Remedierea mediului

tehnologiile de remediere sunt multe și variate, dar pot fi, în general, clasificate în metode ex-situ și in-situ. Metodele Ex-situ implică excavarea solurilor afectate și tratarea ulterioară la suprafață, precum și extracția apelor subterane contaminate și tratarea la suprafață. Metodele in situ încearcă să trateze contaminarea fără a îndepărta solurile sau apele subterane. Au fost dezvoltate diverse tehnologii pentru remedierea solului/sedimentelor contaminate cu ulei.

abordările tradiționale de remediere constau în excavarea solului și eliminarea la depozitele de deșeuri și apele subterane „pompează și tratează”. Tehnologiile in situ includ, dar nu se limitează la: solidificare și stabilizare, extracția vaporilor de sol, bariere reactive permeabile, atenuare naturală monitorizată, bioremediere-fitoremediere, oxidare chimică, extracție îmbunătățită cu abur și desorbție termică in situ și au fost utilizate pe scară largă în SUA.

desorptionEdit termic

desorbția termică este o tehnologie pentru remedierea solului. În timpul procesului, un desorber volatilizează contaminanții (de exemplu, ulei, mercur sau hidrocarburi) pentru a-i separa în special de sol sau nămol. După aceea, contaminanții pot fi colectați sau distruși într-un sistem de tratare a gazelor.

excavarea sau dragarea

procesele de excavare pot fi la fel de simple ca transportul solului contaminat la un depozit de deșeuri reglementat, dar pot implica și aerarea materialului excavat în cazul compușilor organici volatili (Cov). Progresele recente în bioaugmentarea și biostimularea materialului excavat s-au dovedit, de asemenea, capabile să remedieze compușii organici semi-volatili (Svoc) la fața locului. Dacă contaminarea afectează un fund de râu sau de golf, se poate efectua dragarea noroiului de golf sau a altor argile nămoloase care conțin contaminanți (inclusiv nămolul de epurare cu microorganisme dăunătoare).Recent, oxidarea chimică ExSitu a fost utilizată și în remedierea solului contaminat. Acest proces implică excavarea zonei contaminate în zone mari bermed unde sunt tratate folosind metode de oxidare chimică.

Surfactant îmbunătățită acvifer remediere (SEAR)Edit

de asemenea, cunoscut sub numele de solubilizare și recuperare, surfactant îmbunătățită acvifer procesul de remediere implică injectarea de agenți de atenuare hidrocarburi sau surfactanți de specialitate în subteran pentru a spori desorbția și recuperarea legat în alt mod recalcitrant non apos fază lichid (NAPL).

în formațiunile geologice care permit livrarea de agenți de atenuare a hidrocarburilor sau agenți tensioactivi de specialitate, această abordare oferă o soluție rentabilă și permanentă pentru siturile care nu au reușit anterior să utilizeze alte abordări de remediere. Această tehnologie este, de asemenea, de succes atunci când este utilizată ca pas inițial într-o abordare de remediere cu mai multe fațete, utilizând oxidarea in situ, îmbunătățirea bioremedierii sau extracția vaporilor de sol (SVE).

pompa și tratarea

pompa și tratarea implică pomparea apelor subterane contaminate cu ajutorul unei pompe submersibile sau de vid și permiterea purificării apelor subterane extrase prin trecerea lentă printr-o serie de vase care conțin materiale concepute pentru a adsorbi contaminanții din apele subterane. Pentru siturile contaminate cu petrol, acest material este de obicei carbon activat sub formă granulară. Reactivi chimici, cum ar fi floculanții urmați de filtrele de nisip, pot fi, de asemenea, utilizați pentru a reduce contaminarea apelor subterane. Dezizolarea aerului este o metodă care poate fi eficientă pentru poluanții volatili, cum ar fi compușii BTEX găsiți în benzină.

pentru majoritatea materialelor biodegradabile precum BTEX, MTBE și majoritatea hidrocarburilor, bioreactorii pot fi utilizați pentru a curăța apa contaminată la niveluri nedetectabile. Cu bioreactoarele cu pat fluidizat este posibil să se obțină concentrații foarte scăzute de descărcare care să îndeplinească sau să depășească cerințele de descărcare pentru majoritatea poluanților.

