Radioaktív és más veszélyes hulladékokkal vegyesen szennyezett természetes közegek remediációja

HULLADÉKOK ÉS KEZELÉSÜK

4.4

Radioaktív és más veszélyes hulladékokkal vegyesen szennyezett természetes közegek remediációja Tárgyszavak: radioaktív szennyezés; veszélyes hulladék; remediáció; nehézfém; robbanóanyag; azbeszt.

Egységes szemlélet A Nemzetközi Atomenergia Hivatal (IAEA) remediációs tervet indított el radioaktív talaj- és élővíz- (felszíni és talajvíz-) szennyezések felszámolására, ill. kezelésére. Az ehhez elfogadott definíció szerint „a remediáció a szennyezett helyen a szennyező eltávolítására, körülzárására vagy be nem avatkozó monitorizálására foganatosított intézkedések összessége, amelyeknek célja a sugárzási expozíció csökkentése, valamint a szennyezett hely környezeti és/vagy gazdasági értéknek növelése. A remediáció nem jelenti szükségképpen a helyszín eredeti állapotába való visszahelyezését.” A radioaktív szennyezés kezelésének nehézségét az azt gyakran kísérő veszélyes, azaz – nehézfém-, – szerves, – robbanószer- és – azbesztszennyezések okozzák, mert ezek külön intézkedéseket, olykor komplex beavatkozásokat igényelnek. A vegyes szennyezésű helyek jellemzése Vegyes talaj- és élővízszennyezések – a hulladék elhelyezés gyakorlatából, – lerakóhelyek kibocsátásaiból,

– véletlen fröccsenések, szóródások veszélyes és radioaktív anyagok szállítása, vagy ezeket kezelő egységeknél végzett műveletek közben, – bányászat alkalmával, végül – radioaktív vagy veszélyes hulladékok olvasztásának vagy elégetésének emisszióiból való kiülepedése által jöhetnek létre. Ezeknek, a környezet védelmének gondját még nem ismerő múltból „örökölt” szennyezett helyszíneknek, ill. közegeinek a remediálását ma kell elvégezni. Ilyeneket hagytak hátra: – radioaktív és veszélyes hulladékok lerakatai elhagyott kőfejtőkben, amelyekből a kilúgozott anyagok elszennyezik a talajvizet, – radioaktív és veszélyes hulladékot tartalmazó szennyvíz elosztása derítőkbe, vízgyűjtő medencékbe, – szennyvíz közvetlen bejuttatása injekcióval talajvíztároló rétegbe, – szivárgás szennyvíztartályból vagy -vezetékből, – hulladékégetés termékeinek leülepedése a légkörből, – bányászati meddőkből származó talaj- és talajvízszennyezés. A „vegyes szennyezésűként” definiált helyszínek fő szennyezői – radioaktív és – mérgező anyagok, – nehézfémek, valamint – egyes szerves vegyületek. Jelen lehetnek még nitrátok, veszélyes biológiai anyagok, azbeszt, továbbá fizikai veszélyt rejtő, azaz gyúlékony, robbanó, korrozív és erősen reakcióképes termékek. A radioaktív szennyezők aránya a vegyes szennyezésű helyeken rendszerint csekély és a többi veszélyes szenynyező együttes kockázata gyakran nagyobb, mint a sugárzó összetevőké. Ezen felül mozgékonyabbak is a radionuklidoknál, tehát messzebbre eljutnak, és a talajvizet is inkább veszélyeztetik. Veszélyes szennyezők fajtái Radionuklidok – Az expozíció lehet sugárzás vagy lenyelés és belégzés általi közvetlen, amely számos szervet (pajzsmirigy, tüdő, csontvelő, máj, emésztőtraktus, vese, hasnyálmirigy, bőr, petefészek) érint. Az α- és kisebb energiájú β-részecskék inkább az említett közvetlen úton, nem külső expozíció nyomán jutnak a szervezetbe. Nehéhézfémek – A környezetben mindenütt elterjedt nehézfémek hajlamosak felgyűlni biológiai szövetekben. Egyesek kis mennyiségben életfontosságúak (vas, réz), mások „csak mérgezők”, igen kis koncentrá-

cióban is (ólom, higany). A radioaktív elemek közül az urán és a plutónium toxikus is. A nehézfém-expozíció útja szintén a belégzés (finom porrészecskék) és a lenyelés. A vérárammal a szervezet minden részébe eljutnak, és akár évekre felhalmozódnak a májban, a vesében és a csontokban. A nehézfémek leginkább vese- és agykárosodást okoznak, az arzén rákkeltő is. Mérgező szerves vegyületek – Az egészséget károsító szerves vegyületek széles skálája található a környezetben, ahol gyorsan szóródnak, vándorolnak, bioakkumulációra is hajlamosak. Az aromás és halogénezett szénhidrogének a vegyes szennyezések gyakori, olykor nagy mennyiségű komponensei. Az aromások között vannak rákkeltők (benzol, toluol), a halogéntartalmúak (széntetraklorid, triklór- és tetraklóretilén, poliklórozott bifenilek: PCB-k) nagy mozgékonyságuk mellett az élő szervezetekben igen sokáig felhalmozva maradnak. Fő támadáspontjuk a központi idegrendszer, amelyben visszafordíthatatlan károsodást okozhatnak. Nitrátok – Nitrát jelenléte a környezetben azért aggályos, mert biológiai közegben nitritté redukálódik. A nitrit-ion a vér hemoglobinját methemoglobinné oxidálva megfosztja oxigénszállító képességétől. Példák szennyezett helyeken előforduló biológiai kockázatú szenynyezőkre: – emberi vagy állati testrészek, – genetikailag módosított szervezetek, – élő és legyengített vakcinák, – fertőző tenyészetek, emberi sejtkultúrák, – fertőzött laboratóriumi tárgyak, eszközök. Azbeszt és más belélegezhető szálak – Az azbeszt szálas szerkezetű ásvány, amelyet egymagában és különféle építőanyagokkal kombinálva, kiterjedten használtak az építőiparban szigetelésre és tűz megelőzésére. Bár az azbeszt használata ma erősen korlátozott, előfordulhat vegyes szennyezésű helyeken, leginkább bontási területeken. A sértetlen azbeszttartalmú részek nem, csak a roncsoltak veszélyesek, mert azokból kiszabadult szálak kerülhetnek a levegőbe. Ezek belégzése idézi elő az azbesztózis néven ismert kórképet, továbbá fokozza a tüdő- és bélrák-fajták kockázatát. Gyúlékony és éghető anyagok – Ezek szilárd, cseppfolyós és gázhalmazállapotúak. Mint szennyezők, azaz hulladékok lehetnek oldószerek, zsiradékok, olajok, lakkok, festékek, kátrány stb. Általános szabály, hogy minél alacsonyabb egy folyadék lobbanáspontja, annál gyulladás-

és robbanásveszélyesebb. A lobbanáspont az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelynél a folyadékból felszabaduló gőz elég ahhoz, hogy a felszínhez közeli levegővel éghető keveréket képezzen. Éghető anyagok vegyes szennyezésű helyeken folyadéktartály és sűrítettgáz-palack maradékaként lehet jelen. Roncsoló vegyi anyagok – Az élő szöveteket helyrehozhatatlanul roncsoló anyagok – szilárdak, folyékonyak vagy gázneműek – legismertebbjei – savak, – víztelenítők (foszfor-pentoxid, kalcium-oxid), – szerves halogénvegyületek (pl. acetilklorid, benzilklór-formiát), – lúgok, – halogének és sóik (bróm, jód, cink-klorid, nátrium-hipoklorit), – fenol és származékai. Roncsoló anyagok használata az iparban általános. Előfordulhatnak mindenféle hulladék közt, bár mindenütt rendeletek írják elő lerakás („kidobás”) előtti semlegesítésüket. Ártalmas hatásuk mellett más vegyszerekkel gyúlékony, robbanó vagy mérgező anyagot képezhetnek. Nagy reakcióképességű vegyi anyagok – Az ún. reaktív vegyszerek olyan instabil anyagok, amelyek spontán bomlanak vagy más anyagokkal szabályozhatatlan hevességgel reagálva mérges gázt fejlesztenek, vagy tüzet, robbanást, akár tömeges balesetet okozhatnak. Fő típusaik: – robbanószerek (pl. acetilén, ammónia, halogének), – erős oxidálószerek (peroxidok, hiperoxidok, peroxiészterek), – peroxidképzők, azaz oxigénnel bomlékony peroxiddá reagáló szerves vegyületek (ciklohexán, tetrahidrofurán, etiléter, aldehidek). Hadi anyagok, robbanószerek – Ilyenek véletlenül, hanyagság okán szintén bekerülhetnek vegyes hulladék közé. A robbanószerek között is vannak porral, gőzzel belélegezhető, vagy poron át felszívódó mérgek, amelyek krónikus hatásként károsíthatják a májat és a csontokat. Szennyezők viselkedése a környezetben A radionuklidok és a nehézfémek viselkedését a környezetben ugyanazon ásványtani és geokémiai mechanizmusok irányítják. Oldódásukat és mobilitásukat talajrészecskéken való adszorpció, kémiai kiválás és ioncsere fékezi, ill. gátolja. A szerves vegyületek „sorsát” a talajban leginkább a polaritásukkal összefüggő vízoldékonyságuk befolyásolja.

