Zmiany klimatu, których doświadczamy postępują w narastającym tempie. Według danych zebranych przez UE Copernicus Climate Change Service, 2023 rok był świadkiem bezprecedensowego wzrostu globalnych temperatur, ustanawiając nowy rekord ze średnią wartością roczną 14,98°C, przekraczającą poprzedni rekord z 2016 roku o 0,17°C [1]. Mierząc się ze skutkami tego typu nasilających się zjawisk, nabierających globalnego charakteru, należy nie tylko efektywnie walczyć z konsekwencjami zmian klimatu, ale jednocześnie dobierać narzędzia i metody, które pozwolą minimalizować negatywny wpływ prowadzonych działań na środowisko. Jednym z tego typu rozwiązań wyróżniającym się niższym  śladem węglowym i bazujących na surowcu pochodzącym z recyklingu są grodzice winylowe, wykorzystywane w inwestycjach z zakresu inżynierii wodnej i lądowej.

Skutkami ocieplenia atmosfery są przede wszystkim powodzie, lokalne podtopienia w wyniku deszczy ulewnych, oraz długie miesiące bez opadów prowadzące do wieloobszarowych suszy.

Poniższy artykuł przedstawia aspekty środowiskowe wykorzystania polskich grodzic winylowych produkowanych  z surowca pochodzącego z recyklingu przez Grupę Pietrucha, w przypadku których 100% energii wykorzystywanej w procesie produkcji pochodzi ze źródeł odnawialnych. W odróżnieniu od grodzic stalowych,  zastosowanie profili PVC w hydrotechnice oraz inżynierii lądowej cechuje znacznie niższa emisja gazów cieplarnianych do atmosfery, mniejsza eksploatacja zasobów naturalnych ziemi, jak również minimalny wpływ na lokalny ekosystem i zdrowie ludzi.

Winylowe czy stalowe? Analiza porównawcza oddziaływania na środowisko.

Naukowcy z Zakładu Ekologii Przemysłowej Politechniki Łódzkiej przeprowadzili analizę porównawczą cyklu życia grodzic stalowych i winylowych, a następnie oznaczyli ślad węglowy dla obydwu produktów [2]. Ocena cyklu życia (ang. life cycle assessment - LCA) to jedno z najbardziej zaawansowanych narzędzi zarządzania środowiskowego, opisany w grupie norm ISO 14000, za pomocą którego ocenia się wpływ na środowisko wywierany w toku kolejnych etapów życia danego produktu (od wydobycia zasobów naturalnych potrzebnych do wytworzenia produktu do jego utylizacji). Za jednostkę funkcyjną, dla której wyznacza się wpływ na środowisko, będącą zazwyczaj jednostką wytworzonego produktu lub pełnioną przez niego jednostkową funkcją, w przypadku grodzic przyjęto m². Typ metody użyty w analizie porównawczej opierał się na szerokim ujęciu, tzw. „od kołyski aż po grób”, gdzie stadium „kołyski” najczęściej obejmuje procesy wydobycia surowców naturalnych, natomiast „grobem” są procesy neutralizowania odpadów.

Do analizy przyjęto następujący scenariusz: pięciometrowe grodzice są produkowane w Polsce, a następnie transportowane do Holandii, w celu zbudowania z nich konstrukcji mających zabezpieczyć brzegi kanału o długości 500m. Trwałość takiej konstrukcji inwestor określił na minimum 50 lat. Do analizy wybrano najpopularniejszy profil grodzicy winylowej GW-610/6,4. Dzięki swojej szerokości, stosunkowo wysokiemu wskaźnikowi wytrzymałości oraz niskiej wadze, ten rodzaj grodzicy PVC doskonale nadaje się do tego typu aplikacji. Jeśli chodzi o grodzice stalowe, porównano dwa typy profili, różniące się grubością ścianki, która wyniosła 7mm i 13mm. Grubsza grodzica stalowa jest stosowana w miejscach narażonych na przyspieszoną korozję powodowaną np. przez różnicę poziomu wód. Ilość jednostek transportowych potrzebnych do przewiezienia takiej ilości grodzic została przedstawiona w tabeli 1.

Przyjęto, że środkiem transportu surowców produkcyjnych, produktów i odpadów (zdemontowanych grodzic) są samochody ciężarowe o ładowności 24t, które spełniają standard emisji spalin EURO 4 i są użytkowane w warunkach europejskich. Pozostałe dane  konieczne  do obliczeń zostały przyjęte bazując na najnowszych danych pochodzących z  raportów na temat energii zużywanej w procesie wydobycia i przetworzenia surowca oraz wyprodukowania grodzic. Analizy wpływu na środowisko dokonano za pomocą oprogramowania SimaPro 7.3.0. metodą ReCiPe Endpoint (H) dla trzech punktów końcowych:

• zdrowie ludzi (ang. human health),
• ekosystemy (ang. ecosystems)
• zasoby (ang. resources)

Wymienione wskaźniki nie posiadają jednostek, ponieważ określany wpływ na środowisko w procedurze normalizacji jest dzielony przez wartość odniesienia wyrażoną w tej samej jednostce. Jednostki te są wartościami bezwymiarowymi (niemianowanymi). Dodatkowo, oceniono wpływ na środowisko za pomocą metody śladu węglowego (ang. carbon footprint) czyli całkowitej sumy emisji gazów cieplarnianych wywołanych bezpośrednio lub pośrednio przez produkt. Jednostką tego wskaźnika jest tona ekwiwalentu dwutlenku węgla [CO₂ eq].

