DISCIPLINA: PROCEDEE AVANSATE DE REItIEDIERE A SOLURILOR CONTAMINATECursul 5

PROCEDEE DE DEPOLUARE lN SITU (continuare)

5.1. Pomparea 9i tratareaPomparea 9i tratarea constd in extragerea apelor subterane poluate gi tratarea pe

sit inainte de deversare (sau eliminarea in centre acreditate).Pomparea sitratarea permite extragerea din zona saturatd gi capilard a poluanlilor

organici sau minerali in faze dizolvatd, gi dirijarea catre puncte de extraclie invederea tratarii (Fig.5.1). Se creeazd astfel o inclinare in unul sau mai multepuncte ale panzei freatice (cregterea gradientului hidraulic).

Aceastd tehnicii trateaze mai degrabd pana de poluare decat sursa de poluare.Este deci indicat sA se trateze ln prealabil sursa de poluare, daca este posibil.

Alegerea punctului de deversare este foarte importantd. Dupd tratare, deversareava Dutea avea toc:

. in retelele de apd uzata,

. relelele de apa pluviale,

. apele de suprafata.

' penza freaticd (reinjectare).

Fig.5.1. Schema de pincipiua pompaii si tatarii

FA. 5.2. lnfluenfa ponparii asup€vitezeide curgere a apei subterane

AplicabilitatePomparea si tratarea este o tehnologie relativ universald, deoarece se aplice la

poluanlii organici 9i mjnerali, indiferent dace sunt in formd liberd sau dizolvali:compusi organici (semi-) volatil i, compugi halogenali organici (semi-) volatil i, PCB-uri,unele metale/metaloide.

Pomparea, prin crearea conurilor, permite imbundtelirea 9i recuperarea LNApL infaze liberd. Cu toate acestea, in cazul prezeniei fazei flotante, din punct de vedereeconomic este mai corect se se procedeze la recuperarea fazei flotante, independentde faza dizolvate, lucru care permite evitarea unei separ5ri ulterioare in fi l iera detratare a apei.

Aceastd tehnjcd se aplic6 in principal la acviferele relativ permeabile (de la nisipo-lutoase la pietris) si omogene.

Variante. Blocarea hidraulicd : pomparea 9i tratarea pot fi util izate ca o solulie temporard

de blocare pentru a opri extinderea sursei de poluare gi/sau a penei de poluare pulinsolubile,

. Trangeea drenantd (Fig.5.3): pozilionat5 perpendicular pe sensul de scurgere apanzei freatice 9i pe toatd lungimea sursei de poluare (sau a penei de poluare),trangeea drenantd permite, prin diferenla de permeabilitate, stoparea temporard apoluanlilof hidrofobi. Pompele cu debit redus amplasate in interiorul acestor trangeepermit recuperarea poluanlilor. Pentru a facilita recuperarea poluanlilor, seamplaseazd adesea geomembrane in avalul de materialulfi ltrant.

Ef i c a c i tate/P e fi o r m a n ERandamentul acestui procedeu poate atinge

hidrogeologic (permeabilitate, eterogenitate, etc.),si de indeodrtarea sursei de ooluare.

50-60 %, depinzand de contextulde poluanli (solubili sau hidrofobi)

t i9. 5 3 Schema de pindptu drranset drendnle

Avantaje, inconveniente si factori I imitatoriAvantajele pompdrii ti trafiii :

. Tehnicd testata care permite o implementare relativ simpld gi rapidd,,

. Permite tratarea fazei dizolvate relativ eficient (in special a poluanlilor solubili),

. Aplicarea genereaze putine perturbdri ale solului, . Se poate aplica sub clddiri,

. Constituie unul din rarele procedee prin care se pot trata DNAPL,

. Procedeul permite stoparea migrdrii poluantilor (blocare hidraulicd),lnconvenientele ti facloii limitatori:

