Metode fizice de extracție a poluanților din soluri și ape subterane

Metode de depoluare a solurilor si apelor subterane

Metodele de depoluare cuprind intreaga gama de tehnici menite sa neutralizeze sau sa blocheze fluxul de noxe din sol. Clasificarea acestor metode se face dupa urmatoarele criterii:

A). Dupa locul de aplicare distingem trei tipuri de metode:

Metode aplicabile in afara sitului « ex situ » -constau in evacuarea solului din mediul sau natural prin excavare, apoi transportul in afara sitului si executia lucrarilor de depoluare in centre specializate. Aceste metode pot prevedea si readucerea pe sit a materialului depoluat.

Avantaje: extirpare rapida si totala a componentelor contaminate; posibilitatea continuarii activitatilor de pe sit si eficienta ridicata de depoluare conferita de centrele specializate.

Dezavantaje: cost ridicat datorita complexitatii fazelor de lucru; riscul dispersarii partiale a poluantilor in timpul lucrarilor de incarcare, transport si descarcare; evitarea amestecului de poluanti; impunerea unor limite de concentratii in poluanti.

Metode aplicabile pe sit « on situ »- ca si principii sunt asemanatoare cu metodele aplicabile in afara sitului dar in aceste situatii decontaminarea se face pe sit, cu instalatii de depoluare mobile. Actionand astfel se elimina transportul produselor poluate dar se incomodeaza activitatea de pe sit. In acest caz echipamentele de depoluare trebuie sa fie adaptate conditiilor specifice fiecarui sit.

Metode aplicabile « in situ » –au ca particularitate executia lucrarilor direct in mediul poluat, fara a se apela la lucrari de evacuare. Sistemul tehnic are doua parti: partea mobila, instalata la suprafata sitului, cu posibilitati de reutilizare, si partea fixa inserata in mediul subteran poluat, de unica folosinta. Tehnologiile in situ ofera posibilitatea depoluarii simultane atat a solului cat si a apelor subterane. Echipamentele aferente acestor tehnologii sunt in general usor de amplasat dar presupun o exploatare de specialitate delicata. In timpul exploatarii este dificil de apreciat volumul tratat, configuratia acestuia si eficienta procesului de depoluare.

B). Dupa principiile tehnice generale de depoluare distingem patru tipuri de metode:

1. Metode fizice-categoria cea mai extinsa in ceea ce priveste aplicabilitatea practica. Aceste metode se impart la randul lor in:

- metode bazate pe imobilizarea fizica a poluantilor, fie prin izolare (etansare, blocare hidraulica), fie prin stabilizare sau inertare;

- metode bazate pe extractia fizica a poluantilor din mediul contaminat, concretizate prin: excavare, pompare, spalare, flotatie, extractie de gaze sub vid (venting), injectie de aer cu presiune (sparging, hidrosoc, geosoc), extractie electrocinetica, etc.

2. Metode termice-au ca principiu de baza extractia si apoi distrugerea sau imobilizarea poluantilor prin supunerea materialului contaminat la temperaturi ridicate. Cele mai utilizate metode sunt: incinerarea, desorbtia termica, vitrificarea;

3. Metode chimice-aplicate pentru neutralizarea, separarea sau transformarea poluantilor in urma unor reactii chimice specifice de tipul oxidare, reducere, declorurare, precipitare;

4. Metode biologice-se bazeaza pe degradarea poluantilor datorita activitatii microorganismelor (bacterii, ciuperci). Procesul de biodegradare se realizeaza in conditii aerobe sau anaerobe, cele mai utilizate metode fiind: biodegradare in vrac (compostare, land farming), bioreactorul, biodegradarea in situ, bioventingul si biospargingul. Metode precum bioacumularea si biolixivierea realizeaza doar separarea poluantilor de mediul contaminat si nu o depoluare efectiva.

Metode fizice de extractie a poluantilor

Sunt cele mai numeroase si ating un domeniu larg de aplicabilitate. La baza lor sta acelasi principiu general: eliberarea solului si a apei poluate de substantele toxice. Simpla extractie a poluantilor din mediu nu rezolva in totalitate problema decontaminarii. De aceea, dupa o extractie se impune urmarirea in continuare a poluantului si tratarea lui, a.i., in final, riscurile induse mediului sa fie nule. Cele mai cunoscute metode fizice de extractie a poluantilor din soluri si ape subterane sunt:

a) Excavarea;

b) Pomparea;

c) Spalarea;

d) Flotatia;

e) Extractia gazelor sub vid (venting);

f) Injectia de aer sub presiune (spurging);

g) Hidrosocul;

h) Geosocul;

i) Extractia electrocinetica;

a) Excavarea

Excavarea fizica a solului poluat este cea mai simpla metoda de depoluare. Se aplica folosind excavatoare obisnuite, in cazul unor poluari accidentale si punctiforme ale solului, atunci cand poluantul poate sa ajunga in scurt timp la panza freatica.

