Metróépítés során fúróhabbal elszennyeződött talaj

Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group

Organisation/Data provider's nameBudapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Name of contact
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Telephone/fax
+36-1-4632347
Name
Bamco Alagút- és Metróépítési Közkereseti Társaság
Town/place
Budapest
Street, No.
Somogyi út 44.
Postal code
1110
Telephone/fax
-
Connection with the waste or by-product
Producer
Denomination of the waste or by-productMetróépítés során fúróhabbal elszennyeződött talaj
Type of the waste or by-product data-sheet
Characterisation of a particular waste or secondary product
Functional characterisation
Waste soils
EWC code of waste
  • 17 CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTES (INCLUDING EXCAVATED SOIL FROM CONTAMINATED SITES)
  • 17 05 soil (including excavated soil from contaminated sites), stones and dredging spoil
  • 17 05 03* soil and stones containing dangerous substances
Consistency of the waste or by-product
Solid
Description of the waste generating technology

A 4-es metró alagút építésénél a pajzsos alagútépítési technológiát alkalamztak. A pajzs tulajdonképpen egy mozgó dúcolás, amely folyamatos megtámasztást biztosít a kibontott üregben, így kialakítva egy biztonságos munkateret a fejtéshez és a falazat beépítéséhez. A fúrásnál alkalmazott technológia geológiai szempontból három jellemző szakaszra: a budaira, a pestire és a kettőt összekötő Duna alattira osztható. A Duna alatti szakasz a fejtett talajkörnyezetét tekintve a budai oldalhoz hasonló, a pesti oldal változatos talajviszonyai és a talajvíz miatt nagyobb kockázatot jelentő szakasznak mutatkozott. A budai oldal az előzetes geológiai feltárások, fúrások alapján viszont, az aránylag egyöntetű kiscelli agyag, ezért ez szinte problémamentesnek volt mondható.
A területen található talajtípusokat és a pajzsos alagútépítés szempontjait figyelembe véve a földpép homlokmegtámasztású EPB pajzzsot alkalmazták. Ennek a pajzstípusnak a lényege, hogy egy fejtőteret képeznek ki a pajzs vágóélénél merev és vízhatlan lezárással. Ezt követően a teret nagy nyomású bentonitos zaggyal töltik ki. A fejtőberendezés így a zaggyal telített térben dolgozik, így a puhább talaj nem hatol be az alagút homlokzatán, hiszen a zagy megtámasztja. A kifejtett talajt végül a zaggyal együtt eltávolítják, úgy hogy a zagy nyomása mindvégig állandó maradjon. Így a kitermelt kőzet a bentonitos zaggyal együtt kerül a felszínre. A felszínen rázószitára kerül a zagy, majd ülepítőn keresztül juttatják vissza a tárolótartályba a tisztított zagyot. A tisztított zagyhoz friss bentonitot kevernek, és újból visszajuttatják a fejtési térbe.
Forrás: Muskovits Marianna, Pajzsos alagútépítés és alkalmazása a 4-es metró építésénél, BME

Any special characteristics of the waste or by-product

A vonalalagutak fúrása során a talajjal érintkezésbe kerülő anyagok alábbiak:
 Gépészeti kenőanyagok
 Fúrási segédanyagok (Active Bentonit IBECO S),
 A talaj konzisztenciáját és súrlódását módosító habanyag (MEYCOFIX SLF 30 MAPEI FOAMER 300).
A 4-es metró fúrásakor kitermelt talajba különböző anyagok kerülte bele. A fúrópajzs tengelynek folyamatos kenéséről gondoskodni kell, és a kimerült kenőanyag egy része a kitermelt talaj közé kerül. A fúrópajzs hosszabb leállításának idejére (pl.: ünnepek, hétvégi munkaszünet) a fúrópajzs kitermelő tér felőli oldalát bentonit zaggyal (fúrási segédanyag) töltik fel a nyomásegyensúly biztosítása miatt. Azonban a bentonit természetes eredetű ásványi agyag, így az nem jelent kockázatot a környezetre. A fúrás során a fúrópajzs elemei és a talaj közötti, valamint a talaj belső súrlódásának csökkentésére a fúrópajzs elé habanyagot injektálnak. A fúróhab csak szélsőséges esetekben (5000 ppm, 10000 ppm koncentráció) jelent kockázatot a környezetre, a technológia megfelelő alkalmazási körülményei között (300–1500 ppm) nem jelent kockázatot.
A budai oldalon fúrópajzzsal kitermelt kiscelli agyagot vizsgáltuk.
Minden, a metróépítéskor kitermelt anyag specifikus a kitermelés földtani jellemzőinek megfelelően.

