Miljøsanering

Afhjælpningsteknologier er mange og varierede, men kan generelt kategoriseres i tidligere og in situ-metoder. Eks-situ-metoder involverer udgravning af berørt jord og efterfølgende behandling på overfladen samt udvinding af forurenet grundvand og behandling på overfladen. In situ-metoder søger at behandle forureningen uden at fjerne jord eller grundvand. Der er udviklet forskellige teknologier til oprensning af olieforurenet jord/sedimenter.

traditionelle oprensningsmetoder består af jordudgravning og bortskaffelse til deponering og grundvand “pumpe og behandle”. In situ-teknologier inkluderer, men er ikke begrænset til: størkning og stabilisering, jorddampekstraktion, permeable reaktive barrierer, overvåget naturlig dæmpning, bioremediering-fytoremediering, kemisk iltning, dampforbedret ekstraktion og In situ termisk desorption og er blevet brugt i vid udstrækning i USA.

termisk desorptionEdit

termisk desorption er en teknologi til jordrensning. Under processen fordamper en desorber forureningerne (f.eks. olie, kviksølv eller kulbrinte) for at adskille dem fra især jord eller slam. Derefter kan forureningerne enten opsamles eller destrueres i et offgasbehandlingssystem.

udgravning eller uddybningredit

Udgravningsprocesser kan være så enkle som at trække den forurenede jord til et reguleret deponeringsanlæg, men kan også involvere luftning af det udgravede materiale i tilfælde af flygtige organiske forbindelser (VOC ‘ er). Nylige fremskridt inden for bioaugmentering og biostimulering af det udgravede materiale har også vist sig at være i stand til at afhjælpe semi-flygtige organiske forbindelser (Svoc ‘ er) på stedet. Hvis forureningen påvirker en flod-eller bugtbund, kan der udføres udgravning af bugtmudder eller andre siltede ler, der indeholder forurenende stoffer (inklusive spildevandsslam med skadelige mikroorganismer).For nylig er kemisk iltning også blevet anvendt til oprensning af forurenet jord. Denne proces involverer udgravning af det forurenede område i store bermede områder, hvor de behandles ved hjælp af kemiske iltning metoder.

overfladeaktivt middel forbedret akvifer oprensning (SEAR)Rediger

også kendt som opløseliggørelse og genopretning involverer overfladeaktivt middel forbedret akvifer oprensningsproces injektion af carbonhydridreducerende midler eller specialoverfladeaktive stoffer i undergrunden for at forbedre desorption og genopretning af bundet ellers genstridig ikke vandig fasevæske (NAPL).

i geologiske formationer, der tillader levering af carbonhydridreducerende midler eller specialoverfladeaktive stoffer, giver denne tilgang en omkostningseffektiv og permanent løsning på steder, der tidligere har været mislykkede ved hjælp af andre afhjælpende tilgange. Denne teknologi er også vellykket, når den anvendes som det første trin i en mangesidet afhjælpende tilgang ved hjælp af SEAR og derefter in situ iltnings -, bioremedieringsforbedring eller jorddampekstraktion (sve).

Pump and treatEdit

Pump and treat involverer udpumpning af forurenet grundvand ved hjælp af en nedsænket eller vakuumpumpe og tillader, at det ekstraherede grundvand renses ved langsomt at gå gennem en række kar, der indeholder materialer designet til at adsorbere forurenende stoffer fra grundvandet. For petroleumsforurenede steder er dette materiale normalt aktiveret kulstof i granulær form. Kemiske reagenser såsom flokkuleringsmidler efterfulgt af sandfiltre kan også anvendes til at mindske forureningen af grundvand. Luftstripping er en metode, der kan være effektiv til Flygtige forurenende stoffer, såsom bteksforbindelser, der findes i bensin.for de fleste bionedbrydelige materialer som MTBE, MTBE og de fleste kulbrinter kan bioreaktorer bruges til at rense det forurenede vand til ikke-detekterbare niveauer. Med bioreaktorer med fluidiseret leje er det muligt at opnå meget lave udledningskoncentrationer, der opfylder eller overstiger udledningskravene for de fleste forurenende stoffer.