Oldhatatlan, nem elegyedő szerves folyadékok (pl. klórozott oldószerek, olajok) elkülönülő fázisa – sűrűségétől függően – a föld alatti víztároló réteg, az ún. akvifer aljára süllyed, vagy a tetején úszik. A szennyezők viselkedését szabályozó fizikai és kémiai folyamatok Advekció és diszperzió – Az advekció az oldott és szuszpendált szennyezők szállítása folyóvízzel vagy áramló talajvízzel, a diszperzió a szennyezők eloszlása molekuláris diffúzióval. A keveredést a talajrészecskék közötti sebességkülönbségek, valamint az áramlási kanyarulatok okozzák. A molekuláris diffúzió a porózus közegek vízzel való telítettségének függvénye. Hígítás – A hígítás nem csökkenti a szennyező tömeget, de kiterjeszti az expozíció lehetőségét. Néhány szennyező feltehetően a kimutathatóság alatti koncentrációban is veszélyes. A felhígulást talajvízben az akviferben való infiltrálódás vagy kiválás okozza. Szűrés, pórushézagok kitöltése – A különböző porozitású talajokon és közegeken (kőzetek, agyag, tőzeg stb.) különböző szemcsézettségű szennyezők haladnak át, vagy akadnak fenn, amit az ún. hidraulikai vezetőképesség is befolyásol. Radioaktív bomlás – A radioaktív elemek bomlásakor már izotopok, olykor más elemek képződnek megváltozott sugárzó aktivitással, fejlesztési idővel és hasadási termékekkel. A remediációs stratégia elkészítése és a munkálatok megkezdése előtt el kell készíteni az elemek leltárát, felsorolt jellemzőikkel együtt. Lecsapódás – A talajban levő túltelített oldatokból gyakori a környezet nagy mennyiségben található elemeinek, alumínium, vas, szilícium, kalcium, mangán) és néhány radionuklidnak (urán, tórium) a kémiai leválása. Nehézfémek csapadék formájában kevésbé veszélyesek. Hasonlóképpen gyengíti nehézfémek toxicitását együttes leválásuk, azaz beépülésük ásványi struktúrákba szilárd oldatok képződése és újrakristályosodási folyamán. Ilyen koprecipitációval lehet eltávolítani különféle radioaktív és nehézfémeket oldatokból úgy, hogy vas-oxidhidroxid pelyhes csapadéka magával rántja őket. Adszorpció – Az adszorpció szigorúan véve ionos anyagok nem specifikus és reverzibilis megkötése töltött felületeken, lazább értelemben az együttes leválás, az ioncsere és egyéb kölcsönhatások (pl. komplexképzés) jegyeit is magába foglalja. Agyagos rétegek nagy affinitással kötik meg a radionuklidokat kationos formában, a szerves anyagot tartalmazók a szerves szennyezőket.

Az adszorpció erejét pozitívan befolyásolja az adszorbeált anyag molekulamérete, szerves molekulákat hidrofób tulajdonságuk, töltésük (az ellenkező előjelű adszorberséhez), térbeli szerkezetük pedig eldönthető kötődését (akár két izomer közül). Környezeti biológiai folyamatok A felszínhez közeli áramlások övezetében (vadose zone) jelenlevő mikroorganizmusok is fokozhatják vagy csökkenthetik fémek és radionuklidok talajszemcsék általi szorpcióját, ill. oldékonyságát és szállítását – pH-változtatással, – az oldékonyságot befolyásoló redox-reakciókkal, – illékony vagy mérgező alkilfémek képzésével és – biológiai lebontással. A mikroorganizmusok maguk is adszorbeálnak fémeket, ami növelhető koncentrációjukat vagy kolloidális transzportjukat. Mikrobák kedveznek fémek és radionuklidok növények általi felszívódásának. Egyesek anyagcseréjükben felhasználnak fémeket, másokra mérgezően hatnak. Jelenlétük a cirkulációs zónában a remediáció szempontjából különösen fontos, mert a legtöbb szennyezőkibocsátás a talajnak ezt a rétegét érinti.

Szabályozás, hatósági tevékenység A vegyes szennyezésű helyekre vonatkozó állami szabályozás és a környezeti remediációt előíró útmutatások országonként nagy mértékben különbözők (gyakran tükrözik az adott ország nukleáris potenciálját), emellett több központi szervezet és intézmény is kibocsátja – átfedve vagy ütközve – a maga szabályzatát (nukleáris, egészségügyi, energetikai, környezetvédelmi szervek és hivatalok). A szabályok területi és időbeli hatálya sincs olykor összhangban, amin alkalmi vagy hosszabb távú egyezmények próbálnak segíteni. Mindemellett érvényben vannak nemzetek fölötti szabályozások, azaz EU-direktívák és a Nemzetközi Atomenergia Hivatal (IAEA) Biztonsági Követelmények című kiadványa. A remediácó mint tevékenység szabályozása A radioaktív és veszélyes anyagokkal szennyezett helyek remediációja együtt jár a dolgozók veszélyes expozíciójával (sugárzás, maró,

mérgező, hatások, égés, fertőzés stb.), amelyek megelőzésére és a munka végzésére szigorú rendszabályokat kell foganatosítani. A veszélyes szennyezésekre országos utasítások vannak érvényben, a radioaktív hulladék kezelésére az IAEA alapvető biztonsági normáit (Basic Safety Standards) kell követni. A vegyes szennyezésű helyek remediációjának műveletei (talajtisztítás, betemetett szennyezők kiásása, talajvízkezelés, levegőszűrés) során keletkező speciális hulladék elszállítása, tárolása és végső kezelése más szabályozást igényel, mint külön az egyes fajtáké, mivel mások az elfogadási és hosszú távú biztonsági kritériumaik. Ezek elsősorban a fokozott kilúgozásos mobilizálást, gázfejlődést és mikrobiális bomlást érintik. Olykor előkezelésre, majd az egyes szennyezések külön szabályozott elhelyezésére van szükség. A remediáció nagy tömegeket mozgató műveletei: – talajfúrások, -kiemelés, – víz kiszivattyúzása és elöntése, – a remediációt segítő anyagok bevitele a környezetet sem kímélik, ezért ellenőrizni (esetleg előzőleg modellezni) kell a gázfejlődést, a föld alatti munkát (amelyhez műemlék-felügyelő és régészeti hatóság engedélyére lehet szükség), a szennyezett talajt helyben kell megtisztítani. Ha a vegyes szennyezésű terület nem tisztítható meg az ezt követő korlátozás nélküli használatot megengedő szintig, akkor az illetékes hatóságnak kell elkészítenie az ellenőrzött hozzáférés és felügyelet tervét. Munkabiztonsági és -egészségügyi vonatkozások A remediációs munkát e célra felállított, több szakirányt képviselő csoport tervezi, szervezi meg és felügyeli. Gondoskodik a munkások tájékoztatásáról, ill. alapfokú elméleti és gyakorlati oktatásáról, a várható személyi (esetleg távolabbi lakossági és környezeti) hatások szakszerű becsléséről és megelőzéséről. A biztonsági és egészségügyi terv elemei: – hőmérsékleti szélsőségek számbavétele, – levegőmonitoring, – kiömlés, szóródás elzárásának és a belégzés módjának szabályozása, – gondoskodás a személyi és tárgyi tisztítási és fertőtlenítési eszközökről,

– vészhelyzet kezelése, ezen belül kockázatbecslés, cselekvési terv készítése és begyakorlása, orvosi és szállítási készenléttel.

Mintavétel és elemzés Vegyesen szennyezett területekről való elemzési mintavételhez radiológiai, vegyi és mikrobiológiai szakismeretekre egyaránt szükség van. Azt is figyelembe kell venni, hogy a szennyezők olykor bizonyos fokig egyenletesen keverednek az érintett területen, de alkothatnak szétszórt, többé-kevésbé homogén szennyezettségű gócokat is. Mintavételi módszerek Nemzeti és nemzetközi szabványok (ISO, International Standard Organisation) igazítanak el a – talajból és üledékekből, – talajvízből, – felszíni vízből és – levegőből való mintavétel számos módszere közüli választásban (1., 2. táblázat) 1. táblázat Mintavétel felső talajrétegből Eszköz módszer Kanál Kézi talajfúró Lemezes kalapács Nyitott cső Reteszes cső Vékonyfalú cső a b c d e f g

Vizsgálandó anyag

Mintafajta

a

b

c

d

e

f

g

1 1 1

2 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1/1

1/1

1/1

1/1

1/1

1/1

1/1

– radionuklidok – illékony anyagok, – félig illékonyak, – fémek, – rovarirtók, – poliklórozott bifenilek, – összes kőolaj szénhidrogének

h

j

k

l

1 1

1 2 2

1 1 1 1

1/2

2/2

1

1 h – geokémiai anyagok, i – kimarkolt, j – függőleges összetett

i

1 1 1/1 1 k l m n

Mélység m 1 1 1 1 1

– vízszintes összetett, – felszíni 0,0–0,152 m, – sekély, 0,0–152 m, – kőzettani jellemzés

n 1 1 2 1 1/2

2. táblázat Mintavétel folyók, áramlások, felszíni drénezés üledékéből Eszköz módszer Lapát Lemezes kalapács Mintavevő doboz

Vizsgálandó anyag

Mintafajta

a

b

c

d

e

f

g

2 1 1

2 1 2

2 1 1

2 1 1

2 1 1

2 1 1

2 1 1

h

i 2 1 1

Mélység

j

k

l

1

2 1 1

2 2 1

m

n

1

2 2 1

Lásd 1. táblázat

Általános mintavételi javaslatok és figyelmeztetések A mintavételtől a vizsgálatig megadott maximális időt nem szabad túllépni a minta mélysége nem lehet kevesebb a megadottnál. A mintavételi és elemzési program költségesebb, mint egynemű szennyezéseknél, részben azért is, mert a különböző kompetenciák miatt több laboratóriumot kell megbízni. Talajvízből monitoring-hulladék szivattyúval vagy vödörrel való mintavétel alkalmával ügyelni kell a szükséges elöntésre (purging), hogy a minta reprezentatív legyen, továbbá hogy a fúrással és egyéb műveletekkel ne kerüljenek idegen anyagok a mintába. A helyszín jellemzése A veszélyesen szennyezett helyszín részletes vizsgálatának be kell bizonyítania, hogy a kockázatok indokolják a beavatkozást. Ki kell deríteni a szennyezés eredetét és keletkezésének módját, ami segíti a szennyezők jobb megismerését és az eredményesen kezelhetőkre való beszűkítését. A történeti tájékozódás, valamint környéki mintavételek, és radiológiai vizsgálatok alapján ki kell jelölni a legcsekélyebb veszélyt jelentő, szennyezett, ill. fertőzött terület határait. Nagy kiterjedés esetén célszerű a kezelendő alegységekre való felosztás. Az összegyűjtött adatok és a helyszín jellemzése alapján el kell készíteni a szennyezők eloszlásának és lehetséges migrációjának modelljét, majd környezeti hatás- és kockázatbecslést kell végezni, amely az aktuális állapotból kiindulva előrevetíti a remediáció utáni viszonyokat. Többféle szennyező jelenléte ezeket a becsléseket és értékeléseket komplexitásokkal terheli (koncentrációváltozások széles határok közt, a

szennyezők kémiai formáinak változásai, kombinált veszélyek, változó irányú vagy felgyorsuló mozgások stb.) A nem radiológiai veszélyeztetés az elmondottak szerint nagyobb vagy közvetlenebb lehet, tehát a remediációban prioritást élvez.