Is it a hazardous waste?
no
Generated annual tonnage
1 140 600 m3
Characterisation of the waste as a chemical substance
Mixture of chemical substances
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • aluminium
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
30570 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • arsenic
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
8.3 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • chromium (VI)
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
<0.4 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • cadmium
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermnelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
0.4 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • cobalt
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
11 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • chromium
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
48.9 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • copper
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
23 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • mercury
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
0.1 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • lead
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
12.65 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • zinc
Other type of chemical substance
Átlagérték: a 2007.05.15. és 2008.09.03. között kitermelt anyagé
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Contaminant
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
101.5 mg/kg
Name of the waste/by-product
Metróépítés során kitermelt és elszennyeződött talaj
Components of the waste/by-product

A budai oldalon fúrópajzzsal kitermelt kiscelli agyag vizsgálati eredményeit és az eredmények értékelését mutatjuk be az alábbiakban.
A terület alapkőzetének döntő hányada, a körülbelül 5,0-10,0 m mélyen kezdődő középső oligocén kori, 33,9 millió évvel ezelőtt kezdődött, és 23,03 millió évvel ezelőtt zárult le kiscelli agyagból épül fel, melyre a Duna holocén, pleisztocén kori üledékei rakódtak, ezek kavicsból és a ráülepedett iszapos, homokos rétegekből áll.
Az agyag felső rétegében karbonát, baktériumok által termelt pirit és egyéb fémtartalmú ásványok limonitté alakultak át (vas tartalmú hidroxilásvány). A folyamatok megközelítőleg a korai pleisztocén korban játszódtak le. A mállás során a külső környezettel érintkező felső réteg sárgás színét a pirit vastartalmának oxidációja okozta, mely során limonit alakult ki. Vastagsága a budai oldalon elérheti a 30, akár a 40 métert is. Az alsó rétegek sokkal keményebb a felsőbb rétegeknél.

Other characteristics of the waste/by-product

A 4-es metró fúrásakor kitermelt talajba különböző anyagok kerülte bele. A fúrópajzs tengelynek folyamatos kenéséről gondoskodni kell, és a kimerült kenőanyag egy része a kitermelt talaj közé kerül. A fúrópajzs hosszabb leállításának idejére (pl.: ünnepek, hétvégi munkaszünet) a fúrópajzs kitermelő tér felőli oldalát bentonit zaggyal (fúrási segédanyag) töltik fel a nyomásegyensúly biztosítása miatt. Azonban a bentonit természetes eredetű ásványi agyag, így az nem jelent kockázatot a környezetre. A fúrás során a fúrópajzs elemei és a talaj közötti, valamint a talaj belső súrlódásának csökkentésére a fúrópajzs elé habanyagot injektálnak. A fúróhab csak szélsőséges esetekben (5000 ppm, 10000 ppm koncentráció) jelent kockázatot a környezetre, a technológia megfelelő alkalmazási körülményei között (300–1500 ppm) nem jelent kockázatot.

pH
9.04
Conductivity (mS/cm)
156
Density (g/cm3)
2350
Sand content (Grain size distribution) (%)
6.5
Clay content (Grain size distribution) (%)
45
Homogeneity
Inhomogeneous
Pozzolan activity
no
Other

Karbonát tartalma 10–35% között van, de a felsőbb rétegekben nem éri el a 10%-ot.
Az összes szerves eredetű szén tartalma 0,49 %.

Is this waste or by-product being utilised?
Yes
Utilisation

A kitermelt talaj egy részét tájsebek gyógyítására használták. Egyébként feltöltésre, takarásra nagyszerűen alkalmas.

Hazard characteristics
Not classified
Measured harmful effects
Yes
If harmful effect was measured, please, specify what was measured, which method was used, who did the measurement, and what was the result

A talajban lévő detergens biológiai hozzáférhetőséget és az aktuális toxicitás biológiai módszerekkel modellezte Gruiz Katalin és Tuba Dániel (2011). A két felhasznált fúróhab (Meycofix SLF 30, Mapei Foamer 300) környezeti kockázatának becsléséhez ökotoxikológiai módszereket és zárt palackos biodegradálhatósági teszteket végeztek. A kitermelt, detergenssel mesterségesen szennyezett talajok kockázatának becsléséhez bakteriális, növényi és állati toxikológiai teszteket, valamint mikrokozmosz kísérletet végeztek.
A Vibrio fischeri lumineszcencia gátlási teszt eredményei alapján látható, hogy a talaj csak a Mapey Foamer 300 fúróhab használata esetén enyhén toxikus. A két fúróhab toxicitásbeli különbsége abból adódik, hogy a Meycofix SLES (Sodium Lauryl Ether Sulfate) tartalma 15-30 tömeg% között van, a Foamer 300 SLES tartalma pedig 35 és 49,9 tömeg % között. A gyakorlatban előálló 1500 ppm-es koncentráció enyhén toxikus ezzel a bakteriális teszttel, bár az 50%-os gátlást csak a legnagyobb koncentrációk (10000 ppm) esetében érték el.
Az Azomonas agilis dehidrogenáz enzimaktivitás gátlási teszt eredménye azt mutatta, hogy egyedül a 10 000 ppm szennyezőanyagot tartalmazó talajok toxikusak a baktériumok számra. Ez a fúrás során kitermelt talajra nézve nem mérvadó, mivel a legnagyobb talajba kerülő fúróhab koncentráció maximálisan 1500 ppm.
A Sinapis alba gyökér- és szárnövekedés gátlási teszt értékelésénél a 20 és 50%-os gátláshoz tartozó dózist határozták meg (ED20 és ED50). Az ED20 értékek alapján mindkét detergenssel szennyezett talaj toxikus a fehér mustárra szennyezetlen talajhoz viszonyítva. Már a kisebb koncentrációkon is jelentkezett a toxikusság. A nagyobb koncentrációknál (5000, 10000 ppm) megfigyelhető volt, hogy a mustár gyökere egyáltalán nem nőtt be a talajba, hanem annak felszínén futott végig. A ED20 értékek alapján a két detergenssel szennyezett talaj már alacsonyabb koncentrációk esetén is toxikus a mustárra. Forrás: Tuba Dániel, diplomamunka (2010)

