Puhas keskkond on inimesele igapäevaselt vajalik. Riigikogu poolt vastu võetud rahvatervise seaduse kohaselt on elanike tervist, heaolu ja turvalisust toetava elukeskkonna kujundamine kohaliku omavalitsuse ülesanne.
Elukeskkonnana defineerib sama seadus loodusliku, tehisliku ja sotsiaalse keskkonna tegurite kogumit, millega inimene kokku puutub ja mis mõjutab või võib mõjutada tema tervist. Muutused elukeskkonna näitajates, nagu õhu ja vee kvaliteet, võivad kaasneda nii aastaaegade vaheldumise kui kliimamuutustega. Nii võib muutunud ilmaolude puhul mõjutada inimese elukeskkonda ka veesüsteemi ebapiisav toimimine. Kanalisatsioonist pärit õhusaaste põhjuseid ja levikut tiheasustusega linnapiirkondades on uuritud vähe mitmel põhjusel, millest üks on vähene veesüsteemide modelleerimise kasutamine.
Vajame vett oma igapäevases elus peamiselt joogiks, aga ka pesemiseks ja muuks otstarbeks. Keskmiselt tarbib Tallinna inimene päevas ca 100 liitrit vett (AS Tallinna Vesi. (2020). Majandusaasta aruanne. https://tallinnavesi.ee/wp-content/uploads/2021/03/AS-Tallinna-Vesi-2020-Majandusaasta-aruanne.pdf) ja peaaegu samas koguses voolab seda pärast kasutamist meie eluruumide kraanikaussidest, vannidest, dušitrappidest ja teistest sanitaarseadmetest ära kanalisatsiooni. Mainitud reoveeneelud on ühendatud äravoolutorudega, mille kaudu juhitakse reovesi hoone erinevatest siseruumidest suurematesse kogumistorudesse. Sealt edasi liigub reostunud vesi läbi hoone väljaviigi ja kinnistutorustiku kaudu tänavatorustikku. Reovee kogumise süsteem on linnade olmereovee käitlemise taristu üks olulisemaid komponente. Kanalisatsioon võimaldabki juhatada elamutes, kaubandus-, büroo- ja tööstushoonetes ning teistes rajatistes reostunud veed tsentraliseeritult reoveepuhastisse. Reovett tuleb käidelda vastavalt EV veeseaduses ettenähtud korrale ja omavalitsuse kehtestatud määrustele. Pärast reovee töötlemist juhitakse puhastatud vesi suublasse. Aktuaalseks on muutumas ka reoveepuhastist väljunud heitvee taaskasutamine. Reovee puhastamisel tekkinud setted tahendatakse, tihendatakse ja komposteeritakse. Komposti võib kasutada näiteks haljastuses.
Reovee äravooluahel tundub olevat lihtne ja arusaadav ning igapäevaselt me oma pead sellega ei vaeva. Siiski tekitab olukord, kui kanalisatsioonis tekivad ummistused või kui tajume siseruumides või õuealal ebameeldivat lõhna, mida võib otsekoheselt ka haisuks nimetada, ebamugavust. Kui reoveepuhasti lähedal on haisuhäiring mõneti mõistetav, siis kodumajapidamises ei saa seda alati taluda.
1. Gaasid kanalisatsioonis
Arvatakse, et inimesele ebameeldivad lõhnad on minevik. Varasematel sajanditel oli õhk linnades sageli orgaaniliste heitmete biolagunemisest tekkinud haisust küllastunud, osaliselt seetõttu, et jäätmete teadlik käitlemine siis praktiliselt puudus. Peamiselt linnades õhu kaudu levivad viiruslikud ja bakteriaalsed haigused ning meditsiini teaduslik areng tõid kaasa pöörde reovee käitlemises. 20. sajandi üheksakümnendatel selgitasid meditsiinieriala lõpetanud ja New Yorgis praktiseeriv Richard Axel ning Seattle’is töötav bioloog Linda Buck teaduslikult inimese haistmismeele füsioloogilise toimimise. Nende Nobeli füsioloogia- ja meditsiiniauhinnaga tunnustatud lõhnaalane uuring selgitas lõhna mõju inimeste käitumisele (Kändler, T. (2004, 9. detsember). Kuidas me tunneme piparkoogilõhna. Eesti Päevaleht. https://epl.delfi.ee/artikkel/50999108/kuidas-me-tunneme-piparkoogilohna). Oma kogemusest teame hästi, et inimesel on lõhna tundmise elund nina, mis on ka maitsmismeelega füsioloogiliselt seotud.