A remediációs eljárás kiválasztása Vegyesen szennyezett területek remediációs technikájának kiválasztásakor óvakodni kell az egyes kockázatokból eredő szinergikus jelenségek előidézésből. Figyelembe kell venni továbbá, hogy – a kilúgozószerek ne fokozzák a radionuklidok mozgékonyságát, – a beavatkozás a helyszín geokémiájába a redox-potenciálokat, a pH-t, a kémiai és termikus tulajdonságokat megváltoztathatja, – nem megcélzott komponensek nehézfém-komplexet alkothatnak, – több egymást követő kezelésre (szeparálás, hevítés, koncentrálás) lehet szükség és a nem radioaktív szennyezők kezelése kritikus hatással lehet a radionukleotidokra. Alapvető technikai választások A remediálás célját, az emberi egészség, a környezet és a tulajdon veszélyeztetésének elfogadható mértékre csökkentését – a szennyező forrás eltávolításával, – visszaszorításával, vagy – az expozíciós útvonalak elzárásával lehet elérni. Ennek három alapvető műszaki megoldása van: – a helyi viszonyok megzavarása nélkül, természetes folyamatokra bízva a jelentős expozíció megelőzését figyelő rendszer felállítása, amely szükség esetén kiváltja és lehetővé teszi a beavatkozást, – radioaktív szennyezők mozgásának megakadályozása vagy korlátozása úgy, hogy ne juthassanak expozícióra módot adó területre, – szennyezők eltávolítása (kiemelés, extrahálás) vagy elroncsolása utáni elhelyezések másutt, szerves szennyezők biológiai lebontása elszállítás nélkül. Remediációs eljárások értékelési kritériumai A remediáció mérhető céljait mind műszaki, mind nem műszaki kritériumok mérlegelésével kell kitűzni.

Hatékonyság – A remediáció hatékonyságán a veszélyes szennyezők toxicitásának mobilitásának és mennyiségének tartós és jelentős csökkentése értendő, amely több tényezőtől függ, így – a kezelendő szennyezők mennyiségétől, – a toxicitás- és mobilitáscsökkentés kívánt mértékétől, – a kezelés megfordíthatóságának fokától, – a kezelési maradékok minőségétől és mennyiségétől, valamint – törvényes kívánalmaknak, ill. preferenciáknak való megfeleléstől. Az alkalmazás egyszerűsége – Ez a kritérium műszaki, gyakorlati és adminisztratív kivitelezés esetleges nehézségeire (helyi előkészítés, más munkával való egyeztetés, eszközök, anyagok beszerezhetősége, a helyszínre vonatkozó rendeletek stb.) vonatkozik. Költség – A remediációs összköltség tételei: tervezés, berendezések (esetleges építés), felszerelés, munka, irányítás, anyagok, licenciák, előtanulmány, karbantartás, monitoring, hulladékkezelés. Vegyes szenynyezés esetén minden tétel nagyobb, mint „egyszerű” remediáláskor. Munkabiztonság és -egészségügy – A biztonság és az egészségvédelem ez esetben nemcsak a remediáció dolgozóit, hanem a lakosságot is érinti. A szükséges megelőzés és védelem elemei: – az adott helyszínre szabott egészségvédő és biztonsági program felállítása, – belépést és hozzáférést szabályozó és ellenőrző rendszer kidolgozása, – gondoskodás a személyzet és a felszerelés tisztítására szolgáló helyről és eszközökről. Biztonsági intézkedéseket igényel a mérgező vagy sugárzó, gyúlékony, robbanó anyagokkal szennyezett talaj kiemelése, elszállítása, kézi rakodása, jó állapotú hordók kiválasztása, balesetek elkerülése (néhány vegyi szennyezettségű helyszín remediálásában már történtek halálos kimenetelű balesetek). Másodlagos környezeti hatások – A remediáció műveletei súlyosan megzavarhatják a helyi és távolabbi ökoszisztémákat, élőhelyeket – közlekedéssel, zajjal, rezgéssel, – szennyezhetik a felszíni és talajvizet, – kibocsátásaik gyengíthetik a talaj termékenységét. Mindezen lehetőségeket be kell vonni a remediációval összefüggő döntésekbe

Monitoring beavatkozás nélkül A felügyelt be nem avatkozás választását indokolja a felszín alatt lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai folyamatokkal előidézett, ún. természetes gyengítés, amely által a szennyezések lebomlanak vagy immobiliálódnak, mielőtt elérnének humán vagy ökológiai receptorokat. A szennyezés „eltakarítását” a természetre bízni első közelítésben a legolcsóbb megoldás, viszont – a gondosan telepített és műszakilag igényes monitoringon kívül – társadalmi és gazdasági költségvonzatai később jelentkeznek. Az aktív remediácó alkalmazhat egyedül vagy kombinálva – elzáró, ill. immoblizáló, – fizikai, – kémiai, – biológiai és – hőkezeléses technikákat (3., 4., 5., 6. táblázat) 3. táblázat A remediáció elzárásos és immobilizáló módszerei Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Reaktív gátak

talajvíz

szerves vegyületek, nehézfémek, radionuklidok

a talajvíz átvezetése reaktív vegyi anyagokat (oxidálás, lecsapás, fémkatalízis, redox-reakciók), baktériumokat (biológiai lebontás) vagy adszorbenst tartalmazó fizikai gáton

Kémiai oxidálás helyben

talaj, talajvíz

szerves vegyületek, nehézfémek, radionuklidok

ózon, hidrogén-peroxid, klór vegyületek injekciója a szennyezőket kevésbé mérgező vegyületekké alakítja át

Szilárdítás kívül

talaj, iszap

radionuklidok, nehézfémek

összekeverés reatkív kötőanyaggal (cement, gipsz, szerves vagy szervetlen polimer), ellenőrzött lerakás

Szilárdítás helyben

talaj, iszap


a szennyezők megkötése cementben, gipszben, polimerben

Elszigetelés

talaj

bármilyen szennyező

fizikai gát lemezekből, cementpépből

Üvegesítés

talaj, iszap


összekeverés helyben vagy kívül, üvegképző anyagokkal, tömbökké

Bioszorpció

felszíni és talajvíz


sejtfalukban vagy felszínükön fémionokat felhalmozó baktériumok felhasználása

4. táblázat Remediáció fizikai módszerekkel Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Kiemelés, kiásás

talaj, iszap


a szennyezett tömeg kiemelése és lerakása, esetleg előkészítés után

Kiszivattyúzás, kezelés

talajvíz


a kiszivattyúzott talajvíz kezelése a szennyezőtől függő módszerrel

Elvezető és gátrendszer

talajvíz

bármely szennyező

szivattyúzás és elvezetés reaktív anyagot tartalmazó gátra

Fizikai elkülönítés

talaj


adszorptív koncentrálás finomszemcsés talajkomponensre

Mosás helyben vagy kívül

talaj

bármely szennyező

elárasztás savas vagy lúgos, felületaktív vagy kelátképző adalékot tartalmazó oldattal, majd kivonás a külső mosás hatékonysága méret szerinti frakcionálás javítja

Szűrés kívül

talajvíz, élővíz


szennyezett szuszpendált részek kiszűrése oszlopon

Membrános eljárás

talajvíz

illékony szerves vegyületek (VOC)

a VOC átdiffundáltatása porózus gázelválasztó membránon

Levegőztetés

talaj, talajvíz

VOC, szerves vegyület

szennyezők párolgásának elősegítése levegőinjekcióval, amely fokozza az aerob biológiai lebomlást is

Külső leválasztás levegővel

talajvíz

VOC, szerves vegyület

átengedés gázleválasztó tornyon ellenáramú gázés folyadékfázissal, a szennyezett levegőáram tisztítása adszorbensen átvezetve

Gázkivonás

talaj

VOC

kivonás nagy áteresztésű talajból kis gáznyomású zóna létrehozásával

Kivonás vákuummal

talajvíz

VOC

furatban létesített vákuumba befolyik a megemelkedett szintű talajvíz, ami megkönnyíti a VOC gőzextrakcióját

Termékkinyerés

talajvíz

szerves vegyületek

vízzel nem elegyedő szerves folyadék kiszivattyúzása meghatározott szintről

5. táblázat Remediáció kémiai módszerekkel Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Külső dehalogénezés

talaj

halogénezett VOC

a kiemelt talaj szennyezőinek kezelése NaOH és dehalogénező katalizátor hozzáadásával forgó kemencében vagy alkalikus polietilénglikollal kevésbé mérgező vegyületekké

Oxidálás kívül

talajvíz

szerves vegyületek

kiemelt talajvíz kezelése ózonnal, hidrogén peroxiddá nagy levegőztetéssel

Külső kémiai kezelés

talajvíz


betöményített szennyezők további kezelése ioncserével, fordított ozmózissal, lecsapással stb.

