TAUSTA: LAINSÄÄDÄNTÖ, 2011: TULLUT VOIMAAN

Transkriptio

1 Jätehuollon hygienia Lahden tiedepäivä Merja Kontro, yliopistonlehtori, Helsingin yliopisto, Lahti Maija Kirsi, erityisasiantuntija, Työterveyslaitos, Kuopio Sirpa Laitinen, erikoistutkija, Työterveyslaitos, Kuopio TAUSTA: LAINSÄÄDÄNTÖ, 2011: TULLUT VOIMAAN Etusijajärjestys Ensisijaisesti on vähennettävä syntyvän jätteen määrää ja haitallisuutta. Jos jätettä kuitenkin syntyy, jätteen haltijan on ensisijaisesti valmisteltava jäte uudelleenkäyttöä varten tai toissijaisesti kierrätettävä se. Jos kierrätys ei ole mahdollista, jätteen haltijan on hyödynnettävä jäte muulla tavoin, mukaan lukien hyödyntäminen energiana. Jos hyödyntäminen ei ole mahdollista, jäte on loppukäsiteltävä. LAINSÄÄDÄNTÖ, 2012: JÄTEHUOLLOSTA AIHEUTUVAN VAARAN JA HAITAN EHKÄISEMINEN Jätettä ei saa hylätä eikä käsitellä hallitsemattomasti. Jätteestä ja jätehuollosta ei saa aiheutua vaaraa tai haittaa terveydelle tai ympäristölle, roskaantumista, yleisen turvallisuuden heikentymistä tai muuta näihin rinnastettavaa yleisen tai yksityisen edun loukkausta. Jätehuollossa on periaatteena, että käytetään parasta käyttökelpoista tekniikkaa ja noudatetaan ympäristön kannalta parasta käytäntöä. Ongelma: Jätealan kehitys nopea, osa tekniikoista vasta kehittymässä. Hygieniaan panostaminen jäänyt usein prosessitekniikan kehittämisen varjoon. EUROOPAN YHTEISÖ, US-EPA EU Sivutuoteasetus: Muiden kuin ihmisravinnoksi tarkoitettujen eläimistä saatavien sivutuotteiden terveysperusteiset hygienisoitumisvaatimukset Laitoksilla suljettu kompostointireaktori, jatkuva lämpötilaseuranta ilman ohitusmahdollisuutta. Partikkelikoko maksimi 12 mm, lämpö >70 C, 60 min. Muita standardoituja prosessin parametreja hyväksytään, jos pystytään minimoimaan biologiset riskit. Clostridium perfringensiä ei saa esiintyä /1 g lämpökäsittelyn jälkeen. Salmonella spp. ei saa esiintyä. Viidessä kompostinäytteessä Escherichia colin tai Enterococcaceae määrän pitää olla < 1000 pmy/g ka, > 5000 pmy/g saa ylittyä vain yhdessä näytteessä. US-EPA: Fekaaliset koliformit <1000 (MPN)/g ka. Salmonella spp. < 3 MPN / 4 g biojätettä AEROBINEN JA ANAEROBINEN JÄTTEIDEN KÄSITTELYKETJU Biojätteet Anaerobinen jätteenkäsittely: Biokaasun tuotto (metaani), myös etanolin tuotto - Maatilakokoluokka - Jätevedenpuhdistamot - Yhteiskäsittelylaitokset Aerobinen jätteenkäsittely - Kompostointi Vaihtoehdot: poltto, terminen kuivaus, (suora lietelannoitus) Hygienisoitu lopputuote MÄÄRITETYT MIKROBIT Viljely: Koliformiset bakteerit Termotolerantit koliformiset bakteerit Enterobacteriaceae Enterococcus spp. Bacillus cereus Clostridium perfringens Rikkiä pelkistävät klostridit Salmonella spp. Reaaliaika-PCR Campylobacter spp. Salmonella spp. Streptomyces spp. Yersinia spp. Aspergillus fumigatus Bacillus cereus ryhmä Esittäjän nimi /