Üks hästi tuntud ärritaja inimese hingamisteedes on divesiniksulfiid (H2S), mis on kõnekeeles tuntud ka kui väävelvesinik. Sellel gaasil on inimesele äratuntav nö mädamuna haisuga sarnane ebameeldiv lõhn. Tavaliselt hajub väävelvesinik õhu liikumise toimel. Inimese jaoks on selle haisugaasi äratundmise lävendiks kontsentratsioon 0,0047 ppm (parts per million ehk miljondikosa — 1 ppm = 10-6 = 0,0001%), mille juures ligikaudu pool (50%) inimeste valimist suudab lõhna äratuntavalt tuvastada (Hvitved-Jacobsen, T., , Vollertsen, J. & Nielsen, A. H. (2013). Sewer Processes. Microbial and Chemical Process Engineering of Sewer Networks. Boca Raton: CRC Press https://www.routledge.com/Sewer-Processes-Microbial-and-Chemical-Process-Engineering-of-Sewer-Networks/Hvitved-Jacobsen-Vollertsen-Nielsen/p/book/9781439881774). Kontsentratsiooni 0,00847 ppm puhul tajub õhus lenduvat väävelvesinikku haisuna juba enamik inimesi (https://www.routledge.com/Sewer-Processes-Microbial-and-Chemical-Process-Engineering-of-Sewer-Networks/Hvitved-Jacobsen-Vollertsen-Nielsen/p/book/9781439881774). H2S võib tekitada peavalu, iiveldust, väsimust ja teisi mürgitusele sarnaseid sümptomeid. Väävelvesiniku lõhna tundmine ei tähenda aga alati, et see haisugaas inimese tervist püsivalt kahjustaks. Kahjulik mõju inimese tervisele algab võrreldes äratundmise lävendiga peaaegu 500 korda kõrgemast kontsentratsioonist. Peale H2S-i on olemas mitmeid teisi haisugaase. Inimesele äratuntavalt ärritav gaas on ka näiteks ammoniaak (H2S). Selle haisugaasi ebameeldiv lõhn võib samuti põhjustada ärevust ja pahameelt. Inimese tervisele on ohtlikud ka teised lämmatavad gaasid nagu lämmastik (N) ja metaan CH4), mis on värvitu ja lõhnatu gaas.
Huvitav oleks teada, kuidas väävelvesinik reovees tekib?
Reovee kogumise süsteemid toimivad anaeroobsetes tingimustes. See tähendab lihtsamalt selgitades seda, et veesüsteemis ei ole mikrobioloogilisteks protsessideks saadaval hapnikku (O2). Sellises veekeskkonnas paljunevad hästi teatud tüüpi bakterid, keda nimetatakse ka sulfaate redutseerivateks bakteriteks. Need anaeroobsetes tingimustes arenevad bakterid kasutavad elutegevuseks väävlit (S), mis on ka inimorganismi tegevuse üks jääkidest.
Kuna sulfaate redutseerivad bakterid lagunevad reovees oleva orgaanilise materjali lagundamise käigus ka ise, põhjustavad need „kanalisatsioonibakterid” kõrvalsaadusena vees lahustuva ebameeldiva lõhnaga gaasi teket.
Märkus. Sulfaate redutseerivad bakterid on anaeroobse veekeskkonna mikroorganismid, kes kasutavad orgaaniliste ühendite lagundamisel väävlit.
Mis juhtub veega, kui selles on vähesel määral hapnikku?
