EPS Slovensko - sanácie

TRADIČNÉ TECHNOLÓGIE SANÁCIE

Premývanie vodou

Metóda intenzifikujúceho sanačného čerpania recykláciou prečistenej vody späť do kontaminovaného prostredia. Touto intenzifikáciou dochádza k vymývaniu zvyškového znečistenia zemín (nesaturovanej zóny) prípadne k zvýšeniu hydraulického spádu vždy s cieľom zintenzívnenia zberu zvyškovej voľnej fázy v čerpanom objekte a urýchlenia dočistenia lokality.

Sanačné čerpanie a čistenie podzemných vôd

Sanácia založená na fyzikálnom princípe odstraňovania kontaminácie formou odčerpávania polutantov z podzemnej vody vo forme voľnej fázy ropných látok, alebo vo forme rozpusteného znečistenia (ropné látky, toxické kovy). Uplatňuje sa primárne pri odstránení voľnej fázy a sekundárne pri vytváraní depresného kužeľa brániaceho šíreniu kontaminácie mimo záujmového priestoru a prípadne brániacemu tiež úniku aplikovaných látok v kontaminačnom mraku. Súčasťou je čistenie vôd na dekontaminačnej stanici pomocou gravitačne-sorpčných odlučovačov, filtrov s aktívnym uhlím prípadne zrážanie pomocou adekvátnych činidiel a pod.

Premývanie povrchovo-aktívnymi látkami

Metóda zintenzívňuje premývanie vodou ako vyššie uvedená metóda, ale s prídavkom povrchovo-aktívnych látok (PAL). Uplatňuje sa najmä tam, kde je významná sorpcia daných polutantov na horninový matrix. Prídavkom PAL dochádza k výraznejšiemu uvoľneniu polutantov, a to pri vyšších koncentráciách PAL pre náhle uvoľnenie voľnej fázy k čerpanému objektu, alebo pri nižších koncentráciách k postupnému uvoľňovaniu PAL pre potreby bioremediácie. Nasadenie PAL predchádza laboratórne a pilotné testy overujúce schopnosť zvolených prípravkov mobilizovať cieľový kontaminant adsorbovaného na horninový matrix.

Venting

Metóda je založená na odsávaní pôdneho vzduchu z nesaturovanej zóny a jeho čistení v zariadení na povrchu pomocou filtrov so sorbentami (napr. aktívnym uhlím alebo biologickou náplňou). Je určená najmä pre prchavé polutanty (napr. BTEX). Technológia je často kombinovaná s air sparging alebo metódou chemickej oxidácie in situ (ISCO) pri aplikácii Fentonových činidiel. Ak sa primárne aplikuje za účelom vytvárania aeróbneho prostredia v nesaturovanej zóne pri biostimulácii (podporovanej atenuácii) hovoríme o Bioventingu. V tomto prípade množstvo dodávaného alebo odsávaného vzduchu je malé, pokrýva iba spotrebu kyslíka pri biodegradácii.

TRADIČNÉ TECHNOLÓGIE SANÁCIE

Prirodzená atenuácia

Využívajú sa metabolické procesy autochtónnych organizmov (prirodzene sa vyskytujúcich v prírodnom prostredí). Zásah človeka je minimálny, väčšinou sa jedná o iniciačné procesy, ktoré fungujú bez ďalšieho ľudského zásahu.

Air sparging

Technológia je založená na vháňaní vzduchu do zvodnenej vrstvy (saturovanej zóny) min. 2 m pod hladinou podzemnej vody. Mechanickým uvoľňovaním dochádza k odstraňovaniu kontaminácie – najčastejšie ropných látok typu non-aqueous phase liquids (NAPL). Spočiatku tak môže uvoľniť zostávajúcu mechanicky uvoľnitelnú voľnú fázu a následne v kombinácii s bioremediáciou pôsobí vháňaný vzduch ako zdroj terminálneho akceptora elektrónov (O2). Vytvára tak optimálne aeróbne podmienky pre riadenú rýchlu degradáciu organického znečistenia.

