62200 img152 (2)

WARUNKI OPTYMALNE c.d.

Zawartość substancji odżywczych w wodach gruntowych i glebach jest wystarczająca dla rozwoju flory i fauny glebowej.

Substancje biogenne muszą być dostępne dla mikroorganizmów, aby mogły one stymulować wzrost swoich komórek i utrzymywać proces biodegradacji na wysokim poziomie.

Niska zawartość rozpuszczalnego żelaza (Fe⁺²) w glebach i wodach podziemnych, które pod wpływem tlenu może ulegać utlenianiu do Fe*³ i utrudniać procesy degradacji substancji ropopochodnych.

Temperatura gleby i wód gruntowych kształtuje się w przedziale od 10 do 45°C. W takich warunkach aktywność mikroorganizmów podwaja się wraz ze wzrostem temperatury o każde 10°C .

Ponieważ biosparging jest metodą remediacji gleb in situ, najważniejsze jest, aby na oczyszczanym terenie zapewnić mikroorganizmom w miarę stabilne warunki termiczne, tylko nieznacznie zmieniające się w zależności od pór roku, gdyż w ten sposób utrzymamy biodegradację substancji ropopochodnych na jednakowym poziomie.

Powietrze (lub opcjonalnie tlen) wraz z substancjami odżywczymi

wstrzykiwane jest do gleby poniżej poziomu wody gruntowej w celu zwiększenia aktywności biologicznej rdzennych mikroorganizmów (drożdży, grzybów czy bakterii) rozkładających substancje toksyczne do mniej szkodliwych lub naturalnych składników.

Czasami, dla zwiększenia efektywności procesu dodaje się do strumienia wprowadzanego powietrza wyselekcjonowane laboratoryjnie bakterie znane ze szczególnych właściwości do rozkładania substancji ropopochodnych.

Rozkład ZR w gruncie umożliwiający stosowanie biowentylacji.

Można stosować w rejonach strefy saturacji leżących bezpośrednio pod zwierciadłem wody.

NAPL - zanieczyszczenia organiczne ciekłe nie mieszające się z wodą.

OGRANICZENIA

•    Biosparging nie może być stosowany na obszarach gdzie stwierdza się obecność wolnego produktu naftowego na lustrze wód gruntowych, gdyż wtłoczenie strumienia powietrza spowodować może migracje plamy zanieczyszczeń na przyległe obszary.

•    Obecność na danym terenie studni, piwnic i zamkniętych podziemnych kanałów, gdzie mogą zbierać się niebezpieczne opary - w takich przypadkach niezbędne jest stosowanie systemu „soil vapour extraction", ze zwiększoną liczbą studni ekstrakcyjnych, aby zapewnić jak najlepsze „wyłapanie” oparów i ich unieszkodliwienie.

MONITORING

Stosowanie metody biospargingu do oczyszczanie terenów skażonych substancjami ropopochodnymi powinno być połączone z czasowym monitoringiem powietrza, aby móc w jak najlepszy sposób kontrolować wielkość emisji zanieczyszczonych lotnymi węglowodorami gazów do atmosfery, po zakończonym procesie oczyszczania.

KOSZTY

Koszt przeprowadzenia oczyszczania gruntów tą metodą nie został dokładnie

oszacowany. Zazwyczaj określa się go jako konkurencyjny w stosunku do innych

metod remediacji.

AIR SPARGING (IN SITU VOLATILIZATION)

Przewietrzanie

podstawowe warunki

•    Technologia in situ

•    Zanieczyszczenie substancjami ropopochodnymi

Specyfika stanu substancji zanieczyszczających

•    występujące najczęściej w postaci pary w strefie saturacji,

•    rozpuszczone w wodzie,

•    uwięzione w porach glebowych strefy nasyconej.

ZASADA METODY

•    Do utworzonych (wywierconych) otworów, umieszczonych w strefie zanieczyszczonej poniżej poziomu wód gruntowych wprowadza się (pod ciśnieniem) powietrze atmosferyczne, które przewietrza strefę nasyconą.

•    Powoduje to przyśpieszenie ewapotranspiracji oraz wspomaga procesy biodegradacji poprzez dostarczenie mikroorganizmom dodatkowego źródła tlenu.

•    Biosparging na ogół używany jest na terenach zanieczyszczonych olejami mineralnymi czy też paliwem lotniczym, gdyż tam uzyskiwano największą efektywność oczyszczania.

•    Metoda ta nie może być wykorzystywana przy zanieczyszczeniu środowiska glebowego lekkimi frakcjami benzyn, które zbyt szybko ulegają wyparowaniu i ulatniają się do atmosfery.

POŁĄCZENIA Z INNYMI METODAMI

•    Biosparging często używany jest z metodą "soil vapor extraction” (ekstrakcja oparów), gdyż wśród substancji zanieczyszczających znajdują się niejednokrotnie lotne węglowodory, które należy przetransportować na powierzchnię wytwarzając podciśnienie w glebie, a następnie poddać opary zabiegom oczyszczającym przed odprowadzeniem ich do atmosfery.

•    Po połączeniu tych dwóch systemów metoda ekstrakcji par tworzy negatywne ciśnienie w strefie nasyconej poprzez serię studni ekstrakcyjnych, które kontrolują migrację chmury par do miejsca ich oczyszczania.

BIOSPARGING A AIRSPARGING

•    Biosparging jest technologią bardzo zbliżoną do air spargingu (przewietrzanie).

•    W metodzie air spargingu zanieczyszczenia organiczne usuwane są przede wszystkim poprzez odparowanie, natomiast biosparging bardziej promuje biodegradację substancji ropopochodnych.

BIOSPARGING - zalety

•    krótki czas oczyszczania gruntu, trwający od 6 miesięcy do 2 lat (przy uzyskaniu sprzyjających warunków).

WARUNKI OPTYMALNE

•    przepuszczalność gruntu kształtuje się na poziomie > 10 ⁹ [mis],

•    w składzie mechanicznym gleby przeważają utwory drobnoziarniste (piaski, żwiry), gdyż przepływ wtłaczanego powietrza uzależniony jest od ilości dostępnych przestrzeni w glebie. Im bardziej zwięzła gleba tym mniejsza efektywność dystrybucji tlenu w głąb profilu.

■ pH gleby osiąga wartość w przedziale 6-8. Optymalne pH dla wzrostu i rozwoju mikroorganizmów kształtuje się na poziomie 7;

•    występowanie oraz wielkość kolonii i gęstość populacji rodzimych mikroorganizmów przyczyniających się do rozkładu szkodliwych substancji ropopochodnych.

L^Ł1

Zalety

Dużą zaletą tej metody jest stosunkowo niski koszt,

łatwość połączenia jej z innymi metodami np. air sparging, biosparging czy

oczyszczanie wód gruntowych,

technologia oparta jest na materiałach i sprzęcie ogólnie dostępnym i bardzo łatwym do zainstalowania.

Optymalne warunki

wody gruntowe znajdują się głębiej niż 5 m od powierzchni gruntu; przepuszczalność gruntu kształtuje się na poziomie > 10 ⁸ [m/s]; odczyn gleby osiąga wartość w przedziale pH 6 - 8; wilgotność gleby wynosi 40 - 60%;

występowanie mikroorganizmów aerobowych, wykorzystujących tlen jako akceptora elektronów, a także występowanie mikroorganizmów beztlenowych, dla których inne składniki zawarte w ropopochodnych zanieczyszczeniach mogą być źródłem energii (azot, siarka);

obecność rdzennych hetero- i autotroficznych mikroorganizmów wykorzystujących produkty ropopochodne jako źródło węgla; granica zanieczyszczeń składnikami ropopochodnymi nie może przekroczyć 25 000 mg/kg (2,5%);

w strefie zanieczyszczonej koncentracja metali ciężkich nie powinna przekraczać 2 500 mg/kg (powyżej tej granicy metale ciężkie stają się inhibitorami wzrostu i rozwoju mikroorganizmów).

BIOSPARGING

Charakterystyka metody

•    Zanieczyszczone medium - woda gruntowa, gleba lub grunt - warstwa saturacji;

•    Rodzaj metody - biologiczna;

•    Warunki prowadzenia oczyszczania- in situ.

ZASADA

Biosparging używany jest do redukcji zanieczyszczeń organicznych rozpuszczonych w wodach gruntowych bądź zaadsorbowanych w glebie poniżej lustra wód gruntowych.

Biosparging jest metodą remediacji in situ, która podobnie jak bioventing wykorzystuje rodzimą mikroflorę, aby rozłożyć węglowodory organiczne znajdujące się w strefie saturacji (wysycenia, poniżej poziomu wód gruntowych).