în funcție de Geologie și tipul de sol, pompa și tratarea pot fi o metodă bună pentru a reduce rapid concentrațiile mari de poluanți. Este mai dificil să se atingă concentrații suficient de scăzute pentru a satisface standardele de remediere, datorită echilibrului proceselor de absorbție/desorbție din sol. Cu toate acestea, pompa și tratamentul nu sunt de obicei cea mai bună formă de remediere. Este scump pentru a trata apelor subterane, și de obicei este un proces foarte lent pentru a curăța o eliberare cu pompa si trata. Este cel mai potrivit pentru a controla gradientul hidraulic și pentru a împiedica o eliberare să se răspândească în continuare. Opțiunile mai bune de tratament in situ includ adesea extracția vaporilor de aer/sol (AS/SVE) sau extracția în fază dublă/extracția multifazică (DPE/MPE). Alte metode includ încercarea de a crește conținutul de oxigen dizolvat al apelor subterane pentru a susține degradarea microbiană a compusului (în special a petrolului) prin injectarea directă de oxigen în subteran sau injectarea directă a unei suspensii care eliberează lent oxigen în timp (de obicei peroxid de magneziu sau oxi-hidroxid de calciu).

solidificare și stabilizareedit

lucrările de solidificare și stabilizare au un istoric rezonabil de bun, dar și un set de deficiențe grave legate de durabilitatea soluțiilor și potențialele efecte pe termen lung. În plus, emisiile de CO2 datorate utilizării cimentului devin, de asemenea, un obstacol major în calea utilizării sale pe scară largă în proiectele de solidificare/stabilizare.

stabilizarea/solidificarea (S/S) este o tehnologie de remediere și tratare care se bazează pe reacția dintre un liant și sol pentru a opri / preveni sau reduce mobilitatea contaminanților.

• stabilizarea implică adăugarea de reactivi la un material contaminat (de exemplu, sol sau nămol) pentru a produce constituenți mai stabili din punct de vedere chimic; și
• solidificarea implică adăugarea de reactivi la un material contaminat pentru a conferi stabilitate fizică / dimensională pentru a conține contaminanți într-un produs solid și pentru a reduce accesul agenților externi (de exemplu, aer, precipitații).

S / S convențional este o tehnologie de remediere stabilită pentru solurile contaminate și tehnologia de tratare a deșeurilor periculoase în multe țări din lume. Cu toate acestea, adoptarea tehnologiilor S/S a fost relativ modestă și au fost identificate o serie de bariere, printre care:

• costul relativ scăzut și utilizarea pe scară largă a eliminării la depozitele de deșeuri;
• lipsa unor orientări tehnice autoritare privind S/S;
• incertitudinea cu privire la durabilitatea și rata de eliberare a contaminanților din materialul tratat S/S;
• experiențele practicilor slabe din trecut în aplicarea proceselor de stabilizare a cimentului utilizate în eliminarea deșeurilor în anii 1980 și anii 1990 (ends, 1992); și
• răspunderea reziduală asociată cu contaminanții imobilizați rămași la fața locului, mai degrabă decât îndepărtarea sau distrugerea acestora.

oxidarea in situedit

noile tehnologii de oxidare in situ au devenit populare pentru remedierea unei game largi de contaminanți ai solului și apelor subterane. Remedierea prin oxidare chimică implică injectarea de oxidanți puternici, cum ar fi peroxidul de hidrogen, gazul de ozon, permanganatul de potasiu sau persulfații.

gazul de oxigen sau aerul ambiant pot fi, de asemenea, injectate pentru a promova creșterea bacteriilor aerobe care accelerează atenuarea naturală a contaminanților organici. Un dezavantaj al acestei abordări este posibilitatea scăderii distrugerii contaminanților anaerobi atenuarea naturală în cazul în care condițiile existente sporesc bacteriile anaerobe care trăiesc în mod normal în sol preferă un mediu reducător. În general, însă, activitatea aerobă este mult mai rapidă decât anaerobă și ratele generale de distrugere sunt de obicei mai mari atunci când activitatea aerobă poate fi promovată cu succes.