Podporovaná atenuácia

V rámci metódy sú do prostredia aplikované látky podporujúce atenuačné procesy – predovšetkým biodegradáciu znečistenia (podpora autochtónnych mikroorganizmov). Prostredie je pomocou roztokov nutrientov dotované najmä dusíkom a fosforom, ktoré sú mikroorganizmami využívané predovšetkým k stavbe buniek. Ak schádzajú v prostredí akceptory elektrónov, sú živné roztoky doplňované rovnako o tieto látky (kyslík, dusičnany, sírany alebo železnaté a manganaté ióny).

TRADIČNÉ TECHNOLÓGIE SANÁCIE

INOVATÍVNE TECHNOLÓGIE SANÁCIE:

z horninového prostredia. V rámci našej spoločnostimedzi inovatívne metódy, ktoré sú aj naďalej zdokonaľované, patrí:

Aktívna bioremediácia – bioaugmentácia

Do horninového prostredia sú v rámci technológie okrem nutrientov či akceptorov elektrónov (napr. Air sparging, dávkovanie nízkych koncentrácií peroxidu vodíka alebo dusičnanov) aplikované tiež alochtónne kmene mikroorganizmov schopných degradovať prítomný polutant. Táto technológia je neoddeliteľnou súčasťou aplikácie väčšiny bioremediačných technológií v našej spoločnosti.

Inovatívne metódy v poslednej dobe hrajú prednú úlohu v riešených sanačných projektoch. Je však nutné podotknúť, že inovatívne metódy často dopĺňajú tzv. klasické metódy, ktoré za daných podmienok už nie sú natoľko účinné, aby splnenie cieľa bolo ekonomicky únosné (napríklad postupné znižovanie efektivity sanačného čerpania vplyvom spomalenia desorpcie polutantov z horninového matrixu). Inovácia zahŕňa aplikáciu nových intenzifikačných technológií, či ich vzájomnú synergickú kombináciu. S aplikáciou inovatívnych technológií máme veľmi bohaté skúsenosti a patríme medzi lídrov v odbore sanačných remediacií. Medzi inovatívne metódy patria sanačné zákroky založené predovšetkým na chemickom, fyzikálno-chemickom, alebo biologickom odstraňovaní polutantov

Chemická oxidácia in situ (ISCO)

Metóda je založená na chemickom odbúraní kontaminantu, ktorý je oxidovaný injektovaným

oxidačným činidlom na menej toxické alebo prirodzene sa vyskytujúce látky. Najčastejšie používanými oxidantmi sú modifikované Fentonové činidlo, manganistan a peroxodisíran. Touto formou sa štiepia horšie biologicky odbúrateľné formy ropných látok alebo kontaminácie na ťažko dostupných miestach. Technológia je kombinovaná s ďalšími technikami sanácie – sanačné čerpanie, venting, premývanie. Samotným prácam predchádzajú laboratórne skúšky, príp. pilotné testy. Máme bohaté skúsenosti s aplikáciou aj v chemických prevádzkach v zónach EX. Samotné

procesy riadime pomocou mobilného laboratória on site priamo na lokalite.

Reduktívna dehalogenácia (ClU)

Táto metóda spočíva v degradácii chlórovaných uhľovodíkov pomocou chemickej redukcie s následným odštiepením chloridového aniónu z molekuly. Mediačným faktorom tu môžu byť biologické, chemické, elektrochemické aj radiačné procesy. Prídavkom elektrónov k molekule chlórovaného uhľovodíka dochádza k odštiepeniu halogenidu a jeho súčasnému nahradeniu protónom vodíka (hydrogenolýza). Pri sanácii touto metódou je horninové prostredie dotované elektrónmi pomocou vsakovania činidiel podporujúcich rozvoj

INOVATÍVNE TECHNOLÓGIE SANÁCIE:

redukčných podmienok (laktáty, nulamocné železo, tiosíran, a iné). Bežnými cieľovými kontaminantmi tejto metódy sú napríklad chlórované odmasťovadlá (PCE, TCE, DCE).

