a kármentesítési technológiák sokfélék és változatosak, de általában ex-situ és in-situ módszerekbe sorolhatók. Az Ex situ módszerek magukban foglalják az érintett talajok feltárását és az azt követő felszíni kezelést, valamint a szennyezett talajvíz kivonását és a felszíni kezelést. Az in situ módszerek célja a szennyeződés kezelése a talaj vagy a talajvíz eltávolítása nélkül. Különböző technológiákat fejlesztettek ki az olajjal szennyezett talaj/üledékek kármentesítésére.
a hagyományos kármentesítési módszerek közé tartozik a talajfeltárás és a hulladéklerakó és a talajvíz “pumpálása és kezelése”. In situ technológiák közé tartozik, de nem kizárólagosan: megszilárdulás és stabilizáció, talajgőz extrakció, áteresztő reaktív akadályok, ellenőrzött természetes csillapítás, bioremediation-fitoremediation, kémiai oxidáció, gőzzel fokozott extrakció és in situ termikus deszorpció és széles körben használják az USA-ban.
termikus deszorpció
a termikus deszorpció a talaj kármentesítésének technológiája. A folyamat során a deszorber elpárologtatja a szennyeződéseket (pl. olaj, higany vagy szénhidrogén), hogy elkülönítse őket különösen a talajtól vagy az iszaptól. Ezt követően a szennyező anyagok összegyűjthetők vagy megsemmisíthetők egy offgas kezelő rendszerben.
ásatás vagy kotrás
a feltárási folyamatok olyan egyszerűek lehetnek, mint a szennyezett talaj szabályozott hulladéklerakóba történő szállítása, de illékony szerves vegyületek (VOC-k) esetén a feltárt anyag levegőztetését is magukban foglalhatják. A feltárt anyag bioaugmentációjának és biostimulációjának legújabb fejleményei szintén bizonyították, hogy képesek a félig illékony szerves vegyületek (SVOCs) helyszíni helyreállítására. Ha a szennyeződés a folyó vagy az öböl fenekét érinti, akkor az öböliszap vagy más szennyeződéseket tartalmazó iszapos agyagok (beleértve a káros mikroorganizmusokkal rendelkező szennyvíziszapot is) kotrása végezhető.A közelmúltban az ExSitu kémiai oxidációt a szennyezett talaj kármentesítésében is felhasználták. Ez a folyamat magában foglalja a szennyezett terület feltárását nagy bermed területekre, ahol kémiai oxidációs módszerekkel kezelik őket.
felületaktív enhanced aquifer remediation (SEAR)Szerkesztés
más néven szolubilizáció és hasznosítás, a felületaktív enhanced aquifer remediation folyamat magában foglalja az injekció szénhidrogén enyhítő szerek vagy speciális felületaktív anyagok a felszín alatti, hogy fokozza a deszorpció és a hasznosítás kötött egyébként ellenszenves nem vizes fázisú folyadék (NAPL).
olyan geológiai képződményekben, amelyek lehetővé teszik a szénhidrogén-csökkentő szerek vagy speciális felületaktív anyagok szállítását, ez a megközelítés költséghatékony és tartós megoldást nyújt azoknak a helyeknek, amelyek korábban sikertelenek voltak más javító megközelítések felhasználásával. Ez a technológia akkor is sikeres, ha a Sear, majd az In situ oxidáció, a bioremediation enhancement vagy a talajgőz-extrakció (sve) felhasználásával egy sokoldalú javító megközelítés kezdeti lépéseként alkalmazzák.
Pump and treatEdit
a Pump and treat magában foglalja a szennyezett talajvíz kiszivattyúzását egy merülő vagy vákuumszivattyú segítségével, és lehetővé teszi a kitermelt talajvíz tisztítását úgy, hogy lassan halad át egy sor edényen, amelyek olyan anyagokat tartalmaznak, amelyek a talajvízből származó szennyeződések adszorbeálására szolgálnak. A kőolajjal szennyezett helyek esetében ez az anyag általában aktív szén szemcsés formában. Kémiai reagensek, például flokkulánsok, majd homokszűrők is használhatók a talajvíz szennyeződésének csökkentésére. A levegő eltávolítása olyan módszer, amely hatékony lehet az illékony szennyező anyagok, például a benzinben található BTEX vegyületek esetében.
a legtöbb biológiailag lebomló anyag, például a BTEX, az MTBE és a legtöbb szénhidrogén esetében a bioreaktorok felhasználhatók a szennyezett víz nem kimutatható szintre történő tisztítására. Fluidágyas bioreaktorokkal nagyon alacsony kibocsátási koncentrációkat lehet elérni, amelyek megfelelnek vagy meghaladják a legtöbb szennyező anyag kibocsátási követelményeit.