afhængig af geologi og jordtype kan pumpe og behandle være en god metode til hurtigt at reducere høje koncentrationer af forurenende stoffer. Det er vanskeligere at nå tilstrækkeligt lave koncentrationer til at opfylde saneringsstandarder på grund af ligevægten mellem absorptions – /desorptionsprocesser i jorden. Imidlertid, pumpe og behandle er typisk ikke den bedste form for afhjælpning. Det er dyrt at behandle grundvandet, og typisk er en meget langsom proces at rydde op en frigivelse med pumpe og behandle. Det er bedst egnet til at styre den hydrauliske gradient og forhindre en frigivelse i at sprede sig yderligere. Bedre muligheder for in situ-behandling inkluderer ofte luftspreder/jorddampekstraktion (AS/SVE) eller dobbeltfaseekstraktion/flerfaseekstraktion (DPE / MPE). Andre metoder inkluderer forsøg på at øge det opløste iltindhold i grundvandet for at understøtte mikrobiel nedbrydning af forbindelsen (især råolie) ved direkte injektion af ilt i undergrunden eller direkte injektion af en opslæmning, der langsomt frigiver ilt over tid (typisk magnesiumoverilte eller calcium).

størkning og stabilisering edit

størkning og stabilisering arbejde har en rimelig god track record, men også et sæt af alvorlige mangler relateret til holdbarhed af løsninger og potentielle langsigtede virkninger. Derudover bliver CO2-emissioner som følge af brugen af cement også en stor hindring for dens udbredte anvendelse i størknings – /stabiliseringsprojekter.

stabilisering/størkning (S/S) er en oprensnings-og behandlingsteknologi, der er afhængig af reaktionen mellem et bindemiddel og jord for at stoppe / forhindre eller reducere mobiliteten af forurenende stoffer.

• stabilisering involverer tilsætning af reagenser til et forurenet materiale (f.eks. jord eller slam) for at producere mere kemisk stabile bestanddele; og
• størkning involverer tilsætning af reagenser til et forurenet materiale for at give fysisk / dimensionel stabilitet til at indeholde forurenende stoffer i et fast produkt og reducere adgangen for eksterne stoffer (f. eks. luft, nedbør).

konventionel S / S er en etableret oprensningsteknologi til forurenet jord og behandlingsteknologi til farligt affald i mange lande i verden. Anvendelsen af S/S-teknologier har imidlertid været relativt beskeden, og der er identificeret en række barrierer, herunder:

• de relativt lave omkostninger og udbredt anvendelse af bortskaffelse til deponering;
• manglen på autoritativ teknisk vejledning om S/S;
• usikkerhed om holdbarheden og hastigheden af udledning af forurenende stoffer fra S/S-behandlet materiale;
• erfaringer fra tidligere dårlig praksis med anvendelse af cementstabiliseringsprocesser anvendt til bortskaffelse af affald i 1980 ‘erne og 1990’ erne (slutter, 1992); og
• restansvar forbundet med immobiliserede forurenende stoffer, der forbliver på stedet, snarere end deres fjernelse eller ødelæggelse.

in situ iltningredit

nye in situ iltning teknologier er blevet populære til oprensning af en bred vifte af jord og grundvand forurenende stoffer. Ved hjælp af kemisk iltning er der tale om injektion af stærke iltningsmidler, såsom brintoverilte, gas, kaliumpermanganat eller persulfater.

iltgas eller omgivende luft kan også injiceres for at fremme vækst af aerobe bakterier, der fremskynder naturlig dæmpning af organiske forurenende stoffer. En ulempe ved denne fremgangsmåde er muligheden for faldende anaerob destruktion af forurenende stoffer naturlig dæmpning, hvor eksisterende forhold forbedrer anaerobe bakterier, der normalt lever i jorden, foretrækker et reducerende miljø. Generelt er aerob aktivitet dog meget hurtigere end anaerob, og de samlede ødelæggelseshastigheder er typisk større, når aerob aktivitet med succes kan fremmes.

indsprøjtning af gasser i grundvandet kan også medføre, at kontaminering spredes hurtigere end normalt afhængigt af stedets hydrogeologi. I disse tilfælde, injektioner nedgradering af grundvandsstrømmen kan tilvejebringe tilstrækkelig mikrobiel destruktion af forurenende stoffer inden eksponering for overfladevand eller drikkevandsforsyningsbrønde.

