Terepi tesztek

A tényfeltárás keretében négy kármentesítési technológia terepi tesztelése is megtörtént.
Terepi tesztet abban az esetben célszerű lefolytatni, ha olyan új technológia alkalmazása tervezett, amelynél nem áll rendelkezésre elegendő gyakorlati tapasztalat, vagy a kármentesítési helyszín szokatlanul összetett jellemzőkkel rendelkezik. A terepi tesztek eredményei alkalmasak a kiválasztott beavatkozási változatok értékelésére, a tervezett beavatkozás végrehajthatóságának és hatékonyságának (megfelelőségének) igazolására. Ezért a teszt körülményeket úgy kell megválasztani, hogy a teszt végrehajtása tükrözze az üzemi kármentesítés viszonyait, továbbá az eredmények a kiértékelés után összehasonlíthatóvá váljanak, segítve ezzel a kármentesítési tervezés döntéshozatali és kiviteli tervezési fázisát.

Az elvégzett tesztek segítségével beazonosíthatóvá váltak a tényfeltárás során feltárt szennyező komponensek kémiai és biológiai bomlási folyamatai. Az előzetes vizsgálatok eredményei azt mutatták, hogy a terület sajátosságai (általános kémiai környezet, mikroorganizmusok száma) miatt a biológiai alapú kármentesítés önmagában nem elég hatékony, de a kémiai beavatkozások kiegészítéseként esetleg alkalmazható. Ennek éredében vizsgálatok történtek az organikus lebontás fokozhatóságának meghatározására.
A terepen négy helyszínen kémiai redukciós (ISCR), kémiai oxidációs (ISCO) és levegőbefúvásos (Air-sparging) kármentesítő technológia került tesztelésre Szekszárd északi részén, az MMG ipari telephelyének területén.

A tesztek segítségével meghatározható:

• az alkalmazott reagens hatékonysága a szennyező anyagok lebontásában, a szennyező komponensek koncentráció csökkenése a hatásterületen
• a hatásterület nagysága, optimális technológiai paraméterek
• a kármentesítéshez szükséges fajlagos reagens mennyiség
• az eljárás időbeli lefolyása
• a nem specifikus és esetleges káros mellékreakciók, mellékhatások (zajhatás, emisszió, mikrobiális hatások, stb.), humánegészségügyi és környezeti kockázatok
• az eljárás mennyiben és milyen módon alkalmazható nagyobb területi kiterjedésben, illetve működő üzemi területen, és/vagy lakott területen.

A terepi tesztek elvégzését követően olyan összegző és értékelő jelentés készült, amely értékeli a tesztek kármentesítési módszerként történő alkalmazhatóságát, annak esetleges feltételeit, továbbá a tesztek eredményeivel igazoltan tartalmazza az eljárás műszaki beavatkozás során történő alkalmazáshoz szükséges összes tervezési alapadatot.

In-situ kémiai redukció (ISCR) elemi vassal

A technológia alkalmazása során a mikroméretű (mZVI) vagy nanoméretű (nZVI) elemi (nulla vegyértékű) vas szuszpenzió formájában a felszín alatti közegbe juttatva (injektálva) eredeti helyén (in-situ) anaerob módon lebontja vagy megköti a szennyezőanyagokat.

Az eljárás előnyei:

• In-situ alkalmazható technológia, azaz nem szükséges hozzá a szennyezett talaj / talajvíz kitermelése.
• Relatív gyors folyamat, a szennyező anyagok széles körében hatékonyan alkalmazható.
• Mikrobiológiai adalékanyag hozzáadásával fokozható a lebontás.
• Nem csak injektálással, hanem reaktív falban is alkalmazhatók.
• Használatuk nem igényel különleges technológiai megoldásokat.
• A teszt viszonylag rövid időtartama csökkenti a környezeti kockázatokat.

Hátrányok:

• Az in situ technológiák nehezebben monitorozhatóak.
• Költséges technológia.

nZVI

A teszt elvégzéséhez kialakított injektáló cella 2×2 m-es négyzet , a 4 db injektáló pont a cella sarokpontjaiban lett kitűzve. A reagens injektálása injektáló lándzsával, különböző mélységekbe, a korábbi fúrási rétegsorok alapján kijelölt, jó vízvezető képességű zónákba történt. A hatások nyomon követésére 4 db észlelő kút lett kialakítva a teszt-területen.
A teszt időtartama 40 nap.
A terepi teszt eredményei alapján megállapítható, hogy az nZVI-vel végzett in-situ kémiai redukció képes a szennyezőanyag lebontására. A reagensből keletkező bomlástermékek és maradék vegyületek nem jelentenek terhelést a környezetre, mivel kockázatos vegyületet a reagens nem tartalmaz. A viszonylag gyorsan (pár napon belül) lezajló bomlási reakciók az alkalmazott lándzsás injektálási módszerrel mintegy 5 m sugarú körön belül mutatkoztak hatékonynak. Mivel a reagens összetétele lehetővé teszi, a „D” határérték alatti koncentrációk hatékony elérése és megtartása céljából javasolt a módszer kombinálása mikrobiológiai kezeléssel.

mZVI

A teszt elvégzéséhez 12 db, különböző mélységközökben szűrőzött injektáló, és egy talajvíz figyelő furat lett kialakítva.

A teszt időtartama 40 nap.