injectarea gazelor în apele subterane poate provoca, de asemenea, contaminarea să se răspândească mai repede decât în mod normal, în funcție de hidrogeologia sitului. În aceste cazuri, injecțiile retrogradate ale fluxului de apă subterană pot asigura distrugerea microbiană adecvată a contaminanților înainte de expunerea la apele de suprafață sau la puțurile de alimentare cu apă potabilă.

migrarea contaminanților metalici trebuie, de asemenea, luată în considerare ori de câte ori se modifică potențialul de reducere a oxidării subterane. Anumite metale sunt mai solubile în medii oxidante, în timp ce altele sunt mai mobile în medii de reducere.

Soil vapor extractionEdit

Soil vapor extraction (SVE) este o tehnologie eficientă de remediere a solului. „Extracția cu mai multe faze” (MPE) este, de asemenea, o tehnologie eficientă de remediere atunci când solul și apele subterane trebuie remediate întâmplător. SVE și MPE utilizează diferite tehnologii pentru a trata compușii organici volatili (Cov) generați după îndepărtarea în vid a aerului și a vaporilor (și COV) din subteran și includ carbon activ granular (cel mai frecvent utilizat Istoric), oxidare termică și/sau catalitică și condensarea vaporilor. În general, carbonul este utilizat pentru fluxuri de vapori cu concentrație scăzută (sub 500 ppmV) de COV, oxidarea este utilizată pentru fluxuri de concentrație COV moderate (până la 4.000 ppmV), iar condensarea vaporilor este utilizată pentru fluxuri de vapori cu concentrație COV ridicată (peste 4.000 ppmV). Mai jos este un scurt rezumat al fiecărei tehnologii.

1. carbonul activ Granular (GAC) este utilizat ca filtru pentru aer sau apă. Frecvent utilizate pentru a filtra apa de la robinet în chiuvete de uz casnic. GAC este un material adsorbant foarte poros, produs prin încălzirea materiei organice, cum ar fi cărbunele, lemnul și coaja de nucă de cocos, în absența aerului, care este apoi zdrobit în granule. Carbonul activ este încărcat pozitiv și, prin urmare, este capabil să elimine ionii negativi din apă, cum ar fi ionii organici, ozonul, clorul, fluorurile și substanțele dizolvate organice dizolvate prin adsorbție pe carbonul activ. Carbonul activ trebuie înlocuit periodic, deoarece poate deveni saturat și nu poate fi adsorbit (adică eficiență redusă de absorbție cu încărcare). Carbonul activ nu este eficient în îndepărtarea metalelor grele.
2. oxidarea termică (sau incinerarea) poate fi, de asemenea, o tehnologie eficientă de remediere. Această abordare este oarecum controversată din cauza riscurilor de dioxine eliberate în atmosferă prin gazele de eșapament sau gazele reziduale. Cu toate acestea, incinerarea controlată, la temperaturi ridicate, cu filtrarea gazelor de eșapament nu ar trebui să prezinte riscuri. Două tehnologii diferite pot fi folosite pentru a oxida contaminanții unui flux de vapori extras. Selecția termică sau catalitică depinde de tipul și concentrația în părți pe milion în volum de constituent în fluxul de vapori. Oxidarea termică este mai utilă pentru concentrații mai mari (~4.000 ppmV) fluxuri de vapori influenți (care necesită o utilizare mai mică a gazelor naturale) decât oxidarea catalitică la ~2.000 ppmV.

• oxidarea termică care utilizează un sistem care acționează ca un cuptor și menține temperaturi cuprinse între 1.350 și 1.500 CTF (730 până la 820 CTF).
• oxidare catalitică care utilizează un catalizator pe un suport pentru a facilita o oxidare la temperatură mai scăzută. Acest sistem menține, de obicei, temperaturi cuprinse între 600 și 800 CTF (316 și 427 CTF).

