Inovativní sanační technologie: Komplexní přehled

Sanace kontaminovaných lokalit je komplexní a náročný proces, který vyžaduje použití inovativních technologií a metod. Vlastní problematika sanace podzemních vod i horninového prostředí je dosti složitá a náročná. V současné době ubylo klasických ropných havárií a hlavní činnost sanačních firem se soustředí na likvidaci tzv. starých ekologických zátěží.

Metody sanace podzemních vod

Metody sanace podzemní vody od ropných látek lze rozdělit podle cíle, místa sanace a zavedenosti technologie.

Rozdělení sanačních metod

• Podle cíle:
  • Izolace kontaminovaného horninového prostředí vložením mechanické nebo hydraulické překážky k zabránění šíření kontaminace.
  • Úplná nebo částečná dekontaminace horninového prostředí.
• Podle místa sanace:
  • In-situ metody: Dekontaminace probíhá přímo v horninovém prostředí.
    • V nesaturovaném pásmu jsou nejčastější metody biodegradace, venting a bioventing, případně promývání.
    • Čištění podzemní vody metodami „in-situ“ je rozšířeným přístupem založeným na chemických, fyzikálních a biologických principech nebo na jejich kombinaci.
    • Metoda „in-situ“ lze využít pro eliminaci velmi široké škály polutantů z podzemní vody.
  • Ex-situ metody: Sanace probíhá na povrchu terénu. Kontaminovaný materiál se dodá do vhodného čistícího zařízení.
    • Metody ex-situ se dále dělí na "on-site" a "off-site" metody.
• Podle zavedenosti:
  • Ověřené technologie: Zavedené a dlouhodobě ověřené technologie s podrobně známým technologickým postupem, účinností a případnými nedostatky a omezeními.
  • Vznikající technologie: Známé, ale dosud dlouhodobě neodzkoušené.

Aktivní a pasivní sanační metody

• Aktivní metody:
  • Sanační čerpání: Pro čištění kolektoru podzemní vody se nejčastěji používá metoda sanačního čerpání, kdy se z vrtů nebo jiného jímacího zařízení čerpá znečištěná podzemní voda, která se následně čistí v sanačních stanicích.
    • K separaci a odčerpávání ropných látek nahromaděných ve vrstvě na hladině podzemní vody se používají malá plovoucí čerpadla, popř. ejektorová nebo vzduchová čerpadla, popřípadě tzv. mopy.
    • Při sanaci vrstvy ropných látek z hladiny se používá metoda sanačního čerpání, a to buď jedním čerpadlem nebo více čerpadly, kdy spodní čerpadlo slouží k čerpávání relativně čistější vody z báze vrtu a vytváří depresi hladiny podzemní vody a vrchní čerpadlo odstraňuje ropnou látku z hladiny.
  • Bioremediace: Metoda založená na schopnosti mikroorganismů využívat organické kontaminanty a rozkládat je na neškodné produkty. Tuto metodu lze použít pro čištění podzemních vod, odpadních vod, půdy a kalů. Používá se hlavně k odstraňování ropných uhlovodíků, polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) nebo BTEX.
    • Biodegradace in situ bez přidání mikroorganismů: Princip dekontaminace spočívá ve stimulaci spontánního rozkladu RL, především optimalizace přirozeného biologického rozkladu probíhajícího v kolektoru podzemní vody pomocí prokysličování vody a přídavku živin.
    • Biodegradace in situ s přidáním mikroorganismů: Při tomto způsobu sanace se využívá většinou přírodních selektovaných mikroorganismů izolovaných z kontaminovaného materiálu na lokalitě.
    • Příprava a studium transgenních rostlin s geny pro bakteriální dioxygenasy: Pro zvýšení účinnosti fytoremediace PCB a toluenu.
    • Mikrobiální degradace polybromovaných difenyletherů: V odpadních kalech.
    • Studium degradačních změn: V závislosti na vnějších podmínkách.
    • Transgenní tabák obsahující bakteriální gen bphC: Nástroj pro účinnou fytoremediaci polychlorovaných bifenylů (PCB).
    • Příprava transgenního lnu s geny pro syntézu glutathionu.
    • Interakce rostlin a mikroorganismů: V prostředí kontaminovaném PCB.
    • Identifikace bakterií aktivně metabolizujících xenobiotika: S využitím ¹³C-značených substrátů.
    • Transformace chlorbenzoových kyselin: Rostlinnými buňkami.
  • Chemická oxidace in-situ (ISCO): Technologie sestávající ze skladovacích nádrží pro oxidační činidla a aktivátory, čerpadel, infiltračních studní, monitorovacích studní a měřicího zařízení. Technologie ISCO je použitelná pro sanaci kontaminované podzemní vody a půd v saturované zóně.
    • Testování modifikovaného Fentonova činidla a aktivovaného parsulfátu při ISCO polyaromatických uhlovodíků.
  • Vymývání detergentem: Princip metody spočívá v aplikaci speciálního detergentu při promývání horninového prostředí, znečištěného ropnými látkami.
  • Fyzikální metody: Využívají nejrůznějších tepelných pochodů pro podporu sanace.
  • Biologické čištění průmyslových odpadních vod: Optimalizace v biofilmovém bioreaktoru.
  • Čištění skládkových výluhů: Membránovými separačními procesy a reverzní osmózou.
  • Odstraňování dusíkatého znečištění: Z odpadních vod z dálničních odpočívek pomocí biokatalyzátoru LENTIKATS.
• Pasivní metody: Zahrnují různé způsoby enkapsulace znečištění, podzemní reaktivní stěny a metody využití přírodních procesů snižování nebezpečnosti kontaminace.
  • Fytoremediace: Studium akumulace a transportu těžkých kovů kulturami rostlin Populus tremula x tremuloides a Cannabis sativa. Hodnocení účinnosti fytoremediačních metod.
  • Léčiva v odpadních vodách: A možnosti jejich odstranění rostlinami.

