Tractaments d’oxidació química per a emplaçaments amb contaminants orgànics volàtils clorats. M2011

Coordinació de l’activitat: Agència de Residus de Catalunya

Període: 2010-2011

Altres participants:

Grup de Mineralogia Aplicada i Medi Ambient (MAiMA) de la Universitat de Barcelona i GIRO Unitat Mixta IRTA-UPC

Objectiu:

Desenvolupament de tècniques d’oxidació química per a la recuperació ambiental d’emplaçaments contaminats amb compostos orgànics clorats. Per a un antic emplaçament industrial contaminat, on per part de l’ARC s’han dut a terme actuacions de recuperació ambiental, es proposa:

• Determinar la influència del pH bàsic d’unes rases de captació reblertes amb portlandita sobre l’aqüífer i l’activitat d’atenuació natural d’aquest.
• Avaluar la eficàcia de diferents tractaments d’oxidació química de les aigües acumulades en les rases per tal de disminuir els valors d’AOX i determinar el fraccionament isotòpic associat a cada tractament.

 

Descripció:

L’ARC va efectuar, entre els anys 2005 i 2007, la recuperació ambiental del sòl en unes antigues instal·lacions de fabricació de productes fitosanitaris contaminades per compostos orgànics volàtils clorats. Dins les mesures de descontaminació s’incloïa la construcció d’unes rases de captació d’aigües subsuperficials contaminades amb l’objectiu d’interceptar les aigües que s’infiltren a través de la superfície dels camps per tal que no arribin a l’aqüífer. Les aigües extretes de les rases a causa de seu elevat nivell d’AOX s’han hagut de tractar per incineració externament amb un cost elevat. La determinació del tractament més efectiu a escala de laboratori ha de permetre plantejar també una estratègia d’actuació, a llarg termini, per a la seva aplicació a escala real en les rases i a l’aqüífer afectat. Aquest fet suposaria un clar estalvi econòmic i energètic.

S'han efectuat diferents experiments a escala de laboratori per tal de conèixer la influència de les rases de captació d’aigües sobre l’aqüífer i els processos d’atenuació natural. També s’han fet experiments d’oxidació química i hidròlisi alcalina al laboratori per trobar un tractament efectiu per a les aigües contaminades per compostos clorats recollides a les rases per reduir les concentracions d’AOX.

• Els resultats dels experiments d’interacció entre l’aigua de les rases i la roca de l’aqüífer suggereixen que les aigües que puguin drenar les rases cap a l’aqüífer no haurien de significar una afecció important a l’atenuació natural existent a l’aqüífer. El pH bàsic de l’aigua de les rases no afecta els processos d’atenuació natural de l’aqüífer. La neutralització del pH es realitza de forma natural i amb una certa rapidesa (dies), si bé aquesta és difícil d’extrapolar a l’emplaçament.
• Tenint en compte els resultats obtinguts pels diferents tractaments d’oxidació química i hidròlisi alcalina provats en aquest estudi per la remediació de les aigües de les rases, es proposa un tractament combinat d'oxidació amb permanganat o persulfat (especialment eficaços en la degradació dels etenoclorats) més hidròlisi alcalina induïda (eficaç en la degradació del CF). Prèviament a l'aplicació d'aquests tractaments al camp, es recomana la realització d'experiments de laboratori a escala més real, així com assajos pilot de remediació a escala de camp.
• La combinació de tècniques d’AICE (anàlisi isotòpica de compostos específics) i tècniques d’ecologia microbiana molecular ha permès determinar l’existència de diferents mecanismes potencials de dehalogenació en diferents pous de l’aqüífer que poden ser importants per dissenyar estratègies de bioestimulació amb l’objectiu de reduir el contingut d’AOX.

  Aquesta fitxa es complementa amb la fitxa de “Bioremediació del subsòl per la presència de contaminants orgànics volàtils clorats”. Un article complet sobre aquest projecte es pot trobar al web de l’ARC.

Productes derivats:

Monitoratge d’emplaçaments contaminats, determinació de les possibilitats i quantificació de l’oxidació química i la hidròlisi alcalina com a tècniques de recuperació ambiental i pretractament d’aigües residuals.

Beneficiaris:

• L’ARC, en particular, el Departament de Gestió i Sòls Contaminats i el de Coordinació Hidrogeològica i Recuperació d’Aqüífers.
• L’entorn científic en el camp de bioremediació, oxidació química i tècniques isotòpiques de control ambiental.
• Empreses consultores i d’enginyeria dedicades a l’àmbit de la investigació i recuperació ambiental del subsòl i tractaments d’aigües residuals.

 

Referències bibliogràfiques:

Bustin, A.A, Benes, V., Garson, J.A., Hellemans, J., Huggett, J, Kubista, M, Mueller, R., Nolan, T., Pfaffl, M.W., Shipley, G. L., Vandesompele, J., Wittwer, C.T. (2009). The MIQEGuidelines: Minimum Information for Publication of Quantitative Real-TimePCR Experiments. Clinical Chemistry, 55: 611-622. Huling, S., Pivetz, B. (2006) In-Situ Chemical Oxidation - Engineering Issue. U. S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development. EPA/600/R-60/072. Marchesi, M. (2010) Stableisotopes for monitoring chemical oxidation and natural attenuation of groundwater contaminated by organic compounds: laboratory and field studies. Tesis. Universitat de Barcelona. Facultat de Geologia. Dept. de Cristal·lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals. Palau, J., Soler, A., Teixidor, P, Aravena, R. (2007) Compound-specific carbon isotope analysis of volatile organic compounds in water using solid-phase microextraction. Journal of Chromatography A, 1163: 260-268. Palau, J. (2008) Aplicación de la composición isotópica del carbono de compuesto sorgánicos volátiles en acuíferos contaminados por disolventes clorados. Tesis. Universitat de Barcelona. Facultat de Geologia. Dept. de Cristal·lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals. Torrentó, C., Audí-Miró, C., Bordeleau, G., Marchesi, M., Rosell, M., Otero, N., Soler, A. (2012) Theuse of alkalinehydrolysis as a novel strategy for chloroform remediation: feasibility of using urban construction wastes and evaluation of carbon isotopic fractionation. Environmental Science and Technology.

Destaquem
Agència de Residus de Catalunya

Imatges

Figura1: Evolució de pH i temperatura a l’experiment a temperatura de laboratori el qual s’ha fet circular aire per tal de simular l’efecte de l’aigua procedent de les rases sobre l’aqüífer al límit amb la zona no saturada. La fletxa blava marca el moment en el qual s’injecta aire.

Taula 1: Eficàcia i aplicabilitat de l’AICE dels diferents tractaments de remediació dels contaminants presents a l'aigua de les rases sota les condicions provades en aquest estudi a escala de laboratori.