2 KOMPOSTOINTILAITOKSET JA PILOTTI RUMMUT Hanke 1: 6 Näytteet kompostoinnin alkuvaiheista SYÖTTEET KOMPOSTIIN: MIKROBI- MÄÄRÄT RIIPPUVAT SYÖTTEEN LAADUSTA Anaerobisesti Liete Kotitalouksien Kuivattu kotifermentoitu kerätty talouksien kerätty liete biojäte biojäte Koliformiset bakteerit 37 C 2.7 x x x x 10 7 Enterobacteriaceae 2.2 x x x x 10 6 Termotolerantit koliformiset bakteerit 2.5 x x x x 10 4 Enterococcus spp x x x 10 5 Bacillus cereus (viljely) 6.6 x x x 10 3 <100 Clostridium perfringens 3.0 x 10 5 <100 <100 <100 Salmonella spp. Positiivinen Positiivinen Negatiivinen Negatiivinen Rikkiä pelkistävät klostridit 1.5 x x 10 5 > 1.0 x x 10 5 Bacillus cereus (PCR) 1.2 x x x x 10 5 Campylobacter spp x Salmonella spp. 7.1 x x x x 10 4 Streptomyces spp. 2.9 x x x x 10 8 Yersinia spp. 1.9 x x x x 10 7 BAKTEERIEN MÄÄRÄT TUKIAINEEN KANSSA KOMPOSTOITAESSA Siirrettäessä komposti ilmastetuista tunneleista aumoihin, huomattiin useiden haitallisten mikrobimäärien kohonneen, kuten koliformien ja lämpökestoisten koliformien, Enterobacteriaceae, Enterococcus spp. ja Streptomyces spp. SRC lisääntyivät lietettä kompostoinneissa laitoksissa. Aumakompostoinnin aikana näiden bakteerien lukumäärät alkoivat myöhemmin laskea. Yersinia spp. esiintyi yleisemmin kotitalouksien jätettä kompostoivissa laitoksissa Parhaiten toimineessa laitoksessa lopputuote oli hygienisoitunut näiden mikrobimäärien perusteella. MITÄ PROSESSIPARAMETREJÄ VOIDAAN SÄÄTÄÄ: Kompostointilaitoksissa ei pidetty kompostia 70 C, 60 min (sivutuoteasetus), silti viimeiset näytteet laitoksissa B ja C olivat mikrobiologisesti turvallisina. Streptomykeettien lisääntynyt määrä kompostin alkuvaiheessa indikoi mikrobiryhmän tärkeyttä biologisen jätteen hajotuksessa. Niiden poistaminen korkealla lämpötilalla voi haitata tehokasta kompostoitumista. Muidenkin prosessiparametrien säätelyä tarvitaan kuin vain lämpötilan. Muita säädeltäviä parametrejä ovat ilmastointi, kompostimassan laatu, tukiaineen laatu, prosessin kestoaika, kompostointiprosessin vaihe ja mikrobisukkessio kompostissa. Paras kompostoinnin lopputulos ei todennäköisesti riippunut kompostointiyksiköistä, vaan prosessin optimoinnista HANKE 2: -YLI VUODEN VANHAN KOMPOSTIN HYGIENIAN KEHITYS -TUHKALISÄYKSEN VAIKUTUS HYGIENIAAN Esittäjän nimi /

3 KOMPOSTIN LAATU JÄLKIKYPSYTYKSESSÄ Puolen vuoden jälkeen bakteerimäärät kohonneet: Salmonella spp. havaittiin PCR:llä (ei viljelyllä), Yersinia spp. (PCR) 167 päivän jälkeen, Enterococcus spp päivän jälkeen (viljely) Aktiivinen lämpöä tuottava kompostointi loppumassa. Usein tämän ikäistä kompostia siirretään mm mullan tuotantoon, joten työntekijät on syytä suojata päivää vanhoissa kompostiaumoissa ei enää havaittu kohonneita määriä haitallisia bakteereita. Kutenkin tässäkin lopputuotteessa on vielä runsaasti mm. itiöiviä aktinobakteereita, pitoisuudet ovat kuitenkin vastaavalla tasolla kuin voi olla luonnossa. Tuhkalisäys näytti vähentävän streptomykeettien määrää HANKE 3: -KOMPOSTIN HYGIENIAKEHITYS VUODEN AIKANA, TOISTETTAVUUS HYGIENIA MUISSA JÄTEHUOLTO- LAITOKSISSA LOPPUTUOTTEEN LAATU KOMPOSTISSA, ERITYISESTI AIKAVÄLI 6-12 KK Mesofiiliset aktinobakterit 6-16 kk vanhoissa kompostiaumoissa 0,026-59,4 x 10 6 pmy/g kompostia Termofiiliset aktinobakteerit 0,054-22,8 x 10 6 pmy/g Streptomykeettien määrä (reaaliaika-pcr) 0,82-65,9 x 