Ofte stillede spørgsmål om bioremediering med QM-produkter
Bioremediering er en omkostningseffektiv, bæredygtig og naturlig tilgang til rensning af forurenet jord og grundvand ved hjælp af biologiske stoffer som bakterier, mikrober, svampe og andre organismer eller deres enzymer.
Processen med bioremediering kræver to hovedkomponenter:
1) En elektrondonor
2) En elektronacceptor
Forurenende stoffer kan både spille rollen som elektrondonor og elektronacceptor. For eksempel kan en oliebaseret kulbrinte være en nyttig kulstofkilde for visse bakterier, og et kloreret opløsningsmiddel som tetrachlorethen (PCE) kan bruges som elektronacceptor af en anden bakteriestamme. En afgørende indsigt i et bioremedieringsprojekts succes er at bestemme forureningens rolle på stedet, og hvilken nøglekomponent der er nødvendig for at fremme bioaktiviteten. Nedenfor er der to tabeller med nogle almindelige eksempler på elektrondonorer og -acceptorer.
Hvis de rigtige komponenter er til stede på et forurenet sted, kan bioremediering ske naturligt uden menneskelig indgriben. Dette kaldes i branchen for overvåget naturlig nedbrydning (MNA), fordi alle komponenter, der er nødvendige for cellevækst og reproduktion, er til stede, og bioremediering finder sted uden ekstern stimulering.
Når der mangler en elektrondonor eller -acceptor, er biostimulering ofte en mulighed for at supplere den manglende komponent. Og når de mikroorganismer, der udfører disse reaktioner, ikke er til stede, kan bioaugmentation fortsætte reaktionen og lette bioremediering.
Biostimulering: Tilsætning af kosttilskud for at øge den mikrobielle metabolisme og fremme bionedbrydningen. Det kan være nødvendigt at tilsætte en elektrondonor eller -acceptor, eller der kan være behov for makro- og mikronæringsstoffer for at opnå optimal biomasseudvikling.
Bioaugmentation: Tilsætning af gavnlige mikroorganismer for at forbedre hastigheden eller omfanget af den biologiske nedbrydning (f.eks. er de oprindelige mikrober ikke til stede eller kun til stede i små mængder, så der tilsættes organismer).
De fleste projektledere angiver to grunde til at vælge en bestemt afhjælpningsteknologi:
Pris og ydeevne
I de fleste projektsituationer opfylder eller overgår bioremediering begge kriterier (pris og ydeevne) sammenlignet med andre afhjælpningsteknologier. Hos QM Environmental International tilbyder vi også projektsupport fra planlægning til færdiggørelse uden ekstra omkostninger.
Pris (amerikanske afhjælpningsomkostninger)
Forbedret bioremediering $ 29/m³
Termisk behandling $ 88/m³
Kemisk oxidation $ 125/m³
Skylning med overfladeaktive stoffer og co-solventer $ 385/m³
Kilde:
McDade et al. Remediation Journal 15, 9-18, 2005.
McGuire et al. Groundwater Monitoring and Remediation 26, 73-84, 2006.
EAS® står for kvalitet; det er REDOX Techs varemærke, der stammer fra “Electron Acceptor Solution” og fra “Effective Anaerobic Solution”.
EAS® anbefales ikke til steder, hvor der er en betydelig mængde frit olieprodukt (dvs. let ikke-akvatisk fasevæske = LNAPL). EAS® kan dog anvendes på steder med restforurening (f.eks. en olieagtig glans eller høje opløste koncentrationer) og kan bruges som efterbehandling, efter at det frie produkt er blevet fjernet. Restforurening i den umættede zone (vadosezonen) i jorden skal muligvis behandles med andre teknikker.
- Grundvandet skal være dybere end 1,5 m under jordoverfladen.
- Afstanden til boliger, overfladevand eller en privat brønd skal være større end 30 m.
- Afstand til kommunal drikkevandsboring (100 gpm) > 380 m.
- Fanen skal være stabil eller aftagende.
