Azbest i odpady azbestowe. Budowa, właściwości fizyczne i chemiczne azbestu

Rys. 1. Włokna azbestu w powiększeniu
Fot. Aram Dulyan

Poszczególne odmiany azbestu różnią się budową fizyczną, składem chemicznym oraz działaniem biologicznym. W tabeli 1 zamieszczono szczegółową charakterystykę poszczególnych typów azbestów.


Jedną z najważniejszych właściwości azbestu jest odporność na działanie wysokich temperatur (temperatura rozkładu i topnienia to około 1400°C) – cecha ta spowodowała, że jako surowiec niepalny azbest znalazł szerokie zastosowanie w wielu wyrobach. Kolejnymi zaletami azbestu są: właściwości termoizolacyjne i dźwiękochłonne, wytrzymałość na rozciąganie, elastyczność, a także odporność (niektórych odmian azbestu) na działanie kwasów, alkaliów i wody morskiej**).

Rys. 1 przedstawia włókna azbestu. Na kolejnych zdjęciach zamieszczono chryzotyl (fot. 2), posiadający najcieńsze włókna ze wszystkich znanych włókien naturalnych oraz krokidolit (fot. 3), najczęściej stosowany w przemyśle. Ten ostatni jest najbardziej agresywnym biologicznie azbestem ze względu na kształt włókien, skład chemiczny oraz słabą rozpuszczalność w płynach ustrojowych.


Rys. 2. Chryzotyl posiada najcieńsze włókna ze wszystkich znanych włókien naturalnych
Fot. Aangelo


Fot. 3. Krokidolit
Fot. Raymond Spekking

Występowanie azbestu
Złoża azbestu występują niemalże na całym świecie. Największe złoża gospodarczo wykorzystywane znajdowały się w Kanadzie (Quebec) i na terenie byłego Związku Radzieckiego (Ural). To właśnie ich produkcja stanowiła 2/3 światowej produkcji azbestu w XX wieku. Z państw wysoko uprzemysłowionych – Włochy i Stany Zjednoczone produkowały po około 2% światowej produkcji azbestu, natomiast Grecja i Australia 1% światowej produkcji azbestu w XX wieku. W Afryce głównymi producentami azbestu były Republika Południowej Afryki oraz Zimbabwe (10% światowej produkcji azbestu w XX wieku). Producentami, którzy plasowali się w na średnim poziomie produkcji były Chiny i Brazylia (wytworzyli 7% światowej produkcji azbestu w XX wieku)***). W tabeli 1 zostały zamieszczone szczegółowe dane odnośnie produkcji azbestu przez poszczególne państwa w okresie 1940–2013.


W latach 90. ubiegłego wieku zaprzestano wydobycia azbestu w Europie, natomiast w 2003 r. w Stanach Zjednoczonych i Republice Południowej Afryki. Wydobycie azbestu w Kanadzie systematycznie malało do początku obecnego wieku i w 2012 r. całkowicie zaprzestano wydobycia tego minerału, pomimo iż w latach 70. ubiegłego wieku Kanada była jego największym producentem. Ze względu na poważny kryzys gospodarczy i zawirowania polityczne od 2011 r. nie pracują kopalnie azbestu w Zimbabwe.

Obecnie (2013 r.) największym producentem azbestu jest Rosja z rocznym wydobyciem na poziomie 1 000 000 Mg. Następnie Chiny (400 000 Mg), Brazylia (300 000 Mg) oraz Kazachstan (240 000 Mg).

