה לו אינטראקציה משמעותית עם הסביבה. נקודת המפתח צריכה להיות, והיא קשורה לשאלה שעולה לדיון האם החומר מונולית או לא, היא היכן עובר הגבול מחומר גרנולרי למונולית? ואפר פחם מרחף הינו אחד מהחומרים שיכולים להטעות בהקשר זה. אם אתם אומרים שמונולית שהכנתם התפרק בזמן הבדיקה, זה מהווה אינדיקציה לאותו הגבול. ומה שלמדתם מזה הוא שתנאי החשיפה בשיטת ה- tank test הם במובן מסוים קיצוניים, מפני שחושפים את החומר למים במיכל, לכמות רבה של מים. שיטה אלטרנטיבית לבחון את החומר היא בשיטה הקרויה ;)CGLT( Compacted Granular Leach Test זו בדיקה שנועדה לחומרים שאומרים לגביהם שמתנהגים כמונולית באפליקציה, מפני שמים לא יחדרו לתוכם אלא ינועו על פני השטח עד למטה. אם יודעים את זה, אפשר לבדוק את החומר כ-,compacted granular monolith ואז לא עושים מיצוי מכל השטח אלא מצד אחד בלבד שאותו מגדירים כצד החשוף. את החומר בודקים באותה דרך )כשל ה- ;)tank test שלבי המיצוי זהים, הכל זהה, ונמנעת הבעיה של התפרקות החומר. לא הייתי הולך על שיטת.BET בואו נישאר עם שטח הפנים הגיאומטרי. היה לנו דיון ארוך בנוגע לזאת. גם אם שטח הפנים של החומר מעט אי רגולרי, אפקט זה נעלם ולא מהווה גורם מכריע בתוצאות הבדיקה. ר. קרן: בנקודה זו אני מסכים איתך לחלוטין, אבל אם המטרה שלנו היא להשוות בין סוגי האפר המרחף השונים. התוצאות יכולות להיות שונות מאד אם החומרים הגרנולרים מתהדקים בדרכים שונות, ובהתאם לכך שטח הפנים הריאלי יהיה שונה. כך שעבור השוואה בין האפרים ההבדל בין שטח הפנים הגיאומטרי והריאלי יכול להיות קריטי..H:.A Van der Sloot בשיטת ה- CGLT מכניסים למיכל המים את החומר הגרנולרי, שיכול להיות חרסית למשל, מהודק בתוך האריזה, ומניחים עליו שכבה של חרוזי זכוכית בגודל חצי ס"מ. מחליפים את המים באופן דומה ל- tank test )מבחינת שלבי המיצוי(, ומוודאים שלא חלה הפרעה לשכבה זו, וכך שומרים על הגרדיאנט המתפתח עם הזמן. זה עובד בצורה מושלמת ומקבלים תוצאות מאד עקביות. ד. ויינברג: אני חושב שקודם כל ראינו הרבה דברים ולמדנו הרבה דברים, אבל הנושא של האפליקציה של אפר פחם בשימושים שונים בסביבה צריך להיבחן. כלומר, אם אנחנו משווים אותו מחד בהטמנה במחצבות, שיקום מחצבות או באפליקציה בתשתיות או בחקלאות, אנחנו צריכים לזכור שמעבר להיבטים הכלכליים יש לנו היבטים של ניהול סביבתי, ניהול בריאותי. אנחנו צריכים למדוד את כל היישומים בקנה המידה הזה. מה שראינו זה שבמוקדם או במאוחר יסודות הקורט מגיעים לסביבה. כלומר, כל אטום של מוליבדן/קדמיום, בסופו של דבר מגיע לסביבה. וזו שאלה של מידת הקיימות שאנחנו רוצים לשמור. אם אנחנו מדברים על קידוחי מי שתייה, אז רק רציתי להעיר שכלל וכלל לא רלבנטי הנושא של רדיוסי מגן, היות ורדיוסי מגן מבוססים על תמותה של מיקרואורגניזמים