6. táblázat Remediáció hőkezelő módszerekkel Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Gőzkivonás emelt hőfokon

talaj

VOC szerves kiemelt talaj felhevítése forrólevegő-, gőzinjekcióval, elektromosan vagy mikrohullámmal és a felvegyületek szabaduló befagyott gáz további kezelése

Hődeszorpció

talaj, iszap

VOC, szerves adszorbeált szennyezők felszabadítása 200 vagy vegyületek 425 °C-ra hevített talajból

Katalitikus oxidálás

talaj

szerves vegyületek

hőkezelések hőfokának (és energiabevitelének) csökkentése katalizátorral

Elégetés

talaj, iszap

szerves vegyületek

szennyezett talaj elégetése forgó kemencében szennyezett elroncsoló vagy fluid ágyas égetőben

Pirolízis

talaj, iszap

szerves vegyület

anaerob hőbomlás kiemelt talajban

7. táblázat Remediáció biológiai módszerekkel Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Bioremediálás helyben

talaj

szerves vegyületek

a szennyezőket lebontó természetes talajbaktériumok enzimtevékenységének fokozása tápanyagokkal, az aerobok oxigénnel

Bioszorpció



szennyezők koncentrálása, ezeket sejtfalukban és felszínükön felhalmozó baktériumokkal („bioreaktorok”)

Mesterséges nedves területek



szennyezett vízből növényi szövetek felszívják a szennyezőket, a betakarított növényeket elégetik

7. táblázat folytatása Eljárás

Közeg

Szennyező

Rövid jellemzés

Biológiai szennyvíztisztítás


radionuklidok, nehézfémek, szerves vegyületek

szennyvízkezelőkben speciális baktériumpopulációk lebontják a helyszín szennyezőit; az eleveniszap tovább kezelendő

Komposztálás

talaj

szerves vegyületek

a kiemelt talaj elhelyezése speciális berendezésben, cellulózzal, biomasszával, tápanyagokkal és baktériumokkal együtt

Biológiai levegőztetés

talaj

szerves vegyületek

a talaj aerob baktériumainak növekedését stimuláló levegőinjekció

Külső bioremediáció

talaj

szerves vegyületek

a természetes lebontó talajbaktériumok működésének elősegítése bioreaktorban, derítőkben, tápanyagok, oxigén felületaktív anyag és aerob baktériumok hozzáadásával, a komposztáláshoz vagy a szennyvízkezeléshez hasonló folyamatban

Földművelés

talaj

szerves vegyületek

a kiemelt szennyezett talaj elterítése tiszta helyen és művelése; a biológiai lebomlás elősegítése

A szerves talajszennyezést csökkentő természetes folyamatok Biológiai lebontás (biodegradálódás) – Olyan folyamat vagy folyamategyüttes, amelynek során természetesen előforduló mikroorganizmusok (baktériumok, gombák, élesztőgombák) a szennyezőket nem vagy kevéssé mérgező összetevőikre bontják le azáltal, hogy – primer táplálékforrásként, – energiaátvivőként használják azokat, vagy – független enzimes reakcióban („kometabolizmus”) termelődnek. Az üzemanyag-szénhidrogének túlnyomórészt mikrobiális táplálékul szolgálnak. A sokáig mindennemű lebontással szemben ellenállónak tartott klórozott szénhidrogénekről újabban kiderült, hogy „kedveltebb” szubsztrátum hiányában, mindhárom felsorolt lebomlási reakciótípusban részt vehetnek. Szorpció – A szorpció, azaz szennyezők agyag és szerves talajkomponensek általi megkötése meghosszabbítja a biológiai lebontás időtartamát, mielőtt a szennyező eljut a potenciális receptorig. A funkciós fenol-, karoxil-csoportjaikat vízben leadó, disszorciáló poláros és nem poláros szerves vegyületek egyaránt bonyolult kölcsönhatásba lépnek szervetlen talajrészecskék felületével.

Fizikai folyamatok – A párolgás és a diszperzió (szóródás, elosztás) is csökkenti a talaj és a vizes közegek szerves és szervetlen szennyezését. Erősen illékony szerves anyagok (pl. benzol) 5–10%-a is elpárologhat. Hidrofób szerves folyadékok úsznak az akvifer felszínén vagy öszszegyűlnek az alján. Az előbbieknek illékonyabbak és mozgékonyabbak lévén, kisebb a helyi „természetes gyengítő” potenciálja. A nehezebbek diszperziójának hajtóereje a gravitáció, a kapilláris erők pedig mérséklően hatnak rá. A természetes gyengítés fokozása A természetes gyengítő folyamatokat emberi beavatkozással optimálni vagy támogatni lehet, ennek formája: – a szerves vegyületek lebontásának erősítése, a célmikroorganizmus szaporodási feltételeinek javítása tápanyagok nélkülözhetetlen nyomelemek pótlásával, – a talajvisszatartás javítása a szorpcióképesség növelésével és a geokémiai környezet megváltoztatása, pl. a tömeges redoxállapoté, amely gátolhatja a fémionok vándorlását, – nehézfémek és radionuklidok szulfátredukálással nyert szulfátionnal oldhatatlan csapadékot képeznek, amely „helyben” marad. Gát, burkolás (bélés) Bármilyen szennyezésű hely kezelésének kézenfekvő módja fizikai elszigetelése humán vagy más receptoroktól, ez lehet – felületi védelem nem szennyezett talajon, amely alatt burkolat veszi körül a szennyezett anyagot, vagy szennyezett anyagot lefedő réteg és – függőlegesen elrekesztő vagy vízszintesen, alulról elválasztó (pl. talajvíz behatolását megakadályozó), át nem eresztő műanyag membrán, vagy 108 m/s-nél nem nagyobb hidraulikai vezetőképességig fal. A felszínt védő réteg (pl. „depóniasapka”) megelőzi – a radioaktív vagy más veszélyes anyagok általi expzíciót, – a függőleges vízbeszivárgást szennyezett zónába, hulladéklerakóba, – a veszélyes gázszivárgást (radon, VOC), ezen kívül – védi a szennyezett anyagot kezelés közben, vagy beültethető és más célra használható talajt is hordozó burkolást képez (1. ábra).

növényzet

felszíni talaj védőréteg granulátum vagy textilszűrő elszívásos (drénezési) réteg geomembrán, felül geotextíliával

geomembrán/talaj szigetelőréteg gázgyűjtő textília hulladék

1. ábra A talajszennyezést elhatároló védelem szerkezete A felszín alatti gátak fő követelményei – a tervezettel egyenlő vagy annál kisebb hidraulikai vezetőképesség, – a (nehezen teljesíthető) folytonosság (törések gyakoriak már a beépítés folyamán, a nedves/száraz időszakok váltakozása és egyéb hatások miatt). Föld alatti gátak létesítésének elvi lehetőségei: – kiásott talaj visszahelyezése, kevésbé áteresztő anyaggal keverve, – helyettesítés kevésbé áteresztő anyaggal, – a talaj áteresztőképességének csökkentése (gyakorlati megoldásai a 2. ábrán), – furatok mélyítése (akár több 10 napra) és kitöltése át nem eresztő anyaggal, – függőleges mélyárok a szennyezett talaj körül, ásás közben a beomlás megakadályozására mészhabarccsal vagy bentonitzaggyal töltve, majd át nem eresztő anyaggal (cement, polimerek) kiegészítve, – előregyártott csapolással vízhatlan módon összekötött cementcölöpök beverése a talajba,

– acélszalag darabokból, alumíniumból, fából képzett határoló fal bevezetése, akár 90 m mélységig, – I alakú cölöpök beverése, átfedve és a kiemelt talaj kitöltése, cement- és/vagy betonitzaggyal, – kemény talajba furaton, laza talajba tömlőn át fecskendezéssel bevitt szerolit (műanyag) vagy szervetlen, később vízhatlanná megkötő, habarcs (újabban olaj), – szennyezett zónák átmenetileg elzárhatók fagyasztással, de a könnyebb kezelés kedvéért megfagyasztható az egész szennyezett talajrész is, ha száraz, előzetes nedvesítéssel furatokon át, célszerűen folyékony nitrogénnel. Telített talajban le lehet menni <4×10–12 m/s hidraulikai vezetőképességig.

(a) injekció„függöny”

(b) injekciófal

(c) fémszalagfal

(d) csapolt tömbök

(e) kombinált fal

(f) védőfal zagyból

(g) furatok kötőanyaggal töltve

2. ábra Elzáró, szennyezést határoló technikák

Szennyezett talaj és talajvíz kezelése helyben Reaktív áteresztő gátak A reaktív áteresztő gát abban különbözik a teljes elzárástól, hogy nem akadályozza meg a szennyezett közeg mozgását, hanem éppen a mozgó talajvízből vonja ki a szennyezést, az akvifer kiemelt részének helyére bejuttatott, a szennyezőkkel reagáló anyag segítségével, amely lehet adszorbens, adszorptív, reduktív vagy egyszerű lecsapószer, va-

lamint aerob vagy anaerob biológiai ágens. Radionukleotidok esetében, hatékony a vegyértékváltás (pl. UVIÆUIV) általi leválasztás. Radionuklidokat és nehézfémeket talajvízből kivonó redukálószerek: fűrészpor, őrölt fakéreg, adszorbensek, zeolitok, csontliszt, apatit, vasoxidok és –hidroxidok. Különösen aktív biológiai rendszerek a szénhidrogéneket metabolizáló és növekedési adalékokkal stimulált baktériumok. A nulla vegyértékű vasat tartalmazó reaktív barrier a klórozott szénhidrogéneket klórmentesíti a fém mint elektrodonor által. A szennyezőáramokat újabban a reaktív gátra irányítják olyan elrendezés segítségével (3. ábra), amelyben egy lemezes és egy iszapfal mintegy tölcsért képez a szennyező csóva (vagy vonulat) számára. A rendszernek a környezetet minél kevésbé zavaró kiképzésére modern építőmérnöki technikák és földmunkagépek alkalmazásával folynak kísérletek.

zagyfal

szennyezőcsóva

reaktív fal fal szalagdarabokból

3. ábra Áteresztő reaktív fal „tölcsér és kapu” rendszerrel kombinálva A rendszer érdemi korlátai a reaktív anyag élettartama és a permeábilitás erőteljes csökkenése eltömődés által, amelyet az oldhatatlan leválások okoznak. Mindazonáltal vannak tíz éve működő gátak is, de a monitoring ma már nélkülözhetetlen azért is, mert bizonyos rendszerkomponensek esetében fennáll a remobilizálódás veszélye. A reaktív gátat, anyagának kimerülése után többnyire el kell távolítani (csak ritkán maradhat helyben).