a geológiától és a talajtípustól függően a szivattyú és a kezelés jó módszer lehet a szennyező anyagok magas koncentrációjának gyors csökkentésére. A talajban az abszorpciós/deszorpciós folyamatok egyensúlya miatt nehezebb elég alacsony koncentrációkat elérni a kármentesítési előírások teljesítéséhez. A pump and treat azonban általában nem a legjobb gyógymód. Drága a talajvíz kezelése, és általában nagyon lassú folyamat a kibocsátás tisztítása szivattyúval és kezeléssel. Ez a legalkalmasabb a hidraulikus gradiens szabályozására és a kibocsátás további terjedésének megakadályozására. Az in situ kezelés jobb lehetőségei gyakran magukban foglalják a levegő sparge / talajgőz extrakcióját (AS/SVE) vagy a kétfázisú extrakciót/többfázisú extrakciót (DPE/MPE). Más módszerek közé tartozik a felszín alatti víz oldott oxigéntartalmának növelése a vegyület (különösen a kőolaj) mikrobiális lebomlásának támogatása érdekében oxigén közvetlen befecskendezésével a felszín alá, vagy olyan szuszpenzió közvetlen befecskendezésével, amely idővel lassan bocsát ki oxigént (jellemzően magnézium-peroxid vagy kalcium-oxi-hidroxid).
megszilárdulás és stabilizáció
a megszilárdulási és stabilizációs munkáknak meglehetősen jó eredményei vannak, de komoly hiányosságok is vannak a megoldások tartósságával és a lehetséges hosszú távú hatásokkal kapcsolatban. Ezenkívül a cement használatából eredő CO2-kibocsátás szintén jelentős akadályt jelent a megszilárdulási/stabilizációs projektekben való széles körű használatában.
a stabilizáció/megszilárdulás (S/S) egy Kármentesítési és kezelési technológia, amely a kötőanyag és a talaj közötti reakción alapul, hogy megállítsa / megakadályozza vagy csökkentse a szennyező anyagok mobilitását.
- a stabilizálás során reagenseket adnak a szennyezett anyaghoz (pl. talajhoz vagy iszaphoz), hogy kémiailag stabilabb alkotórészeket állítsanak elő; a
- megszilárdulás során reagenseket adnak a szennyezett anyaghoz, hogy fizikai / méretstabilitást biztosítsanak a szilárd termékben lévő szennyeződések megtartásához, és csökkentsék a külső anyagok (pl. levegő, Csapadék) hozzáférését.
a hagyományos S / S A szennyezett talajok kármentesítési technológiája és a veszélyes hulladékok kezelési technológiája a világ számos országában. Az S/S technológiák elterjedése azonban viszonylag szerény volt, és számos akadályt azonosítottak, többek között:
- a hulladéklerakókba történő ártalmatlanítás viszonylag alacsony költsége és széles körű alkalmazása;
- az S/S-re vonatkozó hiteles technikai útmutatás hiánya;
- bizonytalanság az S/S-vel kezelt anyagból származó szennyezőanyag-kibocsátás tartósságával és sebességével kapcsolatban;
- az 1980-as és 1990-es években a hulladék ártalmatlanításában használt cementstabilizációs eljárások alkalmazásával kapcsolatos korábbi rossz gyakorlat tapasztalatai (vége, 1992); és
- a helyszínen maradó immobilizált szennyező anyagokkal kapcsolatos maradványfelelősség, nem pedig eltávolításuk vagy megsemmisítésük.
in situ oxidationEdit
az Új in situ oxidációs technológiák népszerűvé váltak a talaj és a talajvíz szennyezőanyagainak kármentesítésében. A kémiai oxidációval történő kármentesítés erős oxidálószerek, például hidrogén-peroxid, ózongáz, kálium-permanganát vagy perszulfátok befecskendezésével jár.
oxigéngáz vagy környezeti levegő is injektálható az aerob baktériumok növekedésének elősegítésére, amelyek felgyorsítják a szerves szennyeződések természetes csillapítását. Ennek a megközelítésnek az egyik hátránya az anaerob szennyező anyagok megsemmisítésének természetes csillapításának csökkentése, ahol a meglévő körülmények fokozzák az anaerob baktériumokat, amelyek általában a talajban élnek, inkább a redukáló környezetet részesítik előnyben. Általában azonban az aerob tevékenység sokkal gyorsabb, mint az anaerob, és az Általános pusztulási arány általában nagyobb, ha az aerob tevékenység sikeresen elősegíthető.
