2015. december: jegyzet, portré, tudomány, atomenergia, agykutatás, lézer, disszemináció, innováció, egyetem, paragrafus, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, vízgazdálkodás, kiállítás/konferencia, it
2015. december 2.

Szerzők:
Dr. Soós Miklós Auro-Science Consulting Kft.
Lonsták László GeoConnect Kft.

Talajvíz kármentesítése

A békéscsabai volt Patyolat Vállalat helyén kialakult talajvíz-szennyeződés csóvaterületének kezelése nanoméretű, nulla vegyértékű vas alkalmazásával.


A békéscsabai volt Patyolat Válla­lat területén a szennyezett talaj­vízcsóva kármentesítése ún. elő­­segített mikrobiológiai lebontással valósult meg. Ehhez „vastartalmú reagensből előállított vizes zagy” és mikrobiológiai adalékanyag injektálását írta elő a kármentesítés műszaki beavatkozási terve. A terv mikrométeres nagyságrendű vasszemcsékből előállított sűrű zagy pórustérbe injektálását tartalmazta. Mivel az ilyen zagy csak nagyon kis területre injektálható be egy pontból, a tervező 3568 pontban félméterenként, 12 szintben tervezett injektálást, melynek időszükségletét 18 hónapra becsülte.
A kármentesítés kivitelezésére nem állt rendelkezésre ennyi idő, így olyan anyagokat kellett használni, melyek egy pontból nagyobb területre is eljuttathatók, ezáltal csökkenthető az injektálási pontok és mélységszintek száma, valamint nagyobb reakcióképességük miatt kevesebb anyag bejuttatása szükséges, és így számottevően lerövidíthető a kármentesítés ideje.

Helyszíni vizsgálat a hatóanyag működésének ellenőrzésére a kár­mentesítés megkezdése előtt

A fentiek miatt került képbe a nulla vegyértékű, nanoméretű vas (nZVI) alkalmazása a mikroméretű vas (ZVI) helyett. Az nZVI fajlagos felülete körülbelül százszorosa a ZVI-nek, emiatt sokkal reakcióképesebb. A nagyobb reakcióképesség következtében hígabb szuszpenzió formájában alkalmazható, ami jelentősen megnöveli az egy pontban történő bejuttatás hatásterületét, vagyis sokkal kevesebb injektálópontot kell kialakítani, mint a ZVI alkalmazása esetén, és lényegesen kevesebb vas bejuttatására van szükség.

Injektálókutak tervezett kialakítása

Az nZVI erős redukáló hatása következtében önmagában alkalmazva is képes a klórozott szénhidrogén-vegyületeket ártalmatlan vegyületekre lebontani. Magas szennyezőanyag-koncentrációk esetén, illetve a klórozott szénhidrogén-vegyületek bontására képes természetes mikroflóra hiányában ezért önállóan használják.
A békéscsabai területen az előzetes vizsgálatok kimutatták a klórozott szénhidrogének bontására képes mikrobák jelenlétét. A sikeres mikrobiológiai kármentesítés egyik feltétele ezzel teljesült, míg a másik fontos feltétel a mikrobák életéhez szükséges táplálékforrások – elektrondonorok, például fruktóz, laktóz, melasz stb. – rendelkezésre állása. Tehát a mikrobiológiai kármentesítéshez egy olyan ideális bio-geo-kémiai környezet megteremtésére van szükség, ahol a szennyeződést bontó mikrobák szaporodását érhetjük el. Ehhez az egyik alapfeltétel az erősen anaerob körülmények megteremtése és fenntartása. Az nZVI alkalmazásának a volt Patyolat területén történt kármentesítésnél elsősorban ebben a folyamatban volt fontos szerepe, míg a baktériumok számára fontos tápanyagokat előzetes laboratóriumi vizsgálatok alapján kiválasztott különböző adalékanyagok bejuttatásával pótoltuk. Egy-egy kisebb részterületen, ahol a biológiai lebomlás nem működött, nagyobb koncentrációban alkalmaztuk az nZVI-t annak érdekében, hogy kémiai redukcióval történjen a szennyező anyagok lebontása.
A csóvaterület kezelésének nyolc hónapja alatt háromszor történt nZVI és tápanyag-bejuttatás a felszín alatti környezetbe. A három alkalom során összesen több mint 5 tonna nZVI és 1600 köbméter mikrobiológiai tápanyag beinjektálására került sor. A kármentesítés végére a klórozott szénhidrogén-vegyületek koncentrációja minden ellenőrzési pontban a biológiai lebomlás és a kémiai redukció következtében a megadott határérték alá csökkent. Sok esetben ez a kezdeti koncentrációértékek két nagyságrenddel való csökkenését jelentette a kármentesítés ideje alatt.

A helyszíni nZVI előállító berendezés

A nagy fajlagos felület miatt az nZVI rendkívül reakcióképes, ami tárolását és szállítását jócskán megnehezíti. Ennek megoldására fejlesztettük ki – egy hazai K+F pályázat eredményeként – azt a berendezést, amellyel a felhasználás helyszínén állítható elő a szükséges töménységű nZVI szuszpenzió, és azonnal bejuttatható a tisztítandó felszín alatti környezetbe a maximális reakcióképességű anyag.•

A „Patyolat” konzorcium vezetője: Békés Drén Kft.
Szakmai irányító: GeoConnect Kft.
A csóvaterület kármentesítésének kivitelezője: Auro-Science Consulting Kft.
 
Innotéka