Reaktív áteresztő gát alkalmazásának egyéb korlátozó tényezői: – legfeljebb 20 m-es mélység (kiépítési problémák miatt), – talajvíz mélyebbről való befolyása (amit nehéz megakadályozni), – az időnkénti csere okozta rendkívüli költség és – csekély gravitációs áramlás esetén költséges szivattyúzás. Biológiai gátak A biológiai gát („biofal”), amely keresztezi a szennyezett talajvízáram útját, a kiemelt (kifúrt) talaj hézagába (furatába) helyezett szerves vegyületeket lebontó mikroorganizmusokat hordozó szorbens. A megcélzott szennyezők az aerob és anaerob biológiai folyamatban lebontható halogénezett és nem halogénezett, illékony és félig illékony vegyületek, valamint PCP-k. A biofalak hatása e lebontáson kívül az átáramlásnak a mikrobiális populáció és metabolitok általi fizikai akadályán, radionuklidok komplexképzésén alapszik. Korlátozó tényezők – egyes szennyezők mérgező hatása a mikroobanizmusokra már kis koncentrációban is, – az átáramlást visszatartó nyálkás metabolitok, – a szennyező csóva nagy szélessége, mélysége és közelsége a szennyezett hely határaihoz vagy féltett receptorokhoz. Immobilizálás, szilárdítás helyben Az immobilizálás a szennyezők megkötése helyben vagy a közeg kiemelésével (és kezelés utáni visszahelyezésével vagy lerakásával). A helyi kezelés kémiai úton történik, szilárdító (megkötő) cement-, gipsz-, vízüveg-, gyantabefecskendezéssel, talajvízhez adott, redoxviszonyokat vagy pH-t változtató vegyszerrel. Alkalmazáskor figyelembe kell venni a szennyezett közeg hidraulikai tulajdonságait, és ezzel kapcsolatban azt, hogy a portlandcement és az epoxigyanták igen viszkózusak, a gipsz- és a metakrilsav-szuszpenziók viszkozitása alig haladja meg a vízét. A szervetlen anyagok bevitelük után nem igényelnek megfigyelést, a szerves polimerek viszont ki vannak téve biológiai lebomlásnak. A helyi szilárdítás/stabilizálás sajátos gondja az, hogy a lejátszódó reakciók nagy része exoterm és a felszabaduló hő hatására az illékony szerves szennyezések még tényleges megkötésük előtt elpárologhatnak. Kezelés után a helyszín korlátozottan használható lehet.

Üvegesítő kezelés (vibrifikálás) helyben Az üvegesítő, ellenállásos vagy induktív hőkezelés során a homokos közeg a szennyezőt tartalmazó tömbbé olvad össze. Csak homogén közegre alkalmazható, szükség lehet homok hozzákeverésére. Az eljárás mint tökéletlen égés során az eredetinél toxikusabb bomlástermékek, pl. dioxinok, továbbá illékony radionuklidok (210Po, 137Ce) képződhetnek. Az üvegesítő kezelés lehet – hagyományos, – síkban végzett és – plazmaíves vitrifikálás. A hagyományos üvegesítés függőlegesen elhelyezett elektródsorok között a szennyezett közegen áthaladó áram hatására úgy megy végbe, hogy az ellenállás által felmelegedő talaj, komponenseinek olvadása nyomán összeesik, vele süllyed az elektródok rendszere és az üvegesedés akár 10 m mélységig elhatol, monolitot képezve. A fejlődő gázokat ritkított légterű ernyő alá gyűjtik, és kezelés után bocsátják a légkörbe. Az elektródpárok más elrendezésében ugyancsak Joule-féle hőhatásra, két párhuzamos sík olvadéktömb képződik, amelyek lefelé terjedve összeolvadnak. A két elektród közt ionizált gázokból egy furat alján képzett ív emelkedése közben a talaj szerves szennyezői pirolizálódnak, a többi stabilis áthatolhatatlan salakoszloppá olvad össze. A vitrifikálás valamennyi technikájára érvényes, hogy roppant veszélyes, nehezen kezelhető anyagokat, köztük radionuklidokat immobilizál. Kémiai oxidálás helyben A helyi kémiai oxidálás olyan szerek talajvízbe, üledékbe vagy a szivárgásos talajzónába fecskendezésen alapszik, amelyek a szennyezőket szén-dioxiddá és vízzé oxidálják. Alkalmazása különféle, de csak nagy töménységű szerves szennyezések kezelésére rentábilis. Az oxidálószer káliumpermanganát vagy Fenton-féle reagens, azaz vaskatalizátort tartalmazó hidrogén-peroxid oldat. Korlátozó tényezők lehetnek – nagy szennyezett terület, – föld alatti vezetékek vagy más szerkezetek, – kísérő szennyezők, pl. radionuklidok mobilizálása.

A szennyezett közeg eltávolítása és helyreállítása Kiemelés, kezelés Szennyezett talaj kiemelésekor a gazdaságosság feltételei mellett kell gondoskodni – egyrészt szennyezetlen talajjal való pótlásról, – másrészt a szennyezett talaj engedélyezett elhelyezéséről, megfelelő kezelés után. Vegyes szennyezésű talaj helyreállítása alkalmával a forrás kezelése mellett minimálisra kell csökkenteni a szennyező szóródását – a helyszín körülzárásával, a berendezésekkel együtt, fém, műanyag szálerősítésű üveg stb. anyagú határfalakkal, – szellőző és légritkító rendszerrel, – hab, spray, rögzítő és mosás alkalmazása, szagok, por, VOC munkahelyi légkörtől való távoltartására és tisztításra, – elektrosztatikusan megkötő „függöny” létesítése, – stabilizálás kiemelés előtt a talajba juttatott kötőanyagokkal. Talajkiemelő eszközök és technikák, előkészítés A szennyezett talajkiemelésre alkalmas széles termékkínálat a hagyományos földmunkagépektől, a légmentesen zárt fülkével, szűréssel stb. felszerelt és a távirányítású berendezésekig, a kézi eszközök és a speciális ásó-markoló szerszámoktól, a mágneses, vízsugaras, vákuumos kiemelő rendszerekig terjed. A szennyezett talaj kiemelését és kezelését előkészítő módszerek megegyeznek az in situ remediációra már ismertetett – fagyasztással, – vitrifikálással és – kémiai szilárdítással. Kiszivattyúzott felszíni és talajvíz kezelése A szivattyúzó/kezelő rendszer rendeltetése – a szennyezett talajvíz mozgásának és a szennyezett övezet terjedésének visszaszorítása, valamint – a szennyező-koncentrációk csökkentése a törvényesen megengedett mértékig, ezáltal az akvifer helyreállítása. A kivont víz a szennyvíztisztítás szokott módszerével (eleveniszap, aktívszén és illékonyak leválasztása) kezelhető, de ezeket célszerű ki egészíteni a szennyező forrás elszigetelésével és/vagy kivonásával.

Elegendő víztérfogatot kell kiszivattyúzni az akriferen át, hogy az magával vigye a geológiai közegekből deszorbeálódó és a csekély hidraulikai vezetőképességű zónákból diffundáló mennyiségeket is (4. ábra).

szennyezők elszívó (kivonó-) furat

kondicionálás lerakás

CO2, H2 hőkezeléshez

kezelő berendezés

injekciós furat

akvifer (talajvizes réteg)

nem vizes fázisú, sűrűn folyó őf t

4. ábra Nem vizes fázisú, nagy sűrűségű folyékony szennyezőfront szivattyúzó/kezelő-rendszerének vázlata Az 1990-es években általánosan alkalmazott szivattyúzó/kezelő módszer feltételezi az akvifer elegendő áteresztését és az eltávolítandó szennyező csekély affinitását a talajhoz, feltételez továbbá elég nagy koncentráció-gradienst, a talajon adszorbeált és a talajvízben levő anyag között. Bizonyos akvifer-szerkezetek pórusaiból nehéz kiszívni a vizet, ezen olykor elektrolízissel és fordított ozmózissal kombinálva próbálnak segíteni. A felsorolt és további problémák miatt a kiszivattyúzott talajvíz kezelését – a kivonó és az injekciós furat megfelelő elrendezésével – nem az eltávolítás, inkább a körülzárás módszerének tartják.

A művelethez merülő, 8 m-nél kisebb talajvízmélység esetén felszíni centrifugális szivattyú használható. Szivattyú helyett megfelel az ún. levegőlift, amelynek működése abból áll, hogy egy furaton át bepréselt sűrített levegő buborékja emelkedve felnyomja a vizet. A kiszivattyúzott szennyezett talajvíz tisztításának módszerei: – adszorpció granulált aktív szénen, ligninen, szintetikus gyantákon, – biológiai lebontás eleveniszapban, csepegtető reaktorban, – levegőztetés felületnövelő töltetű tornyon átengedve, – ioncsere szintetikus gyantán, természetes polimeren, – koegulálás, flotálás (pelyhesítés), – szeparálás szűréssel, lepárlással, membrános párologtatással.

