Derin olarak gömülü kirletici tesisatlar, toprak ve mikropların en inatçı çevresel miraslarından birini temsil eder.Geçmiş atık yönetimi uygulamaları, altyüze gelen kirleticilerin aksine, çevresel profesyoneller genellikle on metre altında, toprak ve mikropların doğal değerleme kapasitesinin sınırlı olduğu yerde, bu makale, derin tesisatçıların doğasının fiziksel olarak imkansız olduğunu inceler.

Derin Konminant Tesislerin Ölçeği ve Kompleksi Anlamak

Derin kirletici tesisatlar genellikle klorlanmış yeraltı depolama tankları, doğrusal olmayan endüstriyel toprak dolumları, derin enjeksiyon kuyuları veya kazara olmayan faz sıvıları (DNAPL) gibi, bu kimyasallar ve kömür boruları serbest bırakılırsa, bu kimyasallar bir konfinasyona ulaşır ve daha sonra yayılabilir bir geologic ünitesine ulaşırlar.

Bu tesisatların derinliği - 30 metreden fazla (100 feet) ve bazen 300 metreye veya daha fazla ulaş - sığ kontrasesyon ile karşılaştırıldığında temel olarak farklı bir problem yaratıyor. Bu tür derinliklerde, oksijen seviyeleri düşük, mikropiyaller, toprak lensleri ve doğal geçirgenlik oranları yavaştır.

Yaygın derin tesisat kirleticiler trikozenfez (TCE), tetrakopi (PCE), poliklorinated biphenyls (PCBs), kromyum ve çeşitli organik bileşikler gibi ağır metaller. Bu maddelerin çoğu bilinen veya olası insan karsinojenler olarak sınıflandırılmıştır, su veya tarım amaçlı kullanılan yerlerde temizlik dürtüsü yükseklenmektedir.

Analiz ve İzleme: Karanlıklara Görme

Herhangi bir remediasyon başlamadan önce, mühendisler yer, konsantrasyon ve kirletici tesisatı yüksek derecede kesin bir şekilde azaltılabilirler.Ancak derin tesisatlar, çapraz denetim teknikleri - toprak sıkıcıları ve iyi kurulum gibi - derinlik artışları gibi daha pahalı ve teknik olarak karmaşıktır.

Geleneksel İzleme Sınırları

Tipik bir derinlik aralığından sadece su örnekleri. Derin, heterojen bir tesisatı karakterize etmek, onlarca veya hatta yüzlerce iyiye ihtiyaç duyulabilir, her bir maliyeti on binlerce dolara mal olabilir. Daha sonra bile, iyiler arasındaki spasyon büyük kör noktalardan ayrılabilir veya tercih edilen bir akış yollarını kaçırabilir, eksik veya yanıltıcı olmayan haritalara yollara yol açabilir.

Geophysical ve Uzaktan Sensing Advances

Elektrik direnci gibi invazi olmayan jeofiziksel yöntemler (ERT), zemin kaplama radarı (GPR), ve sismik görüntüleme, subsurface soruşturmalarının şarj edilebilirliğini ölçmüşlerdir.Örneğin, bu yöntemler ERT'nin, yoğun delmeden kaynaklanan yüksek çözünürlüklü görüntüler oluşturabilir. Benzer şekilde, indüklenen kutupizasyon (IP) teknikleri, subsurfaceization (IP) teknikleri, subsurface Effectss'i ölçebilir.

Gerçek zamanlı izleme teknolojileri, situ optik ve elektrokimyasal sensörlerin deliklerde kullanıldığı gibi, sürekli kirletici konsantrasyonların izlenmesine izin verir. ancak, sensör uzunlu ve kalibrasyon sürüklenmeler sert subsurface ortamlardaki sınırlamalar kalır (EPA) Bu teknolojileri değerlendirmek için başlangıç noktası sunar.

Remediasyon Teknikleri: Güçlüler ve Zayıflıklar

Çeşitli mühendislere yönelik bir remediasyon yöntemleri derin kirletici tesisatlara uygulanır, ancak hiçbir şey evrensel bir çözüm değildir. Her yaklaşım derin altyüzlü çevre ile farklı etkileşime girer ve başarı genellikle siteye özgü jeolojiye, kirletici kimyaya ve düzenleyici gereksinimlere bağlıdır.

