CATEGORII DOCUMENTE
Afaceri Calculatoare Casa masina Didactica pedagogie Diverse Educatie Finante Geografie Istorie & politica Legislatie Limba Management Sanatate Tehnologie

DEPOLUAREA SOLULUI DIN ZONA NESATURATA

Ecologie mediu

+ Font mai mare | - Font mai mic

DOCUMENTE SIMILARE

INFLUENTELE POLUARII APEI ASUPRA SANATATII INDIVIDUALE SI COLECTIVE

CONTROLUL EMISIILOR DE SOX

Presiuni asupra mediului natural din Delta Dunarii

IMPACTUL POLUARII PRODUSE DE DEPOZITELE DE DESEURI DIN ROMANIA ASUPRA CALITATII VIETII

Categoria surse regenerabile - Energia Geotermala

Utilizarea Energiei Eoliene - Harta potentialului eolian din Romania

Proiect ecologie - mediu - poluare

DESEURILE RADIOACTIVE - Energetica nucleara isi asuma responsabilitatea pentru deseurile produse

Surse de poluare si natura agentilor poluanti - Surse naturale latente

SURSELE PRINCIPALE DE POLUARE SI EFECTELE ACESTORA ASUPRA PEI SUBTERANE

Depoluarea Solului din Zona Nesaturata

Solidificarea si stabilizarea in situ

Solidificarea si stabilizarea consta in introducerea in mediul subteran, in zona poluata, a unor agenti de tratare, in scopul realizarii unuia dintre urmatoarele obiective:

modificarea caracteristicilor fizice ale poluantului, prin transformarea acestuia din faza lichida in faza solida sau semisolida;

reducerea solubilitatii poluantului.

Solidificarea presupune inglobarea intr-un material solid a compusilor poluanti iar stabilizarea presupune transformarea poluantilor in compusi a caror solubilitate, mobilitate si toxicitate sunt mai reduse. Tehnicile de solidificare si stabilizare se pot aplica pentru imobilizarea metalelor grele, a unor compusi radioactivi si compusi organici.

Cei mai folositi agenti de solidificare si stabilizare sunt: cimentul Portland sau cimentul de cuptor de ardere, piatra de var, varul ars, cenusa, diferitele amestecuri ale acestor materiale si diferiti lianti organici, cum este asfaltul (Tabelul 1). Amestecarea intre compusii poluanti si agentii de solidificare si stabilizare se continua in timpul procesului de alimentare a zonei poluate cu acesti agenti, prin intermediul unor foreze. In urma amestecarii, rezulta un produs sub forma unei mase solide continue, fie sub forma granulara.

Eficienta si aplicabilitatea tehnicilor de solidificare si stabilizare depind de o serie de factori, care tin seama mai ales de natura poluantului.

Tabelul 1. Caracteristicile aplicarii solidificarii si stabilizarii in cateva situatii reprezentative

Nr. crt.	Tipul de poluant	Starea fizica a mediului poluat	Agentul de tratare utilizat (liant)	Cantitatea de liant
	Zn, Cr, Cd, Ni	Sol/solid	Ciment Portland
	Cu, Cr, Ni	Namol	Ciment Portland
	Pb, Cd	Deseu (uscat)	Ciment Portland, silicati	Variabil 7-15% (ciment)
	Produse petroliere	Namol	Ciment Portland, ingrediente (brevet)	> 50%
	Deseuri de petrol, Pb, Cr, As	Namol	Pulberi uscate cu continut ridicat de CaO	Variabil
	Deseuri acide, PCB(>500ppm), dioxine	Namol (vascos)	Var si pulberi uscate	15% CaO 5% pulberi uscate
	Sol saturat cu produse petroliere, Pb, PCB, As	Sol	Tuf vulcanic si ingrediente (brevet)
	Pb	Sol/solid	Ciment Portland, ingrediente (brevet)	15-20% ciment 5% ingrediente
	Pesticide si compusi organici	Namol (variabila)	Ciment Portland, Pulberi uscate ingrediente (brevet)	Variabil 5-15% (ciment)

Acest procedeu s-a dovedit a fi eficient pentru contaminantii in care compusii organici volatili (COV) se gasesc in proportie de sub 50 ppb; altfel, in timpul aplicarii solidificarii sau stabilizarii, COV vor volatiliza, reducand eficienta procedeului.

