Depoluarea solului prin reducere chimică

Ce este reducerea chimică in situ?

Reducerea substanțelor chimice in situ sau „ISCR” utilizează substanțe chimice numite „agenți reducători” pentru a ajuta la schimbarea contaminanților în forme mai puțin toxice sau mai puțin mobile. Este descrisă ca fiind „in situ”, deoarece este condus pe loc, fără a fi nevoie să excaveze solul sau să pompeze apele subterane pentru a fi curățate. ISCR poate curăța mai multe tipuri de contaminanți dizolvați în apele subterane. Poate fi, de asemenea, utilizat pentru curățarea contaminanților cunoscuți sub denumirea de „lichide dense în fază neapoasă” sau „DNAPL”, care nu se dizolvă ușor în apele subterane și pot fi o sursă de contaminare pentru o lungă perioadă de timp. ISCR este cel mai adesea utilizat pentru curățarea cromului metalic și a solventului industrial tricloroeten, sau „TCE”, care este un DNAPL.

Cum funcționează?

Când se adaugă agenți de reducere a solului și apei subterane contaminate, apare o reacție chimică care schimbă contaminanții în alte forme. De exemplu, o formă foarte toxică de crom numită „crom hexavalent” sau „crom 6”, poate fi schimbată în crom 3 atunci când agenții reducători sunt injectați în apele subterane contaminate. Crom 3 este o formă mult mai puțin toxică a metalului. Crom 3 este, de asemenea, mai puțin mobil, deoarece nu se dizolvă la fel de ușor în apă. Agenții reductori obișnuiți includ metale zero valente, care sunt metale în forma lor pură. Cel mai obișnuit metal folosit în ISCR este fierul cu valență zero, sau „ZVI”. ZVI trebuie adus în granule mici pentru utilizare în ISCR. În unele cazuri, la scară micro sau nano (extrem de mică) se folosesc particule. Dimensiunea mai mică a particulelor crește cantitatea de fier disponibilă pentru a reacționa cu contaminanții. Alți agenți de reducere obișnuiți includ polisulfurile, dionitul de sodiu, fierul fieros și materialele bimetalice, care sunt formate din două metale diferite. Cel mai frecvent material bimetalic folosit în ISCR este fierul acoperit cu un strat subțire de paladiu sau argint. Există două modalități de a aduce agenții reducători în contact cu solul contaminat și apele subterane: injecția directă și construcția unei bariere reactive permeabile sau „PRB”

Fig. 1. Schema procesului de depoluare prin reducere

Injecția directă presupune amestecarea agentului reducător cu apă (sau uneori cu ulei vegetal) pentru a crea o suspensie, care este pompată în orificii găurite direct în solul contaminat și în apele subterane. Această metodă este adesea folosită pentru tratarea zonelor sursă foarte contaminate, inclusiv DNAPL-urile. ZVI la scară nano este de obicei utilizat la injectarea fierului în subteran, dar este folosit și ZVI la scară micro.

Un PRB este un perete construit sub pământ, de obicei prin săparea unui șanț și umplerea acestuia cu un agent de reducere. Sunt utilizate în mod obișnuit filaje de fier, care sunt granule mai mari de ZVI. Deoarece peretele este permeabil, apele subterane curg prin PRB permițând contaminanților să reacționeze cu agentul de reducere; apa tratată curge în cealaltă parte. Un PRB este utilizat pentru tratarea contaminanților dizolvați în apele subterane. Nu va trata decât apa care curge prin ea.

Cât o să dureze?

ISCR poate dura doar câteva luni pentru a curăța o zonă sursă folosind injecție directă, iar PRB-urile pot dura câțiva ani. Timpul efectiv de curățare va depinde de mai mulți factori care variază de la un loc la altul. De exemplu, ISCR va dura mai mult când:

- Zona sursă este mare sau contaminanții sunt prinși în zone greu accesibile, cum ar fi fracturi sau argilă.

- Solul sau roca nu permite ca agentul reducător să se răspândească rapid și uniform sau să ajungă ușor la contaminanți.

- Fluxul apei subterane este lent.