a gázoknak a talajvízbe történő befecskendezése a szennyeződés normálisnál gyorsabb terjedését is okozhatja, a helyszín hidrogeológiájától függően. Ezekben az esetekben, a talajvíz áramlásának visszaminősítő injekciói a szennyező anyagok megfelelő mikrobiális megsemmisítését biztosíthatják a felszíni vizeknek vagy az ivóvízellátó kutaknak való kitettség előtt.
a fémszennyező anyagok kioldódását is figyelembe kell venni a felszín alatti oxidációs redukciós potenciál módosítása során. Bizonyos fémek jobban oldódnak oxidáló környezetben, míg mások mozgékonyabbak redukáló környezetben.
Talajgőz kivonás
a Talajgőz kivonás (sve) a talaj hatékony kármentesítési technológiája. A” többfázisú kitermelés ” (MPE) szintén hatékony kármentesítési technológia, ha a talajt és a felszín alatti vizeket véletlenül kell kármentesíteni. Az SVE és az MPE különböző technológiákat alkalmaz a levegő és a gőzök (és a VOC-k) vákuumos eltávolítása után keletkező off-gas illékony szerves vegyületek (VOC-k) kezelésére a felszínről, és magukban foglalják a szemcsés aktív szenet (a történelmileg leggyakrabban használt), a termikus és/vagy katalitikus oxidációt és a gőzkondenzációt. Általában a szenet alacsony (500 ppmV alatti) VOC-koncentrációjú gőzáramokhoz, az oxidációt mérsékelt (legfeljebb 4000 ppmV) VOC-koncentrációjú áramokhoz, a gőzkondenzációt pedig magas (4000 ppmV feletti) VOC-koncentrációjú gőzáramokhoz használják. Az alábbiakban röviden összefoglaljuk az egyes technológiákat.
- a szemcsés aktív szenet (Gac) levegő vagy víz szűrőjeként használják. Általában a csapvíz szűrésére használják a háztartási mosogatókban. A GAC egy nagyon porózus adszorbens anyag, amelyet szerves anyagok, például szén, fa és kókuszhéj melegítésével állítanak elő levegő hiányában,amelyet ezután granulátumokká zúznak. Az aktív szén pozitív töltésű, ezért képes eltávolítani a negatív ionokat a vízből, például a szerves ionokat, az ózont, a klórt, a fluoridokat és az oldott szerves oldott anyagokat az aktív szénre történő adszorpcióval. Az aktív szenet időszakosan ki kell cserélni, mert telítetté válhat, és nem képes adszorbeálódni (azaz terheléssel csökken az abszorpciós hatékonyság). Az aktív szén nem hatékony a nehézfémek eltávolításában.
- termikus oxidáció (vagy égetés) szintén hatékony kármentesítési technológia lehet. Ez a megközelítés kissé ellentmondásos a kipufogógázok vagy a kipufogógázok által a légkörben felszabaduló dioxinok kockázata miatt. Az ellenőrzött, magas hőmérsékletű égetés a kipufogógázok szűrésével azonban nem jelenthet kockázatot. Két különböző technológia alkalmazható az extrahált gőzáram szennyeződéseinek oxidálására. A termikus vagy katalitikus kiválasztás a gőzáramban lévő alkotóelem típusától és koncentrációjától függ. A termikus oxidáció hasznosabb magasabb koncentrációjú (~4000 ppmV) befolyó gőzáramok esetén (amelyek kevesebb földgázfelhasználást igényelnek), mint a katalitikus oxidáció ~2000 ppmV-nél.
- termikus oxidáció, amely olyan rendszert használ, amely kemenceként működik, és 1350-1500 F (730-820 C) közötti hőmérsékletet tart fenn.
- katalitikus oxidáció, amely katalizátort használ egy hordozón az alacsonyabb hőmérsékletű oxidáció megkönnyítésére. Ez a rendszer általában 600-800 F (316-427 C) közötti hőmérsékletet tart fenn.
