Rekultywacja gleb

zanieczyszczonych

Technologie rekultywacji gleb

zanieczyszczonych

Metody chemiczne rekultywacji

Założenia ogólne

Chemiczne metody rekultwacji gleb maja na celu

degradacje zanieczyszczeń nagromadzonych w

glebie bądź ich przemianę w formy mniej

niebezpieczne dla środowiska. Wykorzystują

następujące procesy:

• Utlenianie i redukcję
• Dehalogenację
• Ekstrakcję
• Hydrolizę
• Wytrącanie w formach trudno rozpuszczalnych
• Stabilizację odczynu

Zalety metod chemicznych

• Szeroki zakres stosowalności
• Wysoka efektywność
• Wysoka specyficzność w stosunku do

określonych grup zanieczyszczeń

Ograniczenia metod

chemicznych

• Wysoki koszt
• Generowanie dużych ilości odpadów, w tym

odpadów niebezpiecznych

• Trudności w kontorlowaniu procesu

(zwłaszcza w metodach in situ)

Odmywanie gleby

Odmywanie gleby jest metodą oczyszczania

stosowaną ex situ, pozwalającą na usunięcie z
gleby

przede

wszystkim

zanieczyszczeń

nieorganicznych takich jak metale ciężkie,
radionuklidy,

toksyczne

aniony

oraz

niektórych

typów

zanieczyszczeń

organicznych.

Odmywanie gleby

Proces odmywania prowadzony jest w specjalnych

instalacjach, zatem wymaga przemieszczenia gleby.

Istnieja dwa sposoby odmywania gleb:
• Odseparowanie drobnych cząstek z zasorbowanymi

zanieczyszczeniami w strumieniu rozpuszczalnika

• Ługowanie zanieczyszczeń

Odmywanie gleby

Separacja

drobnych

cząstek

z

zasorbowanymi

zanieczyszczeniami

stosowana jest do gleb zanieczyszczonych
radionuklidami.

Odmywanie gleby

Podczas ługowania zanieczyszczenia desorbowane

są z glebowego kompleksu sorpcyjnego przez
czynnik ługujący i wraz z roztworem usuwane z
układu. Do ługowania stosowane być mogą
mocne ekstrahenty takie jak kwasy mineralne
lub ekstrahenty łagodne takie jak związki
chelatujące

(np.

syntetyczne

kwasy

karboksylowe i aminokarboksylowe oraz ich
sole (EDTA - kwas etylenodiaminotetraoctowy,
DTPA – kwas dietyleno-triamino-pentaoctowy,
NTA – kwas nitrylotrioctowy).

EDTA

DTPA

NTA

Schemat odmywania gleby

Woda i

detergent

Zanieczyszczo

na gleba

Urządzenie do

odmywania

gleby

Oczyszczona

gleba

zwracana na

miejsce

pobrania

Ciecz z

procesu

odmywania

Wyługowane

zanieczyszczenia na

składowisko lub do

utylizacji inna metodą

Instalacja

oczyszczania

cieczy

poprocesowej

Woda

zwrócona do

ponownego

użytku

Wady i zalety odmywania gleb

Zalety metody:
• Bardzo skuteczna w oczyszczeniu silnie

zanieczyszczonych gleb

• Szybki proces oczyszczania
• Wysoka efektywność – umożliwia całkowite

usunięcie zanieczyszczeń z gleby

Wady i zalety odmywania gleb

Wady metody:
• Wysokie koszty związane z koniecznością

budowy specjalnej instalacji

• Generowanie dużej ilości odpadów stałych i

ciekłych.

• Konieczność przemieszczenia oczyszczonej

gleby

• Wysoki stopień inwazyjności w stosunku do

środowiska co wymusza dodatkowe zabiegi
rekultywacyjne na oczyszczanym terenie

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa

Metoda ta jest podobna do odmywania gleby. Jest

metodą ex situ wymagającą przeniesienia gleby
do specjalnej instalacji.

Stosowana jest do usuwania zanieczyszczeń takich

jak PCB (polichlorowane bifenyle), WWA oraz
związków

ropopochodnych.