Końcowy wniosek z analizy pozwala stwierdzić, że grodzice stalowe obciążają środowisko od 207% do 807% bardziej, niż zastosowane w analogicznym projekcie grodzice wykonane z polichlorku winylu.

Kolejnym argumentem potwierdzającym, że grodzice winylowe w niskim stopniu wpływają na ekosystem oraz zdrowie ludzi jest atest PZH wydany przez Zakład Bezpieczeństwa Zdrowotnego Środowiska, będący jednostką Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego, świadczący o tym, że profile PVC mogą być wykorzystywane m.in. przy budowie zbiorników na wodę przeznaczoną do spożycia przez ludzi.

Grodzice winylowe w służbie natury

Na przestrzeni ostatnich lat grodzice winylowe wykorzystywane były najczęściej w budowie szczelnych ścian przeciwfiltracyjnych, np. w celu uszczelnienia wałów przeciwpowodziowych. Tego typu projekty  są podejmowane w ramach walki ze skutkami zmian klimatu, które stają się coraz bardziej dotkliwe i zachodzą przy postępującym procesie urbanizacji. Na skutek sprzężenia obydwu powyższych zjawisk gwałtownie wzrasta zagrożenie powodzią na obszarach o dużej gęstości zaludnienia. W miarę jak konieczność zapobiegania zmianom klimatu obejmuje coraz większe obszary naszego globu i dotyka coraz większej populacji, projektanci zaczynają poszukiwać bardziej ekologicznych technologii w projektach hydrotechnicznych bezpośrednio związanych z ochroną środowiska. Dzięki takiemu trendowi w projektowaniu, którego efektem jest rosnąca popularność grodzic winylowych, doraźne zagrożenia  są  eliminowane przy jednoczesnym zachowaniu troski o przyszłe pokolenia poprzez zminimalizowanie oddziaływania na naturę w ujęciu średnio- i długoterminowym. Doskonałym potwierdzeniem tego zjawiska są rezultaty przeprowadzonej  analizy porównawczej LCA.

Innowacyjne ptasie wyspy

Przykładem projektu realizowanego na zasadach opisanych powyżej może być projekt LIFE.VISTULA.PL realizowany na obszarze Natura 2000 w obrębie  Zbiornika Goczałkowickiego i na stawach hodowlanych znajdujących się w jego pobliżu [3]. Głównym celem projektu nadzorowanego przez Regionalną Dyrekcję Ochrony Środowiska w Katowicach jest ochrona i poprawa 100% siedlisk  krajowej populacji ślepowrona oraz 7% populacji krajowej rybitwy rzecznej w Dolinie Górnej Wisły. W ramach projektu grodzice winylowe posłużyły do wzmocnienia grobli oraz przede wszystkim budowy sztucznych wysp dla ptaków. Pierwszy z tych ciekawych obiektów został zbudowany na Zbiorniku Goczałkowickim. Poziom wody w miejscu gdzie ptaki w suchych miesiącach zakładały swoje gniazda był bardzo niski, jednakże w późniejszych miesiącach, w wyniku wzmożonych deszczy, poziom wody radykalnie wzrastał powodując, że siedliska były niszczone. Rzędna góry ścianki winylowej znajduje się 3m nad poziomem dna zbiornika. W celu zachowania statyki konstrukcji na dwóch poziomach zabezpieczono ją obejmami, a w jednej z nich rozprowadzono są specjalnie przygotowane ściągi (rys. 2). 

W rezultacie powstała wyspa, na której ptaki mogą bezpiecznie gniazdować w okresie kiedy poziom wody w Zbiorniku Goczałkowickim jest najwyższy (rys. 3).

Zapobieganie wahaniom wód gruntowych w rezerwacie przyrody

Grodzice winylowe zostały również wykorzystane na terenie rezerwatu Białe Ługi w województwie Świętokrzyskim, należącym do obszaru Natura 2000. Na skutek postępujących zmiany klimatu oraz   agresywnych działań melioracyjnych, na terenie rezerwatu gwałtownie obniżał się poziom wód gruntowych, powodując degenerację siedlisk zwierząt na tym terenie. W ramach walki z katastrofą ekologiczną, Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska w Kielcach zdecydowała się na użycie grodzic winylowych, których zadaniem było ograniczenie odpływu wód gruntowych i zapobieżenie osuszaniu tego ważnego dla lokalnego ekosystemu obszaru [4].

Warto na koniec podkreślić, że grodzice winylowe charakteryzują się wysoką odpornością na czynniki środowiskowe, m.in. promieniowanie UV oraz kwaśne środowisko i doskonale sprawdzają się innowacyjnych aplikacjach.

Literatura:

1. https://climate.copernicus.eu
2. Materiały własne firmy S. i A. Pietrucha sp. z o.o.
3. http://lifevistula.pl/o-projekcie
4. https://kielce.wyborcza.pl/kielce/7,47262,27702047,nietypowa-inwestycja-na-terenie-rezerwatu-przyrody-ma-zatrzymac.html