Nagu eelnevalt selgitatud, leidub vees baktereid, kes lagundavad orgaanilist materjali. Tavaliselt eelistavad bakterid sellise materjali lagundamisel kasutada hapnikku. Järgmisena võtavad nad kasutusele nitraatioonid (NO3–), millele järgnevad raud(III)ioonid (Fe3+) ja seejärel sulfaatioonid (SO42–).
„Kanalisatsioonibakteritel” on võimalus kasutada oma arengus sulfaatioonide elektrone, sest seda keemilist ainet on reovees piisavalt. Sellise mikrobioloogilise protsessi tulemusena muudetakse sulfaatioonid inimesele ebameeldiva lõhnaga gaasiks — nagu H2S. Sageli toimub selliste bakterite areng just rõhulises kanalisatsioonis, kus vesi ei saa välisõhuga praktiliselt seguneda, ning kohtades, kus torustikus võib selle uputatud pindadele moodustuda mikroorganismide kolooniad ehk tekkida nn biokile. Kanalisatsioonisüsteemis võib see olla ohtlik, sest biokile teke toruseinale võib põhjustada mikrobioloogilist korrosiooni. Torustikumaterjali hävimist võib siiski põhjustada ka elektrokeemiline korrosioon, mis ei ole otseselt veereostusega seotud.
Mikroorganismidega veekeskkonnas võib eristada kolme hapniku tarbimisega seotud olukorda (Kemira’s Water Handbook. https://www.kemira.com/insights/water-handbook-2020/):
- Aeroobne: BHT + O2 → H2O + CO2
- Anoksiline: BHT + NO3– → N2 + CO2
- Anaeroobne: BHT + SO42- → H2S + CO2
Märkus. Lühend BHT tähendab biokeemilist hapnikutarvet. BHT näitab, mitu mg hapnikku (O2) kulub mikroorganismidel (bakterid jt) ühes liitris vees leiduva kergestilagundatava orgaanilise aine tarbimiseks.
Reoveetorustikule on kõige riskantsem olukord kolmas, anaeroobne veekeskkond, kus bakterite hapnikudefitsiidi tulemusena tekivad vesiniksulfiid (H2S) ja süsinikdioksiid (CO2). CO2 on tuntud ka kui süsihappegaas. Vees tekkinud H2S võib väljuda sellest gaasina ning põhjustada õhu torustikus liikumise tõttu kanalisatsioonikaevudes ebameeldivat lõhna (vt Skeem 1). Väävelvesiniku ja õhus oleva hapniku keemilisel reageerimisel või „kanalisatsioonibakterite” tõttu võib tekkida ka väävelhape (keemiliste elementide reaktsiooni valemiga H2S + 2O2 → H2SO4). Väävelhape põhjustab torustiku pindadel tugevalt happelise keskkonna, mille pH ≤ 2. Samuti aitavad väävliühendid ja väävelvesinik kaasa eriliste, juba eespool nimetatud bakterirühmade ilmumisele ja neile elamiseks sobiva biokile moodustumisele. „Kanalisatsioonibakterite” edukus veekeskkonnas seisnebki selles, et nad suudavad taluda väikeseid pH väärtusi ehk väga happelist veekeskkonda.
„Kanalisatsioonibakterid” arenevad hästi just torustiku piirdele moodustunud biokiles. Need bakterid kogunevad torumaterjali pooridesse, pragudesse, õnarustesse vms, ning ilmuvad välja siis, kui veekeskkond muutub nende elutegevusele sobivamaks. Biokile aluskihis võivad bakterid tekitada madala pH tõttu korrodeeriva keskkonna, mis sarnaneb happe sattumisega materjalile. Sulfiidioonid (S2-) ja käärimisel lisanduv süsihappegaas võivad torustiku materjaliga, nt betooniga, ka otse reageerida. Korrosioon on keemiline protsess, mis võib suuremõõtmelisi kanalisatsioonitorusid oluliselt kahjustada.
Skeem 1. Mikrobioloogilised veekeskkonnad kanalisatsioonis: aeroobne, anoksiline ja anaeroobne. Reoveekanalisatsioonis on kõige halvem olukord anaeroobne veekeskkond, milles bakterite hapnikudefitsiidi tulemusena tekib H2S ja CO2.