Avantajele excavarii solului poluat sunt reprezentate de simplitate si rapiditate, posibilitatea eliminarii totale a materialului poluat, costul redus de executie.

Dezavantajele metodei sunt perceptibile abia dupa operatia de excavare propriu-zisa, cand se impune depozitarea in siguranta a materialului excavat si tratarea lui intr-o instalatie specializata in decontaminari. Transportul solului poluat de la locul excavarii la locul depoluarii, precum si operatiunile de incarcare-descarcare necesita precautii speciale, menite sa inlature riscul unei poluari secundare prin transfer. Pe de alta parte, acceptarea unui sol poluat in centrele de depoluare se face pe baza unor reguli stricte, care impun in primul rand cunoasterea caracteristicilor calitative si cantitative ale materialului ce urmeaza a fi supus depoluarii. Unii poluanti isi schimba insusirile dupa efectuarea operatiei de excavare. De ex., aerarea indusa prin excavare conduce la schimbarea conditiilor de oxido-reducere, avand repercusiuni asupra activitatii poluantilor in cauza. Daca excavarile se executa in apropierea unor cladiri, trebuie avute in vedere efectele excavarii asupra stabilitatii fundatiilor.

b) Pomparea

Este o metoda veche, cu o plaja mare a aplicabilitatii. In practica sunt cunoscute mai multe variante ale acestei metode. Una din aceastea poate fi considerata si blocarea hidraulica prezentata anterior.

Pe langa aceasta, sunt cunoscute alte 3 metode frecvent utilizate:

1. Pomparea la suprafata a apei preluate din acvifer, urmata de operatii de depoluare specifice;

2. Pomparea selectiva a poluantilor care plutesc la suprafata acviferului;

3. Combinarea pomparii cu alte metode de separare selectiva;

1. Pomparea simpla

Se aplica in cazul poluarii apei subterante cu poluanti solubili si putin adsorbabili. Punerea in aplicare a aceste metode presupune realizarea unor foraje care patrund in zona contaminata a acviferului si care sunt echipate cu pompe menite sa asigure evacuarea apei poluate. La suprafata, apa poluata este supusa unor procedee de depoluare, precum adsorbtia prin carbune activ, stripping, biodegradare, s.a.. Dupa depoluare, apa poate fi deversata in apele de suprafata din apropiere, sau poate fi utilizata in diferite domenii, sau chiar reintrodusa in acviferul original, folosind foraje de injectie. Reintroducerea apei in acvifer este posibila atat in amonte, cat si in aval. Reintroducerea apei in acvifer, cu amplasarea putului de injectie in aval de cel de pompare permite blocarea hidraulica a poluantilor, prin inversarea locala a sensului de curgere a apei subterane. Nr. forajelor de pompare si injectie, debitul si locul amplasarii lor sunt elemente cheie ale depoluarii acviferelor prin pompare simpla. Daca se cunosc in mod detaliat caracteristicile hidrogeologice ale acviferului, pomparea simpla poate fi realizata, exploatata si controlata cu usurinta. Executarea metodei nu necesita investitii mari, realizandu-se cu destula rapiditate. Rezultatele nu sunt intotdeauna pe masura asteptarilor, iar durata depoluarii este mare , atingand uneori cativa ani. Pe de alta parte, timpul indelungat de folosire a metodei nu trebuie sa fie o cauza in oprirea pomparii, deoarece aceasta ar determina o crestere a concentratiei reziduale, din cauza migrarii poluantilor, atat din zona nesaturata, cat si din lentilele mai putin permeabile ale acviferului. In plus, poluantii absorbiti pe rocile din interiorul conului de depresiune format in timpul pomparii pot fi mobilizati dupa oprirea pomparii, prin ridicarea nivelului hidrostatic. Cresterea concentratiei reziduale este si efectul acumularii poluantilor in zonele de stagnare a acviferului, unde viteza apei subterane este f. mica, din cauza blocarii hidraulice.

Costurile depoluarii prin pompare simpla variaza in functie de natura acviferului, precum si de caracterul poluantilor. Astfel, poluantii adsorbabili necesita un timp mai indelungat de depoluare, si implicit un cost mai ridicat. Alte elemente de diferentiere a costurilor sunt legate de cercetarea preliminara, de echipamentul de lucru, de punerea in aplicare, de controlul parametrilor de lucru si de manopera.