Ρύπανση του εδάφους και του υπόγειου νερού από βιομηχανίες δομικών υλικών: τσιμέντο, χάλυβας, αλουμίνιο

Πατερομιχελάκη, Ιωάννα -  Μαρία; Pateromichelaki, Ioanna - Maria

dc.contributor.author	Πατερομιχελάκη, Ιωάννα - Μαρία	el
dc.contributor.author	Pateromichelaki, Ioanna - Maria	en
dc.date.accessioned	2016-07-28T09:16:38Z
dc.date.available	2016-07-28T09:16:38Z
dc.date.issued	2016-07-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43310
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12766
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρύπανση υπεδάφους	el
dc.subject	Βιομηχανίες δομικών υλικών	el
dc.subject	Τσιμέντο	el
dc.subject	Χάλυβας	el
dc.subject	Αλουμίνιο	el
dc.subject	Soil and groundwater contamination	en
dc.subject	Construction materials industries	en
dc.subject	Cement	en
dc.subject	Steel	en
dc.subject	Aluminium	en
dc.title	Ρύπανση του εδάφους και του υπόγειου νερού από βιομηχανίες δομικών υλικών: τσιμέντο, χάλυβας, αλουμίνιο	el
dc.title	Soil and Groundwater Contamination from Construction Materials Industries: Concrete, Steel, Aluminium	en
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Διερεύνηση της συμβολής των βιομηχανιών δομικών υλικών στη ρύπανση του εδάφους και του υπόγειου νερού. Προσέγγιση μέσω της βιβλιογραφίας και μέσω περιστατικών επιβεβαιωμένης ρύπανσης, για τις βιομηχανίες τσιμέντου, χάλυβα και αλουμινίου.	el
heal.classification	Περιβαλλοντική γεωτεχνική	el
heal.classification	Environmental geotechnics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07
heal.abstract	Το βασικό ερώτημα που έδωσε την αφορμή για τη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ήταν το πώς το επάγγελμα του πολιτικού μηχανικού μπορεί να συμβάλλει στη ρύπανση του υπεδάφους, δηλαδή του εδάφους και του υπόγειου νερού. Η συμβολή αυτή επιλέχθηκε να εξεταστεί από τη σκοπιά της παραγωγής υλικών που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές. Το ερώτημα που τέθηκε ήταν το εξής: πώς οι βιομηχανίες παραγωγής δομικών υλικών μπορούν να ρυπάνουν το υπέδαφος. Για την προσέγγιση του ζητήματος, το πρώτο βήμα ήταν να διαμορφωθεί μια χρηστική κατηγοριοποίηση των δραστηριοτήτων που συνδέονται με την παραγωγή δομικών υλικών. Η κατηγοριοποίηση επιδιώχθηκε να γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι λειτουργική για οποιονδήποτε κάνει χρήση των υλικών και ταυτόχρονα να αποδίδει όσο το δυνατόν καλύτερα τη δομή των βιομηχανικών κλάδων. Στη συνέχεια, κάποιες επιλεγμένες κατηγορίες δραστηριοτήτων εξετάστηκαν σε βάθος ώστε να προσδιοριστεί το «γεωπεριβαλλοντικό τους αποτύπωμα». Οι βιομηχανίες που θεωρήθηκαν αντιπροσωπευτικότερες για την ελληνική πραγματικότητα ήταν εκείνες του τσιμέντου, του χάλυβα και του αλουμινίου. Για να δοθεί μια επαρκής εικόνα αυτής της δυνητικής επιβάρυνσης έπρεπε αρχικά να προσδιοριστεί, για κάθε βιομηχανία, το υποσύνολο των ρύπων που μπορεί να διαρρεύσουν, ως αποτέλεσμα της παραγωγικής διαδικασίας. Επιπλέον, έπρεπε να μελετηθεί ο τρόπος με τον οποίο οι ρύποι φτάνουν στο υπέδαφος, καθώς επίσης και η έκταση που δύναται να πάρει η ρύπανση στην εκάστοτε περίπτωση, σύμφωνα με καταγεγραμμένα περιστατικά. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε ήταν η εξής: για καθεμία από τις τρεις κατηγορίες βιομηχανιών, αρχικά συγκεντρώθηκαν στοιχεία από τη βιβλιογραφία και προσδιορίστηκαν οι πηγές ρύπανσης και οι ρύποι που συνήθως συναντώνται στα διάφορα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας. Στη συνέχεια, εξετάστηκαν μια σειρά από περιστατικά, στα οποία η ρύπανση αποδίδεται συγκεκριμένα στη λειτουργία εγκαταστάσεων παραγωγής δομικών υλικών. Τα περιστατικά αυτά αξιοποιήθηκαν, εκτός των άλλων, προκειμένου να δοθεί μια εικόνα της έκτασης της ρύπανσης, εστιάζοντας όμως στα χαρακτηριστικά των ρύπων –όπως η κινητικότητα– αντί για τις ιδιαίτερες υδρογεωλογικές συνθήκες κάθε χώρου. Από τη σύνθεση των στοιχείων