Miljösanering

saneringstekniker är många och varierade men kan generellt kategoriseras i ex-situ och in-situ-metoder. Ex-situ metoder innefattar utgrävning av drabbade jordar och efterföljande behandling vid ytan samt utvinning av förorenat grundvatten och behandling vid ytan. In situ-metoder försöker behandla föroreningen utan att ta bort marken eller grundvattnet. Olika tekniker har utvecklats för sanering av oljeförorenad jord/sediment.

traditionella saneringsmetoder består av jordgrävning och bortskaffande till deponi och grundvatten ”pump and treat”. In situ-tekniker inkluderar men är inte begränsade till: stelning och stabilisering, utvinning av jordånga, permeabla reaktiva barriärer, övervakad naturlig dämpning, bioremediering-fytoremediering, kemisk oxidation, ångförstärkt extraktion och in situ termisk desorption och har använts i stor utsträckning i USA.

termisk desorptionEdit

termisk desorption är en teknik för markrening. Under processen förflyttar en desorber föroreningarna (t.ex. olja, kvicksilver eller kolväte) för att separera dem från särskilt jord eller slam. Därefter kan föroreningarna antingen samlas in eller förstöras i ett offgasbehandlingssystem.

utgrävning eller mudderingedit

Utgrävningsprocesser kan vara så enkelt som att dra den förorenade jorden till en reglerad deponi, men kan också innebära att det utgrävda materialet luftas när det gäller flyktiga organiska föreningar (voc). De senaste framstegen inom bioaugmentering och biostimulering av det utgrävda materialet har också visat sig kunna sanera halvflyktiga organiska föreningar (Svoc) på plats. Om föroreningen påverkar en flod eller vikbotten kan muddring av vikslam eller andra siltiga leror som innehåller föroreningar (inklusive avloppsslam med skadliga mikroorganismer) utföras.Nyligen har ExSitu kemisk oxidation också använts vid sanering av förorenad mark. Denna process innefattar utgrävning av det förorenade området i stora bermade områden där de behandlas med kemiska oxidationsmetoder.

Surfactant enhanced aquifer remediation (SEAR)Edit

Även känd som solubilisering och återvinning, innefattar det ytaktiva ämnet enhanced aquifer remediation process injektion av kolvätereducerande medel eller specialytaktiva ämnen i underytan för att förbättra desorptionen och återhämtningen av bunden annars motstridig icke vattenhaltig fasvätska (NAPL).

i geologiska formationer som tillåter leverans av kolvätereducerande medel eller special tensider, ger detta tillvägagångssätt en kostnadseffektiv och permanent lösning på platser som tidigare har misslyckats med att använda andra korrigerande metoder. Denna teknik är också framgångsrik när den används som det första steget i en mångfacetterad avhjälpande metod som använder SEAR sedan in situ Oxidation, bioremediering förbättring eller soil vapor extraction (SVE).

Pump and treatEdit

Pump and treat innebär att man pumpar ut förorenat grundvatten med hjälp av en dränkbar eller vakuumpump och låter det extraherade grundvattnet renas genom att långsamt gå igenom en serie kärl som innehåller material som är utformade för att adsorbera föroreningarna från grundvattnet. För petroleumförorenade platser är detta material vanligtvis aktivt kol i granulär form. Kemiska reagenser som flockningsmedel följt av sandfilter kan också användas för att minska föroreningen av grundvatten. Luftstrippning är en metod som kan vara effektiv för flyktiga föroreningar som BTEX-föreningar som finns i bensin.

för de flesta biologiskt nedbrytbara material som BTEX, MTBE och de flesta kolväten kan bioreaktorer användas för att rengöra det förorenade vattnet till icke-detekterbara nivåer. Med fluidiserade bäddbioreaktorer är det möjligt att uppnå mycket låga utsläppskoncentrationer som uppfyller eller överstiger utsläppskraven för de flesta föroreningar.

beroende på geologi och jordtyp kan pump och behandling vara en bra metod för att snabbt minska höga koncentrationer av föroreningar. Det är svårare att nå tillräckligt låga koncentrationer för att uppfylla saneringsstandarder på grund av jämvikten mellan absorptions – /desorptionsprocesser i jorden. Pump och behandling är dock vanligtvis inte den bästa formen av sanering. Det är dyrt att behandla grundvattnet, och vanligtvis är en mycket långsam process för att rensa upp en release med pump och behandla. Den är bäst lämpad för att styra den hydrauliska lutningen och hålla en frigöring från att sprida sig ytterligare. Bättre alternativ för in situ-behandling inkluderar ofta luft sparge/jordånga extraktion (AS/SVE) eller dubbelfas extraktion/flerfas extraktion (DPE/MPE). Andra metoder innefattar att försöka öka det upplösta syreinnehållet i grundvattnet för att stödja mikrobiell nedbrytning av föreningen (särskilt petroleum) genom direkt injektion av syre i underytan eller direkt injektion av en uppslamning som långsamt släpper ut syre över tiden (vanligtvis magnesiumperoxid eller kalciumoxihydroxid).

stelning och stabiliseringedit

Stelnings-och stabiliseringsarbetet har en ganska bra historia men också en uppsättning allvarliga brister relaterade till lösningarnas hållbarhet och potentiella långsiktiga effekter. Dessutom blir CO2-utsläpp på grund av användningen av cement också ett stort hinder för dess utbredda användning i stelnings – /stabiliseringsprojekt.

stabilisering/stelning (S/S) är en sanerings-och behandlingsteknik som bygger på reaktionen mellan ett bindemedel och jord för att stoppa / förhindra eller minska rörligheten för föroreningar.