בקרקע. אמנם נטען שמדובר במתכות שבאו מהקרקע וחוזרים לקרקע, אבל הקדמיום שמגיע לאדמה יישאר שם ויגיע במוקדם או במאוחר, בימים שלי או של ילדיי, למי השתייה. לנו חשוב לשמור על איכות מי השתייה. מצד שני, אם באפליקציה מיישמים אפר בחקלאות זה אומר שכמויות אדירות יגיעו לסביבה. זה אומר שהם יהיו גם באבק, האבק הננשם. הדברים האלה יש להם היבטים בריאותיים לא פשוטים, ואני חושב שלפני שדנים בפתרונות כאלה ואחרים, צריך לבדוק קודם כל את ההיבטים ארוכי הטווח ובמיוחד את ההיבטים הבריאותיים ארוכי הטווח, כדי לשמור על הסביבה שלנו ברמה טובה ובריאה. 12
א. מינגלגרין: אני חייב להתייחס לטענה שמוסיפים כמויות אדירות של מתכות לסביבה. זה לא רק עניין שהמתכות באו מהסביבה וחוזרים לסביבה. קצב השחרור הוא שאלה קריטית. אמנם בישומי תשתית אנחנו מוסיפים באתר מרוכז כמויות גדולות. אבל באקוויפר המים אינם מים עומדים. אם השחרור הוא איטי מספיק, גם אם בעתיד הלא נראה לעין כל המתכות תגענה למי התהום, נושא הדילול הוא קריטי. אם ייקח מיליון שנה לכמות המתכות להגיע למי התהום או שנה, זה הבדל בעל משמעות אדירה לגבי בריאות הציבור. לנקודה הזאת אני חושב, לא התייחסת בדבריך. ד. ויינברג: הדברים שנראו כאן לא חד משמעיים לשום כיוון. כל המחקרים לא הציגו תמונה חד משמעית לגבי מידת הבטיחות, ובטח לא בתמונה כלל ארצית של בדיקת השפעת האפליקציה בכמויות המדוברות על הסביבה. א. מינגלגרין: שתי הרצאות הציגו שמדברים על מונולית ושמים לא חודרים דרכו, לכן באופן וודאי לא תהיה דיפוזיה משמעותית מרוב האפר. ושוב, אני מדגיש שאני מדבר כעת על תשתיות בכבישים. במצבים אחרים, זה יכול להיות שונה לגמרי. אז עצם העובדה שהאפר מוגדר כמונולית או מתנהג כמונולית ומים בקושי נעים דרכו, מוכיחה למעשה ששחרור המתכות יהיה איטי מאד. ר. קרן: בשימוש אפר בתשתיות אפשר להתייחס אליו, מכל בחינה מעשית, כאל מיכל וירטואלי ששום דבר לא דולף ממנו. האפר בתשתיות הופך לבלתי חדיר ברוב המקרים, ובזמן יחסית קצר. כל מה שמגיע עם המים אמור לעזוב עם המים, בכל תווך פורוזי שיהיה. במקרה זה יש שני אפקטים: אחד הוא אי-חדירות החומר שמצביעה על כך שאין תנועה של מים וכתוצאה מכך כל המיקרו-יסודות נותרים בתוך גוף זה. שנית, אם ישנה דליפה, מדובר על זרימה או תנועה מועדפת של יסודות אלו לעבר מי התהום, ויש עיכוב ארוך בפיזור מתכות אלו בקרקע. קצב מעבר היסודות הוא דינמי, כמו גם זרימת מי תהום באקוויפר. כך שאפקט המיהול יהיה גבוה מאד ולמעשה לא תבחין באיזשהו שינוי באיכות המים. בסוללת הכביש בג'יסר-א-זרקא, שם מי התהום מאד רדודים והמרחק אליהם קצר, כל הבדיקות שנעשו ע"י דר' יעקב נתן ודר' אריאל מצגר מצביעות על כך שלא חל שינוי בריכוזי המתכות הכבדות במי התהום. מכאן שכל הממצאים שהצטברו בידינו עד כה מהווים הוכחה למעשה שלא קיים