. Fdrd tratarea sursei de poluare, durata de depoluare este relativ lungd; de aceea estede preferat ca in prealabilsd se trateze sursa de poluare,. in cazul acviferelor cu permeabilitate mare, debitele de tratat sunt adesea importante.Este deci foarte important se se optimizeze numdrul gi modul de amplasare a punctelorde extraclie. Pentru a face acest lucru, modelarea poate fi un instrument prelios.. Eficacitatea este limitat5 in cazul acviferului cu permeabilitate reduse(10-5 m/s),neomogen 9i/sau fracturat (treceri preferenliale prin zonele cele mai permeabile Ia apd).. Eficacitatea este limitate la poluantii hidrofobi..In absenta unui control total al curgerii apei subterane, existd riscul extensiei poluerii.Costuri gi timp necesarCosturile de realizare sunt in medie de 3500€/pu! (2000-600o€ipu!).Pomparea 9i tratarea reprezintd o tehnicd relativ indelungatd pentru compugii pulin

solubili (uneori se poate intinde pe parcursul mai multor ani).Atunci cand produsele sunt mai solubile, durata de tratare este mai redusd.

5.2. Pomparea cu recuperarea fazei flotanie (in limba engleze : skimming)

in prezenla fazei flotante, apa subterand este pompatd, fapt ce genereazd un conde depresiune. Produsele in fazd purd se acumuleaze gravitalionalin centrul conului,facilitand astfel recuperarea acestora la suprafald.

Faza flotantd este astfel pompate cu ajutorul unor pompe/skimmere cdtre unitateade stocare de la suprafald (cisternd) inainte de a o elimina (incinerare, recuperareahidrocarburilor, etc.) (Fig.5.4). Skimmerele sunt pozilionate la nivelul fazei flotante tioermit recuoerarea hidrocarburilor. Cele mai des utillzate sisteme sunthidroejectoarele pneumatice, skimmerele (sau filtrele flotante) 9i benzile oleofile.

Pompele de ape sunt pozilionate sub interfala fazd flotantd/ape. Strans legat depozilia acestor pompe, apa va fi mai mult sau mai pulin incdrcatd cu hidrocarburi;pozilionate cu caliva metri sub aceaste interfald, apa va conline cantitali reduse deproduse dizolvate.

ffi-"-iffil _.-F. . . r - | lh rd .Ml

rum4 y'r'!' I

Fig. 5.4. Schena de pincipiu a pompaiicu rccupenrca fazeiflotante

Aplicabilitate

Aceaste tehnicd se aplicd la hidrocarburi cu o densitate mai micd de 1 in fazdlibere (pbcur5, benzind, carburant superior, solvenli, etc.).

De altfel, aceasta tehnicd se aplice la acviferele relativ permeabile (de la nisipo-lutoase la nisipo-pietroase) 9i omogene.

EficacitatdPertormanpRandamentul de recuperare a fazei flotante este sub 50-60 % ln cele mai bune condilii.

Avantaje, inconveniente i factori limitatoriAvantajele acestui tip de tratare sunt :

. Tehnice fiabild 9i testatd, .lmplementare relativ slmpld 9i rapidd,

. Se poate aplica Ia numerogi poluanli (LNAPL in fazd purd),

. Genereazd o perturbare a solului reduse, . Poate fl aplicatd sub clddiri,

. Pentru'imb. randamentului se pot asocia procedeele: spSlarea 9i fracturarea hidraulicd,

. Procedeul permite stoparea migrerii poluArii (blocare hidraulice),

. Adencimile de pompare pot fi de ordinul zecilor de metri, dacd este necesar,lnconvenientele si factoii limitatoi sunt :

. Tratarea nu este posibild in cazul grosimilor reduse ale fazeiflotante ( < 1 cm),

. Faptul ce se recupereaze doar faza flotantS, poluarea reziduald poate fl mobilizatd dinnou (efect "rebound"). Astfel, se impune o tratare complementard,. ln cazul acviferelor cu permeabilitate mare (transmisivitate semnificativd), debitele caretrebuiesc pompate pentru a crea conul de depresiune sunt adesea destul de mari.. Eficacitatea este limitata in cazul acviferului cu permeabilitate redusd (10-5 m/s),neomogen gi/sau fracturat (treceri preferenliale prin zonele cele mai permeabile la apd).

CosturiCosturile se inscriu intr-o medie de 20 E/m3 pompali (5-60/m3 pompali)

I ron!.