Od

metod

odmywania gleby różni się stosowanymi
rozpuszczalnikami – są to silne, niepolarne
rozpuszczalniki

organiczne,

desorbujące

zanieczyszczenia organiczne zasorbowane w
glebowym kompleksie sorpcyjnym.

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa

Przebieg procesu jest w zasadzie identyczny ja

w przypadku odmywania gleby.

Zalety metody:
• Szybki przebieg procesu
• Wysoka efektywność procesu gwarantująca

pełne

lub

prawie

pełne

usunięcie

zanieczyszczeń

• Możliwość

usunięcia

związków

trudno

degradowalnych

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa

Wady metody są podobne jak w przypadku metody

odmywania gleby:

• Stosunkowo wysokie koszty związane z

koniecznością budowy specjalnej instalacji

• Generowanie dużej ilości odpadów stałych i

ciekłych.

• Wysoki stopień inwazyjności w stosunku do

środowiska

(konieczność

przemieszczenia

oczyszczonej gleby) co wymusza dodatkowe
zabiegi rekultywacyjne na oczyszczanym terenie

Immobilizacja zanieczyszczeń ex

situ

Służy

do

immobilizacji

(unieruchamiania)

niektórych

zanieczyszczeń

organicznych

i

nieorganicznych w glebie.

W celu neutralizacji zanieczyszczeń do gleby

dodawane są substancje wiążące powodujące
trwałe zablokowanie zanieczyszczeń.

Stosowana jest tam gdzie ze względu na znaczny

stopień toksyczności zanieczyszczeń nie można
pozostawić zanieczyszczonej gleby w miejscu jej
występowania a jej składowanie w formie
niezabezpieczonej jest związane z bardzo
wysokim ryzykiem.

Schemat immobilizacji

zanieczyszczeń ex situ

Miejsce

składowania

Dodatki wiążące

Unieruchomieni

e

zanieczyszczeń

(mieszanie)

Wydobycie

zanieczyszczone

j gleby

Miejsce

występowania

zanieczyszczeń

Immobilizacja zanieczyszczeń ex

situ

Zalety metody:

• Metoda szybka i łatwa w zastosowaniu

• Stosunkowo niewielkie koszty, związane
przede wszystkim z koniecznością usunięcia
zanieczyszczonej gleby

Immobilizacja zanieczyszczeń ex

situ

Wady metody:

• Wysoka inwazyjność w stosunku do
środowiska

• Generowanie dużej ilości odpadów stałych

• Konieczność składowania zestalonej gleby

•Możliwość

ponownego

uruchomienia

zanieczyszczeń

w

przypadku

zmiany

warunków fizykochemicznych w produkcie
lub jego otoczeniu.

Przemywanie gleby

Przemywanie

gleby

jest

odpowiednikiem

odmywania gleby stosowanym in situ.

W

metodzie

tej

nie

ma

konieczności

przemieszczania gleby.

Stosowane są łagodniejsze ekstrahenty.

Konieczna jest izolacja oczyszczanego terenu i

system zbierania odcieków.

Konieczny jest stały monitoring terenów

sąsiadujących z terenem oczyszczanym.

Schemat przemywania gleby

Dozowanie w

formie

oprysku

Oczyszczanie

wód

gruntowych

Zbiornik z

roztworem

ługującym

Pompa

Pompa

Zanieczyszcz

ona strefa

Zanieczyszcz

ony odciek

Zbieranie

zanieczyszczonego

odcieku

Poziom wód

gruntowych

Strefa o niskiej przepuszczalności

wody

Przemywanie gleby

Zalety metody:
• Stosunkowo niewielka inwazyjność w

stosunku do środowiska.

• Brak odpadów stałych.

Przemywanie gleby

Wady metody:
• Duża ilość generowanych odpadów ciekłych
• Niepełne usunięcie zanieczyszczeń z gleby

(niższa skuteczność niż w metodach ex situ)

• Konieczność stałego zbierania odcieków,

izolacji

oczyszczanego

terenu

i

zabezpieczenia terenów sąsiednich.

• Konieczność stałego monitoringu w czasie

procesu

• Wysokie koszty inwestycyjne, operacyjne i

poprocesowe.

Immobilizacja zanieczyszczeń in

situ

Metoda ta polega na unieruchomieniu

zanieczyszczeń w skażonej nimi glebie.