• stabilisering innebär tillsats av reagens till ett förorenat material (t.ex. jord eller slam) för att producera mer kemiskt stabila beståndsdelar; och
• stelning innebär tillsats av reagens till ett förorenat material för att ge fysisk/dimensionell stabilitet för att innehålla föroreningar i en fast produkt och minska tillgången av externa medel (t. ex. luft, nederbörd).

konventionell S / S är en etablerad saneringsteknik för förorenad mark och behandlingsteknik för farligt avfall i många länder i världen. Upptaget av S/S-teknik har emellertid varit relativt blygsamt och ett antal hinder har identifierats inklusive:

• den relativt låga kostnaden och den utbredda användningen av bortskaffande till deponi;
• bristen på auktoritativ teknisk vägledning om S/S;
• osäkerhet över hållbarheten och graden av utsläpp av föroreningar från S/S-behandlat material;
• erfarenheter av tidigare dålig praxis vid tillämpning av cementstabiliseringsprocesser som användes vid avfallshantering på 1980-talet och 1990-talet (slutar, 1992); och
• återstående ansvar i samband med immobiliserade föroreningar som finns kvar på plats, snarare än att de tas bort eller förstörs.

in situ oxidationredigera

Nya in situ oxidationstekniker har blivit populära för sanering av ett brett spektrum av mark-och grundvattenföroreningar. Sanering genom kemisk oxidation innebär injektion av starka oxidanter såsom väteperoxid, ozongas, kaliumpermanganat eller persulfater.

syrgas eller omgivande luft kan också injiceras för att främja tillväxt av aeroba bakterier som påskyndar naturlig dämpning av organiska föroreningar. En nackdel med detta tillvägagångssätt är möjligheten att minska anaerob föroreningsförstöring naturlig dämpning där befintliga förhållanden förbättrar anaeroba bakterier som normalt lever i jorden föredrar en reducerande miljö. I allmänhet är aerob aktivitet dock mycket snabbare än anaerob och övergripande förstöringshastigheter är vanligtvis större när aerob aktivitet framgångsrikt kan främjas.

injektionen av gaser i grundvattnet kan också leda till att förorening sprids snabbare än normalt beroende på platsens hydrogeologi. I dessa fall, injektioner nedgradering av grundvattenflödet kan ge adekvat mikrobiell destruktion av föroreningar före exponering för ytvatten eller dricksvattenförsörjningsbrunnar.

migrering av metallföroreningar måste också beaktas när man ändrar oxidationsreduktionspotentialen under ytan. Vissa metaller är mer lösliga i oxiderande miljöer medan andra är mer rörliga i reducerande miljöer.

Soil vapor extractionEdit

Soil vapor extraction (SVE) är en effektiv saneringsteknik för jord. ”Multi Phase Extraction” (mpe) är också en effektiv saneringsteknik när mark och grundvatten ska åtgärdas tillfälligt. SVE och MPE använder olika tekniker för att behandla flyktiga organiska föreningar (VOC) som genereras efter vakuumavlägsnande av luft och ångor (och VOC) från underytan och inkluderar granulärt aktivt kol (oftast används historiskt), termisk och/eller katalytisk oxidation och ångkondensation. I allmänhet används kol för låga (under 500 ppmV) voc-koncentrationsångströmmar, oxidation används för måttliga (upp till 4000 ppmV) VOC-koncentrationsströmmar och ångkondensation används för höga (över 4000 ppmV) VOC-koncentrationsångströmmar. Nedan följer en kort sammanfattning av varje teknik.

1. granulärt aktivt kol (GAC) används som filter för luft eller vatten. Vanligtvis används för att filtrera kranvatten i hushållssänkor. GAC är ett mycket poröst adsorberande material som produceras genom uppvärmning av organiskt material, såsom kol, trä och kokosnötskal, i frånvaro av luft, som sedan krossas till granuler. Aktivt kol är positivt laddat och kan därför avlägsna negativa joner från vattnet, såsom organiska joner, Ozon, klor, fluorider och upplösta organiska lösta ämnen genom adsorption på det aktiva kolet. Det aktiva kolet måste bytas ut regelbundet eftersom det kan bli mättat och inte kan adsorberas (dvs. minskad absorptionseffektivitet vid belastning). Aktivt kol är inte effektivt för att avlägsna tungmetaller.
2. termisk oxidation (eller förbränning) kan också vara en effektiv saneringsteknik. Detta tillvägagångssätt är något kontroversiellt på grund av riskerna med dioxiner som släpps ut i atmosfären genom avgaserna eller avgaserna. Kontrollerad förbränning vid hög temperatur med filtrering av avgaser bör dock inte utgöra några risker. Två olika tekniker kan användas för att oxidera föroreningarna i en extraherad Ångström. Valet av antingen termisk eller katalytisk beror på typen och koncentrationen i delar per miljon volym av beståndsdelen i ångströmmen. Termisk oxidation är mer användbar för högre koncentration (~4000 ppmV) inflöde av ångströmmar (som kräver mindre naturgasanvändning) än katalytisk oxidation vid ~2000 ppmV.