EOS® (Emulsified Oil Substrate) er en specialudviklet organisk forbindelse, der er specielt designet til bioremediering af jord og grundvand. Dets sammensætning og produktion er omhyggeligt udviklet til at muliggøre effektiv diffusion i den mættede zone og til at give en langsigtet kilde til brint, som mikroorganismer bruger til reduktiv nedbrydning af visse forurenende stoffer (såsom tetrachlorethylen og trichlorethylen, eller PER & TRI, og deres nedbrydningsprodukter).
Generelle produkter, der forsøger at efterligne vores teknologi, kaldes emulgerede vegetabilske olier eller EVO (Emulsified Vegetable Oils).
I modsætning til generiske EVO-produkter er vores patenterede EOS®-teknologi formuleret, så oliedråberne er meget små (~1 mikron) og har en let negativ ladning. Det forhindrer dråberne i at klumpe sig sammen og fremmer samtidig adsorption på svagt positivt ladede grundvandsmaterialer. Vores emulsion er designet til at bevæge sig gennem porer i undergrunden og klæbe til sediment, hvilket giver en brintkilde, der forbliver tilgængelig i årevis.
Kort sagt har anaerobe bakterier, som er nødvendige for reduktiv deklorering (den biologiske proces, hvor PCE og TCE omdannes til det ugiftige ethylen), brug for en fødekilde. EOS® giver både hurtigt tilgængeligt kulstof (opløseligt substrat) og langsomt frigivet kulstof (sojaolie) sammen med de nødvendige næringsstoffer til at stimulere den biologiske aktivitet. I nærvær af disse næringsstoffer “indånder” anaerobe bakterier de klorerede opløsningsmidler, hvilket resulterer i harmløse nedbrydningsprodukter og energi til vækst. Takket være den effektive spredning kan EOS® anvendes under en række forskellige jordbunds- og stedsforhold.
Når injektionsprocessen er afsluttet, klæber EOS® meget hurtigt til sedimenter i grundvandsmagasinet og forhindrer mobilisering af forurenende stoffer. Faktisk kan nogle klorerede opløsningsmidler klæbe til underlaget, hvilket yderligere reducerer sandsynligheden for mobilisering.
EOS® er designet, så dråbestørrelserne er betydeligt mindre end de fleste porer i grundvandsmagasinet. De svagt negative ladninger på dråberne frastøder dråberne fra hinanden, mens de absorberes af de svagt positivt ladede jordlag.
Den metaboliske nedbrydning af sojaolie i grundvandsmagasinet (f.eks. fermentering til brint og acetat) er det afgørende første skridt til at fremme reduktiv deklorering. Men uden emulgering ville sojaolien nedbrydes så langsomt, at den ikke effektivt ville stimulere bionedbrydningsprocesserne. Sojaolie kombinerer den ønskede bionedbrydelighed med en lang virkningstid, så EOS® kan forblive effektivt i grundvandsmagasinet i mindst tre til fem år.
Behandling med EOS® kan føre til midlertidig adsorption af forurenende stoffer i oliefasen, hvilket er en klart gavnlig effekt. Selvom biologisk nedbrydning ikke finder sted i oliefasen, kan denne adsorption bremse migrationen af forurenende stoffer - især DNAPL. Mange års laboratorie- og feltstudier har vist, at forurenende stoffer frigives fra den adsorberede fase til vandfasen over tid, efterhånden som den biologiske nedbrydning skrider frem i vandfasen. Den overordnede effekt er, at de forurenende stoffer forbliver inden for det behandlede område, hvilket reducerer sandsynligheden for, at de spredes uden for behandlingszonen.