2. Haisuhäiring
Kodumajapidamises, peaasjalikult hoone siseruumides, kus kasutatakse vett, on haisu ruumidesse pääsemise üheks peamiseks põhjuseks kuiv haisulukk, millest vesi on kas aurustunud või mingil põhjusel välja liikunud. Sellise olukorra võib põhjustada vee harv sattumine haisulukku, haisulukus oleva vee aurustumine põrandakütte tõttu või õhurõhu kõikumine, mille tõttu liigub torustikus olev vesi haisulukust välja.
Hooneväliselt puutume kanalisatsioonist lenduva ebameeldiva lõhnaga kokku peamiselt reoveekanalisatsiooni kaevude, reoveepumplate ja voolurahustuskaevude juures. Kahe viimati nimetatud hüdraulilise voolusüsteemi juures tajume haisu vast kõige sagedamini, kuna need rajatise osad võivad paikneda tiheasustusega piirkondades, näiteks jalutusteede vahetus läheduses, ja reovee voolurežiimist tingitud ebameeldivad gaasid lenduvad läbi torustiku tuulutusavade.
Voolamise protsessi isevoolses kanalisatsioonis vaadeldakse reeglina kui vabapinnaga vedeliku voolamist, mille pinnale mõjub atmosfääri rõhk (Laanearu, J. & Piirsalu, A. (2022). Numbrilised arvutusskeemid voolamise hüdraulikas. Tallinn: TTÜ. https://digi.lib.ttu.ee/hydraulika/). See lihtsustab küll kanalisatsioonisüsteemide hüdraulilist arvutust veele, kuid ei võta arvesse õhu liikumist voolusüsteemis, mis on seotud torustiku ventileerimise vajadusega. Kanalisatsiooniõhuuuringud on tavaliselt seotud gaaside mõõtmistega, et tuvastada ebameeldiva lõhna olemasolu hoones või sellest väljaspool, näiteks linna õuealal (vt Skeem 1).
Gaasid reoveekanalisatsioonis on seotud orgaanilise aine lagundamisega bakterite poolt ning võivad seetõttu oluliselt halvendada nii välisõhu kui ka hoone siseõhu kvaliteeti, aga ka torustike funktsioneerimist. Täpsemalt: gaasid torustikus võivad põhjustada kanalisatsiooni elementide korrosiooni ja ebameeldivat lõhna ehk haisuhäiringut väliskeskkonnas ja hoonete siseruumides. Kanalisatsioonisüsteemide projekteerimisel ja tehniliste lahenduste koostamisel tuleb muuhulgas arvestada majanduslike, sotsiaalsete ja keskkonna aspektidega. Oluline on pöörata tähelepanu hüdrauliliste voolusüsteemide modelleerimisele, et vältida õhusaaste levikuga kaasnevat haisuhäiringut ja sellest johtuvat ebameeldiva elukeskkonna teket.
Kanalisatsioonisüsteemid võivad olla lihtsad, kuid linnades on need valdavalt üsnagi keerukad. Keerukus võib väljenduda kanalisatsioonivõrgu pikkuses ja pumplate või erinevate kogumismahutite ja tunnelite kasutamises, tarbijate profiilis (olmereovesi või tööstuslik reovesi) ja eelpuhastite kasutamises. Mida keerukam on kanalisatsioonisüsteem, seda suurem on ka igasuguste häirete tekkimise oht ning haisuhäiringu risk. Suuremõõtmelised ja mahukad kanalisatsioonivõrgud on tavaliselt seotud reovee pika viibeajaga enne vee puhastisse jõudmist. Pika viibeaja tõttu võib veereostus torustikus toimuvate segunemisprotsesside kaudu õhku kanduda ja kanalisatsioonikaevudest välja liikuda. Vee viibeaega torustikus pikendavad ka pumplad, mille reservuaaridesse reovesi enne edasi pumpamist kogutakse. Reovee pika viibeaja jooksul ja seoses torustikus toimuva settimisega kujunevadki seal veekeskkonna anaeroobsed tingimused ja moodustuvad lenduvad orgaanilised ühendid (ingliskeelne lühend VOC), mis soodustavad gaaside teket.
