Gyvavimo ciklo vertinimu grindžiamų sprendimų modeliai biogeninėms medžiagoms šalinti naudojant aplinkai nepavojingus sorbentus tretinio nuotekų valymo metu: apžvalga
DOI:
https://doi.org/10.3846/da.2026.2304Kalba:
AnglųSantrauka
Sorbentais pagrįstos technologijos vis dažniau tiriamos kaip pažangūs biogeninių medžiagų galutinio šalinimo sprendimai tretinio nuotekų valymo etape dėl gebėjimo efektyviai pašalinti fosforą ir azotą. Dauguma mokslinių tyrimų daugiausia dėmesio skiria šalinimo efektyvumui bei sorbentų fizinėms ir cheminėms savybėms, o sorbentais pagrįstų sistemų poveikis aplinkai viso gyvavimo ciklo metu dažnai vertinamas fragmentiškai, taikant nevienodus metodinius principus. Todėl gautus rezultatus sunku palyginti. Šioje apžvalgoje sisteminamos ir kritiškai analizuojamos dabartinės žinios apie biogeninių medžiagų šalinimą naudojant natūralius ir modifikuotus sorbentus, taikant gyvavimo ciklo vertinimo metodologinę perspektyvą. Pereinama nuo į medžiagų savybes orientuotų vertinimų prie struktūruoto analitinio požiūrio, galinčio pagrįsti sprendimų priėmimą. Apžvelgiamos pagrindinės sorbentų kategorijos ir jų taikymo ypatumai tretinio nuotekų valymo sistemose, taip pat nuosekliai vertinami svarbiausi gyvavimo ciklo etapai: sorbentų gamyba, transportavimas, eksploatacinis naudojimas, regeneracija ir tvarkymas pasibaigus jų naudojimo laikotarpiui. Papildomai kritiškai įvertinamos dažniausiai taikomos gyvavimo ciklo vertinimo metodinės prieigos, ypatingą dėmesį skiriant funkcinio vieneto parinkčiai, sistemos ribų apibrėžčiai bei poveikio kategorijoms, tokioms kaip visuotinio atšilimo potencialas ir eutrofikacijos potencialas. Remiantis apžvelgtų tyrimų sinteze, siūloma konceptuali gyvavimo ciklo vertinimu pagrįsta sprendimų priėmimo sistema, integruojanti biogeninių medžiagų šalinimo efektyvumą su aplinkosauginius aspektus, siekiant pagrįsto technologijų pasirinkimo bei tvaraus jų diegimo. Galiausiai identifikuojamos pagrindinės mokslinių tyrimų spragos, įskaitant suderintų gyvavimo ciklo vertinimo metodologinių prieigų trūkumą, nepakankamą sorbentų pakartotinio naudojimo ir regeneracijos efektyvumo vertinimą bei ribotą išteklių atgavimo analizę. Taip pat pateikiamos rekomendacijos būsimiesiems tyrimams, skirtos tretinio nuotekų valymo sprendimų plėtrai remiantis tvarumo principais.
Straipsnis anglų kalba
Reikšminiai žodžiai:
gyvavimo ciklo vertinimas, sorbentai, fosforo šalinimas, azoto šalinimas, tretinis nuotekų valymas, sprendimų modeliai, tvarumasAhmad, M., Rajapaksha, A. U., Lim, J. E., Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., Vithanage, M., Lee, S. S., & Ok, Y. S. (2014). Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: A review. Chemosphere, 99, 19–33. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.10.071
Almanassra, I. W., Mckay, G., Kochkodan, V., Ali Atieh, M., & Al-Ansari, T. (2021). A state of the art review on phosphate removal from water by biochars. Chemical Engineering Journal, 409, Article 128211. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128211
Corominas, Ll., Foley, J., Guest, J. S., Hospido, A., Larsen, H. F., Morera, S., & Shaw, A. (2013). Life cycle assessment applied to wastewater treatment: State of the art. Water Research, 47(15), 5480–5492. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.06.049
Council of the European Communities. (1991). Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste-water treatment. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/1991/271/oj/eng
European Parliament and Council. (2000). Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2000/60/oj/eng
Hedström, A. (2001). Ion exchange of ammonium in zeolites: A literature review. Journal of Environmental Engineering, 127(8), 673–681. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2001)127:8(673)
Helsinki Commission. (2009). Eutrophication in the Baltic Sea – An integrated thematic assessment of the effects of nutrient enrichment and eutrophication in the Baltic Sea region (Baltic Sea Environment Proceedings No. 115B). https://helcom.fi/post_type_publ/bsep115b/
Helsinki Commission. (2023). State of the Baltic Sea. Third HELCOM holistic assessment 2016-2021 (Baltic Sea Environment Proceedings No. 194). https://helcom.fi/publications/holas3_sobs/
Hwang, C.-L., & Yoon, K. (1981). Multiple attribute decision making: Methods and applications—A state-of-the-art survey. Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-642-48318-9
Institute for Environment and Sustainability. (2011). International Reference Life Cycle Data System (ILCD) handbook: Recommendations for life cycle impact assessment in the European context (EUR 24571 EN). Publication Office of the European Union. https://doi.org/10.2788/33030
International Organization for Standardization. (2006a). Environmental management—Life cycle assessment—Principles and framework (ISO Standard No. 14040:2006).
International Organization for Standardization. (2006b). Environmental management—Life cycle assessment—Requirements and guidelines (ISO Standard No. 14044:2006).
Karageorgiou, K., Paschalis, M., & Anastassakis, G. N. (2007). Removal of phosphate species from solution by adsorption onto calcite used as natural adsorbent. Journal of Hazardous Materials, 139(3), 447–452. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.02.038
Lam, K. L., Zlatanović, L., & van der Hoek, J. P. (2020). Life cycle assessment of nutrient recycling from wastewater: A critical review. Water Research, 173, Article 115519. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115519
Morelli, B., Hawkins, T. R., Niblick, B., Henderson, A. D., Golden, H. E., Compton, J. E., Cooter, E. J., & Bare, J. C. (2018). Critical review of eutrophication models for life cycle assessment. Environmental Science & Technology, 52(17), 9562–9578. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b00967
Renou, S., Thomas, J. S., Aoustin, E., & Pons, M.-N. (2008). Influence of impact assessment methods in wastewater treatment LCA. Journal of Cleaner Production, 16(10), 1098–1105. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2007.06.003
Roberts, K. G., Gloy, B. A., Joseph, S., Scott, N. R., & Lehmann, J. (2010). Life cycle assessment of biochar systems: Estimating the energetic, economic, and climate change potential. Environmental Science & Technology, 44(2), 827–833. https://doi.org/10.1021/es902266r
Saaty, T. L. (1980). The analytic hierarchy process: Planning, priority setting, resource allocation. McGraw-Hill.
Verma, S., & Nadagouda, M. N. (2021). Graphene-based composites for phosphate removal. ACS Omega, 6(6), 4119–4125. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05819
Downloads
CrossMark patikra
Paskelbta
Konferencija
Sekcija
Autorių teisės
Licencija
Šiam kūriniui suteikta „Creative Commons Priskyrimo 4.0 tarptautinė“ licencija.