Migration af metalforurenende stoffer skal også overvejes, når der ændres potentiale for reduktion af iltning under jorden. Visse metaller er mere opløselige i iltningsmiljøer, mens andre er mere mobile i reducerende miljøer.

jorddampekstraktionredit

jorddampekstraktion (sve) er en effektiv rensningsteknologi til jord. “Flerfaseudvinding” (MPE) er også en effektiv rensningsteknologi, når jord og grundvand skal afhjælpes tilfældigt. SVE og MPE anvender forskellige teknologier til at behandle off-gas flygtige organiske forbindelser (VOC ‘er) genereret efter vakuumfjernelse af luft og dampe (og VOC’ er) fra undergrunden og inkluderer granulært aktivt kul (mest almindeligt anvendt historisk), termisk og/eller katalytisk iltning og dampkondensation. Generelt bruges kulstof til lav (under 500 ppmV) VOC-koncentration dampstrømme, iltning bruges til moderat (op til 4.000 ppmV) VOC-koncentrationsstrømme, og dampkondensation bruges til høj (over 4.000 ppmV) VOC-koncentration dampstrømme. Nedenfor er en kort oversigt over hver teknologi.

1. granulært aktivt kul (GAC) bruges som et filter til luft eller vand. Almindeligt anvendt til at filtrere ledningsvand i husholdningsvaske. GAC er et meget porøst adsorbentmateriale, der produceres ved opvarmning af organisk materiale, såsom kul, træ og kokosnødskal, i fravær af luft, som derefter knuses til granuler. Aktivt kul er positivt ladet og er derfor i stand til at fjerne negative ioner fra vandet, såsom organiske ioner, chlor, fluorider og opløste organiske opløste stoffer ved adsorption på aktivt kul. Det aktiverede kul skal udskiftes periodisk, da det kan blive mættet og ude af stand til at adsorbere (dvs.reduceret absorptionseffektivitet ved belastning). Aktivt kul er ikke effektivt til fjernelse af tungmetaller.
2. termisk iltning (eller forbrænding) kan også være en effektiv oprensningsteknologi. Denne fremgangsmåde er noget kontroversiel på grund af risikoen for, at dioksiner frigives i atmosfæren gennem udstødningsgasser eller spildevand. Kontrolleret forbrænding ved høj temperatur med filtrering af udstødningsgasser bør dog ikke udgøre nogen risiko. To forskellige teknologier kan anvendes til at ilte forurenende stoffer i en ekstraheret dampstrøm. Valget af enten termisk eller katalytisk afhænger af typen og koncentrationen i dele pr. Termisk iltning er mere nyttig til højere koncentration (~4.000 ppmV) tilstrømningsdampstrømme (som kræver mindre naturgasforbrug) end katalytisk iltning ved ~2.000 ppmV.

• termisk iltning, der bruger et system, der fungerer som en ovn og opretholder temperaturer fra 1.350 til 1.500 liter f (730 til 820 liter C).
• katalytisk iltning, der bruger en katalysator på en understøtning til at lette en iltning med lavere temperatur. Dette system opretholder normalt temperaturer fra 600 til 800 liter f (316 til 427 liter C).