10 6 kopiota/g kompostia. B. cereus ryhmän bakteereita löytyi viljelemällä lähes kaikista 6-16 kk vanhoista aumoista. Niiden määrät vaihtelivat välillä <100-1,28 x 10 5 pmy/g kompostia, ja keskiarvo oli 2,8±3,17 x 10 4 pmy/ g. Aspergillus fumigatusta löytyi viljelemällä kaikista 6-16 kk vanhoista aumoista E. coli, ja Enterococcus spp. esiintyi yleisesti pieniä määriä, mutta vain kerran sivutuoteasetuksen (2006) rajaarvot ylittyivät. LOPPUTUOTTEEN LAATU, BIOENERGIALAITOKSET A. fumigatus: pmy/g märkää näytettä, mp; 0-9,9 x 10 3 kopiota/g Mesofiiliset aktinobakteerit: 0 9,1 x 10 4 pmy/g mp Termofiiliset aktinobakteerit: 0-4,1 x 10 5 cfu/g mp Streptomykeetit: 0,84-20,5 x 10 5 kopiota/g, Määrä alhaisempia kuin 6-16 kk:n komposteissa. B. cereus: <100 1,3 x 10 4 pmy/g C. perfingens: 2 näytteessä 0,14-10 x 10 4 pmy/g Salmonellaa ei tavattu E. coli: < pmy/g Enterococcus spp.: yksi näyte 1400 pmy/g, muut <100, havaittiin pieniä määriä. Yhteenveto: Lopputuotteen hygienia jätteenkäsittelyssä ONKO TURVALLINEN KOMPOSTOINNIN LOPPUTUOTE MAHDOLLINEN? Prosessin kehityksen jälkeen saatiin laitoksen C haitalliset mikrobimäärät laskemaan ja kompostin lopputuotteen mikrobiologinen laatu hyväksi kompostoinnin aikaisessa vaiheessa Kompostista on mahdollista saada mikrobiologisesti turvallinen erilaisilla rumpujen, tunnelien ja aumojen yhdistelmillä. Tarvitaan enemmin tutkimusta siitä miten prosessia pitää säätää kompostoinnin aikana riippuen jätteen laadusta, ilmastoinnista, prosessiajasta ja lämpötilasta, ja mikrobisukessiosta. Muutoksia jotka hidastavat kompostin mikrobiologista hajotustoimintaa pitäisi kompensoida pidentämällä prosessiaikaa. Esittäjän nimi /

4 TURVALLISUUS KOMPOSTOINNISSA Vaikka haitallisten bakteerien määrät olivat hyväksyttäviä kompostoinnin aikaisessa vaiheessa kahdessa laitoksessa, prosessista mitattiin korkeita arvoja ja kompostia käsittelevät henkilöt tulee suojata. Haitallisten mikrobien määrät kohoavat helposti siirrettäessä komposti ulkoaumoihin, ja 0,5 v jälkeen. Vuoden vanhan ja vanhemman kompostin haitalliset mikrobit sallituilla/ympäristön tasoilla. Kompostointilaitoksen henkilökunta yleensä tietää jos prosessi ei toimi kunnolla, mutta prosessiparametrejä ei muuteta, koska jätteenkäsittelyä on hankala esim. pidentää käytännön syistä. Lopputuotteen laatua voisi olla hyvä kontrolloida. Kompostoinnin ongelma on avoin prosessi, jossa pölyävä komposti pääsee helposti liikkumaan ilmassa. TURVALLISUUS MÄDÄTYKSESSÄ Mädätetty liete ei ole hygienisoitu, vaikka sen koostumus on muuttunut mädätyksen aikana. Erityisesti haitallisia anaerobisia bakteereita (Clostridium perfringens) voi esiintyä mädätyksestä tulevassa lietteessä. Lietettä käsittelevät työntekijät tulisi suojata kunnolla. Mädätyksen mikrobiologisia haittoja vähentää suljettu prosessi, jolloin suora kontakti jätemateriaalin kanssa vähenee. 