חשש לסיכון הבריאותי כטענת דויד ויינברג. פ. פיין: בנוסף לכך, יועץ דויטש הראה שמתרחש תהליך רה-מינרליזציה וגיבוש מחדש של החומר בסוללה. כך שלמעשה המינרלים יהיו מסיסים פחות ושחרור יסודות קורט, מתכות כבדות וכדומה, יהיה קטן עוד יותר. י. נתן: העניין הוא לא רק הוספת אפר למערכת שמים לא נכנסים לתוכה. השאלה היא האם ההרכב החדש של המים יהיה זהה לקודם, טוב או גרוע ממנו. זו הבעיה האמיתית, ולא רק להסתכל על הוספת יסודות מסוימים, גם אם רעילים, למים. מהי כמות המים )המשקעים( הנוספת למערכת? מה כמות היסודות שמוסיפים למים? האם יחול שינוי בריכוזם במים או לא? אלו השאלות שצריכים לשאול, מכיוון שלא מדובר במערכת קבועה אלא מערכת דינמית, והשאלה היחידה היא מהם ריכוזי היסודות במי התהום. הראינו בבירור באנליזה של דגימות מי תהום )מתחת לסוללת האפר בג'יסר-א-זרקא ובבאר הביקורת(, שמי התהום תחת השפעת מים שהגיעו מהסוללה, היו נקיים יותר ממי התהום שלא הושפעו. אינני רוצה להסיק מסקנה בנדון. הדבר היחיד שאני מנסה לומר הוא שצריך לחשב לא רק את כמות היסודות הרעילים או אחרים במי התהום, אלא גם את כמות הגשם החודרת לתוך זה )הסוללה(. ר. קרן: רוב האפר המרחף בסוללת כביש מכוסה למעשה באספלט, כך שמים לא יגיעו אליו בכל מקרה. ד. ויינברג: השאלה האם אתה מסתכל על זה בטווח הקצר או הארוך. 13
ר. קרן: בכל טווח שהוא..H:.A Van der Sloot אני חושב שהבעיה שאתם מתמודדים איתה היא אותה בעיה שכל רגולטור עומד בפניה: מה מקובל? ושאלת המפתח היא, אני חושב שהרבה מבינים כעת, שהמושג אפס לא קיים, אולם יש רמה מסוימת שבה אין סיכון. יש לברר מה המידע שיש בידינו בכדי להצדיק את השימוש ביישומים המסוימים. באירופה ובמיוחד בהולנד, פיתחנו וסייענו לפתח רגולציה לשימוש בחומרים אלטרנטיביים בתשתיות. ככלל, אירופה נעה כעת בכיוון הזה, עם פעולות ב- CEN/TC 351 )הועדה הטכנית האירופית לתקינה בנושא הערכת שחרור מזהמים ממוצרי בנייה לסביבה( ביחס ל- essential requirement 3 )דרישה הכרחית מס' 3 בדירקטיבת CPD למוצרי בנייה העוסקת בגהות, בריאות וסביבה(. רגולציה זו מתייחסת להערכה לאורך 100 שנה, מכיוון שהתהליך לא נעצר כעבור שנה או שנתיים או שלוש שנים. יש הרבה מה ללמוד אחד מהשני ומהניסיון שנצבר. ואני חושב שלרגולטורים יועיל מאד לבדוק היכן הדברים עומדים ומה התהליכים שנעשים והגישות המתפתחות בעקבותיהם. ג. רשף: אני מדבר על ההבדלים בין אזור רגישות א', ב' ו- ג'. כיצד אתם מכמתים את הפרמטרים שכתבתם, כמו ספיחה של הקרקע ותנאי אקלים )השלמה ממצע הדיון לפרמטרים: גורמים המשפיעים על התכונות הפיסיקו-כימיות של האפר(. אזור א' מתייחס בעיקר לאקוויפר ההר, שם מי התהום מאד עמוקים. אזור ב' שהוא אקוויפר החוף, נחשב על ידנו כאזור א'. זה יכול לשנות את המלצותיכם )לתנאים סביבתיים(. א. מינגלגרין: ייתכן ונצטרך לשנות המלצה זו לאור מה שאתה )גיא רשף( שלמעשה, בכל הנוגע להוספת אפר מרחף, אזור ב' עלול להיות יותר בעייתי? אתה אומר אומר. ג. רשף: כן. באזור ב' שהוא האזור החופי, קיים פוטנציאל לזיהום מי התהום. לעומת זאת באזור א' מי התהום נמצאים 300 מטר מתחת לפני השטח..H:.A Van der Sloot יש לי הערה ביחס לסיווג חומר בקטגוריה מסוימת. הוא נעשה בהתבסס על בדיקתו. לא צריך להגדיר חומרים בקטגוריות קשיחות. בהתאם לתוצאה ניתן להגדיר יישומים מסוימים על פי קריטריון ליישומים. דרגת איכות אחת מאפשרת יישומים בתנאים מוגדרים ודרגה אחרת בתנאים אחרים. א. מינגלגרין: אם אני מבין נכון, אתה מציע שהתנאים יהיו לחלוטין תלויי-אתר )יישום האפר(. במילים אחרות, לא לייחס את התנאים להגדרת כוללנית של אזורי רגישות, אלא להעריך לפי מודל מסוים את הסיכון בכל אתר ספציפי. התוצאה תהווה בסיס לקביעה מה מותר ומה אסור. האם זה נכון? :H. A. Van der Sloot כן. י. נתן: יש בידינו נתוני 8 שנות ניטור באתר זיקים בו הונח אפר תחתית )על קרקע חולית(, והתוצאה ברורה: לא חל שום שינוי במי התהום. וזה מראה שהנחת אפר תחתית באתר מסוים אינה משפיעה על מי התהום. כמו שהנחנו בעבר אני חושב שעלינו לנהוג כך גם במקומות בהם מניחים אפר מרחף, שאנחנו חושבים שהוא מונולית, ורק באמצעות מדידת איכות המים שמקורם במים העוברים דרך מונולית זה. זו הדרך היחידה לדעת מהי ההשפעה על המים- לטובה, לרעה או ללא שינוי בהשוואה למקומות אחרים בהם אין מונולית )אפר מרחף(. פ. פיין: בנוגע לאזורים )רגישות( שגיא )רשף( התייחס אליהם, אני חושב שאנחנו לא צריכים להמציא את הגלגל. בישראל התנאים הרגישים )vulnerable( ביותר הם אולי רגישים פחות מבהולנד מכיוון שמי התהום פה עמוקים הרבה יותר, הקרקעות לרוב גיריות, וכו', בעוד שבהולנד הקרקעות חומציות, בדרך כלל חוליות ומפלס מי התהום רדוד. לכן אם בטוח שם להשתמש באפר 14
המרחף בתשתיות, אז בטוח גם כאן. עלינו פשוט לקבוע את הכללים שיהיו נכונים ולא להמציא משהו חדש. א. מינגלגרין: כן, אבל אני לא בטוח שמי התהום בהולנד משמשים לשתייה. מה אם מי השתייה נלקחים מפני השטח? :H. A. Van der Sloot לא. פ. פיין: אני בטוח שדאגתם לסביבה אינה נופלת משלנו. א. מינגלגרין: אני רוצה לסכם את הדיון ולומר שלמעשה יש לנו כאן כמה הערות חשובות מאד שיכולות להיחשב רק כהתחלה של דיון. יהיה עלינו לקחת מה שלמדנו פה ולהמשיך בדיון לפני שאנחנו מסיימים את ההמלצות בוועדה המייעצת המדעית )צוות מקצועי מדעי(. 15
