Kontaminované zeminy. Ing. Jan Horsák, Ph.D.

Transkript

1 Kontaminované zeminy Ing. Jan Horsák, Ph.D.

2 Co je zemina? Pohled zemědělců zemina není, existuje půda, ta se dělí na jednotlivé horizonty Pohled geologů zemina je jen nejsvrchnější část zemské kůry obsahující organický materiál, zbytek je horninové podloží Pohled chemiků Zemina je vše až k nepropustnému podloží, někdy se do tohoto pojmu zahrnují i kaly

3 Definice Zemina - Horní vrstva zemské kůry složená z minerálních částic, organického materiálu, vody, vzduchu a organizmů (International Organisation for Standardisation (ISO) rok 1993) Zemina - Sypká nebo slabě zpevněná, snadno rozpojitelná hornina (Zpravodaj MŽP 8/1996) Půda - samostatný přírodní útvar vzniklý z povrchových zvětralin zemské kůry a z organických zbytků za působení půdotvorných faktorů. ( Půda - složitý, polydisperzní třífázový systém, složený z pevné, kapalné a plynné složky, které interagují navzájem a se živými organismy (CZU) Půda - zákonitě uspořádané přírodní tělo, schopné vývoje, které se stále mění - žije. Půda je ta část litosféry, po kterou probíhají půdotvorné procesy (pedosféra) (FŽP UJEP Ústí n.l.) Půda - přírodní útvar,který se vyvinul z povrchových zvětralin zemské kůry a ze zbytků ústrojných a jehož stavba i složení jsou výsledkem působení podnebí a živých organismů v půdě i na půdě žijících (Krpeš V. :Ekologie rostlin, PF Ostravské university)

4 Složení zeminy Tuhá část minerální složka 45 %, organický materiál, živé organismy do 5% Kapalná část podzemní voda, kapilární voda 20-30% Plynná část půdní vzduch (Vzdušina) %

5 Dělení zemin Písčitá Písčito-hlinitá Hlinito-písčitá Hlinitá Jílovitá Rašelinová

6 Klasifikace zemin

7 Vertikální členění horninového prostředí

8 Definice kontaminace Definice kontaminovaných míst dle FCSI (Federal Contaminated Sites Inventory ): Kontaminované místo je, když se jedna látka vyskytuje v koncentracích (1) vyšších než pozadí (normální úroveň výskytu) a představuje nebo pravděpodobně představuje přímé nebo dlouhodobé riziko pro zdraví člověka nebo pro životní prostředí, nebo (2) překračují úrovně určené v předpisech.

9 Kontaminace zemin Plynná Rn, CH 4, CO, CO 2 Kapalná ropné látky, látky používané v zemědělství, kyseliny, roztoky solí kovů Tuhá popílky, soli, Organická ropné látky, rozpouštědla Anorganická - kovy Radioaktivní - radionuklidy

10 Plynná kontaminace zemin Radon radioaktivní plyn Methan, CO, CO 2 původ přirozený vulkanická činnost původ antropogenní hlavně skládkování Průmyslové havárie řídký zdroj plynné kontaminace zemin

11 Kapalné kontaminanty Těkavé organické látky (VOCs) Semitěkavé organické látky Ropné produkty Zemědělské odpady Kyseliny, zásady Rtuť

12 Tuhé kontaminanty Popílky Soli původu antropogenního i přirozeného Písek Divoké skládky

13 Chování organických polutantů v zeminách lehká fáze

14 Chování organických polutantů v zeminách těžká fáze

15 Dekontaminační procesy Fyzikálně chemické Termické Biologické Ostatní

16 Fyzikálně chemické procesy Venting Air-sparging Bioslurping Sanační čerpání Sanace pomocí propustných reakčních stěn (bariér) Promývání/praní zeminy Extrakce rozpouštědly Solidifikace/Stabilizace Chemická redukce/oxidace Elektrodekontaminace

17 Venting

18 Air sparging

19 Venting ex-situ

20 Bioslurping

21 Bioventing

22 Sanační čerpání

23 Sanace pomocí propustných reakčních stěn (bariér)

24 Termické procesy Termicky urychlený venting Nízkoteplotní termická desorpce Vysokoteplotní termická desorpce Dekontaminace horkým plynem Pyrolýza Vitrifikace (in situ, ex situ) Spalování Venkovní spalování/venkovní výbuch (Open Burn/Open Detonation)

25

26 Pyrolýza

27

28 Vitrifikace Klasická vitrifikace Ukládání do síry

29 Schéma vitrifikace in situ 1 kryt 2 - úroveň terénu 3 - elektrody 4 - elektrický proud 5 zemina 6 - roztavená zemina 7 - blok vitrifikovaného materiálu 8 - stav během vitrifikace 9 - stav po vitrifikaci Schéma technologického uspořádání in-situ vitrifikace (Kompendium Obr. č , firemní materiál Soletanche Bachy)

30 Biologické procesy Biodegradace (in situ) Bioventing White rot fungus (houba bílé hniloby) Kompostování Fytoremediace

31 Bioremediace

32 Fytoremediace Výhody přirozený přírodní proces nedochází k devastaci okolní krajiny ponechává půdě funkci a možnost dalšího použití přijatelná pro veřejnost Nevýhody zdlouhavá metoda kontaminanty v biologicky dostupné formě obvykle pouze pro nízké koncentrace kontaminantů hloubka znečištěné zóny nesmí přesahovat dosah kořenů

33 Fytoremediace - příklady Konopí technické radioaktivní prvky, těžké kovy Pšenice, cukrová třtina chlorované pesticidy Rýže olejové zbytky Rákosí - BTEX, bifenyl, chlorbenzen, naftalen, p- nitro-toluen, chloroform, 1,1,1-trichloreťhan Kukuřice, fazole pesticidy, zvláště na bázi atrazinu Luštěniny, tabák ropné látky Borovice - Trichlorethen

34 Kompostování

35 Ostatní Vybagrování, uložení na skládku Uzavření a enkapsulace Přirozená atenuace

36 Průzkum lokality

37 Kontaminace - popílky

38 Kontaminace ropné látky

39 Sanace

40 Bioremediace?