5,3, lzolarea prin acoperire 9i etangeizare

lzolarea este o tehnicd de blocare a migrdrii poluantilor din sol si apele subteranecare consta in inchiderea fizicd a mediului contaminat prin intermediul unui sistemetang de protectie. Etangarea se aplicd functie de situatia specificd in care se gdsegtezona poluatd qi poate fi realizate in diferite moduri:

. izolarea/acoperirea la suprafata

. etangarea prin inchidere laterald complete;r etanSarea prin inchidere partiald Si devierea apej sublerane din amonte.

> lzolarea la suprafafi (Fig. 5.5) se face prin amplasarea unui sistem deizolare de suprafale permeabil sau semipermeabil pentru a impiedica (sau limita)percolarea apei de ploaie prin zona nesaturatd, apoi infiltrarea apej poluate cdtreapele subterane 9i de suprafatd.

Fig.5.5. Schena izoldrli de suprafaF

ln funciie de scopul urmdrit, izolarea de suprafald se face prin diferite tipuri deacoperire (simple sau in mai multe straturi):

1. Acoperirea cu mai multe stratui de sol: cu o permeabilitate mai mare sau egald cu'10-6 m/s, este pulin performantd in ce privegte infiltraliile de ape. Aceasta vizeaze:. siturile cu potenlial poluant redus (sau pulin evolutive) in ce privegte gazul, apele

subterane 9i de suprafate,. siturile care trebuie se facd obiectul unei acoperiri vizavi de contactul direct gj

ingerarea solului poluat.

2. Multistratul semipermeabil : cu o permeabilitate cuprinsd intre 10-6 si 10-e m/s,limiteazd o parte din infiltralii le 9i emanalii le de gaz. Se util izeazd pentru:

. siturile care prezinta un mediu pulin vulnerabil,

. siturile al cdror potenlial poluant dorim sa-l eliminem prin limitarea impactuluiemisiilor.

3. Multistntul impermeabil . cu o permeabilitate mai micd sau egale cu 10'e m/s,limiteazd foarte mult infiltralii le 9i emanalii le de gaz. De aceea se aplicd la:

. siturj cu mare potenlial poluant,

. situri cu mediu vulnerabil.Aplicabilitate

Poate fi aplicat la aproape toate tipurile de poluare (COV, COHV, PCB, HAP,metale/metaloide)

Strat de supralale

- sol veselal/9eosinleiic (preveniroafenomenului de emziune)

- i,4aleriale de pavarc, beioi biluminos

Strat de proieclie- [4aleriale loca e (sol, lamb ee s

- Maleriale granuoase (peniru a evila

Strat de dfenaj-Strudure simpla sau compozilu(neag€sive fzic si chimic fala de

-Nisip sau p eli9 + fillru natural(nisip foade lin) sau geoleil llililant-Geolexti care are @pacilaie dubLd

Sirat de etanFeizarc

-Geo@mpozii berioritic-Geomembrand + arsile compadaia-Geomembrand + geocompozll benton tic-G€ocompoz t bontonitc amplasal inlre ogeomenbrarA sup.9i o goom€mb€ne inf.

Fig. 5.6. Exemple de izolare

de suyafaF

! Acoperire pentru prevenirea contactului d lrecl ingeEre si antrenaroa pulbe lol

cmion'r lorcvoir.ondioribi- paddlobirii.,

r Acoperire pentru prevenirea poluarii apei subtef ane

. Acoperi.e pentru prevenirea urcarii poluantilor

- M'ronaro e{nura.c (dmn'!o! apo0

- Sol pollrt c! @nDusi volalili

, Acoperhe pentru colectarea emanatiilor de saz

Efic ac i tate/Pe io rm an FAcoperirile sunt foarte eficiente gi nu permit deloc sau doar foarte pulin scdpdri

cdtre exterior.Avantajele acestui tip de tratare sunt :

. Procedeul permite acoperirea unui numar foarte mare de poluanli,

. Este deosebit de bine adaptat pentru volumele mari de poluare cu compusianorganici, chiar micgti,. Este o tehnicd competitivite privind costurile si performanla pentru volumeleimportante 9i compu9ii recalcitranli,

lnconvenientele ti factorii limitatori sunt :. Poluarea nu se distruge 9i rdmane pe loc.. Este necesard o monitorizare pe termen foarte lung,. Este necesard intrelinerea acoperirii pentru a ne asigura de rezistenla in timp 9ibuna sa funclionare (daune la acoperire produse de inghevdezghe!, tasarediferenliald, trecerea utilajelor, uscare, atacul rozdtoarelor, vegetalie, etc),. Acoperirea permite doar limitarea transferului vertical (ape pluviale, gaz, contact,reantrenarea pulberilor) dar nu permite controlul fluxurilor orizontale,. Avand in vedere faptul cd lucrarile nu au decat cel mult cateva zeci de ani, este dificilse se dovedeascd longevitatea acoperirii pe termen lung.