της βιβλιογραφίας και των περιστατικών προέκυψε το υποσύνολο των ρύπων για κάθε κατηγορία βιομηχανίας. Καθ’ όλη τη διάρκεια της έρευνας, επιδιώχθηκε στο βαθμό που ήταν δυνατό να γίνεται διαχωρισμός ως προς τις διαφορετικές διεργασίες που πραγματοποιούνται και τους ρύπους που συνδέονται με καθεμία από αυτές. Αυτό καθιστά πιο εύκολη την εξαγωγή συμπερασμάτων για τον κάθε κλάδο, καθώς στην πράξη, δεν υπάρχει ομοιογένεια ως προς τις διεργασίες που πραγματοποιούνται σε διαφορετικές εγκαταστάσεις. Από την ανάλυση των βιομηχανιών προέκυψαν τα παρακάτω βασικά συμπεράσματα. Η βιομηχανία χάλυβα συνδέεται με μια ευρεία γκάμα ρύπων, καθώς περιλαμβάνει μια ποικιλία διαφορετικών διεργασιών, πρώτων υλών και αντίστοιχων αποβλήτων. Το ρυπαντικό της φορτίο επομένως, μπορεί να διαφέρει σημαντικά από εγκατάσταση σε εγκατάσταση και να αποτελείται τόσο από ανόργανες όσο και οργανικές ενώσεις. Η βιομηχανία αλουμινίου, η οποία έχει πιο συγκεκριμένη δομή παραγωγικής διαδικασίας, παρουσιάζει μεγαλύτερη ομοιογένεια ως προς τους ρύπους που συναντώνται, αλλά συνδέεται κι αυτή με ποικιλία οργανικών και ανόργανων ρύπων. Στις περιπτώσεις που εντοπίζονται οργανικές ενώσεις, η διαδικασία αποκατάστασης δυσχεραίνει καθώς οι ρύποι παρουσιάζουν μεγαλύτερη κινητικότητα και η εξάπλωση της ρύπανσης είναι εντονότερη. Τέλος, η βιομηχανία τσιμέντου κρίνεται ως η λιγότερο επιβαρυντική εκ των τριών. Αφενός, οι ρύποι που συνδέονται με αυτή ανήκουν κυρίως στην κατηγορία των ανόργανων στοιχείων, παρουσιάζοντας μικρή κινητικότητα. Αφετέρου, η κύρια οδός μεταφοράς των ρύπων είναι μέσω αερομεταφερόμενων σωματιδίων που επικάθονται στο έδαφος και διηθούνται στο υπέδαφος μέσω των κατακρημνισμάτων. Παρόλο που με τον τρόπο αυτό οι ρύποι μεταφέρονται σε μεγάλες αποστάσεις, οι ποσότητες που καταλήγουν στο υπέδαφος δεν δημιουργούν ιδαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις στο υπόγειο νερό. Τα πορίσματα της εμβάθυνσης στις κατηγορίες βιομηχανιών που επιλέχθηκαν μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο οδηγό κατά την διερεύνηση της πιθανής επιβάρυνσης της εξεταζόμενης εγκατάστασης στο υπέδαφος. Ο πιθανός μελετητής μπορεί να σχεδιάσει οικονομικότερα και αποτελεσματικότερα την έρευνα στο πεδίο, εάν έχει μια εικόνα για το ποιους ρύπους περιμένει να συναντήσει και σε ποιες θέσεις να τους αναζητήσει. Επιπλέον, η εφαρμογή της μεθοδολογίας σε άλλες κατηγορίες εγκαταστάσεων μπορεί να διαμορφώσει μια πλήρη εικόνα του γεωπεριβαλλοντικού αποτυπώματος των δομικών υλικών γενικά. Η γνώση αυτή μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο κατά το σχεδιασμό των δομικών έργων και να λειτουργήσει ως παρότρυνση για την επιλογή υλικών με μικρότερη επιβάρυνση στο υπέδαφος.	el
heal.abstract	The basic question that triggered the writing of this thesis was this: “how may the field of civil engineering contribute to the contamination of the subsurface, i.e. of soil and groundwater?”. This contribution was chosen to be examined in terms of the production of materials used in construction. The specific question posed was how may the construction materials industries contaminate the subsurface. In order to investigate this issue, the first step was to develop a functional categorization of the activities associated with the production of construction materials. The classification was formed in a way to be of utility for anyone making use of the materials in construction and at the same time in a way to reflect the structure of the industrial sectors. Subsequently, a selection of industries was thoroughly examined in order to determine their “geoenvironmental footprint”. The cement, steel and aluminium industries were considered to be the most representative for Greece. The potential of each industry to contaminate the subsurface was expressed through the determination of the sub-group of contaminants that can escape