Procedeul de solidificare cu aplicabilitatea cea mai extinsa consta in realizarea unui amestec ciment-apa-sol poluat, amestec care dupa intarire formeaza un material dur, nelixiviabil si stabil in timp.

Procedeul de solidificare/inertare in situ presupune utilizarea unor echipamente de lucru adecvate, asemanatoare forezelor clasice. In figura 1 se prezinta schematic procedeul de inertare in situ, pus la punct de firma americana S.M.W.Seiko. Solidificarea conform acestui procedeu se face prin injectia unei paste de ciment la nivelul burghiului de foraj. Liantul hidraulic este dozat progresiv prin tubul prajinii de foraj iar amestecarea acestuia cu solul poluat se face concomitent cu forarea. Dupa retragerea burghiului se obtine o coloana cimentata. Prin repetarea continua a procedeului, rezulta o serie de coloane succesive cimentate, tangente, ajungandu-se in final la solidificarea integrala a zonei contaminate. Adancimea maxima pana la care se poate lucra este de cca 30 metri, iar productivitatea instalatiei este de cca 75 m/zi.

Acest procedeu de inertare in situ este utilizat si pentru realizarea peretilor de etansare in jurul unei zone poluate din mediul subteran.

Fig. 1. Schema de principiu a procedeului S.M.W.Seiko, de inertare in situ

a solurilor poluate

O varianta a procedeului de solidificare/inertare in situ este procedeul Colmix, pus la punct de firma Bachy. Acest procedeu este asemanator celui prezentat anterior si este utilizat atat pentru inertarea in situ a solurilor contaminate cat si a depozitelor de deseuri. Principiul procedeului Colmix este prezentat schematic in figura 2. Procedeul presupune solidificarea directa a solului contaminat, utilizand o foreza speciala echipata cu burghie multiple si cu un sistem de injectie a pastei de liant hidraulic. Prajinele cu burghie multiple sunt ghidate pe verticala pentru executia forajelor care ajung in mod curent la adancimi de circa 40 m.

de inertare in situ

a solurilor poluate

La coborare, burghie multiple executa urmatoarele operatii principale:

dizlocarea solului contaminat;

incorporarea in masa de sol contaminat a pastei de liant (ciment, var etc), care este injectata axial prin prajinele de foraj;

omogenizarea solului cu liantul hidraulic.

La ridicare, burghie multiple executa compactarea materialului compozit care se intareste in timp si devine inert.

Stabilizarea prin cimentare se aplica cu succes la decontaminarea solurilor poluate cu metale grele (zinc, arsen, plumb, cadmiu, cupru). Un mare numar de teste, efectuate in SUA, au evidentiat o reducere cu peste 95 % a cantitatii de substante lixiviate din solul poluat cimentat, fata de solul netratat.

Avantajele solidificarii/inertarii solului in situ

procedeul permite inlaturarea cvasitotala a riscului de migrare a poluantilor in mediu;

lucrarile de depoluare nu necesita o urmarire si un control riguros in timp, deoarece nu se mai pune problema infiltratiilor, emanatiilor etc;

materialele utilizate sunt usor de procurat si relativ ieftine.

Ca dezavantaje ale procedeului pot fi amintite:

cresterea volumului de material in situ, prin adaosul de produse inertante;

volatilizarea partiala a produselor organice in timpul procesului de inertare;

dificultatea omogenizarii corecte in situ a agentilor imobilizanti cu solul contaminat.

2. Fracturarea pneumatica sau hidraulica

In industria petrolului se utilizeaza aceasta tehnica pentru fracturarea formatiunilor putin permeabile cu scopul de a facilita recuperarea hidrocarburilor captate in acestea. Ca tehnica de remediere, ea poate fi utilizata pentru tratarea solurilor si a stratului impermeabil (din roci) contaminat.

Fracturarea poate fi utilizata pentru cresterea eficacitatii procedeelor de pompare si de tratare sau pentru ameliorarea rezultatelor privind extractia sub vid a poluantilor din solurile putin permeabile.