20 HAITALLISET MIKRO- ORGANISMIT ILMASSA ALTISTUS- MITTAUKSET KOMPOSTOINTILAITOKSEN RISKIT TYÖTEKIJÖILLE Bakteerien ja niiden endotoksiinien sekä homesienten aiheuttama työturvallisuusriski on merkittävä kompostointilaitoksissa. Kompostihalleissa ja ulkona kentällä esiintyi erittäin korkeita endotoksiini- ja mikrobipitoisuuksia. Endotoksiinien terveysperusteinen viitearvo, 90 EU/m 3, ylittyi reilusti vielä noin puoli vuotta vanhankin kompostiauman kääntötehtävissä. Lisäksi A. fumigatus homesienen ja termofiilisten aktinobakteerien pitoisuudet ilmassa lisääntyivät kompostointiprosessin edetessä. BIOENERGIALAITOKSEN RISKIT TYÖNTEKIJÖILLE Biohajoavien jätteiden käsittelyprosessien aikana mikrobipitoisuudet ilmassa ovat selvästi pienempiä bioenergialaitoksilla kuin kompostointilaitoksilla. Bioenergiaprosessit poistavat tehokkaasti eläinperäisten jätteiden taudinaiheuttajabakteerit, mikä vähentää myös työntekijöiden mahdollista altistumista Jätteiden esikäsittely ja prosessijäännöksen linkous olivat altistavimmat työvaiheet bioenergialaitoksissa. Lingottava massa voi sisältää runsaasti anaerobia Clostridium perfringens bakteeria, josta saattaa aiheutua työhygieenisiä haittoja. Mahdollisimman suljetut prosessit ja osastoinnit vähentävät selvästi mikrobiologisia työturvallisuusriskejä. Biohajoavat jätteet voidaan prosessoida siellä ilman mikrobialtistumista mahdollisesti lisääviä tukiaineita. TYÖKONEIDEN OHJAAMOISSA SISÄILMAN LAATU? Pelkillä raitisilmasuodattimilla varustetuissa ohjaamoissa sisäilman mikrobipitoisuudet ovat terveydelle haitallisella tasolla. Ohjaamoiden ilmansuodatusyksiköihin asennetut P1/F5-luokan ilmansuodattimet pystyvät poistamaan ohjaamoihin sisään tulevasta ilmasta vain osan homesienistä, bakteereista ja niiden sisältämästä endotoksiinista. Varsinkin pieni-itiölliset aktinobakteerit pääsevät ohjaamoihin ilmansuodatuksesta huolimatta, vaikka hiukkassuodatin olisi äskettäin vaihdettu. P1/F5-luokan suodattimen lisäksi asennettu P3/H13- luokan hepasuodatin pystyy estämään pieniitiöllisten mikrobien kulkeutumisen ohjaamoihin. Kaasuille tarvitaan aktiivihiilisuodatin. Esittäjän nimi /

5 BIOENERGIALAITOKSEN RISKIT TYÖNTEKIJÖILLE Bioenergialaitoksilla mikrobiologisia altisteita suurempi ja merkittävämpi työturvallisuusriski ovat kaasumaiset kemialliset altisteet. Ammoniakkia, häkää, hiilidioksidia, rikkidioksidia, rikkivetyä ja muita pelkistyneitä rikkiyhdisteitä sekä typpidioksidia saattaa esiintyä runsaasti erityisesti jätteiden vastaanottohalleissa. Lisänä voi olla syttymis- ja räjähdysvaarallisia kaasuja kuten metaania ja vetyä. Esitetyt tulokset ovat Aija Rainisalon ja Maija Kirsin väitöskirjatöistä. Rahoittajat: Työsuojelurahasto Suomen kulttuurirahasto/päijät-häme, Ekokem Oy Ab:n säätiö ja jätehuoltoalan yritykset. Rainisalo, A., Romantschuk, M. and Kontro, M.* (2011). Evolution of clostridia and streptomycetes in full-scale composting facilities and pilot drums equipped with on-line temperature monitoring and aeration. Bioresource Technology, 102, Laitinen S., Kontro M., Kirsi M., Jokela P., Reijula K. (2013). Mikrobiologisten terveysvaarojen selvitys biohajoavien jätteiden laitosmaisessa käsittelyssä. Työterveyslaitos. Hanke: Helsingin yliopisto Rahoittajat: Suomen kulttuurirahasto/päijät-häme Jätehuoltoalan yritykset Esittäjän nimi /