A teszt megkezdése után 40 nappal az elsődleges szennyezőanyagok bomlása gyakorlatilag teljes mértékben lezajlott. Az utolsó vízmintavétel alkalmával már a bomlástermékek koncentrációjának csökkenése is megfigyelhető volt a megelőző mintavételhez képest. A módszer a nZVI mellett kiegészítő kármentesítési módszerként is használható. ISCO módszerrel kombinálva egymás hatását gyengítik a közös hatásterületeken, az Air Sparging módszer esetében pedig a megnövekedett oxigéntartalom miatt a reagens eloxidálódhat, így nem tudja kifejteni hatását.

In-situ kémiai oxidáció (ISCO) kálium-permanganáttal

Az in-situ oxidációs eljárások során a talajban és a felszín alatti vízben lévő szennyezőanyagok csökkentése érdekében erős oxidálószert (ózont, hidrogén-peroxidot, Fenton reagenst, permanganátot vagy perszulfátot) injektálnak a felszín alá, melynek hatására a szennyezőanyagok kevésbé káros összetevőikre bomlanak le. Az oxidáció eredményeként a klórozott szénhidrogének végeredményben vízzé, széndioxiddá és klorid-ionná alakulnak.

Az eljárás előnyei:

• In-situ alkalmazható technológia, azaz nem szükséges hozzá a szennyezett talaj / talajvíz kitermelése.
• A reagens vízben oldható, ezért könnyű bejuttatni a felszín alatti közegbe, a reakció rövid időn belül lezajlik.
• Kombinálható más módszerekkel (pl. air sparging, reaktív fal)
• A permanganát más oxidálószerekhez képest a felszín alatti környezetben viszonylag stabilnak számít, ami az injektálás hatásterületén jobb térbeli eloszlást eredményezhet.

Hátrányok:

• A reagens erős oxidálószer, ezért alkalmazása fokozott körültekintést, speciális eljárást igényel. A közmű vezetékeket is károsíthatja.
• Az alkalmazott oxidálószer agresszív módon reagálhat a talaj / talajvíz szervesanyag tartalmával.
• Egyéb szennyezőanyagokat mobilizálhat, ezért fennáll a talajvíz szennyeződés kockázata.
• A kémiai reakció időtartama korlátozott, a hatékonyság időben csökken.
• Elsősorban a gócokban alkalmazható, alacsony szennyezőanyag koncentráció esetén kevésbé hatékony.

A 4 db injektáló kút a 2×2 m-es injektáló cella sarokpontjaiban lett kitűzve. A reagens injektálása különböző mélységekbe, a korábbi fúrási rétegsorok alapján kijelölt, jó vízvezető képességű zónákba történt. A hatások nyomon követésére 4 db észlelő kút lett kialakítva a teszt-területen. A terepi teszt lefolytatására kálium-permanganát alkalmazásával került sor.

A teszt időtartama 20 nap.

A terepi teszt eredményei alapján megállapítható, hogy a szennyezőanyag bomlása - a laboratóriumi kísérletekkel összhangban – jelentős mértékű lehet, bár vélhetően a kálium-permanganát nagy része nem a pórustérben, hanem rétegrepedéseken keresztül érintkezett a szennyezett talajvíztesttel. Ezt igazolják tesztkutakban helyszíni méréssel meghatározott paraméterek értékei és a bomlási arányok várhatótól eltérő változása a távolsággal (az injektálástól távolabb nőtt a bomlási arány). A kémiai oxidációs technológia csírátlanító hatása miatt mikrobiológiai módszerekkel nem kombinálható hatékonyan. A keletkező MnO2 csapadék kiválása miatt számolni kell az injektálás hatékonyságának csökkenésével is.

Air sparging

Elsősorban illékony klórozott szénhidrogén komponensekkel szennyezett talajvíz és a telített zónában elhelyezkedő földtani közeg kármentesítésére alkalmazott módszer, amelynek lényege, hogy a telített zónába injektált levegő az illékony komponensek gáz halmazállapotúvá alakítja. Az így mobilizált szennyező anyagok aztán a talaj pórusain keresztül a kültéri levegőbe kerülnek. A hatékonyság nagy légáram és időszakos gőzinjektálás alkalmazásával fokozható.

Az eljárás előnyei:

• In-situ alkalmazható technológia, azaz nem szükséges hozzá a szennyezett talaj / talajvíz kitermelése.
• Fokozza a szennyező komponensek biológiai lebontását (biodegradáció).
• A technológia a levegőn kívül egyéb vegyi anyagok alkalmazását nem igényli.

Hátrányok:

• Már a földtani közeg kis mértékű heterogenitása miatt is preferált levegőáramlási útvonalak alakulnak ki, ezáltal befolyásolják az eljárás hatékonyságát.
• Adott földtani viszonyok között a levegő oldalirányú áramlása a talajvízben oldott szennyező anyag csóva szétterjedését okozhatja.
• A levegőbefújás hatására a természetes reduktív környezet megváltozik, a mikrobiális közösség átalakul.
• Talajlevegő elszívás nélkül a szennyezett levegő épületekbe juthat az alapozás illetve a padozat résein keresztül, ezzel beltéri humánegészségügyi kockázatot okozva

A teszt területen 4 db levegő besajtoló kút, illetve a hatások nyomon követésére ezek között, centrális helyzetben 1 db figyelőkút került kialakításra.

A teszt időtartama 30 nap.

Az air-sparging technológiával lefolytatott teszt eredményei alapján megállapítható, hogy a technológia sikeresen alkalmazható a talajvíztartó durvaszemcsés rétegeinek kármentesítésére, akár kiegészítő kármentesítő módszerként is, elsősorban olyan kármentesítési módszerek esetén, amelyek a mélyebb rétegek kármentesítésére nem, vagy kevésbé alkalmasak (pl. talajcsere).