Suspected harmful effects

A környezettoxikológiai tesztek alapján a fúrás során leggyakrabban használt 300 ppm mennyiségű fúrást könnyítő adalék (Meycofix SLF 30, Mapei Foamer 300) toxikus a növények számára (Sinapis alba). A talajba került detergens gátolja a növények szár- és gyökérnövekedését.

Would it be suitable for soil reclamation in general?
No information
Justification, references

Nincs információ, de karbonáttartalom alapján feltételezhető, hogy kálciumpótlásra alkalmas, ami nem csak a talaj tápanyagállapotára, de szerkezetére és pufferkapacitására is jó hatást gyakorol.

Would it provide sufficient amounts of special nutrients to the soil?
No information
Would it suffice as an additive to growing media?
Yes
Justification, references

Nincs referencia, de agyagos talajként a termesztőközegekhez finomszemcsés anyagként, textúrát javító komponensként megfelelő, jó minőségű alapanyag lehet.
A technológiai eredetű szennyezettség biodegradálható, tehát az idővel csökken. Más anyagokkal való keverés miatti hígul is, így a kezdeti toxicitás csökken vagy eltűnik. A növényekre toxikus adalékok mennyiségének függvényében alkalmazható.

Would it improve the structure of compacted soil and/or contribute to soil crumb formation of poorly structured soils?
Yes
Justification, references

A budai oldalon található kitermelt talaj a kiscelli, vagy tardi agyag. Mindkettő nagy szilárdságú, kemény, vízzáró réteget alkot a felszín alatt.
A metróépítés (fúrás és kitermelés) során a kitermelt anyagos talajba kerülő adalékanyagok közül legnagyobb mennyiségben a konzisztenciát javító fúróhab került. A fúróhab mennyiségétől függően alkalmas lehet textúra kialakítására.

Would it be suitable for physical stabilisation and/or texture improvement of loose, quagmire soils?
Yes
Justification, references

Mivel agyagról van szó, mely kis szemcsemérete miatt talajstabilizálásra alkalmas.

Would it be suitable for erosion prevention?
Yes
Justification, references

Textúrajavító hatása szemcseméret eloszlásának köszönhető.

Would it reduce the mobility and availability of the contaminants?
Yes
Justification, references

Szervetlen szennyezőanyagokról köztudott, hogy a kolloid mérettartományba eső, alkalmasint töltésekkel is rendelkező, nagy fajlagos felületű szemcsék nagy szerepet játszanak a szervetlen szennyezőanyagok, elsősorban a fémionok megkötésében. A nagy agyagtartalmú talajokban a toxikus fémek nem mozgékonyak, nem hozzáférhetőek a biológiai rendszerek és a víz számára, mert erősen kötődnek az agyagásványok felületein. tehát ebből az agyagból adunk a talajhoz, annak megnőhet a fémmegkötő, immobilizáló, stabilizáló képessége.

Would it be suitable for production of geotechnical elements?
Yes
Justification, references

Geotechnikai elmeként, izoláló rétegek kialakítására alkalmas agyagról van szó.

Risks associated with potential utilisation in soil

A metróépítéskor kitermelt anyagba bekerült fúrástechnológiai segédanyagok toxikus hatást gyakorolnak a környezetre.
A talajok toxicitását biológiai módszerekkel modellezte Gruiz Katalin és Tuba Dániel (2011). Erre vonatkozó adatok a Hulladék, melléktermék veszélyessége címszó alatt találhatóak.

Datasheet id (original)
1218
Creator
Ujaczki Éva
Status
Verified
Adatlap típusaWaste / by-product survey
Létrehozás
Módosítás