Na Slovensku sú dve veľké tepelné elektrárne, vo Vojanoch a Zemianskych Kostoľanoch. Okrem toho za minulej éry existovali tepelné elektrárne aj vo väčších podnikoch, napríklad pre celulózku v Štúrove.
Taký budovateľský pohľad na tepenú elektráreň Zemianske Kostoľany a Novácke chemické závody.
V odkaliskách sa popol usadzuje a čistá voda sa potom najčastejšie vracia naspäť do elektrárne. Základným prvkom odkaliska je hrádza, za ktorou je priestor, kde sa plaví. Voda odtokovými objektmi odteká a popol ostáva na mieste. Takto vytvorená kopa popola samozrejme narastá, preto je nutné ďalší priestor na ukladanie získavať tým, že sa zvyšuje hrádza priamo na popole, najčastejšie aj priamo z popola.
Detailnejší pohľad na popol.
Samotný popol je veľmi zvláštny materiál, s ktorým sa narába dosť náročne. Používajú sa na neho postupy a skúšky, akoby to bola zemina a tieto vlastnosti sa dosadzujú do výpočtov stability svahu. Oproti bežným zeminám sa ale chová trochu odlišne. Keďže priestor jazera nad hrádzou potrebujete zapĺňať rovnomerne, musíte meniť miesto, kam naplavujete. Popol sa usádza podľa takzvaného Stokesovho zákona, ktorý hovorí, že pri veľkých rýchlostiach prúdenia sa usadzujú na dne ťažké zrná, pri pomalom prúdení ľahšie. Z tohoto dôvodu je materiál na odkalisku veľmi silno vrstevnatý, podľa toho, ako ste plavili. Tieto vrstvy majú malú hrúbku a rozdielnu vodopriepustnosť. Riešenie stability je potom náročná úloha, lebo objemová hmotnosť jednotlivých vrstiev variuje od 810 až do 1160 kg/m3. Vlhkosť od 14% až do 40%. Potrebovali by ste neporušenú vzorku z každej vrstvy, aby ste získali presné vstupy do výpočtu, čo je vcelku problém.
Ako vidno tu, tráva je schopná sa uchytiť aj na popole.
Ďalšou ťažkosťou je takzvaná dvojitá pórovitosť. Okrem medzier medzi zrnami sa totiž nachádzajú aj medzery v štruktúre zrna a tieto ťažko zohľadniť vo výpočte, lebo ich objem sa nedá určiť klasickými metódami. Problém to robí pri stlačiteľnosti popolov, lebo zatiaľčo pri zeminách je stlačenie spôsobované hlavne vytláčaním vody z pórov, prítomnosť pórov v samotných zrnách (oni bývajú duté) spôsobuje aj drvenie samotných zŕn.
Ako vidno zo stôp, popol za suchého počasiaunesie nákladné autá. Pokiaľ je však vlhký, veľmi často sa stáva, žetam niečo zapadne.
Popol je tiež materiál náchylný na stekutenie a samotné stekutenie je jav, ktorý doteraz nebol dostatočne popísaný a nebola na neho vypracovaná spoľahlivá teória, preto sa nedá presne predpovedať a nastáva bez varovania. Vie sa iba to, že na stekutenie majú veľký vplyv dynamické otrasy a obsah vody. Pri bežne sledovaných veličinách popolov (ako stupeň nasýtenia vodou, zaťaženie...) dokáže za rovnakých podmienok jedna vzorka stekutieť a druhá nie. Nevie sa, čo to spôsobuje. Poznajú sa iba medze okrajových podmienok, pri ktorých stekutenie možno očakávať.
Na archívnej fotke vidno havarované odkalisko.
