Diszperzív gázáramlás jelentősége a kis permeabilitású zónákban visszamaradt szennyeződések kezelésében Esetvizsgálat és gondolatébresztő Jeszenői Gábor ELGOSCAR-2000 Kft. Jakab András Jakab és Társai Kft. Sikeres és tanulságos kármentesítési esetek konferencia Budapest, 2015. március 25.
Problémafelvetés Paradigmaváltás Esetvizsgálat Gondolatébresztő Tartalom
Kezdjük a végén
Problémafelvetés k k A kis relatív permeabilitású zónákban (kis k- tényezőjű zónákban) tárolt szennyeződés feltárásának és kezelésének fontossága Figyelmen kívül hagyásuk a legtöbb esetben sikertelen kármentesítéshez vezet A vízvezető rétegekben hosszú ideig (évtizedek, századok) fennmaradó szennyeződéscsóvák elsődleges forrása koncepcionális modellek átgondolása paradigmaváltás
Új koncepcionális modell Haladó csóva Iszap Homok Homogén és izotrop vízadók? felejtsük el! Táguló diffúziós zóna a nem advektív térrészben Diszperzió? gondoljuk újra Egyidejű kétirányú diffúzió a nem advektív térrész körül Fontos transzportfolyamatok: diffúzió advektív transzport a kis permeabilitású zónákban (kis sebességű) Reakciók (szorpció és lebomlás) továbbra is fontos folyamatok, és vizsgálandók a kis permeabilitású zónában is Új, dinamikus koncepcionális modellek!?
Miért csak most kerül sor az advekció-diffúzíó paradigmaváltásra? korábban kevés volt az információ és volt egy viszonylag helyes koncepcionális modell, ami működött, de kellettek a második generációs (2G) módszerek, melyet magyarázatot adtak az első generációs (1G) tényfeltárási megközelítés korlátaira a gyakori kármentesítési kudarcokra, és a jobb megértés alapján jobb döntési lehetőségeink vannak új koncepcionális modell a felszínalatti vízben végbemenő transzport jelenségek magyarázatára, amely tartalmazza a természetes vízadó ismert heterogeneitásait. Theis, 1967
Hogyan tovább? Az 1G tényfeltárási megközelítés korlátai: évtizedekig a hosszú szűrőjű monitoring kutak, a tényfeltárás egyik alapvető információs forrása csak a jéghegy csúcsát látjuk: - oldott fázist - esetleg az összefüggő szabadfázist nem kapunk információt a lényegről: - nem vízfázisú szennyeződésről - adszorbeált fázisról - kis permeabilitású zónákról Monitoring eszközként továbbra is alkalmas
Hogyan tovább? Második generációs (2G) módszerek és azok továbbfejlesztett harmadik generációs (3G) verzióinak egymást kiegészítő alkalmazása. Fő célok (egyebek mellett): a kis permeabilitású zónák és az általuk tárolt diffundált szennyeződés feltárása (gyors?, szelektív?, kvantitatív?) időbeli folyamatok (forrástörténet, előrejelzések, stb.) az új koncepcionális modellre épülő hely-specifikus modellek kidolgozása: domináns transzportfolyamatok leírása és paraméterezése mobilizációs és remobilizációs transzportfolyamatok: diffúzió és szorpció/deszorpció a kis permeabilitású zónákban a fenti transzportmechanizmusokra alapuló kármentesítési technológiák kiválasztása és alkalmazása
2G és 3G módszerek probléma? Kifogás: több módszer alkalmazása nem praktikus (túl nagy erőfeszítés) nagyon sok adat (nagy felbontás, sok módszer, stb.) => adatkezelés Válasz: a módszerek nem alkalmazása még kevésbé praktikus: hibás modell => hibás beavatkozás További kérdések: a 3G módszerek megoldják a 2G módszerek alkalmazásának problémáját? azaz, sikerül-e sebészi részletességű 2G módszereket úgy tovább fejleszteni, hogy min. azonos információtartalmú, de praktikusabb vizsgálati módszereket kapjunk? Nincs visszaút!
Kármentesítés Az in-situ beavatkozások alapja a hatóanyag eljuttatása oda, ahol a hatást ki kell fejtenie Ha a szennyeződés diffúziós úton jutott el valahová, akkor a hatóanyag is valószínűleg csak úgy fog ugyanoda eljutni Lehetséges célok: 1. hosszan tartó és 2. a kis / nagy permeabilitású közeghatárokon nagy hatóanyag koncentráció-gradiensek biztosítása
Homoklisztes iszap és agyagréteg váltakozása k<2*10-6 m/s k<2*10-8 m/s A terület jellemzése Illékony szénhidrogén származékok Kőzetmodell (t%)
Alkalmazott technológia Beavatkozás In situ bio-sparging Mikrobiológiai gondozás Tápanyag utánpótlás Állandó felügyelet Monitoring Talaj mintavétel Talajvíz mintavétel Helyszíni vizsgálatok MGSZ szondázás FFD (Fuel Fluorescence Detection) szondázás
Problémafelvetés Szennyezőanyag a magasabb permeabilitású zónákból gyorsan kiürült Alacsonyabb vezetőképességű rétegekben a szennyezés degradálásának hatékonyabb intenzifikálása Oldott oxigén tartalom növelés Bio-sparging - buborékoltatás DO: 17 C-on maximálisan 9,65 mg/l
Oldott oxigén túltelítése Tiszta oxigén talajvízbe történő diffúziója szuperszaturáció Advektív transzport Gáz infúzió Molekuláris diffúzió: megjelenik a rosszabb vezetőképességű talajokban is
0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Oldott oxigén [mg/l] Monitoring kút Ellenőrző kút
Gondolatok Hova injektáljak? Hogyan injektáljak? Hogyan üzemeltessek? Hogyan monitorozzak? Mit monitorozzak? Környezetterhelés energiafelhasználás
Összefoglalás Advekció / diszperzió --> advekció / diffúzió paradigmaváltás Dinamikus koncepcionális modellek minden területre => dinamikus tényfeltárás és több eszköz egymást kiegészítő alkalmazása Heterogén összletekben az oxigén (v. egyéb gázok) molekuláris diffúziója fontos szerepet játszhat a szerves szennyező anyagok biológiai lebontásában a kis permeabilitású zónákban A kis permeabilitású zónákban lezajló folyamatok (pl. biológiai aktivitás, stb.) eltérhetnek a jobb vezetőképességű zónák domináns folyamataitól
Köszönjük a figyelmet!