- a Gőzkondenzáció a leghatékonyabb off-gázkezelési technológia magas (több mint 4000 ppmV) VOC koncentrációjú gőzáramok esetén. Az eljárás magában foglalja a gőzáram kriogén hűtését 40 C fok alá oly módon, hogy a VOC-k kondenzálódjanak a gőzáramból folyékony formába, ahol acéltartályokban gyűjtik össze. A VOC-k folyékony formáját sűrű, nem vizes fázisú folyadékoknak (dnapl) nevezzük, ha a folyadék forrása túlnyomórészt oldószerekből vagy könnyű, nem vizes fázisú folyadékokból (LNAPL) áll, amikor a folyadék forrása túlnyomórészt kőolaj-vagy üzemanyagtermékekből áll. Ezt a visszanyert vegyi anyagot ezután a fent leírt alternatíváknál környezetileg fenntarthatóbb vagy zöldebb módon lehet újra felhasználni vagy újrahasznosítani. Ezt a technológiát kriogén hűtésnek és kompressziónak (C3-technológia) is nevezik.
NanoremediationEdit
nano méretű reaktív anyagok használata a szennyező anyagok lebontására vagy immobilizálására nanoremediációnak nevezzük. A talajban vagy a talajvízben a nanoremediáció során a nanorészecskék in situ befecskendezéssel vagy szivattyú-kezelési eljárással kerülnek érintkezésbe a szennyeződéssel. A nanoanyagok ezután redox reakciók révén lebontják a szerves szennyeződéseket, vagy adszorbeálódnak és immobilizálják a fémeket, például az ólmot vagy az arzént. Kereskedelmi környezetben, ezt a technológiát dominánsan alkalmazták a talajvíz kármentesítésére, a szennyvízkezelés kutatásával. A kutatás azt is vizsgálja, hogy a nanorészecskék hogyan alkalmazhatók a talaj és a gázok tisztítására.
a nanoanyagok nagy tömegegységenkénti felületük miatt nagyon reaktívak, és ennek a reaktivitásnak köszönhetően a nanoanyagok gyorsabban reagálhatnak a célszennyező anyagokkal, mint a nagyobb részecskék. A nanoremediáció legtöbb terepi alkalmazása Nano nulla vegyértékű vasat (nZVI) használt, amely emulgeálható vagy keverhető egy másik fémmel a diszperzió fokozása érdekében.
az, hogy a nanorészecskék nagyon reaktívak, azt jelentheti, hogy gyorsan összetapadnak, vagy reagálnak a talajrészecskékkel vagy a környezetben lévő egyéb anyagokkal, korlátozva a szétszóródást a célszennyező anyagokra. A nanoremediációs technológiákat jelenleg korlátozó fontos kihívások közé tartozik a bevonatok vagy más készítmények azonosítása, amelyek növelik a nanorészecske-szerek szétszóródását a célszennyeződések jobb elérése érdekében, miközben korlátozzák a bioremediációs szerek, a vadon élő állatok vagy az emberek esetleges toxicitását.
BioremediationEdit
a bioremediáció olyan folyamat, amely a szennyezett területet a környezeti feltételek megváltoztatásával kezeli a mikroorganizmusok növekedésének ösztönzése érdekében, vagy természetes mikroorganizmus-aktivitás révén, ami a célszennyező anyagok lebomlását eredményezi. A bioremediáció széles kategóriái közé tartozik a biostimuláció, a bioaugmentáció és a természetes helyreállítás (természetes csillapítás). A bioremediációt vagy a szennyezett területen végzik (in situ), vagy a szennyezett talajok eltávolítása után egy másik, kontrolláltabb helyen (ex situ).
a múltban nehéz volt a bioremediációhoz mint megvalósított politikai megoldáshoz fordulni, mivel a javító mikrobák megfelelő termelésének hiánya kevés megvalósítási lehetőséget eredményezett. Azokat, amelyek bioremediációra mikrobákat gyártanak, az EPA-nak jóvá kell hagynia; az EPA azonban hagyományosan óvatosabb volt a negatív externáliákkal szemben, amelyek e fajok bevezetéséből származhatnak vagy sem. Az egyik aggodalmuk az, hogy a mérgező vegyi anyagok a mikroba géndegradációjához vezetnek, amelyet aztán továbbadnának más káros baktériumoknak, további problémákat okozva, ha a kórokozók kifejlesztik a szennyező anyagok táplálkozásának képességét.
összeomló levegő mikrobuborékok
az olajjal szennyezett üledékek tisztítása önösszeomló levegő mikrobuborékokkal a közelmúltban vegyszermentes technológiaként vizsgálták. A vízben felületaktív anyag hozzáadása nélkül keletkező levegő mikrobuborékok felhasználhatók az olajjal szennyezett üledékek tisztítására. Ez a technológia ígéretet tesz a vegyi anyagok (főleg felületaktív anyagok) használatára az olajjal szennyezett üledékek hagyományos mosására.