Pump-and-Treat Systems

Pompa-ve-treat (P&T) yıllardır yeraltı suyu veya reenjecting işi olmuştur. Yaklaşım, yüzeye konulmuş su pompasını içerir, tedavi eder (genellikle aktif karbon, hava şeritleri veya kimyasal oxidasyon ile), ve sonra temiz su veya reinjecting hedeflerini en düşük maliyetli bölgelerden sonra azaltılabilir.

Derin bölgelerde, P&T maliyetleri, büyük derinlikten su kaldırması için gerekli olan enerji nedeniyle, büyük miktardan elde edilen su hacmini ve on yıllardır devam eden operasyon ve bakımlarını yönetme ihtiyacı olabilir.

In Situ Chemical Oxidation (ISCO)

ISCO güçlü oksidatifleri içerir - permanganate, persulfate, veya hidrojen peroksit - organik kirleticilere ulaşmadan önce, oksidasyona ulaşmadan önce, bazı oxidasyona (örneğin, düşük karbonlu) uygun bir şekilde kontrasepsiyonel olarak, bu tür bazı hücrelere ulaşır ve oksidasyona rağmen, diğer 100 metreye kadar doğal organik madde ile reaksiyon verebilir.

Bioremediation

Biyoremediasyon doğal olarak meydana gelen veya mikroorganizmaları, TCE gibi zararsız ethene'leri kırarak, uygun bir elektron bağışçısı (örneğin, derin subsurface eksikliği oksijeni elde etmek için daha uygundur.) Bu substratlar, biyoaugmentalasyona göre daha fazla artış gösterir.

Termal Tedavi

Elektrikli direniş ısıtması (ERH), buharlı ekstraksiyon ve ısı iletken ısıtma, yeterince enerji teslim edilebilirse derinlikte uygulanabilir. ERH, altyüze kadar yüklenen elektrotları ısıtabilir, ancak yüksek sermaye maliyetlerini arttırırlar, toprak sterilizasyonu için buharlı baskıları arttırır ve onları buharlaştırmanız için buharlı ekstraktaj ve yüksek güç seviyelerini gerektirir.

Situ ve Ex Situ Solidification /Stabilization

Metaller ve bazı recalcitrant organiklar için, sağlamlaştırma veya stabilizasyon (S/S) onları çimento gibi bağlarla karıştırarak veya akanssız bir şekilde uçmasını gerektirir. Deep S/S, tedavi materyali oluşturmak için baskı altında derin delikler delmeyi gerektirir.

Maliyet, Zaman ve Düzenleme

Derin su arıtmalarının ekonomik yükü genellikle şaşırtıcıdır. Kapsamlı site karakterizasyonu sadece milyonlarca dolara kadar sürebilir. Tam ölçekli remediasyon P&T veya termal tedavi, büyük, derin siteler için 50 milyon doları aşabilir - 30 yıl veya daha fazla - yasal standartlarda ödeme yapmak için net olan ücretlendirme standartları hesaba katabilir ve potansiyel değişiklikler.

Düzenleme çerçeveleri yargılayıcı tarafından değişebilir, ancak genellikle bu aracılık insan sağlığını ve çevreyi korur. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Kapsamlı Çevre Yanıtı, Tamamlayıcılık ve Sorumluluk Yasası (CERCLA) ve Kaynak Koruma ve Kurtarma Yasası (RC) en derin temizlikleri yönetmek için çok zor olabilir. Genellikle, hedef, içme suyu için tehlikeli seviyelere (MCLs) veya kurumsal kısıtlamalara yol açma gibi alternatif uç noktaları azaltmaktır.

Tamamen restore edilemeyen derin tesisatların uzun vadeli bir stewardship of deep plumes, kritik bir meydan okuma olmaya devam edebilir. Sorumlu partiler, büyük teknolojik atılımlar olmadan iyileri ve pompa-ve-treat sistemlerini izlemeleri için gerekli olabilir.TheurFLT:0U.S. Hükümet Hesaplanabilirlik Ofisi).

Gelişen teknolojiler ve Yenilikçi Yaklaşımlar

Geleneksel yöntemlerin kısıtlamaları göz önüne alındığında, araştırmacılar ve uygulayıcılar derin tesisatları daha etkili ve daha düşük maliyetle ele almak için yeni araçlar geliştiriyorlar.

Nanoscale Zero-Valent Iron (nZVI)

Sıfır-valan demirin alt yüzeylere enjekte edilmesi, derin bir kaplama için yüksek redüktif bir yüzey alanı sağlayabilir, ancak kloralize metaller ve hareketsiz metaller için yüksek çözünürlükte bulunurlar ve nanopartiküller mineral önyüklemelerle birlikte teslim edilebilirler.