Oluline hüdrodünaamiline tegur kanalisatsioonitorude ventileerimisel on vee- ja õhupindade omavaheline hõõre ehk veevooluga kaasnev õhutõmme. Veevoolu tagajärjel liigub õhk kanalisatsioonisüsteemis alati veepinna liikumise suunas, kui seda just mehaaniliselt ei takistata (vt Skeem 2). Õhu voolukiirus on tavaliselt väiksem kui seda kaasatõmbava vee voolukiirus, kusjuures keskmised õhu liikumise kiirused on siis samuti oluliselt väiksemad veeliikumise kiirustest (Pescod, M. B. & A. C. Price. (1981). Fundamentals of Sewer Ventilation as Applied to the Tyneside Sewerage Scheme. Water Pollution Control 90(1), 17–33. ja Lowe, S. A. (2016). Sewer Ventilation: Factors Affecting Airflow and Modeling Approaches. Journal of Water Management Modeling 24(C395). DOI: 10.14796/JWMM.C39547). Seda ka põhjusel, et laminaarsel voolamisel on õhu viskoossus ligikaudu viisteist korda suurem kui vee oma (Laanearu, J. & Piirsalu, A. (2022). Numbrilised arvutusskeemid voolamise hüdraulikas. Tallinn: TTÜ. https://digi.lib.ttu.ee/hydraulika/). Õhu ja vee koosvoolamise takistuse määramise teeb keerulisemaks turbulentne voolurežiim, kus õhk ja vesi võivad ka omavahel seguneda.
Märkus. Laminaarne voolamine hüdraulilises voolusüsteemis esineb juhul, kui puudub turbulents.
Pikas torus võib vee voolukiirust hüdraulilises vabavoolusüsteemis reguleerida nii toru sisediameetri, piirdematerjali kui ka pikikalde valikutega. Näiteks, kui õhu voolukiirus kanalisatsioonitorustiku erinevates lõikudes muutub, võib õhk siseneda ja väljuda tänavakaevudest (vt Skeem 3). Kui õhuvool kanalisatsiooni allavoolu lõigus on suurem kui pealevoolu lõigus, siis siseneb õhk lähimast torustike ühenduskaevust (vt Skeem 3). Samal skeemil on näidatud ka vastupidine olukord, kui õhuvoolu kogus torustikus ja suund kaevus muutuvad. See võib juhtuda siis, kui toru lang väheneb, põhjustades paisutuse ja seega vee voolukiiruse vähenemise. Koos sellega väheneb ka veevooluga kaasahaaratava õhu voolukiirus ning seetõttu kandub torustikus edasi vähem õhku. Sellist õhu vooluhulga muutuse efekti võib põhjustada ka torustikus olev ummistus, millega kaasneb samuti voolukiiruse muutus. Torustikke ühendavates ja ka ventileerivates kaevudes ei ole vee ja õhu koosvoolamine sageli nii lihtsalt määratav ka põhjusel, et erinevad faasid (nn gaasiline ja vedel) võivad kaevus seguneda (vt Skeem 4). Praktikast on hästi teada, et kanalisatsiooni kukkumiskaevude läheduses võib esineda ebameeldivat lõhna.
Praktikas esineb erinevaid ehitatud keskkonna faktoreid, mis oluliselt mõjutavad kanalisatsioonisüsteemi ventileerimist. Kanalisatsioonitorustikus on õhutihedus välisõhuga võrreldes sageli väiksem (Pescod, M. B. & A. C. Price. (1981). Fundamentals of Sewer Ventilation as Applied to the Tyneside Sewerage Scheme. Water Pollution Control 90(1), 17–33.). Peamiselt on selle põhjuseks kaks tegurit: õhu niiskus ja selle temperatuur. Vastupidi tava-arusaamale on niiskem õhk kergem, kuna veeauru molekulmass on väiksem õhugaaside, nagu näiteks lämmastiku ja hapniku, molekulmassidest. Õhk kanalisatsioonis ongi tavaliselt niiskem kui välisõhk. Talvel võib õhutemperatuur kanalisatsioonis olla ka oluliselt kõrgem, mistõttu on see kergem kui ümbritsev õhk ning võibki nn korstnaefekti tõttu kanalisatsioonikaevude kaudu väljuda.