Pentru remedieri de finete, se injecteaza, in mediul putin permeabil, aer (fracturare pneumatica) sau un lichid (fracturare hidraulica) sub presiune, ceea ce provoaca formarea de fracturi. Fracturile formate, odata umplute cu un amestec compus dintr-un material granular (nisip) si un gel, constituie canale foarte permeabile prin care se va putea, fie introduce in mediu agenti de decontaminare, fie recupera mai usor poluantii, prin pompare sau prin extractie sub vid.

3. Analiza comparativa a procedeelor utilizate pentru depoluarea zonei nesaturate

3.1. Frecventa utilizarii anumitor procedee de remediere. Statisticile americane asupra procedeelor de remediere a zonelor contaminate (fig. 3) indica faptul ca anumite procedee sunt mai frecvent utilizate pentru eliminarea anumitor substante poluante.

Astfel, pentru compusii organici volatili (COV), extractia sub vid este pe primul loc, urmata de bioremedierea si de tratarea termica. In cazul compusii organici semi-volatili (COSV), bioremedierea este tehnica care domina, aceasta tehnica fiind mai mult utilizata decat extractia sub vid si tratarea termica. Pentru metale, se utilizeaza mai adesea tehnica de spalare a solului cu apa (mai ales in afara sitului - tehnica care este descrisa intr-un curs ulterior) decat spalarea cu reactivi.

Situatia statistica privind frecventa utilizarii anumitor procedee

de remediere a zonelor contaminate - in SUA

3.2. Comparatia diferitelor procedee pe baza de criterii. Cea mai mare parte a procedeelor descrise pana acum figureaza in tabelul 2. Se poate urmari sinteza si o comparatie intre diversele procedee din punct de vedere al aplicabilitatii, avantajelor, inconvenientelor, costului, duratei tratamentului, disponibilitatii procedeului si procedeelor complementare.

Tabelul 2. Analiza comparativa a procedeelor de depoluare a zonei nesaturate

Crite-riu de analiza	Extractia sub vid	Bioventilatia	Proce-deele termice	Spalarea cu reactivi de spalare	Solidifica rea / inertarea	Fracturarea hidraulica	Fracturarea pneumatica
Aplicatii posibile	Fractii volatile	Substante distilate medii	Benzina, motorina si petrol brut	Motorina si petrol brut	Compusi volatili si semivolatili	Formatiuni argilifere masive	Formatiuni argilifere masive
Avantaje	Procedeu verificat operational	Cost scazut	Recuperarea HC cu randament ridicat	Reducerea reziduurilor	-Rapiditate -Transfer de masa - ridicat	Reducerea lungimii canalelor de difuzie	Reducerea lungimii canalelor de difuzie
Inconve-niente	Straturi de permeabilitate redusa a solurilor stratificate	-Durata lunga a tratamentu-lui -Straturi de permeabilitate scazuta	- Lipsa uniformitatii incalzirii - Cost ridicat	- Emulsii - Cost ridicat - Experienta limitata	-Echipa-ment de mari dimensiuni - Cost ridicat	- Numai la soluri puternic consolidate -Ridicare de suprafata	- Ridicare de suprafata - Resorbtie a fracturi-lor pe lungime
Cost^a	25 $^b	23 $^b				6 $^c	7 $^c
Durata tratamen tului^a	9 luni	2 ani	50 zile	64 zile	50 zile	3 saptamani (numai fracturarea)	3 saptamani (numai fracturarea)
Disponi-bilitate	Procedeu raspandit	Procedeu raspandit	Procedeu putin raspandit	Procedeu putin raspandit	Procedeu putin raspandit	Procedeu foarte putin raspandit	Procedeu foarte putin raspandit
Tehnici comple-mentare	Fracturarea Desecarea	Fracturarea Incalzirea	Fracturarea Extractia sub vid	Fracturarea	Incalzirea	Toate tehnicile de spalare cu reactivi	Toate tehnicile de spalare cu reactivi
Nota: ^a Costurile au fost determinate dupa informatiile prezentate in lucrarea [1]; pentru durata tratamentului, baza de referinta a fost remedierea unui teren cu sol stratificat contaminat cu benzina, cu 10002000 ppm, la o zona poluata de 30 x 30 x 4,5 m; ^b Se cuprind: 15.000 $ pentru conceptie; 20.000 $ pentru realizarea instalatiei pilot; 20.000 $ pentru prelevare si analiza solului inainte si dupa lucrarile de remediere; ^cAceasta valoare se aplica numai la fracturare si nu cuprinde lucrarile de remediere ce trebuie facute ulterior.