Zastosowanie
Azbest znalazł zastosowanie wszędzie tam, gdzie można było wykorzystać jego znakomite właściwości takie jak: miękkość, giętkość czy odporność na ogień. Przez tysiące lat był stosowany w różnych dziedzinach życia. Okazuje się, że najstarsze eksponaty pochodzą sprzed 2 000 lat p.n.e. i zostały odnalezione podczas wykopalisk w Finlandii. W Europie Południowej azbest stosowany był już 300 lat p.n.e. – do tkania obrusów, całunów, chusteczek oraz jako knoty w lampach oliwnych. W okresie XV–XIX w. azbest dodawany był do różnych surowców w celu uzyskania niepalnego papieru, wyrobów tekstylnych, knotów do świec. Rozkwit zastosowania azbestu w różnych dziedzinach przemysłu przypada na przełom XIX/XX w. Azbest był wykorzystywany od produkcji azbestowo-gumowych uszczelek używanych w silnikach parowych, przez ogniotrwałe tkaniny używane przez strażaków, aż po materiały budowlane (płyty azbestowo-cementowe – eternit – stanowiący znakomity materiał budowlany na dachówki i okładziny ścienne, a także panele do dekoracji ścian i sufitów).

Obecnie w Polsce od 1 czerwca 2009 r. obowiązuje całkowity zakaz produkcji wyrobów zawierających azbest, a wynika to z art. 1, ustawy o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. 2009, nr 20, poz. 106).

Azbest ze względu na posiadane cechy stosowany był w około 3 000 technologii: w produkcji wyrobów azbestowo-cementowych, wyrobów włókienniczych (przędzy, sznurów), wyrobów ciernych (klocki hamulcowe, klocki sprzęgłowe), wyrobów hydroizolacyjnych (lepiki, papy dachowe), płytek podłogowych (Zaremba T., i inni 2010a). Wyroby azbestowe stosowane były również jako filtry w przemyśle piwowarskim i farmaceutycznym, oraz stosowane w wojskowych maskach przeciwgazowych****). W tabeli 2 zamieszczono zastosowanie azbestu w różnych dziedzinach życia.



W Polsce serpentynity zawierające azbest chryzotylowy występują na Dolnym Śląsku, jednakże nigdy nie były one eksploatowane. Po 1945 roku na teren Polski sprowadzono 2 miliony Mg azbestu. Większość tego azbestu została zużyta do produkcji płyt azbestowo-cementowych. Szacuje się, że na terenie Polski nadal znajduje się 14,5 mln Mg wyrobów zawierających azbest (Program… 2010). Ilość, jak również rozmieszczenie wyrobów azbestowych w układzie wojewódzkim przedstawiono na rys. 1.


Największe ilości wyrobów azbestowych zlokalizowane są w województwach mazowieckim i lubelskim, najmniejsze zaś w województwie lubuskim i opolskim.

Wpływ wyrobów azbestowych na zdrowie
Chorobotwórcze działanie azbestu jest wynikiem wdychania jego włókien, zawieszonych w powietrzu. Dopóki włókna nie są uwalniane do powietrza (i wdychane), wyroby wykonane z azbestu nie stanowią zagrożenia dla zdrowia ludzi. Biologiczna agresywność pyłu azbestowego związana jest ze stopniem penetracji oraz ilością włókien w dolnej części układu oddechowego. Proces ten zależy od fizycznych i aerodynamicznych cech włókien. Szczególne znaczenie ma średnica poszczególnych włókien. Włókna cienkie o średnicy poniżej 3 µm przenoszone są łatwiej i odkładają się w końcowych odcinkach dróg oddechowych, podczas gdy włókna grube, o średnicy powyżej 5 µm, zatrzymują się w górnej części układu oddechowego (Pyssa J., Rokita G.M. 2007). Największe zagrożenie dla organizmu ludzkiego stanowią włókna respirabilne, tj. takie, które z powietrzem dostają się do pęcherzyków płucnych, skąd mogą penetrować tkankę płucną. Dopuszczalne w środowisku pracy stężenia pyłów zawierających azbest zamieszczone zostały w załączniku 1b rozporządzenia ministra pracy i polityki społecznej (Dz.U. 2014 poz. 817) z 6 czerwca 2014 r. (tabela 3).