1. dampkondensation er den mest effektive off-gasbehandlingsteknologi til DAMPSTRØMME med høj (over 4.000 ppmV) VOC-koncentration. Processen involverer kryogenisk afkøling af dampstrømmen til under 40 grader C, således at VOC kondenserer ud af dampstrømmen og i flydende form, hvor den opsamles i stålbeholdere. VOC ‘ ernes flydende form kaldes tætte ikke-vandige fasevæsker (DNAPL), når væskens kilde overvejende består af opløsningsmidler eller lette ikke-vandige fasevæsker (LNAPL), når væskens kilde overvejende består af råolie eller brændstofprodukter. Dette genvundne kemikalie kan derefter genbruges eller genanvendes på en mere miljømæssigt bæredygtig eller grøn måde end de ovenfor beskrevne alternativer. Denne teknologi er også kendt som kryogen køling og kompression (C3-teknologi).

NanoremediationEdit

brug af nanostørrelsesreaktive stoffer til at nedbryde eller immobilisere forurenende stoffer kaldes nanoremediering. I jord eller grundvand nanomediation, nanopartikler bringes i kontakt med forureningen gennem enten In situ injektion eller en pumpe-og-behandling proces. Nanomaterialerne nedbryder derefter organiske forurenende stoffer gennem omgiftereaktioner eller adsorberer til og immobiliserer metaller såsom bly eller arsen. I kommercielle omgivelser er denne teknologi overvejende blevet anvendt til rensning af grundvand med forskning i spildevandsrensning. Forskning undersøger også, hvordan nanopartikler kan anvendes til oprydning af jord og gasser.

nanomaterialer er meget reaktive på grund af deres høje overfladeareal pr.masseenhed, og på grund af denne reaktivitet kan nanomaterialer reagere med målforurenende stoffer hurtigere end større partikler. De fleste feltanvendelser af nanomediation har brugt nano-nulvalent jern, som kan emulgeres eller blandes med et andet metal for at forbedre dispersionen.

at nanopartikler er meget reaktive kan betyde, at de hurtigt klumper sig sammen eller reagerer med jordpartikler eller andet materiale i miljøet, hvilket begrænser deres spredning til målforurenende stoffer. Nogle af de vigtige udfordringer, der i øjeblikket begrænser nanomediationsteknologier, inkluderer identifikation af belægninger eller andre formuleringer, der øger spredningen af nanopartikelmidlerne for bedre at nå målforurenende stoffer, samtidig med at enhver potentiel toksicitet for bioremedieringsmidler, dyreliv, eller mennesker begrænses.

BioremediationEdit

bioremediering er en proces, der behandler et forurenet område enten ved at ændre miljøforholdene for at stimulere vækst af mikroorganismer eller gennem naturlig mikroorganismeaktivitet, hvilket resulterer i nedbrydning af målforurenende stoffer. Brede kategorier af bioremediering inkluderer biostimulering, bioaugmentering og naturlig genopretning (naturlig dæmpning). Bioremediering sker enten på det forurenede sted (in situ) eller efter fjernelse af forurenet jord på et andet mere kontrolleret sted (f.eks.

tidligere har det været vanskeligt at henvende sig til bioremediering som en implementeret politisk løsning, da mangel på tilstrækkelig produktion af afhjælpende mikrober førte til små muligheder for implementering. De, der fremstiller mikrober til bioremediering, skal godkendes af EPA; EPA har dog traditionelt været mere forsigtig med negative eksternaliteter, der måske eller måske ikke opstår ved introduktionen af disse arter. En af deres bekymringer er, at de giftige kemikalier ville føre til mikrobens gennedbrydning, som derefter ville blive videregivet til andre skadelige bakterier, hvilket skaber flere problemer, hvis patogenerne udvikler evnen til at fodre af forurenende stoffer.

Collapsing air microbubblesEdit

rengøring af olieforurenede sedimenter med self collapsing air microbubbles er for nylig blevet udforsket som en kemisk fri teknologi. Luftmikrobobler genereret i vand uden tilsætning af overfladeaktivt middel kunne bruges til at rense olieforurenede sedimenter. Denne teknologi holder løfte om brugen af kemikalier (hovedsageligt overfladeaktivt middel) til traditionel vask af olieforurenede sedimenter.