מיצוי חומר גרנולרי בשיטת NEN 7347 CGLT :Compacted Granular Leach Test 7 סקירה כללית נספח 2 הבדיקה משמשת לקבלת תשטיף מחומרים אנאורגאניים גרנולריים דחוסים כאשר שחרור היסודות לתשטיף מתרחש בעיקר כתוצאה מדיפוזיה. הממצאים שמקבלים בבדיקה משקפים את ריכוזי היסודות ביחידות מ"ג/מ"ר בתשטיף המתקבל משטח הדוגמא הזמין למיצוי. מטרת הבדיקה היא לדמות את המיצוי הנ"ל מחומרי בניין ופסולת גרנולריים במבנים דחוסים בסביבה רגילה )אירובית(, כפונקציה של הזמן )64 יום(. הבדיקה מבוססת על אותם העקרונות לפי שיטת הבדיקה למונולית.NEN 7375 בדיקה הנערכת באפר מרחף מומלץ לבצע לאחר תקופת אשפרה המאפשרת התרחשות תהליכי היאטמות והזדקנות אופייניים לטווח ארוך. לצורך קבלת תשטיף מהדוגמא, זו מוכנסת לתוך גליל פלסטיק אינרטי באמצעות הידוקה במצב מורטב )רווייה במים(, כאשר רק פני השטח העליונים חשופים לתמיסה. את הגליל מכניסים לתוך מיכל פלסטיק שאותו ממלאים בתמיסה )מים מזוקקים עם ph טבעי ומוליכות מכסימלית של 1,)μS/cm שאותה מחליפים בפרקי זמן מוגדרים. הדוג' מהודקת עד לגובה של 1 ס"מ בקירוב מתחת לגבול העליון של הגליל, וברווח הזה מניחים על גבי הדוגמא שכבת חרוזי זכוכית במטרה למנוע הפרעה של פני השטח בעת החלפת המים )להלן( בין שלבי המיצוי. בתחתית המיכל החיצוני יהיה פתח שיאפשר ניקוז של התשטיף ללא הפרעה לדוגמא. בדומה לשיטת המיצוי ההולנדית ממונולית,EA NEN 7375 גם בדיקה זו מורכבת ממספר שלבי מיצוי: שמונה לבדיקת אפיון במשך זמן כולל של 64 יום וארבעה לבדיקת התאמה במשך זמן כולל של 4 ימים, ובתנאי טמפ' שבין 18-22 מעלות צלזיוס. בתום כל שלב מנוקז התשטיף מהמיכל ונבדק לריכוזי יסודות קורט, ל- ph ולמוליכות. ה- ph מהווה אינדיקציה לרמת האלקליניות של הדוגמא. שינויי ה- ph לאורך הבדיקה מעידים על יציבות הדוגמא. שינויים גדולים מצביעים על כך שהדוגמא טרם הגיעה לשיווי משקל, או שעדיין אינה יציבה. מתוך המוליכות ניתן לדעת את רמת המליחות בתשטיפים, מידע הנחוץ באנליזה. לאחר הוצאת התשטיף ממלאים את המיכל שוב במים תוך שמירה על אותו נפח, כאשר משך החלפת המים אמור להישמר על 15 דקות לכל היותר. להלן תרשים המתאר את מערך הדיגום: Area A Glass beads (1 + 0.2)cm > 2 cm Diffusion profile Diffusion m Material to be tested 16 7 אסמכתא: NEN 7347. Netherlands standard: Leaching characteristics of solid earthy and stony building and waste materials Leaching test Determination of the leaching of inorganic components from compacted granular materials.
לצורך חישוב ריכוז היסוד הממוצה בשלב מיצוי מסוים i משתמשים במשוואה הבאה: כאשר: ;)mg/m 2 ( i ריכוז היסוד בתשטיף בשלב מיצוי E * i ;) g/l( i ריכוז היסוד בשלב מיצוי C i ;)l( נפח התשטיף V פקטור המרה ;) g/mg( 1000 f A שטח הדוגמא החשוף למיצוי ( 2 m(, שבמקרה זה זהה לשטח פני הגליל. ריכוז מצטבר לשלבי המיצוי מחושב בדרך הבאה: n = 1 to N כאשר: ;)mg/m 2 ( n ריכוז מצטבר ליסוד לתקופה הכוללת את שלב מיצוי 1 ועד * n ;)mg/m 2 ( i ריכוז היסוד בתשטיף בשלב מיצוי E * i N שלבי המיצוי )מ- 1 עד 8(. 17