Omfattende laboratorie- og feltundersøgelser har vist, at EOS® kan understøtte anaerob bionedbrydning i tre til fem år, afhængigt af mængden af injiceret substrat og de lokale forhold. I en laboratoriesøjleundersøgelse viste Long og Borden (2005), at en enkelt injektion af emulgeret sojabønneolie kan understøtte fuldstændig reduktiv deklorering af 10.000 µg/L PCE til ethylen i op til syv år. Feltforsøg med emulgeret olieteknologi udført af US Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEE) har vist, at emulgerede spiseolier holdt i mere end tre et halvt år på Dover Air Force Base (AFB), mere end tre år på Edwards AFB og mere end to et halvt år på Altus AFB. Et nyligt biobarriereprojekt støttet af Environmental Security Technology Certification Program viste, at en enkelt EOS-injektion varede mere end halvandet år, mens den reducerede indstrømningsperkloratkoncentrationer til under detektionsgrænsen (mere end 99,9 % reduktion) med samtidig reduktion af 1,1,1-TCA til ikke-toksiske slutprodukter (Zawtocki et al., 2004). Overvågning er i gang for at evaluere den effektive levetid for denne barriere.
Baseret på laboratorie- og feltundersøgelser bør en korrekt påføring af EOS® forblive effektiv i grundvandsmagasinet i mindst tre til fem år. Som en del af de tekniske designkrav har du kontrol over den forventede levetid for oprensningen. Din QM-repræsentant kan hjælpe dig med at designe en tilstrækkelig lang forventet levetid for substratet til dit projekt.
Absolut. Til kildekontrol injiceres EOS® normalt i et gitter eller en række tætliggende barrierer. Afhængigt af nærheden til gårdspladsen kan et recirkulationssystem overvejes.
Feltforsøg har vist, at EOS® kan spredes over lange afstande i undergrunden fra blot nogle få injektionspunkter. Boreomkostningerne er dog kun en del af de samlede projektomkostninger. Større afstand mellem injektionspunkterne kan øge de samlede omkostninger ved at øge injektionstiden (dvs. lønomkostningerne).
Grafen nedenfor illustrerer effekten af boreomkostninger og flowhastigheder i injektionsbrønde på den billigste brøndafstand. Når injektions- og boreomkostningerne er lave, er det faktisk billigere at bruge brønde med lille afstand. Men når boreomkostningerne og/eller de opnåelige injektions- og flowhastigheder stiger, bliver større brøndafstande mere omkostningseffektive. Ved store projekter er det nyttigt at lave omkostningsoverslag for forskellige brøndafstande for at finde det billigste alternativ. En stedsspecifik analyse skal tage højde for den tilgængelige vandforsyning, adgangsbegrænsninger, kontinuerlig versus periodisk injektion, arbejds- og boreomkostninger osv.
EOS® er en væske med lav viskositet og kræver ingen specialiseret håndtering eller pumpeudstyr. Det er designet til at vandre ind i grundvandsmagasinet ved omgivelsestemperatur og lavt tryk væk fra injektionspunktet. Evnen til at indføre materialet i grundvandsmagasinet i en betydelig afstand fra injektionspunktet er en vigtig fordel ved EOS®.
EOS® leveres som koncentrat i 200 L tromler eller 1000 L IBC’er eller i bulk og skal fortyndes før injektion i et forhold på mindst fire dele vand til en del EOS®. Afhængigt af dit specifikke design kan en “vandjagt” eller et indledende fortyndingsforhold på 10:1 bruges til injektionsformål. Begge metoder er lige effektive, og hver har sine fordele. Den vigtigste overvejelse er at levere den rigtige mængde EOS® til hele behandlingszonen.
En fordel ved at bruge EOS® på dit anlæg er, at du kan bruge de injektionsmetoder, du ønsker. Vores erfaring har vist, at hvor direct push-teknologi kan bruges, kan installation af mikrobrønde (¾ til 1-tommers PVC-brønde) være en meget omkostningseffektiv løsning. Mikrobrønde er dog hverken bedre eller dårligere end konventionelt installerede brønde. Hvis flere teknologier er egnede, er det normalt omkostningsfaktorer, der afgør valget af transportmiddel.
Der er flere injektionsteknikker, herunder samtidig injektion af flere brønde, for at reducere injektionsomkostningerne. EOS® kan fortyndes i en lagertank og derefter injiceres, eller det kan injiceres ved hjælp af en Dosatron. Dosatronen eliminerer tankblanding og reducerer arbejdsomkostningerne ved injektion. Din QM-repræsentant kan rådgive dig om egnede injektionsmetoder.