Čištění vyčerpaných kontaminovaných vod (Ex-situ)

Čerpanou kontaminovanou vodu je třeba čistit na kombinovaných sanačních stanicích. Sanace vod „ex-situ“ spočívá ve vyčerpání a dalším čištění vody mimo lokalitu znečištění. Voda je čištěna pomocí mechanických, fyzikálních, chemických a biologických metod.

• Mechanické čištění: Nejdříve jsou z vody odstraněny mechanické nečistoty pomocí sedimentace a filtrů.
• Fyzikální metody: Dále jsou v pořadí odstředivky a různé sorpční filtry s vhodnou náplní sorbentů (aktivní uhlí, fibroil a metalsorbenty). Odstranění těkavých látek se provádí ve stripovacích věžích a horizontálních provzdušňovačích (air stripping). Pro rozrážení emulzí se používají např. koalescenční filtry naplněné ostrohraným materiálem, které umožňují shlukování hrubě emulgovaných částic RL.
• Chemické metody: Chemická oxidace probíhá v chemických reaktorech a využívá se pro čištění vody se směsnou kontaminací, jako jsou vody z průmyslových areálů nebo průsakové vody ze skládek.
• Biologické metody: Biologickými metodami pro ošetření kontaminovaných podzemních vod a průsakových vod jsou čištění v bioreaktorech nebo umělých mokřadech.

Inovativní technologie pro sanaci zemin

Dekontaminační metody ex situ jsou založené na odtěžení kontaminovaných zemin a jejich následné odstranění vhodnou dekontaminační metodou.

Biologické metody

• Technologie biologického odbourávání: Technologie biologického odbourávání nepolárních extrahovatelných látek a alifatických i aromatických uhlovodíků je založena na schopnosti určitých bakteriálních kmenů využívat nežádoucí organické sloučeniny jako zdroj uhlíku a energie pro svůj růst.
  • Princip dekontaminace spočívá v řízeném působení biologicky aktivní složky (bakteriální aktivní kmeny) na kontaminanty obsažené v odpadu.
  • Dané mikroorganismy jsou schopny utilizovat všechny frakce ropy i dehtu.
  • Rozklad organických látek pomocí mikroorganismů je nejpřirozenější způsob koloběhu uhlíku v přírodě.
• Fytoremediace: Transgenní tabák obsahující bakteriální gen bphC - nástroj pro účinnou fytoremediaci polychlorovaných bifenylů (PCB).

Fyzikální a chemické metody

• Nové postupy dehalogenace PCB: S využitím mikrovlnné techniky. To zahrnuje řízené zahřívání pevných kontaminovaných materiálů v inertní atmosféře pomocí mikrovlnného záření na teplotu, při které se polutanty obsažené v pevné matrici odpařují.
• Oxidace nebo redukce: Se účastní na mnoho sanačních metodách ex situ i in situ. Zemina vytříděná a ve vodní suspenzi (kalu) a oxidační (redukční) reagencie.
• Chemická předúprava oplachových odpadních vod: Z odlakovávacího procesu Al slitin.
• Sanace zemin kontaminovaných anorganickými látkami: Nové metody užívají komplexotvorné činidlo.
  • Zemina je vrstvena do výše max. 150-200 cm v případě použití systému aerace vrstvy zeminy.
  • Kontrola zajištění oxických podmínek (periodického kypření event. kontrola event. zóně horninového prostředí pro průběh biodegradačního procesu.
  • Podstatou vyluhovacího procesu je biologická a chemická oxidace a redukce.
  • Vyluhování těžkých kovů z půdy transgenními rostlinami.
• Pasivní vzorkování: Inovativní přístup k monitorování kontaminace životního prostředí.
• Sanace lokalit v ČR a v Evropě: Metodou in-situ solidifikace/stabilizace - laboratorní a pilotní ověření.
• Nový způsob vymývání detergentem: Značně zvyšuje účinnost sanace ropných látek v horninovém prostředí.
• Kombinovaná metoda laktát - nanoželezo: Pro odstranění chlorovaných ethenů z podzemní vody.
• Výzkum transportu povrchově aktivních směsí nanoželeza.
• Laboratorní aplikace oxidačních činidel: Na vzorky podzemní vody s obsahem chlorovaných uhlovodíků.
• Mechanismus rozkladu manganistanu: V horninovém prostředí.