Costui ti termene de realizareCosturile de tratare sunt variabile: intre 30-60 E/m'z, media fiind 45 E/m2Un depozit de degeuri (sau un sol poluat) de 1 - 2 ha poate fi tratat prin remodelare,

drenare, acoperire cu o cuverturd si etanseizare in cateva luni.

> Etansarea prin inchidere laterald compbteAceast5 tehnice este aplicate in special in cazul in care merimea zonei

subterane poluate nu este considerabild, cum ar fi, spre exemplu, depozitele dedegeuri spdlate de apele de precipitatii, a9a cum se prezinte in figura 5.7

In astfel de cazuri, rolul ecranelor este de a inchide curentul de ap5 subteran inlimitele zonei poluate gi de a stopa extinderea ariei acesteia.

Fig. 5.7. Vedere in plan Si in sectiune a unuisisten de inchidere latenlaconpleta

Realizarea ecranelor impermeabile se poate face dupd mai multe schemeconstructive, alegerea lor fecandu-se in funqie de caracteristicile specifice zonei,respectiv, in funclie de localizarea ariei poluate. La aceste sjsteme de izolare apoluanlilor este important sd se facd controlul $i recuperarea substanlelor solubilizateprecum $i a emanaUilor gazoase (Fig. 5.t).

Fig. 5E. Controlul Qievacuarea substantelor lkiviate Si a gazelot din zonapotuaft, in cazul ekngerii cu pereti laterali ancoraliin substmtul impermeabil

Realizarea izoldrii fizice a poluantilor din apele subterane se face, practic, prin:r pereti din amestec de materiale naturale;r perdele formate prin injectie de amestec de materiale;r perdele din tabld ondulatd de otel.

Pereti din amestec de materiale natural. Se realizeazd prin sdparea unei trangeein jurul intregii zone contaminate (sau doar in jurul unei peti) $i prin umplereaacesteia cu un amestec de materiale (argile, bentonite, ape) care dupe intdrire,constituie un obstacol impermeabil ce blocheazd curgerea apelor subterane.Realizarea tran$eelor se face cu excavatorul, ldtimea uzuald a tran$eelor este de 0,6+ 1 ,0 m, adancimea putend ajunge pane Ia 10 m.

Perdele formate pin injectie de amestec de materiale. Perdelele sunt create prininjectia amestecului de materiale in geuri realizate cu ajutorul unei foreze clasice, iarperetii prin umplerea trangeelor cu amestec de materiale naturale. Amestecul demateriale poate fi constituit din: bentonitd, ciment, sil icati, masa lemnoasd, produsechimice organice.

Perdele din tabh onduhft de ofel. Panourile sunt din tabld ondulatd de otel 9i potfi introduse in sol cu ajutorul unui berbec de batere. Aga cum se indicd in fig. 5.3,panourile se imbind unul cu celelalt pentru a forma o suprafatd continud.

Panourile pot fi introduse la adancimi de pand la 20 m sau chiar mai mult daca sedispune de un echipament specializat adecvat.

Tratarea pnduselor lichide

Pedea din rabldondulati de o'el

Conductd de recnPcrare

Fig.sg. Exenptu privind utitizarea petdetelor din p€'ci ondulate de olelpentru izolarea apei subtetane 9i recuperarea acesteia

Peroli din amestec de Perdele formate prlninjeclie de amestec do

Perdele di. tabla ondulata do otol

[4ai redus decal cel al pedelelorformale prii injectie de ameslecde mate ale ti ped€lelor dinlabl6 de olel daca se ltiizeaz,pentru adancimlsLrb 10 m.