Eelkirjutatud vee ja õhu koosvoolamise dünaamika selgitustest võib samuti järeldada seda, et tänavatel kasutatavad puistematerjalid, mis satuvad vihmaga kanalisatsioonitorustikku, võivad mõjutada õhu liikumist selles. Optimaalse veevoolu kiiruse valikuga kanalisatsioonis välditakse setete kuhjumist torustikus, mis tähendab, et vee voolukiirus ei tohiks olla liiga väike. Kanalisatsioonis peab olema tagatud nn isepuhastuskiirus. Liiga suur vee voolukiirus võib aga jällegi kahjustada kanalisatsioonisüsteemi elemente ning põhjustada samaaegselt turbulentset voolamist, mis mõjutab gaaside eraldumist veekeskkonnast.
3. Põhjuste ennetamine ja tagajärgede leevendamine
Kanalisatsioon on hästi toimiv, kui see on õigesti dimensioonitud ja ehitatud, aga ka korrapäraselt hooldatud. Näiteks voolab aladimensioonitud torustikust läbi suurem reovee vooluhulk kui nõuetega ette nähtud, mistõttu võib torutäide (veetase torus) olla sedavõrd kõrge, et õhu liikumine selles on oluliselt takistatud. Sellise kanalisatsiooni tööolukorra häiringu tagajärjeks võib olla ettenägematu gaaside väljumine kaevudest ning kaasnev ebameeldiva lõhnaga haisuhäiring. Ka hästi korraldatud hoolduse juures võib läbi mõtlemata kanalisatsioonivõrgu laiendamine haisuhäiringut tekitada. Täiendavate reovee vooluhulkade juhtimisega olemasolevasse süsteemi suurendatakse torustike veega täituvust, jättes vähem ruumi õhu liikumisele. Kuna väliskanalisatsioon on ühendatud hoone kanalisatsiooniga ja selle kaudu ka ventileeritud, siis tekib kanalisatsioonigaaside pääsemisel hoonesse potentsiaalne oht inimeste tervisele. Praktikas on juhtumeid, kus asulate väikepuhastite asendamisel pumplatega ja reovee läbi rekonstrueerimata võrgu piirkondlikku suuremasse puhastisse juhtimisel on tekkinud eespool mainitud põhjustel haisuhäiringud. Ebatõhusa kanalisatsiooni häiringud võivad võimenduda, kui kanalisatsiooni juhitakse tööstusliku päritoluga reovett, mis on läbinud vähetõhusa eelpuhasti. Eelpuhastuses alanud protsess võib jätkuda kanalisatsioonitorustikus, kus veest eralduvad ebameeldivad gaasid. Sellises olukorras on hüdraulilise voolusüsteemi toimimine oluliselt seotud kanalisatsiooni ventilatsiooni tõhususega — vajadusel tuleks ette näha ka õhupuhastus, nt paigutada filtrid.
Seoses linnastumise ja kliimamuutustega on kasvamas koormus olemasolevate ühisvoolsete kanalisatsioonitrasside vastuvõtuvõimele. Suurenev kõvakattega alade määr ja muutused sademete intensiivsuses suurendavad äravooluhulkasid, mistõttu võib juhtuda, et kanalisatsioonisüsteem lakkab ekstreemsetes ilmaoludes toimimast. See viib meid uute tehniliste lahenduste rakendamiseni (inglise keeles: Sustainable Drainage Systems), mis eeldavad õhureostuse riskiga arvestamist, et vältida tiheasustusega piirkondades haisuhäiringuid.
Eelkirjutatud selgitustest on selge, et kanalisatsiooni normaalse toimimise tagamiseks on vajalik tõhus haisu ja korrosiooni kontrollimise insenertehnilise metoodika juhendmaterjal.