Nano železo

Táto technológia využíva vysoký redukčný potenciál nanočastíc elementárneho (nulamocného) železa, ktoré sa v kontakte s podzemnou vodou okamžite oxiduje. Výsledkom je uvoľnenie veľkého množstva elektrónov a teda razantné zníženie oxidačno redukčného potenciálu prostredia. Metóda sa najčastejšie používa na ťažko odbúrateľné polutanty, ako sú chlórované uhľovodíky (ClU: PCE, TCE, DCE, VC) či polychlórované bifenyly (PCB).

Podporovaná atenuácia

INOVATÍVNE TECHNOLÓGIE SANÁCIE:

ŠTANDARDNÉ BIOREMEDIAČNÉ TECHNOLÓGIE EPS

Ústavom verejného zdravotníctva SR máme schválené 4 biotechnológie (EPS-AM, EPS-INOK, EPS-ClU, EPS-PAL) určené na dekontamináciu zemín, vôd a kalov od ropných látok a chlórovaných uhľovodíkov a ich derivátov.

Technológia bioremediácie EPS - AM

Na znečistených lokalitách býva aktivita týchto mikroorganizmov väčšinou nedostatočná z dôvodu limitácií bioremediačného procesu nedostatkom O2, základných nutrientov, nevhodných podmienok prostredia a pod. Zmyslom technológie je preto tieto limitácie odstrániť tak, aby sa dosiahlo maximálnej aktivity autochtónnych mikroorganizmov degradujúcich prítomné znečistenie na lokalite v požadovaných alebo projektovaných kvalitatívnych, kvantitatívnych a časových parametroch. Dostatočné namnoženie autochtónnej mikroflóry je tak najdôležitejšou podmienkou úspešnej bioremediačnej činnosti.

využíva aktivitu autochtónnych (prostrediu prirodzených) mikroorganizmov na konverziu kontaminujúcich látok vedúcich k úplnej mineralizácii kontaminantov na anorganické látky, t.j. v prírode sa bežne vyskytujúci CO2 a H2O. Technológia predpokladá výskyt aspoň minimálneho počtu mikroorganizmov (min cca 102 KTJ/g(ml)) na lokalite so schopnosťou biologicky rozkladať príslušný kontaminant, pretože sa tieto degradujúce mikroorganizmy väčšinou prirodzene vyselektujú už behom niekoľkých mesiacov. Technológia využíva tie autochtónne mikroorganizmy, ktoré využívajú ropné látky ako zdroj uhlíka a energie pre svoj rast.

Technológia EPS-INOK

Technológia je aplikovaná v tých prípadoch, kde je nedostatočné množstvo aktívnej autochtónnej mikroflóry, napr. pri nedávno vzniknutom znečistení, alebo tam, kde existuje nejaká fatálna limitácia pre autochtónnu mikroflóru, alebo táto mikroflóra nemá dostatočný potenciál dostatočne rýchlo odstrániť znečistenie, resp. zmes kontaminujúcich látok. Súčasťou technológie je samozrejme monitorovanie a odstraňovanie limitácií bioremediačného procesu nedostatkom O2, základných nutrientov, nevhodných podmienok prostredia a pod. Tieto limitácie musia byť vždy odstraňované tak, aby sa dosiahlo maximálnej aktivity alochtónnych mikroorganizmov degradujúcich prítomné znečistenie na lokalite v požadovaných alebo projektovaných kvalitatívnych,

využíva aktivity konkrétnych kontaminantov degradujúcich alochtónnych (do prostredia vnesených) mikroorganizmov na konverziu kontaminujúcich látok vedúcich k úplnej mineralizácii kontaminantov na anorganické látky, t.j. v prírode sa bežne vyskytujúci CO2 a H2O. Technológia využíva vybrané už otestované bezpečné mikrobiálne kmene (Gordonia terrae, Pseudomonas putida, Rhodococcus coprophilus, Raltsonia eutropha, Variovarax paradoxus), ktoré dokážu využívať sanované kontaminanty ako zdroj uhlíka a energie pre svoj rast. Tieto vybrané mikroorganizmy sú namnožené/stimulované a následne ako inokulum („INOK“) aplikované do sanovaných priestorov.