Narażenie zawodowe na pył azbestu może być przyczyną wielu chorób. Do najważniejszych z nich należą: pylica azbestowa (azbestoza), zmiany opłucnej, rak płuc, międzybłoniak opłucnej oraz przewlekłe obturacyjne zapalenie oskrzeli.

W ekspozycji pozazawodowej i środowiskowej na pył azbestu, praktycznie głównym skutkiem, który należy brać pod uwagę, jest międzybłoniak opłucnej. W zależności od poziomu ekspozycji można również zaobserwować wzrost ryzyka raka płuc. W tabeli 4 zamieszczono krótkie charakterystyki wymienionych chorób, okres latencji (czyli okres, jaki upływa od momentu narażenia do wystąpienia nowotworu) oraz liczbę zarejestrowanych zachorowań w Polsce w latach 2000–2009.

Chorobotwórcze działanie azbestu jest wynikiem wdychania włókien zawieszonych w powietrzu. Niewiele jest dowodów na zwiększenie ryzyka wystąpienia nowotworów żołądkowo-jelitowych związanych ze spożywaniem zanieczyszczonej wody pitnej.

Sposób utylizacji
Obowiązującym aktem prawnym, który mówi na temat sposobów i warunków bezpiecznego użytkowania i usuwania wyrobów zawierających azbest, jest rozporządzenie ministra gospodarki z 5 sierpnia 2010 r. (Dz.U. nr 162, poz. 1098). W § 8.2 wyszczególnione zostały zasady postępowania w trakcje usuwania wyrobów zawierających azbest w sposób, który uniemożliwia emisję azbestu do środowiska oraz minimalizuje pylenie. Sposobami tymi są:

1. nawilżanie wodą wyrobów zawierających azbest przed ich usuwaniem lub demontażem i utrzymywanie w stanie wilgotnym przez cały czas pracy;
2. demontaż całych wyrobów (płyt, rur, kształtek) bez jakiegokolwiek uszkodzenia, tam gdzie jest to technicznie możliwe;
3. odspajanie materiałów trwale związanych z podłożem przy stosowaniu wyłącznie narzędzi ręcznych lub wolnoobrotowych, wyposażonych w miejscowe instalacje odciągające powietrze.

W paragrafie tym został również zamieszczony obowiązek monitoringu powietrza w miejscu prowadzenia prac (§ 8.2.4) oraz nakaz codziennego zabezpieczania i składowania w wyznaczonych miejscach zdemontowanych wyrobów i odpadów azbestowych (§ 8.2.5).

Odpady zawierające azbest muszą być w prawidłowy i nie zagrażający ludziom sposób składowane na składowiskach odpadów niebezpiecznych lub wydzielonych częściach składowisk odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne albo na podziemnych składowiskach odpadów niebezpiecznych (§ 10.6).

Sposób zabezpieczenia wyrobów oraz odpadów zawierających azbest – podczas transportu – powinien uniemożliwiać emisję azbestu do środowiska, poprzez (§ 10.3):

1. szczelne opakowanie w folię polietylenową o grubości nie mniejszej niż 0,2 mm wyrobów i odpadów o gęstości objętościowej równej lub większej niż 1000 kg/m3;
2. zestalenie przy użyciu cementu, a następnie po utwardzeniu szczelne opakowanie w folię polietylenową o grubości nie mniejszej niż 0,2 mm wyrobów i odpadów o gęstości objętościowej równej lub większej niż 1000 kg/m3;
3. szczelne opakowanie odpadów pozostających w kontakcie z azbestem i zakwalifikowanych jako odpady o gęstości objętościowej mniejszej niż 1000 kg/m3 w worki z folii polietylenowej o grubości nie mniejszej niż 0,2 mm, a następnie umieszczeniu w opakowaniu zbiorczym z folii polietylenowej i szczelne zamknięcie;
4. utrzymywanie w stanie wilgotnym odpadów zawierających azbest w trakcie ich przygotowywania do transportu.