Se poate utiliza acest tabel pentru a trece in revista diferitele optiuni posibile in vederea adoptarii procedeului adecvat. De exemplu, daca subsolul zonei ce urmeaza a fi decontaminate este putin permeabil, fracturarea poate fi prevazuta ca o tehnica complementara. Din contra, daca este foarte permeabil si inglobeaza poluanti volatili, poate fi indicata extractia sub vid. Daca costul si durata tratamentului sunt factorii importanti, trebuie alese mai multe optiuni si se vor retine acele optiuni care corespund criteriilor de durata si cost fixate pentru tratament.

4. Costul remedierii in situ si factorii ce influenteaza asupra acestuia

In figura 4 este prezentata o sinteza care permite compararea din punct de vedere al costului a diferitelor procedee de depoluare a zonei nesaturate aplicabile in situ: solidificarea/inertarea, extractia sub vid (fara tratarea efluentilor gazosi), extractia sub vid (cu tratarea efluentilor gazosi), bioremedierea, bioventilatia, vitrificarea in situ, incalzirea electrica, spalarea cu reactivi de spalare si injectia de vapori sau aer cald cu extractie.

a zonei nesaturate

Tehnicile cele mai putin costisitoare sunt si cele mai des utilizate. Acestea sunt extractia sub vid (cu sau fara tratarea efluentilor gazosi), bioremedierea si bioventilatia. Celelalte metode, cu exceptia vitrificarii in situ, costa aproape la fel, insa nu sunt prea utilizate deoarece ele se aplica doar in conditii particulare. Prin comparatie, vitrificarea in situ este extrem de scumpa din cauza consumului foarte ridicat de energie pe care o necesita.

Remedierea unui sol putin permeabil costa mai mult. In cazul procedeelor bazate pe curgerea unui fluid (aer sau apa) in sol, tratarea dureaza mai mult timp si costul este mai ridicat daca solul este putin permeabil si curgerea fluidului este dificila. Astfel, costul a sase tehnici comparate in figura 4 creste daca permeabilitatea pentru aer sau apa este scazuta. Referitor la procedeele biologice, costul aplicarii lor creste cand temperatura mediului scade; daca trebuie ridicata temperatura solului pentru stimularea biodegradarii atunci trebuie prevazute cheltuieli suplimentare.

PROCEDEE DE Depoluare a Solului Si a apei subterane din

Zona saturata

Daca pana acum s-au abordat procedeele de remediere in situ a solurilor din zona nesaturata, in continuare se vor aborda procedeele de remediere in situ a solurilor si a apelor subterane din zona saturata. Din punct de vedere al remedierii, este dificil de a stabili o distinctie intre remedierea solului si a apelor subterane din zona saturata deoarece cele doua medii sunt in contact intim iar interactiunile chimice ce survin intre ele sunt continue si au un caracter dinamic. Pentru decontaminarea solului din zona saturata separat de apele subterane, singurul mijloc este de a-l excava pentru a fi tratat in afara sitului (aceasta tehnica va fi prezentata intr-un curs ulterior) iar apa acumulata in zona excavata este de asemenea tratata.

Adesea este necesara eliminarea unor produse in stare libera cum ar fi: hidrocarburile (benzina, petrolul brut, gudroanele de ulei), dar pot fi si alte produse organice lichide ca policlorbifenilii (PCB) sau percloretilena. S-a vazut in cursul 3, ca produsele in stare libera pot fi mai usoare decat apa (este vorba de lichide nemiscibile mai usoare decat apa - PLNUA) sau mai dense (lichide nemiscibile mai grele decat apa - PLNGA), primele plutind pe panza freatica, iar cele din urma acumulandu-se, de obicei pe stratul impermeabil.