Mai redus decat cel alpedelelor din rab d ondulatd

Ridicat, mai ales in cazu in caretreblie utilizato metode de balerespeciale sau labLagroasd de olel.

Tipul mateialelor din amestecuiulilizal treblie sa lie aprobaie de

Unels materiale pot sa alb,un anumil g.ad de ioxicilate.

Pe€lii se pot coDda sau dizolvadupa 30 - 40 de ani. Perol isolidiiicali se pol lisuE.

Anum te matedale injeclate sepot coroda sau dizolva dupe

Perdelele se pot cooda ln mediuacid, dac6 nu au fosl prolejate

Eiicaciiate maxlm6 dac6 pe€lii Esle dilicil a se deieminagradur de elanleilate.Mateialu injeclar poate sd nucohaieze loate spalile

Eficacilale maxime dacd panourlle

l 0 m 20 rn

E.hipameniul ltiizal 1n modcurent Poate sd sape trant€e laadancimi de cca 5 m. Prinutilizarea unui echipamenlspecializat se poato aliige

nsialarea esle adeseacomplicaH, chiar penlruopelarori experimenlali.

Panourie dif iabld ondulat6 de otelsuni u9or de procural. Echipamentulde batere esie accesibil.

v - - -

NOTA: Deoarcce prin izalarc paluantti nu sut)t disttltii ci daat itnobilizati, aceste ptacedee au a.lurablttate ltnitaE iti titilp 9i nu rcprczintd a solulia defnitivd.

5.4. lzolarea / blocarea hidrauliceBlocarea hidraulice a migrdrii poluantilor se aplica provizoriu, ' in regim de

urgentd, cand poluantii au atins panza freaticd 9i amenintd sA se deplaseze spresursele de apd potabild sau apele de suprafatd. Stoparea migrdrii poluantilor, prinblocare hidraulica, se face prin instalarea unor puturi sau sonde de pompare cu prizasub nivelul zonei contaminate, 9i evacuarea apeiin exterior (Fig. 5.10).

Blocarea hidraulice active constd in a oori sau reduce oana de prrnpompare. blocend sau inversand curgerea natural5 a apei subterane (Fig

Tabelul 5.1. Avantajele gi inconvenientele peretilor/ perdelelot din amestec de mateialenaturale Fi a perdelelor din tabld ondulatd de otel

4I

I Y_:---'"-

Fig. 5P. Schema blocaii hiclraulicd a nigrerii poluantilor

Fig.5.'t4. Exenplu de blocare hidraulicd activa

Sistemul de blocare hidraulce este constituit din:. Sistemul de extraclie: puluri verticale, puluri orizontale, pompe, levi, trangee, galeriide infiltratie, contor, etc.;. Un sistem de tratare a apelor uzate pe sit;. Un sistem piezometric care permite monitorizarea curgerii gi a calitelii apeisubterane.

De reguld, deversarea apei dupe tratare pe sit se face in relelele de apd uzate,relelele de apa pluviald, apa de suprafatd, panza freaticd (reinjectare),

AplicabilitateBlocarea hidraulicd este o tehnice relativ universald deoarece se aplicd Ia poluarea

organicd 9i minerald, fie cd este sub formd liberd sau dizolvata: compugi organici(semi-)volatil i, compugi halogenali organici (semi-)volatil i, PCB, anumitemetale/metaloide.

Efica citate/P e io rm a n FRandamentul acestui procedeu poate sd atingd 95%, depinzand de contextulhidrogeologic (permeabilitate, eterogenitate, etc.), de poluanli (solubili sau hidrofobi)9i de indepdrtarea sursei de poluare.

Avantajele acestui tip de tratare sunt :. Tehnice testate, .lmplementare relativ simpld 9i rapidd,. Se poate aplica la numerogi poluanli, . Genereazd o perturbare reduse a solului,. Poate fi aplicate sub clddiri,. Procedeul permite stoparea migrdrii poluanlilor,. Adancimile de pompare pot fi de ordinul zecilor de metri, dacd este necesar,. Reinfiltrarea in amonte a apei pompate 9i tratate permite limitarea fluxurilor cetreexterior gi fo4area scurgerilor cetre capcana hidraulicd.