Jedyną dopuszczalną formą unieszkodliwiania odpadów zawierających azbest jest jego składowanie. W nowelizacji ustawy o odpadach (Dz.U. 2014, poz. 695) z 2014 r.

został usunięty art. 38a, który dopuszczał unieszkodliwianie azbestu w urządzeniach przewoźnych. W paragrafie 19.1 rozporządzenia ministra środowiska z 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów (Dz.U. 2013, poz. 523) podane zostały warunki składowania odpadów zawierających azbest. Odpady te składuje się w opakowaniu, w którym zostały dostarczone na składowisko (19.2). Ustawodawca ustanawia obowiązek każdorazowego zabezpieczenia składowanych odpadów poprzez pokrycie ich izolacją syntetyczną lub warstwą ziemi, jak również zakazuje prowadzenia robót (na składowisku lub kwaterze) mogących powodować uwalnianie się włókien (19.3). Składowanie odpadów należy zakończyć na poziomie 2 m poniżej poziomu terenu otoczenia (19.4), a następnie wypełnić go ziemią do poziomu terenu.

Według danych ministerstwa gospodarki z 1.01.2014 r. planuje się wybudowanie sześciu nowych składowisk odpadów azbestowych. W województwach: podkarpackim w miejscowości Futory, podlaskim – Korytki, śląskim – Sosnowiec, zachodniopomorskim – Wardyń Górny, lubelskim – Włodawa oraz warmińsko-mazurskim w miejscowości Wysieka.

W tabeli 5 zamieszczono wykaz składowisk, na których możliwe jest składowanie wyrobów zawierających azbest.


Koszty usuwania azbestu
Według danych zamieszczonych w „Programie Oczyszczania Kraju z Azbestu na lata 2009–2032”, całkowite koszty usunięcia azbestu z terytorium Polski szacowane są na ok. 40,4 mld zł. Na ich sumę składają się środki własne właścicieli nieruchomości, środki inwestorów, środki budżetu państwa oraz środki jednostek samorządu terytorialnego. Zestawienie kosztów poszczególnych operacji zamieszczono w tabeli 6.


Szacowanie kosztów usuwania wyrobów zawierających azbest (tabela 7) uzależnione jest od wielu czynników. Do najważniejszych z nich należą: miejsce składowania, odległość przewozu, koszt demontażu przez wyspecjalizowane firmy. Koszty te uzależnione są od sytuacji rynkowej i z całą pewnością będą ulegać zmianie.


Zgodnie z ustawą Prawo górnicze i geologiczne (Dz.U. z 2013 r. poz. 1238) art. 135 pt. 3.1. stawka opłat z tytułu składowania materiałów izolacyjnych i konstrukcyjnych zawierających azbest na składowiskach podziemnych wynosi 0,0 zł/Mg. Na podstawie art. 136 stawki opłat podlegają corocznej zmianie i ogłaszane są na drodze obwieszczenia w Monitorze Polskim.

Podsumowanie
Ustawowo wprowadzony w 1997 roku zakaz stosowania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. nr 101, poz. 628 z późn. zm.) rozwiązał problemy bieżącej kontroli stężeń włókien azbestu na stanowiskach pracy oraz monitorowania stanu zdrowia osób narażonych zawodowo w zakładach przetwórstwa azbestu. Problemem, który nadal nurtuje niektóre środowiska zawodowe, są oddalone w czasie skutki zdrowotne wśród osób zawodowo eksponowanych w przeszłości na działanie azbestu, a także problem ekspozycji środowiskowej.

Obecnie najważniejszą rzeczą jest monitorowanie stężenia pyłu azbestowego (Dz.U. 2014, poz. 817) oraz stanu zdrowia osób zatrudnionych przy pracach rozbiórkowych, demontażu wszelkiego typu instalacji i izolacji budynków przemysłowych i komunalnych, w których zastosowany był azbest. Dotyczy to również zakładów remontowych sprzętu komunikacyjnego, stoczni, gdzie w przeszłości stosowano azbest do wyrobu materiałów ciernych (tarcze hamulcowe, tarcze sprzęgła)*****).