Proces polega na wprowadzeniu do gleby

substancji (np. cement, zeolity, żywice

polipoksydowe),

które

trwale

wiążą

zanieczyszczenia lub na drodze reakcji

chemicznych tworzą trudno rozpuszczalne

połączenia

(minerały

węglanowe

i

fosforanowe)

bądź

też

modyfikują

właściwości gleby w taki sposób, że

zanieczyszczenia występują w formach mało

mobilnych (np. poprzez zmianę odczynu).

Immobilizacja zanieczyszczeń in

situ

Metoda ta stosowana jest tam gdzie chodzi o

szybkie zabezpieczenie zanieczyszczonego

terenu oraz terenów sąsiednich przed

negatywnym

oddziaływaniem

zanieczyszczeń.

Stosowana jest często w połączeniu z

fitostabilizacją.

Przeznaczona jest do rekultywacji terenów

średnio i słabo zanieczyszczonych, przede

wszystkim

metalami

ciężkimi

oraz

niektórymi związkami organicznymi.

Schemat immobilizacji

zanieczyszczeń in situ

Zbiornik

z wodą

Zbiornik

z

substan

cją

wiążącą

Gleba

czysta

Gleba

zanieczyszczo

na

Mieszanie

zanieczyszczonej

gleby z substancjami

wiążącymi

zanieczyszczenia

Immobilizacja zanieczyszczeń in

situ

Zalety metody:
• Mała inwazyjność w stosunku do

środowiska (z wyjątkiem stosowania
substancji zestalających glebę)

• Szybka i łatwa w zastosowaniu
• Relatywnie niskie koszty
• Brak odpadów
• Zastosowanie do immobilizacji szerokie

gamy zanieczyszczeń

Immobilizacja zanieczyszczeń in

situ

Wady metody:
• Zanieczyszczenia

zostają

unieruchomione a nie usunięte.

• W

razie

zmiany

warunków

środowiskowych możliwość ponownego

uruchomienia zanieczyszczeń.

• Niewielki zasięg rekultywacji obejmujący

najczęściej

jedynie

część

profilu

glebowego.

• Konieczność

stałego

monitoringu

rekultywowanego terenu oraz obszarów

sąsiadujących.

Dehalogenacja

Metoda

służąca

degradacji

związków

halogenoorganicznych

(chloro-,

bromo-

i

jodoorganicznych), często trudno degradowalnych
takich jak PCB czy pestycydy chloroorganiczne.

Związki zanieczyszczające pozbawiane są atomów

halogenowców a następnie usuwane z gleby w
roztworze

przemywającym

lub

poprzez

odparowanie.

Dehalogenacja wymaga specjalnej instalacji i

przemieszczenia oczyszczanej gleby (metoda ex
situ).

Dehalogenacja

Stosowane są dwie metody dehalogenacji:
1. Dehalogenacja glikolanowa, w której

czynnikiem dehalogenującym jest glikol
polietylenowy lub jego sól.

2. Dehalogenacja katalizowana przez jony

metali alkalicznych, przy czym reakcja
przebiega najczęściej z wykorzystaniem
związków

wapniowców,

najczęściej

wapnia lub magnezu.

Schemat dehalogenacji

glikolanowej

Oczyszczana

gleba

(przesiana)

Gleba

oczyszczona

Urządzenie

odwadniają

ce

Zbiornik

glikolu

etylenoweg

o

Reaktor

Gazy

Woda po

płukaniu

Kontrola i

oczyszczani

e gazów

Separator

Płuczka

Instalacja

oczyszczani

a wody

Oczyszczona

woda

Dehalogenacja

Zalety metody:
• Jedna z nielicznych metod pozwalających

na

skuteczne

usuwanie

trudno

degradowalnych

zanieczyszczeń

halogenoorganicznych takich jak np. PCB.

• Nie generuje dużej ilości odpadów.

• Może być stosowana do gleb silnie

zanieczyszczonych.

Dehalogenacja

Wady metody:
• Wysokie koszty procesu oczyszczania.

• Duża inwazyjność w stosunku do

środowiska

• Ograniczona

liczba

usuwanych

zanieczyszczeń – najczęściej lotne i
półlotne związki halogenoorganiczne.