In-situ reduktivní technologie využívající nanočástice nulamocného železa

Nanomateriály představují moderní metodu remediace životního prostředí znečištěného chlorovanými uhlovodíky, toxickými kovy, radionuklidy a dalšími látkami. První aplikace této technologie byly uskutečněny v USA, avšak v současnosti je používána na mnoha lokalitách po celém světě.

In-situ sanace podzemních vod je založena na aplikaci nanočástic Fe(0) injektážními vrty přímo do kontaminované zvodně. Aplikace nanočástic Fe(0) je rychlá a výsledné náklady na sanaci jsou významně nižší ve srovnání s běžnými dekontaminačními technologiemi (náklady spojené s konstrukcí reaktivních bariér a stavbou pump&treat čerpacích stanic nebo s odtěžením kontaminované zeminy apod.). Díky vysoké účinnosti nanočástic jsou při použití této technologie do vod zaváděna daleko menší množství činidla, než je tomu u ostatních in-situ metod, což ve výsledku šetří čas a peníze investora i životní prostředí na lokalitě. Nano-rozměry a případná povrchová modifikace umožňují částicím dobře migrovat v horninovém prostředí a reagovat s kontaminanty rozpuštěnými v podzemní vodě.

Metoda je účinná pro odstranění široké škály organických kontaminantů, např. chlorovaných uhlovodíků (PCE, TCE, DDT, apod.) používaných jako rozpouštědla nebo pesticidy – ty jsou rozkládány na jednodušší netoxické produkty. Toxické kovy jsou vysráženy a sorbovány v důsledku redukce a koprecipitace s produkty transformace nanoželeza a zůstávají imobilizovány v podloží, což vede ke snížení jejich toxicity.

V důsledku silných redukčních schopností reaguje nanoželezo také dalšími látkami rozpuštěnými ve vodě, např. s kyslíkem, sírany, dusičnany, apod. Reakci s rozpuštěným kyslíkem popisuje rovnice:

Fe⁰ + 1/2 O₂ + 2 H⁺ ↔ Fe²⁺ + H₂O

Redukce kyslíku vede ke snížení oxidačně-redukčního potenciálu vody (ORP), a následně k podpoře redukce cílových kontaminantů.

Dalším významným procesem je oxidace nanočástic ve vodě: nanočástice výrazně ovlivňují ORP, podporují vznik elementárního vodíku z vody a generují hydroxidové anionty, čímž zvyšují pH:

Fe⁰ + 2 H⁺↔ Fe²⁺ + H₂

Oxidace (koroze) nanočástic nulamocného železa je nežádoucím jevem, který probíhá od chvíle, kdy je vodná suspenze připravena a vede k postupné ztrátě její reaktivity. Tento jev může být eliminován, pokud je suspenze připravena z prášku bezprostředně před aplikací a použita okamžitě. Více informací o stárnutí suspenze.

Sanace podzemních vod za použítí NANOFERu

Pro čištění podzemních vod doporučujeme použít NANOFER 25S (organicky modifikovaný) nebo NANOFER 25DS (anorganicky modifikovaný). V případě rozsáhlejších pilotních projektů nebo aplikací v plném rozsahu se osvědčila příprava čerstvé suspenze z prášku přímo na lokalitě za pomoci průmyslového dispergátoru – pro více informací navštivte sekci Zařízení nebo nás kontaktujte.