Εξέταση εναλλακτικών χρήσεων του βιομηχανικού αποβλήτου της φωσφογύψου
Authors: Πλιάκα Μαρία 
Published: January 2024

Η φωσφογύψος (ΦΓ) είναι ένα υποπροϊόν της βιομηχανίας φωσφορικών λιπασμάτων που παράγεται κατά τη διαδικασία παραγωγής φωσφορικού οξέος. Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή της ΦΓ κυμαίνεται μεταξύ 100 και 300 Mt, με μόνο το 15% αυτής να χρησιμοποιείται, ενώ το υπόλοιπο συνήθως διατίθεται σε στεγανοποιημένους ή μη χώρους απόθεσης με κίνδυνο πιθανών σοβαρών επιπτώσεων στον άνθρωπο και στο περιβάλλον όταν δεν υπάρχουν μέτρα προστασίας ή υπάρχει αστοχία των μέτρων προστασίας. Τα τελευταία 15-20 χρόνια, έχουν καταγραφεί αρκετές δυνητικές ή/και εφαρμοσμένες χρήσεις της ΦΓ στη βιβλιογραφία. Πιο συγκεκριμένα, η ΦΓ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο στη τσιμεντοβιομηχανία, σε οικοδομικά υλικά και στην οδοποιία, ως λίπασμα για τη βελτίωση του εδάφους, ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ορισμένων χημικών ουσιών και ως υλικό πλήρωσης κενών για την αποκατάσταση εγκαταλελειμμένων ορυχείων και λατομείων, ενώ η ανάκτηση γύψου και η εξόρυξη στοιχείων σπάνιων γαιών υποδηλώνει τη δυνητική σημασία της ΦΓ για την κυκλική οικονομία. Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η διερεύνηση της χρήσης της ΦΓ: α) ως υλικό πλήρωσης λατομικών και μεταλλευτικών κενών σε έργα αποκατάστασης και β) ως εδαφοβελτιωτικό. Για την 1η προτεινόμενη εναλλακτική χρήση, διεξήχθησαν πειράματα εργαστηριακής κλίμακας προκειμένου να προσομοιωθούν και να εξεταστούν τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά και η διαχρονική συμπεριφορά των στραγγισμάτων της ΦΓ ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά και τη χημική της σύσταση. Πραγματοποιήθηκαν, επίσης, πιλοτικές δοκιμές πεδίου μεγάλης κλίμακας για την παρακολούθηση της περιβαλλοντικής συμπεριφοράς της ΦΓ και σε πραγματικές συνθήκες πεδίου. Παράλληλα πραγματοποιήθηκαν και γεωτεχνικές εργαστηριακές δοκιμές για να εξεταστεί και γεωτεχνικά η εφικτότητα της προτεινόμενης εναλλακτικής χρήσης. Για την 2η προτεινόμενη εναλλακτική χρήση, διενεργήθηκαν πειράματα εργαστηριακής κλίμακας για την αποτίμηση της επίδρασης της ΦΓ στην ανάπτυξη και στην υγεία φυτών που δεν συμμετέχουν άμεσα στην τροφική αλυσίδα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των εργαστηριακών πειραμάτων: •τα παραγόμενα στραγγίσματα από την ήδη εναποτεθείσα για πολλά χρόνια ΦΓ, φάνηκαν να έχουν καλύτερες τιμές pH και αγωγιμότητας και χαμηλότερες συγκεντρώσεις στοιχείων σε σύγκριση με τα στραγγίσματα που παράγονταν από την πρόσφατα απορριφθείσα ΦΓ, •τα χαρακτηριστικά των στραγγισμάτων βελτιώνονταν και σταθεροποιούνταν και στις δύο περιπτώσεις μετά από την πάροδο μικρού διαστήματος διαβροχής, •τα περισσότερα κύρια στοιχεία βρέθηκαν να έχουν ελάχιστη εκπλυσιμότητα και το υλικό πληρούσε τα περιβαλλοντικά όρια για την απόρριψή του σε χώρους υγειονομικής ταφής για αδρανή και μη επικίνδυνα απόβλητα. Επιπρόσθετα, βάσει των αποτελεσμάτων των πιλοτικών δοκιμών πεδίου μεγάλης κλίμακας, η ΦΓ που δε συμπιέστηκε κατά την κατασκευή είχε καλύτερη συμπεριφορά όσο αφορά τη στραγγισιμότητα, δηλαδή παρήγαγε μικρότερες ποσότητες στραγγισμάτων, ενώ η ασυμπίεστη ΦΓ καλυμμένη με ασυμπίεστο αργιλικό υλικό παρήγαγε την «καλύτερη» ποιότητα στραγγισμάτων, δηλαδή στραγγίσματα με τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις στοιχείων-ρύπων. Το εύρος των συγκεντρώσεων των περισσότερων ρύπων-στοιχείων ήταν μικρότερο από το περιβαλλοντικό όριο διάθεσης υγρών αποβλήτων σε υδάτινο αποδέκτη με εξαίρεση τη συγκέντρωση των στραγγισμάτων σε θειούχα ιόντα.Όσον αφορά τα αποτελέσματα των εργαστηριακών πειραμάτων για την εξέταση της επίδρασης της ΦΓ στην ανάπτυξη και την παραγωγή συγκεκριμένων ειδών (λόλιο, τριφύλλι, ηλίανθος), η προσθήκη της ΦΓ στο έδαφος δεν είχε αρνητικές συνέπειες στο φύτρωμα των σπόρων και την εγκατάσταση των σποροφύτων, ενώ αύξησε παράλληλα τη συνολική παραγωγή υπέργειας βιομάζας σε συγκρίσιμο ή/και υπέρτερο βαθμό σε σχέση με την προσθήκη ανόργανου λιπάσματος. Η εφαρμογή της ΦΓ ακόμα και σε υψηλές δόσεις, δεν αύξησε τη συγκέντρωση των περισσότερων χημικών στοιχείων στα φυτά. Κατά συνέπεια, τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα διδακτορική διατριβή υποστηρίζουν την πιθανή χρήση της ΦΓ, είτε μόνης της είτε με άλλα υλικά ως μείγματα, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, ως εναλλακτικό υλικό πλήρωσης κενών για εργασίες αποκατάστασης ορυχείων και λατομείων και ως εδαφοβελτιωτικό.