Millised on soovitused haisuhäiringu vältimiseks?
Kaks peamist soovitust on järgmised:
1) Voolusüsteemi korrektne arvutus
Tavapäraselt toimub kanalisatsiooni ventileerimine hoone tuulutuspüstikute ja kaevukaante kaudu (RIL 237-2-2010 p.112). Seda peamiselt tingimustes, kus reovee viibeaeg kanalisatsioonis on lühike ja reovesi on nö värske. Peatorustike ja suuremõõtmeliste kollektorite/tunnelite kasutamisel tuleb arvestada erimeetmete vajadusega, nagu näiteks ventilatsioonišahtide või ka sundventilatsiooni paigaldamise puhul. Olenevalt piirkonnast (haja- või tiheasustus) ja kohalikest tingimustest on mõningatel juhtudel vajalik kasutada ka õhupuhastussüsteeme.
Kanalisatsioonigaaside teket ja lendumist välisõhku on võimalik minimeerida või isegi vältida põhjalikult läbimõeldud kanalisatsiooni arendamise kavaga, mis on ehitusprojekti ja -tegevuse aluseks. Ehitusprojekti koostamisel tuleb lähtuda standardi nõuetest ja projekteerimisjuhistest. Kuna kanalisatsioonigaaside teemat ei ole Eestis põhjalikult uuritud ja puuduvad ka vastavad projekteerimise juhendmaterjalid, siis on soovitatav arvestada mujal riikides läbi viidud uuringutulemustega ning kasutada teiste riikide kogemusi ja juhiseid.
Tavaliselt on haisuhäiringu tuvastamiseks vaja kanalisatsiooniventilatsiooni eksperimentaalseid uuringuid ja tulemuste analüüsi. Tegelikult on aga probleem suurem. Kanalisatsioonisüsteemi hüdraulilises arvutustes eeldatakse, et veevoolu parameetrid annavad mõistlikud ja piisavalt täpsed tulemused kogu torustiku- ja kaevusüsteemi toimimise kohta. Vee ja õhu koosvoolamise modelleerimine erineb oluliselt veevoolu hüdraulilisest modelleerimisest, sest lisaks rõhule vee vabapinnal tuleb arvestada ka hõõret vee ja õhu vahepinnal, mis võib turbulentsi toimel tekitada õhu ja vee segunemist torustikus. Vee ja õhu segunemisega võib kaasneda gaaside eraldumine.
2) Vee keemiliste omaduste muutmine
- Vältida kanalisatsiooni torudes anaeroobse ja väävlibakteritest rikka keskkonna tekkimist. Näiteks survepesuga võib torudest eemaldada väävlibakterite rikkad kolooniad ja neist moodustunud biokile.
- Üks võimalus ebameeldiva lõhna vältimiseks on tagada, et vesi kanalisatsioonis oleks hapnikuga rikastatud. Seda võib teha näiteks aeratsiooniga. Väiksemas majapidamises tuleks joogivee töötlemisel viia vees lahustunud hapnikusisaldus üle 5 mg/l või isegi küllastumiseni. Seejuures tuleb arvestada, et soojendatud vees väheneb gaaside lahustuvuse määr ja hapnik on plahvatusohtlik gaas.
- Anaeroobsete tingimuste vältimiseks on võimalik lisada kemikaale (näiteks soolasid), mis takistavad anaeroobse veekeskkonna tekkimist. Kui vees lahustunud hapnikku pole enam saadaval, asuvad bakterid tarbima nitraatioone (NO3–, keemiliste elementide reaktsiooni võrrandiga 5H2S + 8NO3– → 5SO42- + 4N2 + 4H2O + 2H+). Sobivad mitmed nitraadisoolad, nagu kaltsiumnitraat (Ca(NO3)2), salpeeter ehk naatriumnitraat (NaNO3), alumiiniumnitraat (Al(NO3)3) ja raudnitraat (Fe(NO3)3). Kui kanalisatsiooni reovees on nitraate, siis puudub otsene võimalus väävelvesiniku tekkimiseks. Nitraatsoolade kasutamisel on ka hea ennetav toime, sest see kergendab reovee puhastamisjaama orgaanilist koormust. Oluline on täpne doseerimine, sest liigne kogus võib viia lämmastikgaasi (N2) eraldumiseni, mis häirib rõhulise kanalisatsiooni tööolukorda tugevalt. Liigne nitraadisisaldus vees võib täiendava lämmastikukoormusena mõjuda ka loodusele.