Takéto náhle stekutenie sa udialo na pôvodnom odkalisku v Zemianskych Kostoľanoch v máji roku 1965. Vtedy 40 metrov vysoká hrádza sa pretrhla a vytieklo okolo troch miliónov ton popola do okolitej krajiny. Asi 20 km2 územia bolo pokrytých vrstvov popola až do hrúbky pol metra. Armáda uzavrela oblasť, do ktorej nikoho nevpustila. Zničilo to všetku faunu a flóru v rieke Nitra na úseku dlhom 180 km. Zamorilo obrovské územie zvýšenou koncentráciou arzénu a iných ťažkých kovov, zhoršenie akosti podzemných vôd priamo viedlo k budovaniu nových vodných zdrojov v celom povodí rieky Nitry. Havária nastala večer a množstvo domov v Kostoľanoch bolo doslova zaplavených popolom, pred ktorým nebolo úniku. Počet obetí nie je známy. Keďže strana rozhodla, že elektráreň musí fungovať ďalej, táto vypúšťala 500 až 800 ton popola denne priamo do rieky po dobu asi 8 mesiacov, kým sa narýchlo nepostavilo dočasné odkalisko. Odstraňovanie popola z okolia trvalo niekoľko rokov. Ekosystémy pri rieke sa z tejto nehody dodnes plne nespamätali. Odkaliská ale havarovali aj v iných krajinách aj v nedávnej dobe, napr. v Rumunsku v meste Baia Mare v roku 2000 vytiekli do rieky Tisy kyanidové kaly, ktoré zničili život na dĺžke 600 km, v tom istom roku vo Švédsku havarovalo odkalisko, z ktorého vytiekli 2 milióny ton kalu z výroby ocele, v roku 1998 v Los Frailes vo Španielsku kaly ťažkých kovov znečistili údolie do dĺžky 63 km. Medzi príčinami týchto havárií vždy bola absencia monitoringu a nedostatočná údržba.
Horná Nitra zaliata popolom.
V dnešnej dobe sa odkaliská veľmi podrobne monitorujú, hlavne hladina podzemnej vody. Prístup k takýmto stavbám bol u nás taký aký bol, vo Vojanoch je odkalisko tiež tesne vedľa rieky Laborec, na dnes už rekultivovanom odkalisku v Štúrove bola dokonca hrádza odkaliska z druhej strany protipovodňovou hrádzou rieky Dunaj, takže v prípade havárie by to spôsobilo škody európskeho významu. Každopádne takéto stavby predstavujú riziká, v Taliansku havarovalo odkalisko, ktoré už bolo odstavené asi 20 rokov a už sa nemonitorovalo. Prakticky skoro každé odkalisko malo počas svojej životnosti nejaké problémy. Treba ale popravde povedať, že laxný prístup už dnes v tejto oblasti u nás nemá miesto. Nie celkom objasnené správanie sa popolového materiálu síce vedie k častým problémom ako zrútenie sa naplavovacej veže, menším svahovým posunom a podobne, ale riziko katastrofickej havárie pri prevádzkovaných odkaliskách je minimálne, hlavne vďaka intenzívnemu výskumu, pravidelným meraniam hladiny podzemnej vody v popole, odoberianiu vzoriek z vrtov a ich vyhodnocovaniu. Každé má svoj manipulačný poriadok, kde je presne stanovené, čo sa tam môže robiť a čo nie. To sú faktory, ktoré pred haváriou neboli. Určite je množstvo budov a aj mostov, ktoré by som za ich stav považoval za ďaleko nebezpečnejšie ako popolové odkaliská.
Popol vytváral takéto bizardné tvary.
Najčastejšie sa odkaliská budujú tak, že sa prehradí údolie a za túto hrádzu sa potom naplavuje. Vtedy je najmenej zemných prác, lebo zvyšné steny ohraničujúce plavené jazero sú tvorené svahmi. Menej výhodný variant je oprieť odkalisko o svah, s tým, že sa hrádze vybudujú z troch strána a iba zozadu je svah. Existujú aj odkaliská budované na rovine, ktoré sú ohradené hrádzou zo všetkých štyroch strán.
Koruna najvrchnejšej hrádze, za ktorú sa momentálne neplaví.
V zásade sa dajú využiť dva systémy hospodárenia s vodou. Buď sa voda vracia naspäť do elektrárne alebo vypúšťa do recipientu. V dnešnej dobe sa už druhý spôsob nepoužíva. Než začnete ďalej nadvyšovať hrádzu, musí samozrejme podľa možnosti všetká voda vytiecť, čo po skončení naplavovania môže trvať aj mesiace. Preto je podstatné aj to, ako naplavujete. Väčšinou bývajú odkaliská rozdelené na oddelené kazety a naplavuje sa do nich striedavo. Keď popol vysychá, pri vetre sa samozrejme príšerne práši. Preto sa horná vrstvá kropí alebo strieka špeciálnym postrekom na báze nejakých plastov, ktorý ochráni ľahké zrná pred zdvihnutím z povrchu, poprípade sa naváža jemný štrk z podrvenej skalnej horniny vyťaženej priamo v areáli.
Kropenie popolov. [1]
Voda sa cez starostlivo vybudované drény a potrubia dostane až pod dolnú hrádzu, kde je špeciálny objekt, ktorý ju čerpá ďalej.
Tu dole je vyústenie všetkých drénov a potrubí.