as a result of the manufacturing process. Moreover, the route through which contaminants can reach the subsoil as well as the possible extent of the contamination had to be considered, as evidenced from recorded case studies. The methodology used was as follows: initially, for each of the three categories of industries, data were gathered from the literature in order to identify the potential sources of contamination and the corresponding contaminants commonly found in the various stages of the production process. Then, a number of cases in which the contamination was specifically attributed to the operation of facilities that manufacture construction materials were examined. These incidents of contamination were used, among other things, in order to form a picture of the extent of the contamination, by focusing on the characteristics of the contaminants –such as their mobility for example– rather than the specific hydrogeological conditions of each site. The sub-group of contaminants for each category of industry was specified through a synthesis of the data gathered from the literature and the case studies. Throughout the course of the research, the contaminants were determined separately for the different processes carried out in each industry. This makes it easier to draw conclusions about each industrial sector, because in practice there is no homogeneity as to the processes carried out at different facilities. The analysis of the three categories of industries produced the following main conclusions. The steel industry is associated with a wide range of contaminants, as it involves a variety of different processes, raw materials and waste. Its pollution load can therefore vary considerably from plant to plant and consists of both inorganic and organic compounds. As the aluminium industry has a more specific production process structure, it shows greater uniformity in respect to the contaminants encountered. However, it is also associated with a wide variety of organic as well as inorganic contaminants. In cases in which organic contaminants are encountered, the remediation process gets more complicated as the contaminants are more mobile and the extent of contamination is greater. Finally, the cement industry is considered to have the least impact of the three. On the one hand, contaminants related to the industry belong primarily to the category of inorganics, thus showing limited mobility. On the other hand, the main contaminant transport route is via airborne particles that settle on the ground and are transported in the subsurface with the aid of precipitation. Although in this way the pollutants are transported over long distances, the quantities that end up in the subsurface do not result in high concentrations in groundwater. The findings of the examination of the selected industries can serve as a useful guide in the investigation of possible loading of the subsurface of a facility in question. The knowledge of the expected type of contaminants as well as their possible locations can help design a field study in a particular facility economically and effectively. Moreover, the application of the methodology in other categories of industries can help form a comprehensive image of the “geoenvironmental footprint” of construction materials in general. This process can result in a useful tool in the design of construction works and serve as an encouragement for the selection of materials with lower impact on soil and groundwater.	en
heal.advisorName	Πανταζίδου, Μαρίνα	el
heal.advisorName	Pantazidou, Marina	en
heal.committeeMemberName	Μπαδογιάννης, Ευστράτιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.committeeMemberName	Πανταζίδου, Μαρίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	84 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true