Αποτοξικοποίηση χρυσοτιλικού αμιάντου και αμιαντοτσιμέντου, μέσω διεργασιών πυριτποίησης, σε όξινες και βασικές συνθήκες

Abstract

Περίληψη Η εκπόνηση της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής πραγματοποιήθηκε λόγω της ολοένα αυξανόμενης ανάγκης αποτοξικοποίησης αμιάντου και υλικών που περιέχουν αμίαντο (Asbestos Containing Material – ACMs), με δυνατότητα εφαρμογής στο πεδίο. Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, ο αμίαντος ενοχοποιήθηκε για την πρόκληση βλαβών στην ανθρώπινη υγεία. To 1988 εμφανίστηκε στην Ελλάδα το 1ο νομοθετικό πλαίσιο για την απαγόρευση των αμιαντούχων υλικών. Πλέον, ο αμίαντος θεωρείται ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες καρκινογένεσης, κυρίως για το μεσοθηλίωμα και τον καρκίνο του πνεύμονα, που προκαλείται με την χρόνια έκθεση σε ίνες, που εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω του αναπνευστικού συστήματος. Η διαπιστωμένη πλέον, ενοχοποίησή του για καρκινογένεση έχει οδηγήσει πολλές χώρες στη λήψη αυστηρών μέτρων για τον περιορισμό της χρήσης του και σταδιακά την πλήρη απαγόρευσή του. Η Ελλάδα κατείχε την 7η θέση παγκοσμίως σε παραγωγή αμιάντου και τοποθετείται ψηλά στην κατάταξη που αφορούσε στην εξαγωγή του χρυσοτίλη. Μόλις το 2000 σταμάτησε οριστικά η λειτουργία των Μεταλλείων Αμιάντου Βορείου Ελλάδας (ΜΑΒΕ), από τα οποία σε 18 χρόνια εξορύχθησαν περισσότεροι από 70 εκατομμύρια τόνοι σερπεντίνη. Από αυτούς παρήχθησαν ένα εκατομμύριο τόνοι χρυσοτιλικού αμιάντου. Παράλληλα, λειτουργούσαν επί δεκαετίες, εργοστάσια παραγωγής αμιαντούχων υλικών. Οι χώροι αυτοί παραμένουν εγκαταλελειμμένοι έως και σήμερα, επιβαρύνοντας την υγεία των περιοίκων και χρίζουν άμεσα αποκατάστασης. Παρόλο που έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι επεξεργασίες, οι περισσότερες είτε περιορίζονται σε εργαστηριακή κλίμακα, είτε είναι ιδιαίτερα ακριβές για να εφαρμοστούν. Έτσι η πλέον διαδεδομένη μέθοδος είναι η διάθεση των αμιαντούχων υλικών σε Χώρους Υγειονομικής Ταφής Επικίνδυνων Αποβλήτων (ΧΥΤΕΑ), χωρίς πρότερη επεξεργασία για μείωση της τοξικότητας του υλικού. Η μέθοδος αυτή επιπλέον είναι ιδιαίτερα ακριβή για τα ελληνικά δεδομένα, καθώς δεν λειτουργεί ανάλογος χώρος εναπόθεσης στην Ελλάδα, με αποτέλεσμα το κόστος να αυξάνεται με τα έξοδα μεταφοράς των αμιαντούχων υλικών στο εξωτερικό. Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ερευνά τις δυνατότητες αποτοξικοποίησης του καθαρού χρυσοτιλικού αμιάντου μέσω διεργασιών πυριτοποίησης, και τη δυνατότητα εφαρμογής των διεργασιών αυτών σε αμιαντοτσιμέντο. Τα δείγματα χρυσοτίλη που χρησιμοποιήθηκαν για την εκπόνηση της μεταπτυχιακής διατριβής, προέρχονται από τα Μεταλλεία Αμιάντου Βορείου Ελλάδας και τα δείγματα αμιαντοτσιμέντου από το παλαιό εργοστάσια της Α.Β.Ε.Α που βρίσκεται στα Χανιά. Μέσω μιας σειράς πειραμάτων σε χρυσοτίλη, τόσο σε όξινες όσο και σε βασικές συνθήκες, επιλέχθηκαν οι συνθέσεις που αποδίδουν βέλτιστα, για την πραγματοποίηση αντίστοιχων πειραμάτων σε αμιαντοτσιμέντο. Το οξύ που επιλέχθηκε ως ένα από τα αντιδραστήρια χαρακτηρίζεται ως μέτριας ισχύος και τοξικότητας οργανικό οξύ, και συγκεκριμένα είναι το διένυδρο οξαλικό οξύ. Επιπλέον, η καθαρή υδρύαλος (πυριτικό κάλιο), το τετρα-αιθοξυ-σιλάνιο (ΤΕΟS) και το διένυδρο οξαλικό οξύ, που χρησιμοποιούνται στην πειραματική διαδικασία δεν προκαλούν αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και είναι χαμηλού κόστους. Αναλύσεις FTIR, XRD, στερεοσκοπίου και SEM έδειξαν ότι σε λιγότερο από 20 μέρες, στον καθαρό χρυσοτίλη, οι διεργασίες πυριτοποίησης έχουν πετύχει με αποτέλεσμα το στρώμα βρουσίτη [Mg(OH)2] στην επιφάνεια των ινών του αμιάντου να έχει διαλυτοποιηθεί μετατρέποντας τον χρυσοτίλη σε άμορφο πυριτικό ορυκτό. Παρατηρήθηκε η δημιουργία ενός νέου ορυκτού, του οξαλικού μαγνησίου (Glushinskite), στα πειράματα που χρησιμοποιήθηκε το διένυδρο οξαλικό οξύ. Οι συνθέσεις που έφεραν τα βέλτιστα αποτελέσματα δοκιμάστηκαν σε αμιαντοτσιμέντο. Πραγματοποιήθηκε επάλειψη με διαλύματα οξαλικού οξέος με ΤΕOS και διενύδρου οξαλικού οξέος με καθαρή υδρύαλο. Αρχικά οι ίνες εγκλωβίστηκαν και στη συνέχεια διασπάστηκε το στρώμα βρουσίτη που τις περιβάλει. Η επιτυχημένη επεξεργασία του αμιαντοτσιμέντου, δημιουργεί πολύ καλές, προοπτικές εφαρμογής στο πεδίο και μάλιστα με χαμηλό κόστος.