- Raud(III)ioonid (Fe3+) reageerivad hästi sulfiidioonidega (S2-) ja moodustavad raskelt lahustuvaid sooli, mis ongi vees liikuv heljum. Kui reoveele lisada kahe- või kolmevalentset rauasoola, siis reageerib see vees väävelvesinikuga, mis ei saa seetõttu gaasilisesse faasi liikuda. (Keemiliste elementide reaktsiooni võrranditega Fe2+ + S2- → FeS, 2Fe3++ 3S2- → 2FeS+S0). Bakterid eelistavad kolmevalentset rauda (elektroni aktseptorina) sulfaadile (biokeemilise võrrandiga Fe3+ + BHT → Fe2+ + CO2).
- Rauasoolade (FeSO4) kasutamine on võrreldes nitraatsoolade kasutamisega reovees mõnes mõttes säästlikum. Koguste täpne kontroll pole siinjuures väga oluline. Liigne raud tuleb reovee töötlemisel fosforikoguste vähendamisel kasuks. Puuduseks võib lugeda muda mahu kasvu kanalisatsioonis.
Märkus. Doseerimise juures peab arvestama, et sulfiidide moodustumine kanalisatsioonis sõltub kriitiliselt mitmest faktorist: temperatuur, redokspotentsiaal ja viibeaeg.
Uurimistöö tutvustus
Tallinna Tehnikaülikooli teadusprojektis (Laanearu, J. Ehitatud keskkonna stratifitseeritud vooluprotsesside insenertööriistad. Tallinna Tehnikaülikool. https://www.etis.ee/Portal/Projects/Display/834e9884-dfc2-44b0-babb-4ea12ceac396) uuritakse esmakordselt vee ja õhu koosvoolamise dünaamikat kanalisatsioonis. See aitab tuvastada gaaside olemasolu ja nende tekkemehhanisme ning selgitada võimalusi gaaside lendumisega kaasnevate mõjude leevendamiseks tiheasustusega piirkondades. Teadusprojekt hõlmab kanalisatsioonivee ja -õhu eksperimentaalseid väliuuringuid ning vee ja õhu koosvoolamise numbrilist modelleerimist. Väliuuringud on planeeritud läbi viia nii suure- kui ka väikesemõõtmelistes kanalisatsioonisüsteemides, kus erinevused torude läbimõõdus, piirdematerjalis, pikikaldes, ventilatsiooniavades jms võimaldavad selgitada erinevaid olukordi ning koguda uusi andmeid ehitatud keskkonna torustike funktsioneerimise kohta töö- ja eriolukordades. Uurimistöö on vajalik ka selleks, et toetada VK- ja KV-insenere projekteerimisprotsessides ning vee-, ventilatsiooni- ja kaugkütteettevõtteid vastavate meetmete planeerimisel. Tänapäeval on tekkinud vajadus arvutusliku vedeliku dünaamika simulatsioonide järele, mis võimaldaksid visualiseerida kanalisatsioonitorustikus esineva õhu ja vee koosvoolamise rõhu, tiheduse, temperatuuri, turbulentsi jms vähetuntud dünaamilisi väljasid (Laanearu, J. & Piirsalu, A. (2022). Numbrilised arvutusskeemid voolamise hüdraulikas. Tallinn: TTÜ. https://digi.lib.ttu.ee/hydraulika/). Hüdrodünaamilised ruumväljad täiendaksid lõhnamaastiku uurimist.
Põhjalikud kanalisatsioonivee ja -õhu parameetrite seireandmed tagavad ehitatud keskkonna modelleerimise parema kirjeldamise ja gaaside leviku prognoosimise ning aitavad tuvastada saasteainete emissiooni atmosfääri.