5. Pomparea produselor in stare libera

Pomparea este unul dintre cele mai vechi procedee de depoluare a acviferelor si are aplicabilitatea cea mai extinsa. Dintre metodele de pompare, cele mai utilizate sunt :

Ø pomparea la suprafata a apei poluate din acvifer (pomparea simpla);

Ø pomparea selectiva a poluantilor care plutesc la partea superioara a acviferului;

Ø combinatii ale pomparii cu alte metode de separare a poluantilor.

a) Pomparea simpla se aplica mai ales in cazul contaminarii apei subterane cu poluanti solubili si putin adsorbabili, in acvifere cu permeabilitate buna.

Punerea in aplicare a acestei metode presupune realizarea unor puturi sau foraje care patrund in zona contaminata a acviferului si care sunt echipate cu pompe pentru evacuarea apei poluate. Alegerea pompei se face, in principal, functie de: inaltimea de pompare, H si debitul mediu, Q_m. De asemenea, la alegerea pompei trebuie sa se tina seama de pierderea de sarcina in conducte si accesorii precum si de conditiile de aspiratie: temperatura, presiunea lichidului, vascozitate etc. Puterea absorbita de pompa se calculeaza cu relatia:

(1)

[kW] (2)

in care: γ este greutatea specifica a lichidului, in daN/dm

Q_m - debitul mediu, in m³/h;

H - inaltimea de pompare, in m;

Puterea motorului electric de antrenare se va determina cu relatia:

[kW] (3)

Dupa pompare la suprafata, apa poluata este supusa decontaminarii prin diferite procedee (stripping, adsorbtie pe carbune activ, biodegradare etc). In urma decontaminarii, apa poate fi deversata in apele de suprafata din apropiere, poate fi utilizata in diferite domenii sau poate fi reintrodusa in acvifer prin puturi si foraje de injectie. Reintroducerea apei in acvifer este posibila atat in amonte, cat si in aval de puturile si forajele de pompare.

In figura 5 este prezentat schematic procesul de pompare, depoluare si reintroducere in acvifer a apei subterane, putul de injectie fiind amplasat in amonte de putul de pompare.

Reintroducerea apei subterane in acvifer, prin amplasarea putului de injectie in aval de putul de pompare (fig. 6), permite blocarea hidraulica a poluantilor prin inversarea locala a sensului de curgere a apei subterane.

Numarul puturilor si forajelor de pompare si injectie, debitul si locul amplasarii lor sunt elementele cheie ale depoluarii acviferelor prin pompare simpla. Daca se cunosc in mod detaliat caracteristicile hidrogeologice ale acviferului poluat, pomparea simpla poate fi realizata, exploatata si controlata cu usurinta. Punerea in aplicare a metodei nu necesita cheltuieli mari cu investitiile si se poate realiza cu destula rapiditate.

Prin aplicarea pomparii simple, concentratia poluantilor in apa scade destul de lent in timp, ajungand la o limita inferioara, adesea, neconvenabila. Scaderea in continuare a concentratiei poluantilor sub aceasta limita, numita concentratie reziduala, este posibila numai dupa pomparea unor volume foarte mari de apa, fapt ce necesita un timp indelungat de depoluare, asociat unor costuri exagerate.

Costurile depoluarii prin pompare simpla variaza functie de natura acviferului (de exemplu, o permeabilitate buna corespunde unui cost relativ scazut) si functie de caracteristicile poluantilor (poluantii adsorbabili, de exemplu, necesita un timp mai indelungat de depoluare si deci, implica un cost mai ridicat). Costurile sunt influentate, de asemenea, de cheltuielile cu cercetarea preliminara, de echipamentul de lucru, de punerea in aplicare, de controlul parametrilor de lucru si de manopera.

Inconveniente:

Rezultatele pomparii simple nu sunt pe masura asteptarilor iar durata depoluarii este mare (putand atinge uneori cativa ani).

Bibliografie

Lye, A., Ludwig, R., Wardlaw, C., Les technologies d'assainissement des lieux contamins: Manuel de rfrence, Document prpar par la Socit Water Technology International Corp., Burlington (Ontario)/Canada, Mars 1997.

DEPOLUAREA SOLULUI DIN ZONA NESATURATA

Ecologie mediu

DOCUMENTE SIMILARE

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comenteaza documentul: