5.TEHNICI DE REMEDIERE5.1. EVALUAREA ALTERNATIVELORMetodele de remediere a acviferelor contaminate sunt nc ntr-o faz de dezvoltare, determinat de numrul mare de parametrii care influeneaz procesele implicate n comportarea poluanilor n mediul subteran. Din punct de vedere managerial, msurile care pot fi aplicate pentru decontaminarea acviferelor sunt limitate (figura 5.1): msuri de limitare a creterii ariei poluate; msuri de refacere a zonei subterane poluate; autoremedierea, neluarea de msuri, mizndu-se pe autoepurarea mediului subteran. Masuri de limitare

Masuri de refacere a zonei

Atenuare naturala

Figura 5.1. Masuri aplicate pentru decontaminarea acviferelor Tehnicile de remediere a acviferelor poluate, cuprind (figura 5.2):1

Metode de remediere in-situ:

izolarea zonei poluate prin ecrane impermeabile cu perei ncastrai n stratul de roc impermeabil; izolare hidraulic (puuri de extracie i, eventual, injecie); bariere reactive sub forma de ecrane impermeabile cu pori de epurare; ecrane permeabile reactive; pomparea i epurarea la suprafa a apei poluate; metode termice de epurare prin injectarea aburului; injectare aer cald; nclzire electric; nclzire prin unde radio etc.; sisteme de aspiraie a vaporilor din subteran pentru recuperarea compuilor organici volatili i semi-volatili; barbotarea cu aer, injectarea aerului n scopul de a determina antrenarea compuilor chimici poluani i transportul lor la suprafa; metode chimice de epurare in-situ sunt bazate n special pe oxidarea/reducerea produilor petrolieri reziduali din subteran prin injectarea unor ageni chimici potrivii naturii poluantului i transformarea poluantului n forme netoxice; o a doua metod chimic determin splarea mediului subteran, inducndu-se reducerea tensiunilor interfaciale ap-poluant, mrirea solubilitii poluanilor i reducerea vscozitii acestora, astfel fiind favorizat recuperarea poluanilor prin puuri sau drenuri de captare; metode de accelerare/stimulare a proceselor de bioremediere in-situ folosec aplicarea unui sistem de pompare a apei subterane, pentru reciclarea acesteia i introducerea n zona poluat mpreun cu apa a oxigenului i nutrienilor, bioventilarea. pomparea apei contaminate la suprafa i apoi tratarea ei prin metode chimice, fizice sau biologice; tratarea in situ a zonei poluate; limitarea fizic a extinderii zonei poluate.

Metode de remediere ex-situ

Aceste metode se bazeaz pe excavarea pmntului poluat, pomparea apei ce conine contaminantul i transportul acestora (pmnt i ap contaminate) ntr-o locaie unde se vor aplica metodele de tratare/epurare cunoscute, sau vor fi depozitate final. Aceste metode prezint sigurana unei decontaminri n proporie de 100%, ns incumb costuri mari i dificulti speciale; de regula se iau n considerare numai n cazul unei poluri severe, n care costul este nesemnificativ n comparaie cu importana resurselor care trebuie protejate. Alegerea soluiei de remediere nu este o operaie simpl, ea cuprinznd mai multe etape care se la realizarea obiectivelor remedierii. n figura 5.3 sunt prezentate, conform US-EPA 1988, etapele principale care trebuiesc parcurse n procesul de stabilire a unei soluii de remediere a mediului permeabil subteran poluat. Se observ c dup stabilirea unei soluii de remediere i aplicarea ei, monitorizarea continu a eficienei decontaminrii va determina confirmarea justeei soluiei alese sau din contr necesitatea realizrii unor modificri pentru asigurarea atingerii intelor propuse prin programul de decontaminare.

2

Figura 5.2. Ponderea relativ a tehnicilor de remediere aplicate.

Figura 5.3. Implementarea solutiilor de remediere3

5.2. LIMITAREA EXTINDERII POLURIIPoluarea mediului poate fi accidental, ca urmare a unor deversri aleatorii de contaminani n timpul transportului sau manipulrii acestora. Totodat volumul materialelor contaminante deversate i durata in timp a accidentului reprezint factori ce contribuie la sporirea gradului de contaminare. Natura poluantului i a substratului poluat, ct i condiiile de dispersie n mediu a contaminantului, conduc la necesitatea limitrii zonei contaminate. Polurile cronice sau istorice constituie nivele de contaminare ridicat, ca urmare a acumulrii n timp a unor materii contaminante care au afectat straturi profunde de sol, uneori atingnd freaticul. n acest caz, limitarea extinderii polurii acioneaz att la suprafaa solului, n zona de contaminare, ct i la nivelul pnzei freatice, limitnd transportul contaminantului la distan. n vederea obinerii unor rezultate mulumitoare n ceea ce privete decontaminarea unor zone poluate, indiferent de tipul tehnologiei de remediere ales, se impune luarea unor msuri de stopare a polurii i de limitare a extinderii polurii. n msura n care poluarea nu poate fi n totalitate stopat (ne referim la activiti cu flux continuu de transport, manipulare, activiti cu risc permanent de poluri accidentale) se impune aplicarea unor msuri de limitare a extinderii polurii, de tipul unor ecrane permeabile sau impermaeabile cu pori de tratare, prin care se realizeaz o limitare fizic sau aplicarea unor tehnologii de izolare hidraulic.

5.2.1. Ecrane impermeabileEcranele impermeabile au rolul de a controla curentul de ap subteran ntro anumit zon, reducnd sau anulnd debitul de ap n zona afectat de poluare. Soluia este aplicabil atunci cnd nu se urmrete depoluarea zonei, ci doar izolarea acesteia (figura 5.4).

Figura 5.4. Sistem de ecranare. Cel mai adesea se folosesc ecranele care realizeaz o incint complet nchis n jurul zonei poluate. O astfel de soluie necesit un control al nivelului apei subterane din interiorul incintei realizate cu ajutorul ecranelor impermeabile, deoarece zona va continua s fie alimentat cu ape din percipitaii sau alte surse, determinnd o cretere a nivelului apei subterane. Msurile pentru controlul nivelului apei subterane care se pot lua constau n realizarea unor puuri de extracie n incint, fie n acoperirea suprafeei incintei cu un strat impermeabil care4

s opreasc infiltrarea apelor de suprafa. Stratul acoperitor poate fi realizat din argil, membrane sintetice sau o combinaie a acestora. Este necesar ca la partea superioar a stratului impermeabil s se asigure o pant de scurgere a apelor de precipitaii. Pentru realizarea ecranelor impermeabile sunt folosite diverse scheme constructive, alegerea lor fcndu-se funcie de caracteristicele zonei contaminate i funcie de locaia zonei poluate. Materialele utilizate la realizarea ecranelor sunt diverse, cel mai adesea fiind utilizat bentonita, dar i betonul sau betonul n amestec cu polimeri. Sparea traneei pentru realizarea ecranului se face cu excavatorul, pereii fiind susinui cu noroi pentru realizarea ecranelor impermeabile. Pe lng o serie de aspecte pozitive, aplicarea acestei soluii are totui i unele limitri: dificulti n gsirea materialelor de construcie ieftine i compatibile cu natura chimic a poluantului; dificulti n controlul execuiei ecranelor; costul ridicat al unor produi chimici ce ar putea fi utilizai n impermeabilizare; dificulti de execuie, n special n cazul unor acvifere cu permeabilitate mai mare de 10-15 cm/s. Aplicarea acestor soluii va putea fi fcut numai dup evaluarea atent a tuturor carateristicilor zonei poluate.

5.2.2. Izolarea hidraulicIzolarea hidraulic poate fi folosit cu succes atunci cnd se urmrete prevenirea creterii ariei poluate sau pentru evitarea polurii altor acvifere, respectiv a apelor de suprafa. Amplasarea unui pu de extracie n faa frontului poluant, din care se va pompa ap poluat care necesit, desigur, tratare nainte de evacuare, va stabiliza avansarea acesteia. Soluia astfel aplicat trebuie s fie nsoit de msuri de control i remediere a zonei sursei de poluare. De cele mai multe ori aceast soluie se aplic atand puului de extracie i un pu de injecie, amplasat n amonte de zona poluat, cu scopul creterii gradientului hidraulic, pentru a avea astfel un control mai bun al curentului subteran. De asemenea, puul de injecie rezolv problema deburii apelor extrase din subteran, n cazul n care nu poate fi gsit un emisar la o distan acceptabil. n figura 5.5 este prezentat o astfel de soluie, n care pentru controlul zonei poluate se folosesc dou puuri pentru extracie, respectiv pentru injecie. n cazul n care se folosesc puuri duble pentru extracie, respectiv injecie, izolarea zonei este mai sigur, iar cantitatea de ap vehiculat poate fi redus, acest lucru conducnd la o reducere a costurilor de exploatare. Folosirea sistemelor de puuri duble ofer totodat o mai bun siguran n exploatare, permind oprirea funcionrii, pe rnd, a cte unui pu pentru ntreinere sau alte intervenii, sistemul rmnnd tot timpul operaional.

5

Figura 5.5. Izolarea hidraulic a zonei contaminate.

Succesul acestei metode este dat de rspunsul corect la urmtoarele probleme: alegerea numrului de puuri; amplasarea puurilor; determinarea debitelor de pompare i injecie. Modelarea matematic a soluiei propuse, dar i msurtorile pe instalaiile pilot, sunt adesea utilizate pentru a fundamenta parametrii de funcionare ai instalaiilor de pompare. Monitorizarea corect a exploatrii unor astfel de sisteme este un element important n ajustarea parametrilor si de funcionare. Din acest punct de vedere, o atenie special trebuie acordat funcionrii puurilor de injecie, care n timp, pot realiza modificri importante ale parametrilor de funcionare.

5.3. REMEDIEREA ZONELOR CONTAMINATEMetodele de remediere a zonelor contaminate se pot imparti in functie de locul de aplicare n raport cu amplasamentul contaminat in doua categorii: metode de remediere in-situ si metode de remediere ex-situ.

5.3.1. Metode de remediere in-situ5.3.1.1. Pomparea si tratarea apei la suprafata

Principiul metodei const n pomparea apei subterane poluate din subteran i tratarea ei la suprafa utiliznd procedeele utilizate n epurarea apelor de suprafa. Apa depoluat poate fi apoi reinjectat n acvifer sau descrcat ntr-un emisar de suprafa. Reinjectarea este o parte important a acestei metode deoarece ea contribuie la creterea eficienei sistemului i reduce timpul necesar decontaminrii prin mrirea debitului curentului subteran spre puurile de extracie. Eficiena folosirii sistemelor de remediere, bazate pe pompare i tratare, depinde de o serie de factori specifici zonei supuse decontaminrii. Dificultatea decontaminrii apei subterane prin utilizarea acestei metode este dependent de: proprietile chimice ale compuilor contaminrii; complexitatea structurii hidrogeologice a mediului subteran;6

volumul poluantului; timpul scurs de la declanarea polurii pn la realizarea msurilor de remediere. Tehnologia de tratare a apei poluate pompat la suprafaa se alege funcie de tipul compuilor poluani. O bun parte din tehnicile de tratare, utilizate pentru apele uzate industriale sau menajere, au fost adoptate i pentru tratarea apelor subterane contaminate. La proiectarea sistemului de pompare se urmrete asigurarea unor debite de pompare ct mai mari, pentru ca remedierea s se realizeze ct mai rapid.