kvantitatívnych a časových parametroch. Dostatočné namnoženie alochtónnej mikroflóry je tak najdôležitejšou podmienkou úspešnej bioremediačnej činnosti. Konkrétny mikrobiálny kmeň (alebo konzorcium niekoľkých kmeňov) je vybraný predovšetkým v závislosti na kvalite sanovaného kontaminantu. Uvedené mikroorganizmy patria podľa hodnotiacich kritérií WHO, resp. ACDP do skupiny s malou pravdepodobnosťou vyvolať ochorenie ľudí alebo zvierat. Jednotlivé taxóny sú uchovávané v podobe čistých kultúr. Výber najvhodnejších mikroorganizmov umožňuje pripraviť biologický činiteľ „ad hoc“ pre dosiahnutie optimálnej účinnosti technológie. Všetky mikroorganizmy sú schopné rastu v prostredí obsahujúcom iba základné minerálne živiny (N, P) a nimi degradované uhľovodíky (zdroj uhlíka a energie). Mikroorganizmy majú zníženú citlivosť ku zmenám teploty a pH prostredia. Neboli zaznamenané vzájomné kombinácie mikroorganizmov, ktorý by sa prejavoval výraznejším antagonizmom. Kultivácie prebiehajú v jednotlivých stupňoch: laboratórna kultivácia (prvý stupeň sterilný), prevádzková kultivácia (druhý stupeň pracovný). Na získanie väčšieho objemu preparátu je nutné zaradiť príslušný počet pracovných kultivačných stupňov.

a nimi degradované uhľovodíky (zdroj uhlíka a energie). Mikroorganizmy majú zníženú citlivosť ku zmenám teploty a pH prostredia. Neboli zaznamenané vzájomné kombinácie mikroorganizmov, ktorý by sa prejavoval výraznejším antagonizmom. Kultivácie prebiehajú v jednotlivých stupňoch: laboratórna kultivácia (prvý stupeň sterilný), prevádzková kultivácia (druhý stupeň pracovný). Na získanie väčšieho objemu preparátu je nutné zaradiť príslušný počet pracovných kultivačných stupňov.

Technológia EPS-INOK

Technológia EPS-CLU

cestou metabolizmu z dôvodu širšej substrátovej špecifikácie niektorých enzýmov. V závislosti na podmienkach vnútorného prostredia je zvolený primárny zdroj uhlíka a energie. Viacstupňovým kultivačným procesom je pripravené inokulum (vybraných mikrobiálnych kmeňov), ktoré je ďalej aplikované do sanovaných priestorov. Halogénne organické látky slúžia ako sekundárny zdroj uhlíka. Technológia je aplikovaná v tých prípadoch, kde sa nedá dostatočne efektívne aktivovať autochtónnu mikroflóru, napr. tam, kde sa dajú len ťažko udržovať vhodné podmienky pre autochtónnu mikroflóru alebo tam, kde existuje určitá fatálna limitácia pre autochtónnu mikroflóru alebo táto mikroflóra nemá dostatočný potenciál dostatočne rýchlo odstrániť prítomné znečistenie na lokalite.

je unikátnou novou technológiou, ktorá využíva aktivity konkrétnych kontaminantov degradujúcich alochtónnych (vnesených) aeróbnych mikroorganizmov na konverziu kontaminujúcich látok vedúcich k úplnej mineralizácii kontaminantov na anorganické látky. Veľkou prednosťou bakteriálnych kmeňov je ich jednoduchá technologická príprava v bioreaktoroch a jednoduchšie riadenie celého biodegradačného procesu na lokalite v porovnaní so skôr zložito a problematicky využívanými anaeróbnymi kmeňmi pri odstraňovaní chlórovaných uhľovodíkov. Technológia využíva vybrané už otestované bezpečné mikrobiálne kmene (Rhodoccoccus erythropolis, Sphingomonas paucimobilis, Xanthobacter autotrophicus). Uvedené kmene dokážu halogénne uhľovodíky rozkladať

