ANALIZA TOKOVA MATERIJALA I UPRAVLJANJE OTPADOM

Prof. dr Nemanja Stanisavljevic

25.03.20

Linearni tokovi materijala u urbanim sistemima

25.03.20

Metabolizam gradova

25.03.20

25.03.20

Antropogene zalihe

Atmosfera

Zemljište

Deponija

Reke – mora - okeani

Rudarske aktivnosti

Šumarstvo

Agrikultura

25.03.20

Zemljište kao finalno odredište

00 10 20 30 40

200

160

120

80

40

Konc

entr

acija

u ze

mlji

štu

[mg/

kg]

Zinc

copper

lead

Udaljenost od grada [km]

Izvor: Koechel 1988

25.03.20

Veliki porast zaliha materijala

25.03.20

25.03.20

Porast zaliha materijala

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1900 1920 1940 1960 1970 1980 1990 1993godina

Zalih

e u

kg/s

t

UsisivačMašina za sudovePegla

SušilicaMašina za veš

Source: Beschorner, St. 1996

25.03.20

Porast zaliha materijala

0

5

10

15

20

25

30

1900 1920 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1993godina

Zalie

u k

g.st

/god

ostaloRačunariTelevizoristereo/CDmono-radio

Izvor: Beschorner, St. 1996

Trend povećanja zaliha bakra u deponijama (kg st-1 god-1)

25.03.20

Bader, Scheiedegger i saradnici 2010

Urbane zalihe kao budući otpad ili resurs, primer: gvožđe

25.03.20

34

6 0,3 2,7

1

11

1,5

7

2

4

0,8

0,8

Primarna proizvodnja

pedo-/

proizvodnja Upravljanjeotpadom

Ostaloodlaganjel

2000 2050 21000

350

150

50

100

200

250

300 antropogenezalihe Fe

44

194

344

2000 2050 21000

350

150

50

100

200

250

300 geološkerezerve Fe

140

40 0

lithosphere

44

344potrošnja

140

Potrošačke emisije su veće od proizvodnih emisija

25.03.20

25.03.20

Fenomeni antropogenog metabolizma: Potrošačke emisije > Proizvodnih emisija

40

30

20

10

0

1940

1945

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

Tona

/god

išnj

e

Cd emisije prilikom proizvodnje

Cd emisije prilikom potrošnje

Izvor: Bergbäck, 1992

Potrošačke emisije > Proizvodnih emisija

25.03.20

Promene u količini i sastavu otpada

25.03.20

Rastuća potreba za raznim materijalima

25.03.20

Izvor: Wäger 2007

25.03.2020.

16

Fenomeni naprednih društava (odlike antropogenog metabolizma)

ØPromene u količini i sastavu otpada

25.03.20 25.03.2020.

18

Porast količine određenih materijala u komunalnom čvrstom otpadu u SAD-u

25.03.20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1998 2005

Mlii

ona

tona

Papir i karton Staklo Metali Plastika

Pitchel 2005.

ØZbog rastuće kompleksnosti proizvedenih dobara, otpad se sastoji od rastućuh količina novih materijala, a mnogi od njih se sastoje od mešavina koja se ne mogu odvojiti fizičkim metodama

ØZbog toga, u budućnosti velika količina opasnih supstanci moraće biti uklonjena iz otpada dugovečnih zaliha, zbog bezbednog recikliranja materijala iz zaliha.

ØNa upravljanju otpadom ostaje da se nosi sa većinom materijala u zalihama.

25.03.20

Fenomeni naprednih društava (odlike antropogenog metabolizma)

25.03.2020.