Klik her for at se en kort video, der forklarer EOS-injektioner.
Der er mange steder, hvor recirkulation er blevet brugt under injektion af EOS®. Recirkulation under injektion giver fordelene ved at bruge tilgængelige vandressourcer på stedet til at generere grundvandsstrømningsgradienter for at trække EOS® gennem grundvandsmagasinet.
Ja. EOS® er et naturligt substrat af ernæringsmæssig kvalitet og kan produceres med vegetabilsk olie, der ikke indeholder GMO.
Indtil videre er vores saneringsprodukter blevet brugt i følgende amerikanske stater:
AL, AR, AZ, CT, CA, CO, DE, FL, GA, IN, IL, KY, LA, MA, MD, ME, MI, MN, MO, MT, NE, NC, NH, NJ, NM, NV, NY, OH, OK, OR, PA, PR, SC, TN, TX, UT, VA, WA, WI, WY
Derudover bruges EOS i lande som:
Australien, Østrig, Belgien, Brasilien, Canada, Danmark, Frankrig, Tyskland, Ungarn, Italien, Japan, Holland, New Zealand, Sydafrika, Spanien, Sverige, Taiwan, Storbritannien.
Vi fandt ud af, at EOS® ikke migrerer over en betydelig afstand fra injektionspunktet. Når injektionsprocessen stopper, ophører drivkraften, og EOS® absorberes af grundvandsmaterialerne og vandrer ikke videre med grundvandet. Downstream-overvågning ved hjælp af visuelle indikatorer (såsom gennembrud i downstream-overvågningsbrønde) eller en stigning i total organisk kulstof (TOC) kan bruges til at evaluere, hvor langt EOS® har bevæget sig gennem grundvandsmagasinet. Recirkulation er en anden måde at give hydraulisk kontrol under injektion eller at flytte EOS® i en bestemt retning eller over en bestemt afstand i undergrunden.
Dit overvågningsprogram kan specificeres for din lokalitet af det regulerende organ, der har jurisdiktion over lokaliteten. Som minimum bør dit overvågningsprogram omfatte de relevante forurenende stoffer og reduktions-oxidationspotentialet (REDOX). Feltparametre som pH, ledningsevne og opløst ilt anbefales også.
Et mere detaljeret overvågningsprogram kunne omfatte uorganiske forbindelser (f.eks. nitrat og sulfat), metaller (f.eks. jern og mangan), total organisk kulstof, lette kulbrintegasser (metan, ethan, ethylen) og muligvis flygtige fedtsyrer. Stadig mere komplekse anlæg kan også overvåge fosfolipid-fedtsyrer og forskellige molekylærbiologiske værktøjer, herunder populationstællinger for Dehalococcoides ssp. og andre dehalogenerende mikroorganismer samt funktionelle gener.
Der er både direkte og indirekte måder at måle tilstedeværelsen af EOS® i grundvandsmagasinet på. Tilsyneladende turbiditet, der ses som et svagt hvidt skær i overvågningsboringer, kan nogle gange bruges som en visuel indikator for tilstedeværelsen af EOS®. Laboratorieanalyser af total organisk kulstof (TOC) og flygtige fedtsyrer (VFA) kan også give direkte indikationer på substratets tilstedeværelse. Indirekte tyder ændringer i grundvandets geokemi på grund af dannelsen af anaerobe reduktionsforhold på, at EOS® er til stede.
Ja, immobilisering af metaller er mulig. Fordi EOS® skaber reducerende forhold i grundvandsmagasinet, kan visse redoxfølsomme metaller (såsom aluminium, kobber, bly, mangan og zink) udfældes til ikke-mobile former af forskellige metalsulfider. Hvis dit område ikke har en tilstrækkelig sulfatkoncentration, kan det være nødvendigt at tilsætte EAS. Kontakt os for mere information og for at diskutere detaljerne på dit anlæg.