A szennyezőkinyerést fokozó módszerek A talajvíz egyszerű kiszivattyúzásának korlátait leküzdendő, alkalmazzák a szennyezőt a talajfelületekről lefejtő, a talaj tömegéből könynyebben kivonó és kisebb mozgékonyabb részeikre hasító eljárásokat. Kémiai hatóanyagok A szennyezők eltávolításának gyorsítására és a kiszivattyúzás maradékának csökkentésére szolgál az ún. talajelárasztás, vagyis a kiszivattyúzott talajvízbe visszajuttatás előtt a kilúgozást elősegítő vegyszerek (sáv, komplexképző, felületaktív vegyület) és a radionuklidokat helyettesítő inert elektrolit adagolása. Ez utóbbiakon kívül a módszer leginkább más szervetlen szennyezők teljes kivonására felel meg. Alkalmazását korlátozhatja – a talaj csekély áteresztőképessége, – a szennyezők mozgékonyságának csökkenése a bevitt anyagok és a geomátrix közötti reakció miatt, – idegen anyagok szabályozásba ütköző bevitele. Az elárasztó víz adalékát, a talajban visszamaradt szennyező kötésmódjától függő mechanizmus: – verseny az adszorbensek közt, – komplexképzés, – felülethatással segített és együttoldódás, – oxidálás, redukálás szerint kell kiválasztani.

Elektrokinetikai kivonás Az eljárás lényege nehézfémek, radionuklidok és töltéssel rendelkező szerves anyagok mobilizálása vízből, talajból, üledékből, iszapból belehelyezett elektródok közt keltett egyenárammal. A töltésük szerint elkülönülő szennyezők a katód és az anód környezetéből kiemelhetők szivattyúzással, lecsapással, ioncserélő gyantával vagy az elektróddal együtt kiemelhetők. Mozgásuk, vagyis az elektrokinetikai mechanizmus háromféle: – elektroozmózis, azaz a víz, ill. a talajnedvesség elmozdulása a szennyezőkkel együtt az anódról a katódra, – elektromigráció, azaz ionok és ionkomplexek, valamint – elektroforézis, azaz töltött részecskék és kolloidok vándorlása az ellenkező töltésű elektródhoz. Az elektród nagy felületű porózus kerámia vagy újabban ún. szén derogél. Az elektrokinetikai szennyezőkivonás korlátozó tényezői – a közeg 10%-nál kisebb nedvességtartalma (az optimum 14– 18%), – betemetett fémes vagy szigetelő anyagok jelenléte, – nem kívánt, esetleg veszélyes anyagok (hidrogén, klór, kénhidrogén, kloroform, aceton) képződése. Kiszorítás inert elektrolittal Az adszorptive visszatartott szennyezőket a geomátrix megkötő felületeiről ki lehet szorítani az akvifer inert elektrolittal való átitatásával. A „verseny az adszorbensért” akkor eredményes, ha a versenytársak affinitása közt elég nagy a különbség, és ha az adszorbens vízzel közel telített. Hatékony inert dektralitként jól bevált a konyhasó (NaCl). Kioldás vízzel és oldószerrel Vízben nem vagy alig oldódó szerves szennyezők kivonását segíti vízzel és a szerves fázissal egyaránt elegyedő oldószerek használata. Az így létrejövő hármas fázis (víz, koszolvens, szennyező) a felületi feszültség csökkentése és az oldékonyság növelése által fokozza a szerves szennyező mozgékonyságát. Leggyakrabban használt „együttoldószerek”: izopropil-, terc-, butil alkohol, pentanol, hexanol és ezek keverékei. Ezeket a talajvízáramba felül juttatják be injekcióval, és alul vonják ki. Adszorbeált szennyezők nagyságrendekkel csökkenthetők 20%-nyi ilyen segítő oldószerrel. Ez tetemesen megnöveli a sűrűséget és a visz-

kozitást a talajvízhez képest, a szállításban is nehezen előre jelezhető nehézségeket okozva. Felületaktív anyagok és mikroemulziók A felületaktív anyagok detergensek molekulája hidrofób és hidrofil részt tartalmaz, így összegyűlnek nem elegyedő közegek (levegő/víz, olaj/víz, szilárdtest/víz) határfelületén, csökkentve az ott uralkodó feszültséget. Lehetnek anionos, kationos, nem ionos és kettősionogén típusúak, eszerint kell őket kiválasztani, pl., hogy ne alkossanak az oldószerrel nagy viszkozitású makroemulziót és ne változtassák meg a talajmátrix nedvesedési tulajdonságait, emellett ne legyenek mérgezők és ne ütközzenek szabályozásba. A felületaktív („amfofil”) anyagok egy kritikus érték fölötti koncentrációban ún. micellákká tömörülnek (5. ábra), ebben különböznek a kevésbé aktív amfifiloktól (pl. alkoholoktól). A micellaképződés visszafordíthatja a szennyezőnek a detergenskoncentrációval növekedő látszólagos oldékonyságát, azaz a pórustérfogatra számított kivont tömegét.

amfipatikus molekulák

lipofil rész

víz

5. ábra A micellaképződés elve A micellák, attól függően, hogy az alkotó molekulák hidrofil vagy hidrofób része van kívül, alkotnak 0,01–0,10 mm átmérőjű, olaj-a-vízben vagy víz-az-olajban cseppekből álló mikroemulziót. Az olaj-a-vízben típusú egyenlő cseppméretű emulziók vízzel korlátlanul elegyedő stabil

rendszerek, amelyek remediációs műveletekben, adszorpció, leválás vagy fázisváltás okozta detergensveszteség nélkül eredményesen használhatók. Felületaktív anyagok bevitele szennyezett akviforbe a hatófelületi feszültség csökkentés és a fázisok virtuális elegyíthetősége által növeli a szennyezők mobilitását. Fizikai módszerek Hidraulikai és pneumatikai „tördelés” – A fokozott intenzitású szennyezőeltávolítás fizikai–mechanikai eljárásait eredetileg a kőolajipar dolgozta ki a nagyobb mélységi kitermelés megvalósításához. Ennek során furatokba az ott uralkodónál nagyobb nyomású vizet, majd durva homok szuszpenziót préselnek, amely felbontja a rétegek kohézióját, növeli a permeabilitást, sziklákban akár 20 m-ig terjedő töréseket hoz létre. Ez a hidrofrakturálás megnöveli az aktív felületet és a „kivonókút” hatósugarát 50-szeres faktorig, így meggyorsítja szennyezések kilépését a talajból. A sűrített levegővel végzett pneumofrakturálással analóg módon kezeli a szivárgásos zónákat illékony szennyezők kivonására. A furat körüli hatósugár-növelés itt 33%-os lehet. Légelszívás – A levegő elszívása a talajvíz fölötti felszínről hasonló a vízréteg alatti szivattyúzás/kezelés módszeréhez. A vákuum szennyezőgáz-áramlást indít felfelé, amelyet fenntart a vele keveredő felszíni légáram, teljes kivonást eredményezve. Az eljárás illékony szerves vegyületekre korlátozódik. Hőkezelés A helyi környező hőmérséklet emelése a szennyező kinyerést egyrészt a szénhidrogének viszkozitásának és a felületi feszültségnek (a kapilláris erőknek) csökkentésével, másrészt szerves vegyületek illékonyságának növelésével segíti. A gőzinjekció technológiáját szintén a kőolajipar fejlesztette ki. A gőz fokozatosan felmelegíti a talajvizet, amely a talajba és a kőzetformációkba behatolva, kiszorítja a folyadékfázis komponenseit. Lehetséges, hogy a hőmérséklet az injekciós és a kivonási furat közötti teljes szakaszon meghaladja a víz forráspontját és csak az illékony szerves vegyültek gázfázisú transzportja zajlik. A magas hőmérséklet mind a szerves, mind a szervetlen szennyezők szorpcós egyensúlyát eltolja a folyadékfázis felé. Az eljárás meg

nem szilárdult üledékekre és megrepesztett sziklás talajra egyaránt alkalmazható. Biológiai módszerek A szennyezők helyi biológiai kilúgozás mint a kinyerést fokozó módszer műszakilag egyszerű, gazdaságilag előnyös, de ez leginkább nagy kiterjedésű, régebbi ipari telephelyek remediációjánál mutatkozik meg. Kíméli a talajt és annak szerkezetét!

Vegyes szennyezésekre, kombinálva alkalmazható eljárások Leválasztás föld alatt és pirolitikus oxidálás A dinamikus föld alatti leválasztás (dynamic underground stripping, DUS) és a vizes pirolitikus oxidálás (hydrous pyrolysis oxidation, HPO) kombinálásával gyorsan eltávolíthatók szerves talajvíz- és talajszennyezések olyan helyekről is, ahol ez más módszerekkel heteket vehet igénybe. A DUS-módszer szerint a szennyezett terület szélén alkalmazott gőzinjekció hatására a talaj fellazul, a szennyezők egy része elpárolog, a másik könnyebben feloldódik. Az elszívás vákuummal, a kezelés a felszínen valósul meg. A gőz kondenzálása után a talajvíz visszafolyik és a ciklus ismételhető, fokozva elektromos ellenálláson alapuló hevítéssel. A HPO-eljárás szerinti gőz/levegő-keverék oxidáló injekciója a feloldott szennyezőket helyben elroncsolja. A DUS/HPO-kombináció alapvető része egy bonyolult képalkotó rendszer, az ún. elektromos ellenállás-tomográfia, amely lehetővé teszi a gőz terjedésének a fajlagos ellenállás változásával kísért háromdimenziós megfigyelését és a hatások, azaz az injekciók és az extrakciók között lejátszódó folyamatok optimálását. Korlátozó, ill. óvatosságot kívánó tényezők: – nagy energiaszükséglet, – a kondenzált gőz növeli a talajvíztérfogatot, – csak 1,5 m-nél mélyebben (de 40 m-ig!) alkalmazható technika, – a forró gőztől elpusztult mikroorganizmusok eltömődést okozhatnak, – zavarhatja a kezelés után akár évekig melegen maradt helyszín használatát.