Tiež je veľmi dôležité, aby vám do odkaliska prichádzalo iba minimum dažďovej vody. Preto by okolo mal byť vybudovaný povrchový rigol, o ktorý je nutné sa starať. Ak sa očakávajú prítoky podzemnej vody, tiež by malo byť odkalisko po stranách oddrénované.
Inou možnosťou naplavovania je plaviť do tesnenej kaziety, ktorú potom odstavíte a po vysušení popol nákladnými autami premiestnite na požadované miesto.
Práve sa plaví do utesneného priestoru.
Vodu z týchto vaní, ktoré sa zvyčajne nazývajú meandre, potom odoberáte špeciálnymi odbernými potrubiami, ktoré otvárate podľa toho, ako vysoko je hladina.
Odber technologickej vody z meandra.
Samozrejme na to, aby ste mohli meander vyprázdniť, musíte tam vybudovať rampy pre nákladné vozidlá.
Vpravo vidno naplavovanie kalu, vľavo potom rampu pre nákladné automobily.
Pokiaľ už máte odkalisko plné a nie je možné nadvyšovanie jeho hrádzí, čiže ani ďalšie naplavovanie, rieši sa to tak, že technologicky zmiešate popol s látkami na báze vápna a takto získaná inertná zmes sa volá stabilizát, ktorý je automobilmi vyvážaný na odkalisko a tam po vrstvách skládkovaný.
Ukladanie stabilizátu na telese starého odkaliska.
Nie sú zvláštnosťou odkaliská, ktoré od päty spodnej hrádze po korunu najvyššej majú aj dobre cez sto výškových metrov. Dočasné odkalisko v Kostoľanoch, vybudované ako svahové, má šírku 1,5 kilometra. Odkalisko flotačných kalov (ktoré sú odpadmi pri spracovaní rúd, v tomto prípade medených) Slovinky je vysoké 130 metrov. Sú to teda obrovské stavby, častokrát porovnateľné s menšími priehradami. Problematika odkalísk je náročná aj teoreticky aj laboratórne a experimentálne a ku každému z nich je nutné pristupovať osobitne. Kedysi toto bolo dosť podceňované, keďže projektanti vodných stavieb to z akejsi stavovskej česti považovali v porovnaní s priehradami za podradnú stavbu. Zväčša preto odkaliská navrhovali maďarskí projektanti, alebo potom ľudia, ktorí sa primárne odkaliskám nevenovali. Až po havárii v Zemianskych Kostoľanoch sa začala venovať dôkladná pozornosť takýmto stavbám. Za najlepší model prevádzky sa považuje spolupráca konzília zloženého z informovaného pôvodcu odpadu, erudovaného projektanta, skúseného dodávateľa stavebných prác, nekompromisného dohľadu a nezávislého experta ako poradcu. Je vcelku logické, že tieto funkcie nie je dobré kumulovať, keďže každý z nich má trochu iný pohľad na vec.
Niekoľkokrát nadvyšovaná hrádza odkaliska. Vidno, že je to technická stavba.
Odkaliská sú stavby, ktorých je aj na Slovensku pomerne dosť (okolo 50), aj keď väčšinou už sú odstavené. Nepoužívajú sa len na plavenie popola, ale aj na usadzovanie vápenných kalov z chemického priemyslu, z úpravy vôd a rôznych iných kalov vznikajúcich hlavne pri ťažbe a spracovaní nerastných surovín. Kedysi sa im, podobne ako všetkým ostatným environmentálne zaťaženým stavbám, nevenovala dostatočná pozornosť a preto mnohé, napríklad aj české odkaliská v mosteckej panve vyzerajú doslova ako mesačná krajina (koniec-koncov ako celá tá oblasť). Po ukončení životnosti sa dajú celkom úspešne rekultivovať, tak, že bežný človek si ani nevšimne, že má pod nohami niečo, čo bolo kedysi odpadom. Bohužiaľ, existujú aj odkaliská po nerastnej ťažbe, ktoré po skrachovaní podniku stratili pána a musia sa o ne starať samosprávy, ktoré na to nemajú ani kvalifikovaných ľudí ani dostatok peňazí. Tieto predstavujú trvalú hrozbu, zvlášť ešte keď obsahujú pomaly celú Mendelejovu tabuľku.
Pohľad z koruny hrádze smerom k päte. [1]
Dúfam, že sa mi podarilo priblížiť niečo, o čom ste mali iba hmlistú alebo dokonca žiadnu predstavu. Teším sa na prípadné otázky.
[1] www.banskeodpady.sk