• termisk oxidation som använder ett system som fungerar som en ugn och upprätthåller temperaturer som sträcker sig från 1,350 till 1,500 xnumx kg f (730 till 820 xnumx kg).
• katalytisk oxidation som använder en katalysator på ett stöd för att underlätta en lägre temperatur oxidation. Detta system upprätthåller vanligtvis temperaturer som sträcker sig från 600 till 800 f (316 till 427 C).

1. ångkondensation är den mest effektiva off-gasbehandlingstekniken för höga (över 4000 ppmV) VOC-koncentrationsångströmmar. Processen innefattar kryogeniskt kylning av ångströmmen till under 40 grader C så att voc kondenserar ut ur ångströmmen och i flytande form där den samlas i stålbehållare. Voc: s flytande form kallas täta icke-vattenhaltiga fasvätskor (DNAPL) när vätskans källa huvudsakligen består av lösningsmedel eller lätta icke-vattenhaltiga fasvätskor (LNAPL) när vätskans källa huvudsakligen består av petroleum eller bränsleprodukter. Denna Återvunna kemikalie kan sedan återanvändas eller återvinnas på ett mer miljömässigt hållbart eller grönt sätt än de alternativ som beskrivs ovan. Denna teknik är också känd som kryogen kylning och kompression (C3-teknik).

NanoremediationEdit

användning av reaktiva medel i nanostorlek för att försämra eller immobilisera föroreningar kallas nanoremediering. I jord-eller grundvattennanoremediering bringas nanopartiklar i kontakt med föroreningen genom antingen in situ-injektion eller en pump-och-behandlingsprocess. Nanomaterialen bryter sedan ned organiska föroreningar genom redoxreaktioner eller adsorberar till och immobiliserar metaller som bly eller arsenik. I kommersiella miljöer har denna teknik tillämpats dominerande på grundvattenrening, med forskning om avloppsrening. Forskning undersöker också hur nanopartiklar kan appliceras på sanering av jord och gaser.

nanomaterial är mycket reaktiva på grund av deras höga ytarea per massenhet, och på grund av denna reaktivitet kan nanomaterial reagera med målföroreningar i en snabbare takt än större partiklar. De flesta fälttillämpningar av nanoremediering har använt nano nollvalent järn (nZVI), som kan emulgeras eller blandas med en annan metall för att förbättra dispersionen.att nanopartiklar är mycket reaktiva kan innebära att de snabbt klumpar ihop sig eller reagerar med jordpartiklar eller annat material i miljön, vilket begränsar deras spridning till målföroreningar. Några av de viktiga utmaningarna som för närvarande begränsar nanoremedieringsteknologier inkluderar att identifiera beläggningar eller andra formuleringar som ökar spridningen av nanopartikelmedlen för att bättre nå målföroreningar samtidigt som man begränsar eventuell toxicitet för bioremedieringsmedel, vilda djur eller människor.

BioremediationEdit

bioremediering är en process som behandlar ett förorenat område antingen genom att förändra miljöförhållandena för att stimulera tillväxt av mikroorganismer eller genom naturlig mikroorganismaktivitet, vilket resulterar i nedbrytning av målföroreningarna. Breda kategorier av bioremediering inkluderar biostimulering, bioaugmentering och naturlig återhämtning (naturlig dämpning). Bioremediering görs antingen på den förorenade platsen (in situ) eller efter avlägsnande av förorenade jordar på en annan mer kontrollerad plats (ex situ).

tidigare har det varit svårt att vända sig till bioremediering som en implementerad politisk lösning, eftersom brist på adekvat produktion av remedierande mikrober ledde till små alternativ för implementering. De som tillverkar mikrober för bioremediering måste godkännas av EPA; emellertid har EPA traditionellt varit mer försiktig med negativa externaliteter som kan eller inte kan uppstå vid införandet av dessa arter. En av deras oro är att de giftiga kemikalierna skulle leda till mikrobens gennedbrytning, som sedan skulle överföras till andra skadliga bakterier, vilket skapar fler problem om patogenerna utvecklar förmågan att mata av föroreningar.

kollapsande luftmikrobubblasedit

rengöring av oljeförorenade sediment med självkollapsande luftmikrobubblor har nyligen undersökts som en kemisk fri teknik. Luftmikrobubblor som genereras i vatten utan att tillsätta något ytaktivt medel kan användas för att rengöra oljeförorenade sediment. Denna teknik har löfte om användning av kemikalier (främst ytaktivt medel) för traditionell tvättning av oljeförorenade sediment.