Biológiai remediálás helyben A bioremediáció műszaki eszközökkel fokozza a természetes biológiai lebontó vagy átalakító mechanizmusokat, a szennyezőket táplálékként vagy energiaforrásként használó mikroorganizmusok életműködéséhez optimális feltételeket nyújtva (mindez mesterséges analógiája az ismertetett „természetes gyengítésnek”). A mikrobiális folyamatokat a szokásos faktorok (tápanyagellátás, N, P, K, S, Mg, Fe stb., hőmérséklet, pH, nedvesség) mellett befolyásolja – a mikroorganizmus hozzáférése a szennyezőhöz (ezt gátolhatja az adszorpció agyagon), – a szennyezőkoncentráció (ha túl nagy mérgező lehet), – mérgező, ill. a metabolizmust gátló anyagok, pl. higany jelenléte. A bioremediációra kifejlesztett eljárások hosszú sora – talajvíz-visszaáramoltatáson (6. ábra), – közvetlen oxigén- és tápanyaginjekción vagy – a szivárgásos zóna levegőztetésén alapszik.

elszívó (kivonó-) furat

befecskendező furat

oxigén tápanyagok

szennyezőfront

akvifer

6. ábra Helyi bioremediáció serkentése talajvíz-körárammal

A bioremediáló mikroorganizmusok stimulálása történhet – anaerob és – aerob feltételek mellett. Anaerob, vagyis oxigénmentes körülmények közt a szerves vegyületek végeredményben metánná, egy kevés szén-dioxiddá és nyomokban hidrogénné bomlanak le. A bomlás közbenső termékei a szennyezőnél lehetnek kevésbé, ugyanannyira vagy erősebben mérgezők, ez utóbbiak adott esetben tovább kezelhetők aerob módon, azaz oxigén jelenlétében, amikor is legtöbbször víz, szén-dioxid és biomassza a végtermék. Ehhez a levegő oxigénjét általában ki kell egészíteni oldott oxigénnel, leginkább oxidálószer formájában. A bioremediáció a lassú módszerek közé tartozik. Lezajlása évekig elhúzódhat, főleg hűvös éghajlaton. Fitoremediáció A talaj magasabrendű növényeket felhasználó fitoremediálása során a szennyezők – felhalmozódnak a szárban és a gyökérben, – elroncsolják vagy immobilizáják azokat a gyökérzóna összetett biogeokémiai rendszerében lejátszódó folyamatok. Kezelhető szennyező csoportok: nehézfémek, radionuklidok, klórozott oldószerek, fenolok, gyomirtók, növényvédő szerek és robbanószerek, valamint ezeket vegyesen tartalmazó szennyezések. Használatban bevált a növények számos, különböző családokból származó fajta, többek közt fűfélék, mustár, napraforgó, nyár- és fűzfafajok, algák, rizs, eperfa, ciprus.

Szennyezett közegek külső (ex situ) kezelése Fizikai eljárások (szétválasztás szemcsenagyság szerint) A frakcionáló kezelés azon alapszik, hogy számos szennyező kötődik kémiai vagy fizikai erőkkel agyag, üledék és szerves talajkomponensek finom szemcséihez, ezek egy része pedig tisztán fizikailag durva homokszemcsékhez és kavicshoz. Ezek mosással és a gravitáció segítségével szétválaszthatók, így a szennyezők is kisebb térfogatra koncentrálódva tisztíthatók.

A szilárd és folyékony szennyezések – szűréssel és membránszűréssel (ultraszűréssel), – ciklonnal, – flotálással (habosítással, pelyhesítéssel), – ülepítéssel és tömörítéssel, valamint – centrifugálással választhatók el egymástól. Leggyakrabban szűrést alkalmaznak homok-, diatómaföld vagy szintetikus szálakból álló ágyon. Szakaszos kapuk módszere – Az eljárás bármilyen szállítószalagon továbbítható talaj, homok, iszap stb. radioaktivitását érzékenyen mérő detektor előtti áthaladásán és a kívánt értéket meghaladó részek automatikus eltávolításán alapszik, csökkentve a továbbiakban kezelendő térfogatot. Érzékelő fémek: NaJ, CaF2 és Ge, a kimutatás érzékenysége pl. americiumra 0,074, rádiumra 0,185 Bq/g. Kémiai és fizikai–kémiai eljárás Talajmosás – Szennyezők széles skálájának leválasztása a talajmátrixról a mosóvízben különböző oldó vagy szuszpendáló szerekkel. A módszer fő hátránya, hogy a mosás tönkreteheti a talaj biológiai funkcionalitását, amelyet az egyes szemcsézetek keverékaránya, agyag- és humusztartalma, valamint a mikrobiális flóra és fauna jelenléte határoz meg. Adszorpció – A fizikai adszorpciót gyenge molekuláris (van der Waals-féle) erők, a kemiszorpciót kémiai kötődés, az elektrosztatikus adszorpciót ionok Coulomb-féle erőkkel való kötődése hozza létre. Megfelelő adszorbenssel (aktívszén-gyanták, lignin, aktivált alumínium-oxid stb.) gázból, folyadékból, zagyból távolítható el a szennyezés. Adszorpció nem alkalmas erő olajszennyezés és nem elég hatékony nagy koncentrációjú szennyezők kivonására. Ioncsere – Az adszorpcióhoz némileg hasonló technika, de itt a szennyező ionjait speciális, előzőleg más egy vegyértékű ion (H+ vagy Na+) által elfoglalt hely vagy felület köti meg, valamely, az adszorpcióhoz is használt anyagon. Alkalmazható oldott nehézfémekre, radionuklidokra, folytonos vagy szakaszos üzemmódban, az idővel telítődő adszorbens cseréjével. 10 ppm koncentráció fölött és savas közegben az ioncserélő működése nem kielégítő. Átpárolgás – A VOC-szennyezésű felmelegített vízből a nem porózus, organofil polimer (pl. szilíciumgumi) kapilláris szálakból készült

membránon az illékony vegyületek vákuum hatására átdiffundálnak. A megtisztított víz elhagyja a párologtatót, a VOC-áramot pedig kondenzálva a folyadékfázisba visszairányítják. Lecsapás – A viszonylag nagy hígítású szennyezőket célszerű nem önállóan, hanem más lecsapószerrel (kationnal) együtt leválasztani. Az eljárás évtizedek óta szolgál iparivíz- és ivóvíztisztításra vas-oxihidroxiddal. A folyamat, amely olykor nem választható el az adszorpciótól gyakorlatilag oldhatatlan és – a lecsapószer mellett kvaguláló és flotálószerek hozzáadásával durvaszemcsés, jól szűrhető és centrifutálható csapadékot eredményez. A koagulálást AlCl3, FeSO4 és szerves polielektrolitok segítik. A koprecipilációs víztisztítás fő hátrányai: – több különböző fémion jelenlétében kialakuló amfoter közegből nehéz a kivonás, – az egyre szigorúbb követelményeknek a lecsapás magában sem tesz eleget, – kezelést igénylő iszap keletkezik. Lepárlás – A lepárlás szennyezett folyadék- vagy gázáramból különböző gőznyomású és forráspontú komponensek általi szétválasztására szolgál. A hőhatásra elpárolgó, majd levált kondenzátum tartalmazza az illékonyabb, a fenékfolyadék a kevésbé illékony összetevőket. A szétválasztást élesebbé teszi több fokozatú lepárlás. Az ismert szennyezők közt illékony a legtöbb szerves vegyület, néhány radionuklid (pl. 210Pb, 210 Po), cianid és higany. Ezek a talajból, más gázosítható vegyületekkel együtt kiűzhetők és lepárlással elkülöníthetők. A lepárlás voltaképpen a különféle hőkezelések, melléktermékének tekinthető. A szétválasztás vákuumban még hatékonyabb. Szennyezők kémiai és fizikai elroncsolása Elégetés – 870–1200 °C-on a különféle veszélyes szennyezők 99,99%-a elég, a végtermék CO2, víz és hamu. A füstgázból a toxikus gázok semlegesítése és a szilárd részecskék megkötése intenzív kezelést igényel. Az égetőmű lehet – forgó kemence, – nagy sebességű levegővel fenntartott fluid ágyas berendezés vagy – elektromosan fűtött szilíciumrudakkal működő infravörös égető.

A magas hőmérsékletű égetéssel robbanószerekkel, klórszénhidrogénekkel, PCB-kkel és dioxinokkal szennyezett talajt tisztítanak meg, miközben figyelmet igényel, hogy – a nehézfémeket tartalmazó hamut kezelni kell, hasonlóképpen – a gázmosó ilékony fémeket (Pb, Cd, Hg, As) és a radionuklidokat 210 Pb, 137Co, – a dioxinképződést magas hőmérsékleten folyamatos ellenőrzéssel lehet elkerülni, megoldás lehet az elektromos fűtés is. Mindezek, valamint a nagy energiaigény és az elégetés utáni talaj sterilitása miatt sok a remediáció ezen módjának az ellenzője. Ennek ellenére terjedőben van a radioaktív szennyezésű talaj mikrohullámú hevítése. Pirolízis – A pirolízis olyan „égetés”, amely oxigén néklül 430 °C-nál magasabb hőfokon, nyomás alatt, kémiailag bontja le a szerves anyagokat. Az eljárás – kevés kátrányos olaj és szilárd maradék (szén, hamu) mellett – további oxidáló kezelést igénylő gázt termel, az égetőművekhez hasonló berendezésekben, de alacsonyabb hőmérsékleten. Pirolizálható hulladékok nagyobb csoportjai: félig illékony szerves vegyületek, rovarölők, kőszénkátrány, szénhidrogénekkel és vegyes radioaktív hulladékkal szennyezett talaj (de csak 1%-nál kisebb nedvességtartalommal). Deszorptív hőkezelés – Hőhatásra deszorbeálódnak a talajrészecskék felületéről az illékony és félig illékony szerves vegyületek (VOC, SVOC, PAH, PCB), nehézfémek és radionuklidok. Hőkezelést (amely részleges lebontással is együtt jár), többnyire elsődleges kezelés (égetés, adszorpció, katalitikus oxidáció) után alkalmaznak, előtte fel kell aprítani a kezelendő anyag (talaj, kő, hulladék) 5 mm-esnél nagyobb darabjait. A speciális ötvözetből készült deszorberek a szennyezőktől függően 150–340 °C-on működnek, stacionárius vagy mozgatható kivitelben. Korlátozó tényezők – a víztelenítés nagy energiaigénye, – bizonyos töltetek abrazív hatása a berendezésre, – agyagos és humuszos talajokban hosszú a tartózkodási (azaz reakciós) idő a szennyezések kötődése miatt. Vitrifikálás ex situ – Vitrifikálni különféle veszélyes szennyezők immobilizálása céljából szilikát tartalmú talajt, iszapot stb. kiemelve is lehet – ún. plazmofáklya-technikával egyszerű forgótűzhelyben vagy – szénelektródos, folytonos betáplálórendszerű ívfénykemencében. A cementbe ágyazásnál is stabilisabb üvegszerű tömbök képződése közben 1500 °C-on egyes szennyezők elroncsolódnak, mások elgázosodnak, és a gázt kezelni kell. Különös figyelmet érdemel továbbá, hogy