Súčasťou technológie je samozrejme monitorovanie a odstraňovanie limitácií bioremediačného procesu nedostatkom O2, základných nutrientov, nevhodných podmienok prostredia a pod. Tieto limitácie musia byť vždy odstraňované tak, aby sa dosiahlo maximálnej aktivity alochtónnych mikroorganizmov degradujúcich prítomné znečistenie na lokalite v požadovaných alebo projektovaných kvalitatívnych, kvantitatívnych a časových parametroch. Dostatočné namnoženie alochtónnej mikroflóry je tak najdôležitejšou podmienkou úspešnej bioremediačnej činnosti. Konkrétny mikrobiálny kmeň (alebo konzorcium niekoľkých kmeňov) je vybraný predovšetkým v závislosti na kvalite sanovaného kontaminantu. Výber najvhodnejších mikroorganizmov umožňuje pripraviť biologický

činiteľ „ad hoc“ pre dosiahnutie optimálnej účinnosti technológie. Kultivácie prebiehajú v jednotlivých stupňoch: laboratórna kultivácia (prvý stupeň sterilný), prevádzková kultivácia (druhý stupeň pracovný). Na získanie väčšieho objemu preparátu je nutné zaradiť príslušný počet pracovných kultivačných stupňov.

Technológia EPS-CLU

Technológia bioremediácie a premývania EPS-PAL

súvisí rozpúšťanie hydrofóbnych organických látok. Koncentrácia surfaktantu, kedy dochádza ku vzniku micel sa nazýva kritická micelárna koncentrácia. Zvýšenie mobility málo rozpustných (hydrofóbnych) organických látok je spôsobené vyššou desorpciou (uvoľňovaním) kontaminantu, ktorý bol pevne viazaný na pôdny matrix. Ďalej je spôsobený vyššou priepustnosťou horninového prostredia pre hydrofóbny kontaminant. Používaný surfaktant REO-801 je biologicky ľahko rozložiteľný. Toxicita prípravku je nižšia voči porovnateľným výrobkom a nekritická pri kombinácii s bioremediáciou. Technológia EPS-PAL je vhodná pre sanáciu in situ aj ex situ. Technológiu je možné aplikovať do horninového prostredia, odkalísk, skládok kontaminovaných ropnými, aromatickými,

Technológia premývania so surfaktantom (zvýšenie mobility, resp. rozpustnosti hydrofóbnych organických látok) využíva prídavku vybranej povrchovo aktívnej látky (surfaktantu). Prídavok tejto látky ovplyvňuje fyzikálno-chemické vlastnosti horninového prostredia – zvyšuje rozpustnosť a mobilitu kontaminantov. Zvýšenie rozpustnosti málo rozpustných (hydrofóbnych) organických látok vo vode je spôsobené prídavkom surfaktantu. Typická molekula surfaktantu je dipólová, je zložená z hydrofilnej a hydrofóbnej časti. Surfaktanty vytvárajú orientovaný povrchovo aktívny film medzi fázami. Hydrofóbna časť je orientovaná k nepolárnej látke, hydrofilná časť je orientovaná do vodného prostredia. Tým sa vytvára adsorpčná polymolekulárna vrstva, ktorej priestorové usporiadanie sa nazýva micela. So vznikom micel

chlórovanými uhľovodíkmi a ich derivátmi. Základom technológie EPS-PAL je premývanie kontaminovaného horninového prostredia vodným roztokom s prídavkom surfaktantu REO-801. Účelom je zvýšenie mobility a rozpustnosti hydrofóbnych organických látok (kontaminantu) v horninovom prostredí, príp. v podzemných vodách.

Technológia bioremediácie a premývania EPS-PAL