OSTRAMO, Skládka odpadů (tzv. laguny) a bývalá rafinerie

Rafinerie na výrobu petroleje a těžkého topného oleje byla založena v roce 1888. Za druhé světové války byla přestavěna na rafinerii surových minerálních olejů pro potřeby armády. Od konce války až do konce 70. let zde byla produkována široká paleta rafinérských výrobků jako např. pastová maziva, oleje, asfalt, parafin či benzín. V roce 1965 byla v závodě vybudována linka na regeneraci upotřebených ropných olejů. Součástí technologie regenerace byla tzv. kyselinová rafinace. Od roku 1981 byla regenerace upotřebených ropných olejů jediným výrobním programem rafinerie. V roce 1996 byl provoz rafinerie zastaven. K ukládání odpadů sloužila lokalita lagun až do 31.7.1996.

Pestrá produkce podmiňovala využití nejrůznějších chemických látek. Například při zpracování parafinu se používaly chlorované uhlovodíky, pro kyselinovou rafinaci koncentrovaná kyselina sírová. Odpady vzniklé při produkci rafinerie minerálních olejů pak byly ukládány ať už v upravené/neutralizované či neupravené formě do lagun.

Zájmové území je tak postiženo velmi různorodou kontaminací nejen z hlediska chemického složení, ale i jejích fyzikálních vlastností. Samotné matematické modelování tak muselo být řešeno v několika samostatných transportních modelech zohledňujících daný typ kontaminace.

Prvním krokem, který byl společný pro všechny tyto modely, bylo sestavení a kalibrace hydraulického modelu v ustáleném i neustáleném režimu proudění. Modelová doména postihovala pravobřežní údolní nivu Odry od jímacího území Nová Ves a Dubí po soutok s Ostravicí. Pro některé specifické simulace byla tato poměrně rozsáhlá doména omezena na tzv. širší okolí lagun, kdy západní hranice modelu byla ukončena na hraně přehloubeného koryta.

Hlavním účelem proudového modelu bylo sestavení „podkladového“ proudového pole pro následné transportní modely. Avšak součástí těchto prací byly i simulace hydraulické bariéry či simulace různých režimů čerpání v jímacím území (JÚ) Nová Ves a Dubí s ohledem na pozici rozvodnice mezi JÚ na jihu a kontaminovanými průmyslovými areály na severu. Druhé jmenované simulace sloužily k posouzení míry rizika „natažení“ kontaminace do depresního kužele JÚ.

V této fázi bylo použito kódů MODFLOW (saturovaná zóna) a Hydrus (nesaturovaná zóna pro modelování proudění vod zasakovaných v rámci sanačních prací do nadložního, nespojitě zvodněného, navážkového horizontu). V dalších krocích pak byly sestavovány jednotlivé transportní modely:

Transportní model síranových solanek

Při tomto modelování byly předmětem zájmu tzv. síranové solanky. Odpadní kaly z kyselinové regenerace upotřebených mazacích olejů byly (a pravděpodobně stále jsou) zdrojem velmi silně mineralizované kontaminace, která je sice primárně síranová, ale díky svému nízkému pH na sebe váže i další kontaminanty, kterými jsou zejména těžké kovy. Vysoká mineralizace roztoku také podmiňuje jeho fyzikálně-chemické vlastnosti ovlivňující chování roztoku v průběhu jeho transportu. Základními projevy jsou měrná hmotnost vyšší než voda a omezená mísivost s prostými vodami, díky nimž se síranové solanky chovají jako samostatná fáze zpravidla označovaná jako DNAPL (z anglického Dense Non-Aqueous Phase Liquid – těžká, s vodou nemísitelná kapalina). Tato fáze se pro svou hustotu téměř výlučně pohybuje po bázi kolektoru a kumuluje se v dílčích depresích a korýtkách. Proudění podzemních vod ovlivňuje jejich migraci solanek jen v omezené míře a mohou se tedy šířit i ve směru, který nerespektuje směr proudění podzemních vod.

Pro tento typ kontaminace bylo použito modelovacího kódu SEAWAT, který umožňuje simulovat tří-dimenzionální transport zohledňující hustotní potenciály. SEAWAT je kombinací programů MODFLOW a MT3D a je proto založen na metodě konečných rozdílů. Jak název napovídá, SEAWAT byl primárně navržen pro simulaci intruzí mořské vody do sladkovodních kolektorů v příbřežních oblastech.

Transportní modely rozpuštěné fáze

Tyto modely, které se soustředily především na oblast bývalé rafinerie Ostramo, se soustředily na dva typy kontaminace: (1) chlorované uhlovodíky (ClU) a (2) aromatické uhlovodíky ze skupiny BTEX. Samotné sestavení transportních modelů sestávalo ze dvou kroků. Tím prvním bylo sestavení 1D analytických modelů: v případě chlorovaných uhlovodíků model BIOCHLOR, u BTEX pak model BIOSCREEN. Cílem bylo získat vstupní parametry transportního procesu, zejména pak degradační konstanty jednotlivých komponent. Následně pak ve druhém kroku byly kalibrovány plnohodnotné 3D numerické modely. Vstupní data pro kalibraci byla získána z monitoringu. Výsledkem bylo upřesnění jednotlivých transportních parametrů tak, aby co nejlépe vystihovaly reálný pohyb kontaminace.

Pro transportní model ClU byl použit model RT3D (Reactive Transport in 3-Dimensions), což je programový kód, který je schopen vedle advekce, disperze a sorpce modelovat 3D reaktivní transport mobilních i imobilních látek v saturované zóně. Transport chlorovaných uhlovodíků byl modelován prostřednictvím tzv. sekvenční rozkladové reakce, a to v řetězci PCE->TCE->1,2-cDCE->VC. Z hlediska reakcí byly jako vstupní parametry definovány rozpadové konstanty a distribuční koeficienty – obojí pro jednotlivé složky kontaminace.

Transportní model BTEX byl sestaven v programovém kódu MT3DMS, který umožňuje řešit advekci, disperzi a chemické reakce rozpuštěných polutantů ve zvodněných systémech. Z chemických reakcí byly modelovány sorpční procesy a ireverzibilní rozklad 1. řádu, coby náhrada za objektivně složitější procesy „okamžité“ biodegradace (ty byly ostatně zahrnuty do výpočtu již v předchozím kroku u 1D transportních modelů). Vstupními parametry byly rozpadová konstanta a distribuční koeficient – obojí pro sumární parametr BTEX. Oba transportní modely byly kalibrovány i validovány.

Scroll to Top