Elektrokinetic Remediation

Elektrokinetik, zeminde yüklenen elektrotlar için düşük seviyeli doğrudan akım geçerlidir. Elektrikli alan, genellikle derin suların bulunduğu (örneğin, derin bir alana kadar uzanan enerji maliyetlerini azaltır) ve bu yöntem, büyük bölgelere kadar süpürücük partikülleri temizleyebilir.

Fracture-Matrix Karakterizasyon ve Modeling

Birçok derin aquifers, kırıklıklar ve çevredeki kaya matrixi ile ilgili olarak, farklı kırık ağ (DFN) simülasyonları gibi, mühendislere daha iyi hedef enjeksiyon noktalarına ve tahminleri doğrulayabilmelerini sağlamak için çok önemlidir.Bu modeller hem karakterizasyon hem de yeniden araçlama işlemlerinin verimliliğini artırmak için makine öğrenmesi ve yeniden araçlama işlemlerinin verimliliğini artırmak için makine öğrenmesi için makineli algoritmalar ile çiftleşir.

Phytor postalandı ve Wetlands'ı kurdu

Genellikle sığ derinliklerle sınırlıyken, hiperaccumulator bitkilerle eklenmiş suların derin pompalanması ile birlikte, bazı organikleri uzun süreler boyunca etkili bir şekilde kaldırılabilir, bu tür sistemler büyük arazi alanlarının işletilmesi ve iklime bağımlıdır.

Vaka Çalışmaları: Alandan Dersler

Gerçek dünya derin tesisatı projelerinin incelenmesi, dahil edilen karmaşık ve yüksek hisselerin ortaya çıkmasını sağlar.

Hanford Site, Washington State

Hanford Nükleer rezervasyonda, radyoaktif ve kimyasal atıklardan derin vazo bölgesi kirliliği, altta yatan Columbia Nehri basalt aquiferi tehdit ediyor. ABD Enerji Bölümü, milyarlarca karakter ve derin kirliliğin yüzlercesini yeniden düzenlemektedir.

Eski MCAS Tustin, Kaliforniya

Bu eski Marine Corps hava istasyonunda, bir TCE su toplaması, 100 metreden fazla bir süre içinde Orange County ⁇ basin.Deniz Kuvvetleri, P&T ve ISCO'nin doğal değerlendirmelerini takip ederek, TCE konsantrasyonlarının önemli ölçüde azaldığını gösteriyor, ancak sıcak noktalar devam ediyor.

Benzer sitelerin ayrıntılı bir analizi için, [[0)CLU-IN web portalı[Dönetici: 1 ) EPA tarafından yönetilen, vaka çalışmaları ve teknoloji gerçek çarşafları zenginlik sağlar.

Future Outlook: Disiplinler ve Teknolojiler

Derin kirletici tesisatın remediasyon muhtemelen geoloji, geokimya ve mühendislik için sitelerin yeniden tanımlanması ve maruz kalmalarının sağlanması için konsantrasyonların azaltılması ve veri toplama yöntemlerinin geliştirilmesi için çok disiplinli bir yaklaşım gerektir.

Politika kararları da önemlidir: Teknik olarak uygulanabilir ve maliyet-maliyetli olan standartları benimsemek, ancak yine de sağlık ve çevre korumayı sağlamak, ilerlemeyi hızlandırabilir. federal ve eyalet araştırma programları aracılığıyla yenilik teşvik etmek - örneğin:0)EPA'nın Groundwater Research Programı) - sahada umut verici teknolojilere yardımcı olabilir.

Önleme, elbette, en etkili strateji olarak kalır. Endüstriyel siteler ihmal edilir ve yeni olanlar, sağlam ikincil kapsamlar, modern tedavi sistemleri ve düzenleyici gözetim, gelecekteki nesillere yükleyebilecek derin tesisatların oluşumunu engelleyebilir.

Derin gömülü kirletici tesisatlar bilimsel anlayış ve teknolojik kapasitemizin sınırlarını test eder. Tek bir yöntem tam bir çözüm sunarken, dikkatli karakterizasyon, adaptif yönetim ve gelişmekte olan teknolojiler bir yol sunar. Site ve disiplinler arasındaki bilgi paylaşımıyla çevre topluluğunun geçmiş endüstriyel uygulamaların kalıcı etkisini azaltmaya devam edebilir.