5.3.1.2. Metode termice de tratare

Principiul general, care st la baza metodelor termice de remediere, const n nclzirea mediului contaminat la diferite temperaturi, n vederea extraciei, neutralizrii, distrugerii sau imobilizrii poluanilor. Prin utilizarea metodelor termice de tratare se urmrete remobilizarea unor poluani i transformarea acestora ntr-o form mai uor de recuperat. Aceast metod a fost utilizat cu succes la recuperarea secundar i teriar a petrolului din zcmnt. Biodegradarea se produce la temperaturi cuprinse ntre 12 C i 100 C. Microorganismele i dubleaz activitatea la fiecare cretere a temperaturii cu 10 C, pn la o temperatur la care aceast activitate este inhibat. Prin nclzirea solului, compuii organici volatili vaporizeaz, accelernd astfel recuperarea lor, dar i a compuilor organici semivolatili. Solubilitatea n apa este influenat de temperatur, creterea temperaturii determinnd creterea solubilitii i deci creterea concentraiei poluantului n ap, astfel ca se mrete viteza de depoluare prin pompare. Adsorbia este o reacie exoterm i astfel, o cretere a temperaturii reduce, de regula, adsorbia. Cele mai importante metode de decontaminare termic a solurilor sunt injectarea aburului i vitrificarea. Injectarea aburului. Se urmrete remobilizarea unor poluani i transformarea acestora ntr-o form mai uor de recuperat. Prin injectarea aburului compuii organici volatili vaporizeaz, accelernd astfel recuperarea lor. Aceast tehnologie cuprinde (figura 5.6): instalaia de generare a aburului; puurile de injecie a aburului; puurile de colectare; instalaia de tratare a condensului. Depoluarea prin injectarea aburului presupune recuperarea aproape n ntregime a poluantului, imediat dup ce aburul a strbtut toat zona poluat. Vitrificarea - const n topirea solului la temperaturi nalte i transformarea acestuia, dup rcire, ntr-un material vitros, inert i stabil din punct de vedere chimic. Vitrificarea este un procedeu termic, dar poate fi ncadrat i n rndul procedeelor de stabilizare i inertare, dac este privit prin prisma obiectivului urmrit. Vitrificarea solului se obine prin introducerea n zona contaminata a patru electrozi dispui n careu i alimentai la o sursa de curent electric. Deoarece solul n stare uscat nu este un conductor de electricitate, ntre electrozi se pune la7

suprafa un strat de foie de grafit i sticla friat. Acest strat are rolul de a demara i activa reacia termic din sol. Zona contaminat este supus unor temperaturi de cca 2000oC, datorate efectului termic al curentului electric. La astfel de temperaturi, solul, format preponderent din aluminosilicai se transform ntr-o sticl n care toi compuii prezeni sunt topii sau vaporizai. Pe msur ce zona topit se extinde, ncorporeaz elementele nevolatile, n timp ce produii organici sunt distrui prin piroliz.

Figura 5.6. Injectarea aburului.

Deasupra zonei n curs de decontaminare se instaleaz un capac, prevzut cu o gur de aspiraie a gazelor rezultate n timpul reaciei. Aceste gaze sunt tratate separat, funcie de specificul poluanilor din componena lor. Dup terminarea reaciei chimice i dup rcirea materialului topit, acesta se afl ntr-o stare stabil fiind inert din punct de vedere chimic i lipsit de elemente lixiviabile. El este foarte asemntor, din punct de vedere al stabilitii, cu un granit. Acest procedeu de decontaminare in situ a solurilor poluate este aplicat n faza de laborator i pilot. Avantajele conferite de aplicarea in situ a procedeului de vitrificare sunt contrabalansate de cteva inconveniente marcante: transformarea solului ntr-o roc steril, impermeabil, fr valoare agricol; riscul provocrii unei migrri a poluantilor n afara zonei contaminate, din cauza temperaturilor ridicate, utilizate n proces, costul ridicat al decontaminrii, generat de necesitatea asigurrii unui important potential energetic.5.3.1.3. Sisteme de aspiratie a vaporilor

Metodele de extragere a vaporilor din subteran (SVE), cunoscute i sub numele de aspiraie vacuumetric, aerarea solului, volatilizarea in situ, ventilarea solului etc., se bazeaz pe tehnologii de remediere in situ care reduc concentraiile de constitueni volatili n produse petroliere absorbite n mediul subteran din zona nesaturat (vadoas). n aceste tehnologii, se aplic o presiune negativ (p