Τεχνικές αποκατάστασης εδάφους

Εξαιτίας της εκτεταμένης χρήσης του πετρελαίου και των προϊόντων του η παρουσία ρυπαντικών ενώσεων όπως είναι οι πετρελαϊκοί υδρογονάνθρακες και οι ΠΑΥ στο έδαφος αποτελεί ένα συχνό και σημαντικό πρόβλημα το οποίο κρύβει κινδύνους για τη δημόσια υγεία εξαιτίας της τοξικότητας πολλών εξ αυτών. Οι υδρογονάνθρακες εξαιτίας της λιποφιλικής φύσης τους δεσμεύονται στο έδαφος όπου μπορούν να παραμείνουν, ή να εκπλυθούν ρυπαίνοντας τους υδροφόρους ορίζοντες, ενώ οι περισσότερο πτητικοί υδρογονάνθρακες οι οποίοι δε δεσμεύονται ιδιαίτερα στο έδαφος είναι στις περισσότερες περιπτώσεις και οι περισσότερο τοξικοί μειώνοντας με τον τρόπο αυτό την ποιότητα του αέρα στα σημεία που έχουν ρυπανθεί. Για το λόγο αυτό έχει χρησιμοποιηθεί πλήθος μεθόδων για την εξυγίανση και αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών

O όρος εξυγίανση του εδάφους αναφέρεται σε οποιαδήποτε ενέργεια έχει ως σκοπό τη μείωση ή εξάλειψη των κινδύνων για τη δημόσια υγεία που σχετίζονται με τη ρύπανση εδαφών. Οι μέθοδοι εξυγίανσης βασίζονται είτε στις φυσικοχημικές ιδιότητες των ΠΑΥ και των πετρελαϊκών υδρογονανθράκων γενικότερα, είτε στη δυνατότητα βιοαποδόμησής τους. Η επιλογή μιας συγκεκριμένης μεθόδου έχει να κάνει με το είδος των ρυπαντικών ενώσεων που υπάρχουν στο έδαφος, την κατάσταση του εδάφους, αλλά και το απαιτούμενο κόστος
Οι μέθοδοι αποκατάστασης εδάφους μπορούν να διαιρεθούν επίσης σε δυο άλλες υποκατηγορίες:

In situ μέθοδοι: δεν απαιτείται η εκσκαφή και μεταφορά του ρυπασμένου εδάφους και η επεξεργασία γίνεται στο πεδίο.

Ex situ μέθοδοι: απαιτείται η εκσκαφή και μεταφορά του ρυπασμένου εδάφους σε άλλο σημείο προκειμένου να επεξεργαστεί.

Είναι απόλυτα κατανοητό πως η ιδανική μέθοδος εξυγίανσης του εδάφους είναι αυτή που εμφανίζει τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα με το μικρότερο δυνατό κόστος. Η πλέον αποτελεσματική μέθοδος για την καταστροφή οργανικών ενώσεων στο έδαφος είναι η αποτέφρωση. Ωστόσο η μέθοδος αυτή καθώς και οι υπόλοιπες που βασίζονται στην καύση του εδάφους για την απομάκρυνση των ρυπαντικών ενώσεων είναι ακριβές μέθοδοι, απαιτούν την εκσκαφή και μεταφορά του εδάφους, πολύπλοκες διεργασίες για την παραγωγή ιλύος που θα χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο, καθώς και κατάλληλες εγκαταστάσεις. Επίσης αποστειρώνουν πλήρως το έδαφος και καταστρέφουν όλο το οργανικό φορτίο, ενώ ελλοχεύει ο κίνδυνος ρύπανσης της ατμόσφαιρας αν οι συνθήκες καύσης δεν είναι οι βέλτιστες.

Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκαν άλλες, περισσότερο ήπιες μέθοδοι βιολογικής και χημικής εξυγίανσης οι οποίες χρησιμοποιούν μικροοργανισμούς και χημικές αντιδράσεις αντίστοιχα για την απομάκρυνση των ρυπαντικών ενώσεων. Οι μέθοδοι αυτές έχουν την ικανότητα να αποδομούν ένα μεγάλο εύρος ενώσεων και πολλές από αυτές μπορούν να εφαρμοσθούν in situ, χρειάζονται όμως προσεκτική βελτιστοποίηση για την κάθε περίπτωση ρυπασμένου εδάφους

 

ΑποκατάστασηΤεχνικήΣχόλια
ΒιοαποκατάστασηΒιοαντιδραστήραςΕφαρμογή αυτόχθονων και εξειδικευμένων μικροοργανισμών σε ελεγχόμενες συνθήκες, υψηλή ταχύτητα αποδόμησης , χρήση ιλύος, μη τοξικά υπολείμματα, εφαρμογή στο πεδίο, όχι απαγορευτικό κόστος
Landfarming Απόθεση εδάφουςΧρήση αυτόχθονων μικροβιακών πληθυσμών και ανόργανων λιπασμάτων, μικροί ρυθμοί αποδόμησης, πιθανότητα ρύπανσης επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, χαμηλό σχετικά κόστος
Biopiling/composting
Κομποστοποίηση
Χρήση αυτόχθονων μικροοργανισμών ανόργανων λιπασμάτων και αέρα, μικροί ρυθμοί αποδόμησης, πιθανότητα ρύπανσης επιφανειακών και υπόγειων υδάτων
Bioventing
Αερισμός
Συνδυασμός αερισμού του εδάφους και βιοεξυγίανσης για χρήση στο πεδίο, οι πτητικοί υδρογονάνθρακες εξατμίζονται
Βιοδιέγερση / ΒιοενίσχυσηΕφαρμογή ανόργανων θρεπτικών και επιφανειοδραστικών ενώσεων και/ή μικροοργανισμών για διέγερση ή ενίσχυση των αυτόχθονων μικροοργανισμών του ρυπασμένου εδάφους, χαμηλό κόστος ανάγκη βελτιστοποίησης
Φυσική εξυγίανσηΠαρακολούθηση της αποδόμησης, χαμηλό κόστος, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις υψηλών συγκεντρώσεων ρυπαντών
ΦυτοεξυγίανσηΧρήση φυτών και μικροοργανισμών της ριζόσφαιρας για την απομάκρυνση των ΤΡΗ, χαμηλό κόστος, αδυναμία απομάκρυνσης υψηλών συγκεντρώσεων
Φυσικοχημική
αποκατάσταση
Καύση (Incineration)Υψηλή θερμοκρασία, κίνδυνοι ρύπανσης της ατμόσφαιρας, ακριβός μηχανικός εξοπλισμός, μεταφορά δείγματος, υψηλό κόστος
Θερμική εκρόφησηΜέθοδος ανάκτησης ή απομάκρυνσης του πετρελαίου από εδάφη με χρήση υψηλής θερμοκρασίας, υψηλό κόστος, μη τοξικά υπολείμματα
CokerΠολύπλοκη διαδικασία παράγωγής ιλύος για τροφοδοσία του coker, υψηλό κόστος λειτουργίας και μεταφοράς
Cement Kiln
Τσιμεντένιος κλίβανο
Πολύπλοκη διαδικασία παράγωγής ιλύος για καύσιμο υψηλό κόστος υλικών, λειτουργίας, μεταφοράς και διάθεσης των αποβλήτων
Soil washing
Έκπλυση εδάφους
Χρήση επιφανειοδραστικών ενώσεων για την απομάκρυνση των ρυπαντών
Εκχύλιση με οργανικό διαλύτηΧρήση διαλυτών σε συνδυασμό με φυγοκέντρηση ή διήθηση για το διαχωρισμό πετρελαίου από την ιλύ, ρύπανση από τον διαλύτη, υψηλό κόστος
Χημική αντίδρασηΧρήση χημικής αντίδραση για οξείδωση των ρυπαντικών ενώσεων, ανάγκη ελέγχου του pH, πλήρης οξείδωση όλων των ενώσεων στο έδαφος, υψηλό κόστο

 

Το συγκεκριμένο ερευνητικό έργο τριετούς διάρκειας που χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα Προώθησης Έρευνας της Κυπριακής Δημοκρατίας στοχεύει στην προταση φιλικής προς το περιβάλλον μεθόδου αποκατάστασης εδαφών ρυπασμένων με πετραλαιοειδή προσαρμοσμένης στις περιβαλλοντικές και κλιματολογικές συνθήκες της Κύπρου. Για την επίτευξη των στόχων του προγράμματος συνεργάστηκαν 4 φορείς με σημαντική πείρα σε τέτοιου είδους μελέτες