Sanace zdiva a stavebních konstrukcí

Sanace zdiva se za posledních 35 let posunula o velký kus dopředu. Technologie široce známé jsou dnes dávno překonané, a i samotná injektáž se dnes dělá jiným způsobem než před lety. Při sanačních pracích se používá celá řada technologií a metod k odstranění vlhkosti. Základem úspěchu je jejich vhodná kombinace tak, aby bylo dosaženo maximálního efektu.

Čtěte také: Použití Sanacni Omítky Weber

Metody sanace vlhkého zdiva

• Chemická injektáž:
  • Do zdi se vyvrtají otvory, do kterých se injektuje speciální hydrofobní prostředek.
  • Po aplikaci injektážního materiálu dochází ke zúžení průměru kapilár. Stěny kapilár získají hydrofobizační (vodoodpuzující) vlastnost. Průměr kapilár se nemění.
  • Hydrofobní látky ze své podstaty odpuzují vodu a zabraňují tak pronikání vzlínavé vody do zdiva.
  • Způsob provedení injektáže je ovlivněn složením zdiva, výskytem dutin ve zdivu, či množstvím usazených solí.
  • Při vysoké vlhkosti zdiva se používá tlakové injektážní čerpadlo s regulací tlaku.
  • Vyvrtané otvory jsou vyčištěny vzduchem a poté napuštěny chemickým materiálem.
• Mechanické izolace:
  • Lze použít u cihelného i kamenného zdiva, musí ovšem existovat průběžná ložná spára ve zdivu.
  • Podřezávání zdiva: Zdivo se po malých úsecích postupně vybourává, podklad se vyrovná a po vložení izolace se zeď opět dozdí.
  • Zarážení nerezových plechů: Tato metoda spočívá v zarážení vlnitých nerezových plechů speciálním přístrojem do maltové spáry zdiva. Zdivo se tedy nemusí podřezávat a nemůže dojít k sesedání zdiva, což je šetrné ke statice budovy.
• Elektrofyzikální metody (elektroosmóza): Tato metoda využívá principu aktivní nebo pasivní elektroosmózy. Zjednodušeně řečeno, vzlínání vody brání elektrické pole působící na molekuly vody. Odvádění vody zpět do země zajišťuje systém elektrod. Funkčnost metody závisí na přívodu elektřiny.
• Větrání a vysoušení:
  • Zdivo obvykle potřebuje k úplnému vyschnutí několik měsíců, zejména po odstranění příčiny vlhkosti. Aplikace sanační omítky napomáhá rychlejšímu vysychání a brání opětovnému vzniku vlhkých míst.
  • Dále je důležité zajistit pravidelné větrání zejména pro zimní měsíce i vytápění.
  • Pro tuto metodu se využívá tzv. komínový efekt. Principem je rozdíl hmot teplého a studeného vzduchu a tlaku větru. Vlhký vzduch je odváděn pomocí dutin ve zdivu nebo podlaze.

Monitorování a hodnocení

Důležitou součástí sanačního procesu je průběžné monitorování a hodnocení účinnosti použitých metod. Používání inovativních technologií a zajištění komplexního přístupu k sanaci je klíčové pro efektivní a udržitelné řešení ekologických zátěží.

Příklady monitorovacích technik

• Vzorkování dřevní hmoty: Využití vzorkování dřevní hmoty k monitoringu znečištění podzemní vody chloroeteny.
• Validace geochemických modelů: Porovnáním výsledků teoretických výpočtů s výsledky mineralogických a chemických zkoušek.
• Nová technologie odběru vzorků vod: Z jednotlivých puklin v maloprůměrových vrtech.
• Diference stanovení ropných kontaminantů: V pevné matrici metodou IR „infračervená spektrometrie“ a GC FID „plynová chromatografie s plamenoionizační detekcí“.

Zkušenosti a operační programy

• Zkušenosti Ministerstva životního prostředí: S využíváním inovativních technologií při nápravě starých ekologických zátěží v ČR.
• Zkušenosti s remediaci kontaminovaných vod: V oblastech postižených vlivem uzavřených báňských provozů.
• Operační program Životní prostředí: Oblast podpory 4.2 - Odstraňování starých ekologických zátěží.
• Systematická identifikace environmentálních zátěží SR: Lokality poškozené činností SAV.

Čtěte také: Použití a výhody sanačních omítek

Čtěte také: Vlastnosti sanační omítky od Hornbachu

tags: #inovativní #sanační #technologie #přehled

Oblíbené příspěvky:

• Jak vyčistit parkety od asfaltu
• Podkrovní koupelna se sedlovou střechou
• Aktuální situace s prodejem polystyrenu
• interiérový nátěr Primalex Plus Bílý
• Profil Petry Mazanové: kariérní cesta na Českém vysokém učení technickém