– a radionuklidok aktivitása nem szűnik meg, az üveges tömbök sugárzó hulladéknak tekintendők, – egyes hulladékok csökkenthetik a végső szilárdságot, ami boroszilikát-adalékolást tesz szükségessé. Gőzös reformálás fluid ágyban – Az eljárás első szakaszában a vegyes szennyezés szerves részét reagensekkel a forró gőz elgázosítja, majd egy másik kamrába jutva, sokkal magasabb (800–900 °C-os) gőzhőmérsékletnél elroncsolódnak. A sugárzó és nem sugárzó fémek az első reakciótérben maradva inert granulátumot képeznek. Az amionok N, S, Cl gázzá alakulnak át (7. ábra). A fluid ágy felül távozó szennygázt külön egységben kell kezelni.

az elszívott víz körárama

a vízfölösleg elvezetése

mikroorganizmusok, tápanyagok

át nem eresztő lefedés

a külső gázkezeléshez hulladék vízkezelés víz/gázelválasztás

fenékbélés

7. ábra A „biohalom” elrendezés elve Az eljárás nagy energiaigénye a betáplált hulladékban levő vízből túlhevített gőz készítése, a szerves és szervetlen komponensek felhevítése, valamint a szerves vegyületek gőzzel lejátszódó endoterm reakcióinak ellátása között oszlik meg. Ózon és peroxid használata – Ebben az eljárásban a víz szennyezőit folyás közben roncsolja el UI-sugárzás fotolízisének és oxidálószerek: ózon, hidrogén-peroxid hatásának szinergizmusa, amelynek végeredménye teljes lebomlás szén-dioxiddá, vízzé és sókká. Az UI-fény által ózonból fejlődő oxigéngyökök erős oxidáló hatását régóta használják vízművek ivóvíztermelésre. Sugárzással együtt H2O2 is hatékonyan oxidálja vizes oldatok szerves szennyezőit, elsősorban különféle robbanószereket és a nehezen bomló klórozott szénhidrogéneket.

Az UI/O3- és UI/H2O2-kezelés alkalmazását korlátozza – a kezelendő víz zavarossága, – zsiradék és nehézfémek jelenléte. Földművelés, földhalmok – A szennyezett talaj ex situ (nem helyszíni) kezelésére kidolgozott eljárások közös elve: a biológiai lebomlást elősegítve kell gondoskodnia (netán hiányzó) esszenciális tápanyagokról (szétterítéssel), továbbá arról, hogy elegendő elektronakceptor (oxigén) jusson a kezelendő tömegbe, a folyamatot esetleg gyorsítani alkalmas baktériumokkal. 1 m-nél nem vastagabb felszíni réteg kellő oxigénellátó levegőztetését kiemelés nélkül, fellazítással is el lehet érni. A szénhidrogén üzemanyagok illékony komponensei a mezőgazdasági használatban levő talajból elpárolognak, a hosszabb láncúak az intenzív műveletekkel (szántás, ásás), fokozott baktériumlégzés által. Egyes amerikai farmokon célzottabb tisztítást végeznek az időjárási tényezők hatását kiküszöbölő fedett talajhalmokon (7. ábra), pH- és nedvességszabályozással, rendszerint baromfi- és marhatrágya bekeverésével, gondoskodva ezáltal a tápanyagbevitelen kívül makroflórakiegészítésről is. Vízkezelés helyszínen kívül (ex situ) Az elmúlt évtizedek alatt az aerob és anaerob biológiai fokozattal is rendelkező, műszakilag kiérlelt szennyvíztisztító művek kiterjedt alkalmazásban vannak. Hatásuk még fokozható az aerob baktériumnövekedést serkentő, lényegük szerint intenzíven levegőztető rendszerek hoszszú sorával. Alkalmazásukkor meg kell azonban gondolni, hogy – a felhasznált baktériumok hajlamosak nehézfémeket és radionuklidokat felhalmozni, s ezek mérgező hatása gátolja a többi szennyező lebontását, – az elpusztult baktériumokat a szervetlen szennyezőkkel együtt folyamatosan ki kell mosni a rendszerből. A leghatékonyabb aerob víztisztító rendszerek: Csepegtető szűrő (8. ábra) – A berendezés nagy áteresztőképességű szűrőágyból vízelosztó- és elszívórendszerből áll. A szűrőágyon felülről átszivárgó szennyvíz szerves anyagait lebontják a szűrő kavics, salak, műanyag- vagy fa részecskéihez tapadt mikroorganizmusok. Az 1,0– 2,5 m magas, köralapú szűrőágyban: a szennyvíz tartózkodási ideje an-

nak tartalmából, ill. a drénrendszerben kiáramló víz monitoringjának eredményétől függ.

forgó elosztótorok

szűrőtöltet

szellőzőnyílások

szennyvízbemenet

hordozórács a középpont felé lejtő szűrő kezelt víz kivezetése

8. ábra Csepegtetőszűrő Forgó biológiai „kontaktor” – A voltaképpen levegővel intenzíven „érintkeztető”, elfolyó vizek BOI-értékének csökkentésére szolgáló berendezésben lebontó baktériumok rögzülnek üvegszállal erősített PE vagy PP hullámlemezeken. A függőleges, párhuzamos lemezek sorát egy 3–7 m hosszú közös vízszintes, két végén megtámasztott tengely hordozza. Az egész rendszer lassan forog a lebontó tartályban levő tisztítandó folyadék fölött, abba kb. fél magasságig merülve. A kiemelkedés szakaszában a baktériumok elegendő levegőhöz jutnak élénk biodegradáló tevékenységük folytatásához. Talajimmobilizálás és -szilárdítás Az immobilizáló és szilárdító módszerek a szennyezőket – fizikailag rögzítik vagy betokolják egy stabilizáló masszába, vagy – kémiailag kötik meg egy megkötő mátrixban,

a porozitás minimálásával a kilúgozhatóság megszüntetése céljából. A hulladék ilyen rendeltetésű kondicionálásának és rögzítésére kidolgozott számtalan eljárás közt némelyek kiemelt talajra is alkalmazhatók. Bitumenbe ágyazás – A szennyezett anyagot extruderrel forró bitumenbe keverik, amelyben nedvességét 0,5%-ig elvesztve kihűlés után betokolódik. Emulzifikált aszfalt – Az aszfaltemulziót vízben eloszlatott és kémiai emulgeátorokkal stabilizált cseppek alkotják. Az aszfaltemulzió lehet kationos vagy anionos tulajdonságú. Tartósítás céljából a kellő töltéssel bíró emulziót a hidrofil folyékony vagy félfolyékony hulladékhoz keverik, amitől az emulzió megtörik, „elengedi” a vizet, a szerves hulladék pedig a behatoló hidrofób aszfalttal szilárd oldhatatlan mátrixot alkot. Előzetesen szükség lehet semlegesítésre mésszel. Extrudálás polietilénnel – A száraz szennyezett anyag és granulált polietilén kötőanyag keverékét szállítócsigán forró extruderbe továbbítja, ahonnan öntőformába jutva kihűl és megszilárdul. A módszert már ipari méretben is alkalmazzák, a kapott tömb megfelelő tulajdonságát tesztelték. Kezelés puzzolánfölddel vagy portlandcementtel – Kötőanyagként használható puzzolánföld (vulkáni tufa) közönséges portlandcement, továbbá olyan hasonló megkötő tulajdonságú anyagok, mint kemencepor, pernye, habkő, nagy olvasztói salak, amelyek vízzel kémiailag reagálva a szennyezőt befogó szilárd tömbbé állnak össze. A hidrolizáló cement magas pH-jú pórusvizében a nehézfémek és a radionuklidok oldékonysága csekély és a fémionok beépülnek a cementes mátrixba, ezért ezt a módszert radionuklidok mélységi elhelyezésének lehetőségeként tanulmányozzák. Különféle szervetlen adalékok – A szennyezett talajhoz, ill. hulladékhoz keverésre javasolt vagy már kipróbált szervetlen anyagok közül említésre érdemesek: gipsz, foszfátok, szilikagél, vízüveg. Az ún. alabástromgipsz (CaSO4, ½ H2O), gipsszé (CaSO4 · 2H2O) átalakulva egyaránt működik kötőanyagként és együttes leválasztóként, főként kétértékű ionok esetében. Foszfátércbe (apatit) zárva szennyező foszfátok több kémiailag kötött formánál jobban ellenállnak kilúgozásnak. A gélalakú alkáliszilikátokból álló vízüveget a bányászat és a hulladéklerakó ágazat megkötő habarcsként használja vízállósági követelmények teljesítésére.

Szerves adalékok – A geotechnikai ipar szerves polimereket, elsősorban akril- és epoxigyantákat használ remediálásra és radioaktív hulladék környezetkímélő kezelésére. Összeállította: Dr. Boros Tiborné International Atomic Energy Agency (IAEA): Remediation of sites with mixed contamination of radioaktive and other hazardous substances. = Technical Report Series 442. sz. Lapertot, M. E.; Pulgarin, C.: Biodegradability assessment of several priory hazardous substances: Choice, application and relevance regarding toxicity and bacterial activity. = Chemosphere, 65. k. 4. sz. 2006. okt. p. 682–690.

Radioaktív és más veszélyes hulladékokkal vegyesen szennyezett természetes közegek remediációja

Recommend Documents