21

Efikasnost cirkularne ekonomije

Another phenomenon: marginal circular economy

5 1

4 0,6 0,4

0,4Agriculture Treatment,distribution Household

Agriculturalwaste

Industrial andcommercial waste

Solid and fluidwaste, compost

[kg P / cap.yr]

Another phenomenon: marginal circular economy

Source: Baccini, 2002 (adapted)

8-12 2-3

0,5-1

6-9

Stock 400 Landfill 50

1-2

Supply &consumption

Wastedisposal

Flows [t/cap.yr]Stocks [t/cap]

Another phenomenon: marginal circular economy

Flows in t/cap.yrStocks in t/cap

Demolition waste

Air

Building materials

0,949

0,038

0,0060,008

0,76

0,79 0,82

+ 0,002

+ 8

0,056

300

Water

Exhaust

Constructionequipment

Constructionengineering

Constructionequipment

Sewagen.k.

Stock: Constructionequipment

Infrastructure

n.k. .... not knownSource: T. Lahner, 1993

Energy sources

Uloga sistema za upravljanje otpadom

25.03.20

Otpad i emisije

Energija i materijali

Izvor Odredište

Antroposfera

Životna sredina (vazduh, zemljište, voda)

Zalihe

Odgovarajuće odredište

Recikliranje

Upravljanje otpadom

25.03.20

Rešenje problema?

2725.03.2020.

Visoka potrošnja energije Dvostruko veća količina generisanog otpada

GG

A

Popraviti i ponovno korisitti frižiderZameniti frižider posle 10 godina

25.03.20

Kako dostići ciljeve: 1. čisti ciklusi 2. niske emisije 3. bezbedna finalna dispozicija

Životna sredina

Ore Deposit

Antroposfera

ResursiEmisije

Materijal za deponovanje

ProizvodnjaPotrošnja

Tretman otpada

Recikliranjematerijala

25.03.20

Atmosfera kao finalno odredište

500

020406080100120140160 20

1.000

1.500

CH4

[ppb

]

Sadržaj metana u atmosferi

Milenijumi pre današnjice)

Izvor: Beer, Baumgartner, 1995

Ciljevi upravljanja otpadom

ØZaštita ljudskog zdravlja i životne sredineØOčuvanje resursa ØOdrživo upravljanje otpadom

Kako dostići ciljeve ?

1.Čisti ciklusi2.Niske emisije3.Bezbedna finalna dispozicija materijala

25.03.20

HIJERARHIJA EU

PREVENCIJARECIKLAŽA ODLAGANJE

?

Analiza tokova materijala (MFA)

Cilj MFA:

Opis i analiza realnog sistema što je moguće jednostavnije,

ali:Dovoljno da bi se mogla doneti odgovarajuća

odluka

25.03.20

Prva MFA analiza: Dr. Santorio u Padovi

25.03.20

25.03.20

Osnove softvera STAN i metodologije MFA

dr Nemanja Stanisavljević

Fakultet tehničkih nauka Novi SadDepartman za inženjerstvo zaštite životne sredine i zaštite na radu

Cilj MFA:

Opis i analiza realnog sistema što je moguće jednostavnije,

ali:Dovoljno da bi se mogla doneti odgovarajuća odluka

25.03.20

Privatna domaćinstva

Industrija RazmenaTrgovina

Upravljanje otpadom

Poljoprivreda

Atmosfera

Hidrosfera

Litosfera

Priro

dni i

ant

ropo

geni

pro

cesi

uvoz

a

Priro

dni i

ant

ropo

geni

pro

cesi

izvoz

a

Životna sredina

Antroposfera

Sistemske granice “regiona“

U MFA-u, metabolizam sistema podrazumeva transfer,

skladištenje, i transformaciju materijala u okviru sistema, i

razmenu materijala sa životnom sredinom.

Šta je MFA?

• Material Flow Analysis – Analiza tokova materijala

25.03.20

Ø Analiza tokova materijala predstavlja sistematsku analizu tokova i zaliha materijala koji je definisan u prostoru i vremenu

Brunner i Recheberger, 2004

“Pomoću MFA dobijamo kompletan i konszistentan set informacija o tokovima i zalihama svih određenih materijala u okviru sistema”