1. condensarea vaporilor este cea mai eficientă tehnologie de tratare a gazelor în afara gazelor pentru fluxurile de vapori cu concentrație mare de COV (peste 4.000 ppmV). Procesul implică răcirea criogenică a fluxului de vapori sub 40 de grade C, astfel încât Cov-urile să se condenseze din fluxul de vapori și în formă lichidă unde este colectat în recipiente de oțel. Forma lichidă a COV este denumită lichide dense de fază neapoasă (DNAPL) atunci când sursa lichidului constă în principal din solvenți sau lichide ușoare de fază neapoasă (LNAPL) atunci când sursa lichidului constă în principal din petrol sau produse combustibile. Această substanță chimică recuperată poate fi apoi refolosită sau reciclată într-un mod mai ecologic sau mai ecologic decât alternativele descrise mai sus. Această tehnologie este, de asemenea, cunoscută sub numele de răcire și compresie criogenică (tehnologia C3).

Nanoremediationed

utilizarea agenților reactivi de dimensiuni nano pentru a degrada sau imobiliza contaminanții se numește nanoremediere. În nanoremedierea solului sau a apelor subterane, nanoparticulele sunt aduse în contact cu contaminantul fie prin injecție in situ, fie printr-un proces de pompare și tratare. Nanomaterialele degradează apoi contaminanții organici prin reacții redox sau adsorb și imobilizează metale precum plumbul sau arsenicul. În mediul comercial, această tehnologie a fost aplicată în mod dominant la remedierea apelor subterane, cu cercetări în tratarea apelor uzate. Cercetările investighează, de asemenea, modul în care nanoparticulele pot fi aplicate la curățarea solului și a gazelor.

nanomaterialele sunt foarte reactive din cauza suprafeței lor ridicate pe unitate de masă și, datorită acestei reactivități, nanomaterialele pot reacționa cu contaminanții țintă într-un ritm mai rapid decât particulele mai mari. Cele mai multe aplicații de câmp ale nanoremedierii au folosit fier Nano zero-valent (nZVI), care poate fi emulsionat sau amestecat cu un alt metal pentru a spori dispersia.

faptul că nanoparticulele sunt foarte reactive poate însemna că se aglomerează rapid sau reacționează cu particulele de sol sau alte materiale din mediu, limitând dispersia lor la contaminanții vizați. Unele dintre provocările importante care limitează în prezent tehnologiile de nanoremediere includ identificarea acoperirilor sau a altor formulări care cresc dispersia agenților nanoparticulelor pentru a atinge mai bine contaminanții țintă, limitând în același timp orice toxicitate potențială pentru agenții de bioremediere, fauna sălbatică sau oameni.

Bioremedierea

Bioremedierea este un proces care tratează o zonă poluată fie prin modificarea condițiilor de mediu pentru a stimula creșterea microorganismelor, fie prin activitatea microorganismelor naturale, rezultând degradarea poluanților țintă. Categoriile largi de bioremediere includ biostimularea, bioaugmentarea și recuperarea naturală (atenuarea naturală). Bioremedierea se face fie pe locul contaminat (in situ), fie după îndepărtarea solurilor contaminate într-un alt loc mai controlat (ex situ).

în trecut, a fost dificil să apelăm la bioremediere ca soluție politică implementată, deoarece lipsa unei producții adecvate de microbi de remediere a dus la puține opțiuni de implementare. Cei care produc microbi pentru bioremediere trebuie să fie aprobați de ape; cu toate acestea, EPA a fost în mod tradițional mai precaut cu privire la externalitățile negative care pot apărea sau nu din introducerea acestor specii. Una dintre preocupările lor este că substanțele chimice toxice ar duce la degradarea genei microbului, care ar fi apoi transmisă altor bacterii dăunătoare, creând mai multe probleme, dacă agenții patogeni evoluează capacitatea de a se hrăni cu poluanți.

Colapsarea microbubblesEdit aer

curățarea sedimentelor contaminate cu ulei cu auto colaps microbubbles aer au fost recent explorate ca o tehnologie fără substanțe chimice. Microbulele de aer generate în apă fără a adăuga niciun surfactant ar putea fi utilizate pentru curățarea sedimentelor contaminate cu ulei. Această tehnologie promite utilizarea substanțelor chimice (în principal surfactant) pentru spălarea tradițională a sedimentelor contaminate cu ulei.