lnconvenientele ti factorii limitatori sunt :. Poluarea nu este distrusd, ci rdmane pe loc: nu se realizeazd nicio acliune asupravolumului 9i toxicitdlii poluanlilor. Se limiteazd transferul poluerii;. Este necesard o monitorizare pe termen foarte lung ;. Pomparea apei este o tehnice a cdrei duratd se poate extinde pe mai mulli ani;acest lucru este datorat faptului cd sursa de poluare nu este tratatA, pomparea

nu face decat se trateze efectele.. in acviferele de mare permeabilitate, volumul tratat 9i implicit costurile defuncuonare sunt semnificative;

costuri si termene de realizarecosturile acoperirii hidraulice active depind de adancimea 9i numdrul de puluri, dedebit, de timpul de pompare necesar ti de fil iera de tratare.Media pretului este de 12 €/m3 pompati (intre 2 si 40 €/m3 pompati)

1 0

5.5. Stabilizarea/solidificarea in situStabilizarea este un procedeu flzico-chimic ce constd in imobilizarea sub o formd

mai putin solubild 9i/sau mai putin toxicd a poluantilor, reducandu-se riscul de migrare.Prin stabilizare/solidificare se reduc:. transferurile agentilor exteriori (oxigen, ap5, aciditate...) spre solul poluat;. transferurile poluantilor potential mobilizabili spre exterior;. fenomenele de oxidare (cazul sulfurilor, ca exemplu);. mobilitatea elementelor in sanul matricei.

Cei mai folositi agenti de solidiflcare gi stabilizare sunt: cimentul, piatra de var,varul ars, cenuga, diferitele amestecuri ale acestor materiale gi diferiti lianti organici

ul 5.2. Date solidificArii $i stabilizeii in cebva tativeN.. Agentul de t€taro utilrzat (lianD

Dereurid6 pettol Pb, cr, As Purbdd u6.3lo cu mnlinut tdi€t de cao

'i5:20 % oimed 5 % insredienle

Psildde $ comput oruanid Cimed, PulFri uscat€, lnorcdi,.de

Procedeul de solidificare cu aplicabilitatea cea mai extinsd constd in realizarea unuiamestec ciment - ape - sol poluat, amestec care dupa interire formeaza un materialdur, nelixiviabil Si stabilin timp.

Procedeul de solidificare in sit presupune util izarea unor echipamente de lucruadecvate, asemdnetoare forezelor clasice. in figura 5.11 se prezintd schematicprocedeul de inertare /n sltu, pus la punct de flrma american5 S.N/l.W.Seiko.

II

Fig. 5.17. Schena de principiu a procedeului S.M.W.Seiko, de solidificare ln situ a saluilor paluate

l t

Solidificarea conform acestui procedeu se face prin injectia unei paste de ciment lanjvelul burghiului de foraj. Liantul hidraulic este dozat progresiv prin tubul pr4inij deforaj, iar amestecarea acestuia cu solul poluat se face concomitent cu forarea. prinrepetarea continue a procedeului, rezultd o serie de coloane succesive cimentate,tangente, ajungandu-se in final la solidificarea integrald a zonei contaminate.Adancimea maximd pene Ia care se poate lucra este de cca 30 metri, iarproductivitatea instalatiei este de cca75 m3lzi.

Stabilizarea prin cimentare se aplicd cu succes la decontaminarea solurllor poluatecu metale grele (zinc, arsen, plumb, cadmiu, cupru). Un mare numer de teste, efectuatein SUA, au evidentiat o reducere cu peste 95 % a cantitafli de substante lixiviate dinsolul poluat cimentat, fatd de solul netratat.

Avantajele solidificerii / inerarii soluluiin situ:. procedeul permite inlaturarea cvasitotald a riscului de migrare a poluantilor in mediu;.lucrdrile de depoluare nu necesite o urmdrire gi un control riguros in timp, deoarecenu se mai pune problema infiltratii lor, emanatiilor etc;' materlalele utiljzate sunt ugor de procurat Si relativ ieftine.

Ca dezavantaje ale procedeului pot fi amintite:. cregterea volumului de materialin situ, prin adaosul de produse inertante;. volatil izarea pa4iald a produselor organice in timpul procesului de inertare;. dificultatea omogenizdrii corectein situ a agentilor imobilizanti cu solul contaminat.

12