Praca finansowana w ramach badań statutowych nr 11.11.210.213 na Wydziale Energetyki i Paliw AGH.


*) Zaremba T., Peszko M. 2008; Zaremba T., i in. 2011
**) Pyssa J., Rokita G.M. 2007; Zaremba T., i in. 2010a; Zaremba T., i in. 2010b
***) Pyssa J., Rokita G.M. 2007
****) Pyssa J., Rokita G.M. 2007; Szeszenia-Dąbrowska N., Sobala W. 2010; Zaremba T., i inni, 2010b
*****) Pyssa J., Rokita G.M. 2007

Literatura:
Program Oczyszczania Kraju z Azbestu na lata 2009–2032. Warszawa 2010. Ministerstwo Gospodarki. Załącznik do uchwały nr 39/2010 Rady Ministrów z dnia 15 marca 2010 r.
Pyssa J., Rokita G.M., 2007 – Azbest – występowanie, wykorzystanie i sposób postępowania z odpadami azbestowymi. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. Wydawnictwo IGSMiE PAN. Kraków. Tom 23. Zeszyt 1, s. 49–61.
Rozporządzenie ministra gospodarki z 5 sierpnia 2010 roku zmieniające rozporządzenie w sprawie sposobów i warunków bezpiecznego użytkowania i usuwania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. nr 162, poz. 1098).
Rozporządzenie ministra środowiska z 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów (Dz.U. 2013, poz. 523).
Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej z 6 czerwca 2014 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. 2014, poz. 817)
U.S. Geological Survey, 2011, Mineral commodity summaries 2011. ISBN 978–1–4113–3083–2.
U.S. Geological Survey, 2013, Mineral commodity summaries 2013. ISBN 978–1–4113–3548–6.
U.S. Geological Survey, 2014, Mineral commodity summaries 2014. ISBN 978–1–4113–3765–7.
Ustawa z 19 czerwca 1997 r. o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest (Dz.U. nr 101, poz. 628) z późniejszymi zmianami (Dz.U. 2009 nr 20, poz. 106).
Ustawa Prawo górnicze i geologiczne z 9 czerwca 2011 (Dz.U. 2011, nr 163, poz. 981) z późn. zm. (Dz.U. z 2013 r. poz. 1238).
Ustawa o odpadach z 12 grudnia 2012 r. (Dz.U. z 2013, poz. 21) z późn. zm. (Dz.U. 2014, poz. 695).
Vogel L., 2005 – Asbestos in the world. Special report. TUTB Newslatter, June, N° 27, p. 7–21 – http:// hesa.etui-rehs.org (Health and Safety at Work – European Trade Union Institute – Research, Education, Health & Safety)
Zaremba T., Peszko M., 2008 – Investigation of the thermal modification of asbestos wastes for potential use in ceramic formulation. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. Volume 92, Issue 3, pp 873–877.
Zaremba T., Krząkała A., Piotrowski J. Garczorz D., 2010a – Study on the thermal decomposition of chrysotile asbestos. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry Volume 101, Number 2 pp. 479–485.
Zaremba T., Krząkała A., Piotrowski J., Garczorz D., 2010b – Zastosowanie azbestu chryzotylowego jako surowca do produkcji wyrobów ceramicznych o spieczonym czerepie. Materiały Ceramiczne. Tom: 62, nr 2, str. 149–155.
Zaremba T., Krząkała A., Piotrowski J. Garczorz D., 2011 – Investigations of chrysotile asbestos application for sintered ceramics obtaining. Materiały Ceramiczne, ISSN 1505-1269 T. 63, nr 1 s. 80–84.

dr inż. Justyna Pyssa
AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza
im. St. Staszica w Krakowie,
Wydział Energetyki i Paliw