TŘÍDĚNÍ DEKONTAMINAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

1. Obsah:TŘÍDĚNÍ DEKONTAMINAČNÍCH TECHNOLOGIÍPRAKTICKÝ VÝBĚR TECHNOLOGIE(TECHNOLOGIÍ) – kriteriaKONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍV ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍDEKONTAMINOVANÁ MÉDIALiteratura:Dekontaminační technologie (Kubal, Burkhard, Březina)http://www.vscht.cz/uchop/CDmartin/index.html (přístup přes domovské stránky ústavu 240)

2. TŘÍDĚNÍ DEKONTAMINAČNÍCH TECHNOLOGIÍ • podle místa realizace • podle dekontaminovaného media • podle používané strategie • podle účinnosti a míry používání

3. TŘÍDĚNÍ DEKONTAMINAČNÍCH TECHNOLOGIÍ • podle místa realizace • in-situ • ex-situ (on-site, off-site) • podle dekontaminovaného media • pro zeminy, sedimenty, kaly (tuhé materiály) • pro podzemní vody, povrchové vody, průsaky • vzdušné emise, odplyny

4. podle používané strategie destrukce nebo změna kontaminantu (termické, chemické, biologické) extrakce nebo separace kontaminantu z/od environmentálního media - vyžaduje následné využití/zneškodnění kontaminantu (desorpce vč. termické, praní, extrakce rozpouštědly, venting, separace nemísitelných kapalných fází, adsorpce, stripování, iontová výměna) imobilizace kontaminantu (stabilizace, solidifikace, vitrifikace, „containment“ technologie) pomocné technologie (bariery, hydraulické štěpení, pneumatické štěpení, torpedace) podle účinnosti a míry používání ověřené a používané ve fázi poloprovozního nebo provozního ověřování vyvíjené Praktické třídění In situ fyzikální/chemické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly In situ termické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly In situ biologické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly Ex situ fyzikální/chemické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly Ex situ termické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly Ex situ biologické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly Jiné technologické postupy pro zeminy, sedimenty a kaly In situ fyzikální/chemické postupy pro podzemní vody, povrchové vody a průsaky In situ biologické postupy pro podzemní vody, povrchové vody a průsaky Ex situ fyzikální/chemické postupy pro podzemní vody, povrchové vody a průsaky Ex situ biologické postupy pro podzemní vody, povrchové vody a průsaky Jiné technologické postupy pro podzemní vody, povrchové vody a průsaky Technologie pro vzdušné emise/odplyny TŘÍDĚNÍ DEKONTAMINAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

5. PRAKTICKÝ VÝBĚR TECHNOLOGIE (TECHNOLOGIÍ) - kriteria • vlastnosti kontaminantu (fyzikální, chemické, toxikologické) a kontaminační profil • dekontaminované medium • geologické, hydrologické poměry stanoviště • ekonomické aspekty • specifické společenské nebo sociální aspekty

6. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Kriteria třídění Praktické třídění Chování kontaminantů v životním prostředí

7. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Kriteria třídění • fyzikální vlastnosti (plynné, kapalné, tuhé) • chemické vlastnosti (organické kontaminanty, anorganické kontaminanty) Praktické třídění • Těkavé organické látky (VOCs) • Semitěkavé organické látky (SVOCs) • Ropné látky • Anorganické látky kovy (těžké kovy, radionuklidy) ostatní (asbest, kyanidy) • Výbušniny

8. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Chování kontaminantů v životním prostředí • Plynné kontaminanty • Tuhé kontaminanty • Kapalné kontaminanty • Podpovrchová kontaminace ve vodě omezeně rozpustnými kontaminanty (LNAPLs, DNAPLs)

9. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Chování kontaminantů v životním prostředí Plynné kontaminanty • ovzduší - přímé ohrožení kvality • ostatní složky (zeminy, podzemní vody) v první fázi prakticky neovlivňují • migrace (v závislosti na bodu varu/tensi par) vzdušnými masami do vzdálenějších až polárních oblastí planety příp. kumulace ve vysokých oblastech atmosféry (freony) • rozpustné ve vodě koncentrace sněhovými nebo dešťovými srážkami, ovlivňování okolí v místech spadu. Tuhé kontaminanty nerozpustné • depozice ve svrchních několika centimetrech povrchové vrstvy zeminy • migrace • se srážkovými vodami puklinami • větrnou erosí a přenosem jemných půdních částic • jako páry (měřitelná tenze par) vzdušnými masami do vzdálenějších až polárních oblastí planety rozpustné • migrace srážkovými vodami do spodních vrstev půdního horizontu (ohrožení kvality podzemních vod)

10. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Chování kontaminantů v životním prostředí Kapalné kontaminanty • rozpustné ve vodě • ve vodě omezeně rozpustné Podpovrchová kontaminace ve vodě omezeně rozpustnými kontaminanty (LNAPLs, DNAPLs) plynná fáze: kontaminanty jsou přítomny jako páry v nenasycené zóně (významná u VOCs) tuhá fáze: kontaminanty jsou v kapalné formě adsorbovány na částečky zeminy v nasycené i nenasycené zóně vodná fáze: kontaminanty jsou rozpuštěny ve vodě v pórech podle své rozpustnosti jak v nasycené tak v nenasycené zóně nemísitelná fáze: kontaminanty jsou přítomny jako nevodná kapalná fáze (Non-Aqueous Phase Liquids, Dense Non-Aqueous Phase Liquids)

11. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Podpovrchová kontaminace ve vodě omezeně rozpustnými kontaminanty (LNAPLs)

12. KONTAMINANTY A JEJICH CHOVÁNÍ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ Podpovrchová kontaminace ve vodě omezeně rozpustnými kontaminanty (DNAPLs)

13. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly • Anorganické složky zemin • Organické složky zemin • Základní charakteristiky zemin (zrnitost, homogenita a isotropie, sypná hmotnost zeminy a hustota částic, porozita, permeabilita, vlhkost, pH, Eh, TOC, BOD,COD, akceptory elektronů) Podzemní vody, povrchové vody, průsaky • Fyzikální a chemické parametry (tzv. úplný rozbor) • Hydrogeologické parametry (úroveň hladiny a její kolísání, směr a rychlost proudění a další – monitorovací vrty, čerpací zkoušky) Vzdušné emise a odplyny • Složení půdního vzduchu • Atmogeochemické stanovení • Ventovací zkouška

14. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Anorganické složky zemin Průměrné zastoupení prvků v zeminách: oxidy • sorpce • tlumení pH uhličitany • tlumení pH sírany křemičitany, jílové materiály • mechanické vlastnosti • velikost povrchu (sorpce) • schopnost zadržovat kationty (CEC - Cation Exchange Capacity)

15. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Velikosti povrchu některých typů zemin Zeminy, sedimenty a kaly Anorganické složky zemin Vybrané vlastnosti některých anorganických složek zemin

16. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Organické složky zemin • chemicky nejaktivnější část zeminy • zdrojem esenciálních prvků • ovlivňují strukturu zeminy • přispívají ke kationvýměnné kapacitě (cation exchange capacity - CEC) a tlumící schopnosti a j. huminové látky • vznikají akumulací neživé rostlinné hmoty a částečně rozložených a částečně resyntetizovaných rostlinných a živočišných zbytků (humifikace) • biochemicky velmi resistentní • vysoce koloidní charakter • měrný povrch a adsorpční kapacita (vyšší nežli u křemičitých minerálů, specifický povrch až 9 x 105 m2/kg, CEC 1,5 - 3,0 mol/kg) živé mikroorganismy a živé kořenové systémy - několik málo procent celkové sumy

17. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Frakcionace přirozených organických látek v zeminách

18. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Obecné vlastnosti huminových látek a jejich vliv na zeminu

19. Základní charakteristiky zemin zrnitost homogenita a isotropie sypná hmotnost zeminy a hustota částic porozita Celková porozita Pc = 1 - σs/σz σs- hustota suché zeminy σz- hustota částic zeminy kontinuita pórů C = Ka/(Fa . 0,01) Fa - propustnost vzduchu Ka - objem pórů vyplněných vzduchem (%) permeabilita Q = K . (A/η) . (ΔP/ΔL) Q - objemový průtok K - koeficient propustnosti A - plocha průřezu η- tlouštka vrstvy ΔP - tlakový spád ΔL - dynamická viskosita vlhkost pH Eh TOC (celkový obsah organického uhlíku) BOD (biochemická spotřeba kyslíku) COD (chemická spotřeba kyslíku) akceptory elektronů DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly

20. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Příklad klasifikace zemin - 1

21. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly Příklad klasifikace zemin - 2

22. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Zeminy, sedimenty a kaly

23. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Obecné aspekty pohybu podzemní vody Rozdělení vody ve vertikálním profilu a klasifikace zvodní Fyzikální a chemické parametry Hydrogeologické parametry

24. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Obecné aspekty pohybu podzemní vody Koloběh vody v přírodě (hydrologický cyklus) pohyb podzemní vody jeden z procesů hydrologického cyklu v podzemních kolektorech (zásobnících) je shromážděno přibližně 2/3 veškerých kontinentálních vod Zákonitosti pohybu podzemních, resp. podpovrchových vod předmětem intenzivního studia řada vědeckých a technických disciplin • hydraulika podzemní vody • hydropedologie • hydrogeologie a další sledovány zákonitosti pohybu vody i aspekty geochemické, ekologické a další

25. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Rozdělení vody ve vertikálním profilu a klasifikace zvodní

26. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Rozdělení vody ve vertikálním profilu a klasifikace zvodní • Nenasycená (nesaturovaná) zóna a) Pásmo půdní vody (výška, pohyb vody - dolů při infiltraci srážek, nahoru vypařování a transpirace, kapilární/spojitý film/ a hygroskopická /krystalickou nebo solvatační/) b) Přechodné pásmo (výška proměnná - za určitých podmínek neexistuje) c) Pásmo kapilární vody (výška je dána výškou kapilárního vzlínání vody) • Nasycená (saturovaná) zóna (v dolní části je ohraničena, póry zcela vyplněny vodou) Rychlost pohybu podzemní vody (úměrná propustnosti prostředí) hydrogeologický kolektor (tvořen relativně propustnou horninou umožňující jak akumulaci tak pohyb) hydrogeologický izolátor (menší propustnost a případně i akumulační schopnost) zvodeň

27. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Rozdělení vody ve vertikálním profilu a klasifikace zvodní

28. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Rozdělení vody ve vertikálním profilu a klasifikace zvodní • kolektor s volnou (nenapjatou) hladinou hladina vody sousedí s pásmem kapilární vody (prakticky pod atmosférickým tlakem - tzv. volná) • kolektor s napjatou hladinou zdola i shora omezen relativně nepropustným prostředím (pod tlakem, pokud je z kolektoru odebírána voda, hladina vody ve vrtu nebo ve studni je výše než je horní hladina kolektoru) • artézský kolektor a artézská studně (hladina vody dosahuje až na povrch okolního terénu a volně vytéká) obvykle situovány ve větších hloubkách pod zemským povrchem

29. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Fyzikální a chemické parametry • zpravidla v kontaktu se zeminou nebo horninovým materiálem (nelze oddělovat vodnou fázi od fáze tuhé, posuzování v rámci systému zemina-voda). • posuzování míry kontaminace úplný rozbor • celkový obsah rozpuštěných a nerozpuštěných látek • vodivost • pH • tvrdost • obsah běžných kationtů (Na, K, Ca, Mg, Fe) • obsah běžných aniontů (sírany, chloridy, dusičnany, uhličitany…) • CHSK, BSK • obsah hlavních těžkých kovů • kyanidy • amonné ionty • stanovení specifických organických látek nebo jejich skupin

30. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Podzemní vody, povrchové vody, průsaky Hydrogeologické parametry • úroveň hladiny a kolísání hladiny podzemní vody • směr a rychlost proudění podzemní vody • vztah podzemní vody a podloží a další • zjišťovány s pomocí tzv. monitorovacích vrtů (vždy předchází vlastní sanaci) Aplikace technologie sanačního čerpání • čerpací zkouška - vydatnost čerpacího vrtu buď se nejprve provede odčerpání vody z vrtu a následně se sleduje stoupání hladiny nebo se provádí odčerpávání vody a sleduje se pokles hladiny v monitorovacích vrtech rozmístěných kolem vrtu čerpacího

31. DEKONTAMINOVANÁ MÉDIA Vzdušné emise a odplyny • není zpravidla možné zanedbat přítomnost tuhých a kapalných složek • stanovení potřebných parametrů se provádí zpravidla specificky pro každou lokalitu Složení půdního vzduchu Atmogeochemické stanovení Ventovací zkouška