РИЧЛАНД, Вашингтон. Новая методика, разработанная в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики, может облегчить и с меньшими затратами удалять смертельные загрязнители из подземных вод.
Исследователи Тихоокеанского Северо-Запада создали окислительно-восстановительную манипуляцию на месте, или ISRM, для восстановления загрязненных грунтовых вод с экономией до 60 процентов в течение 10 лет по сравнению с текущими методами восстановления. Потенциальные места применения включают военные базы, нефтяные и химические заводы и предприятия по производству оружия.
ISRM может решить растущую озабоченность, связанную с хроматом - загрязняющим веществом, обнаруженным рядом с металлургическими заводами, заводами по производству автомобилей и военными базами. Хроматы могут быть токсичными для рыб и людей при превышении определенных уровней.
В одном примере хромат просочился в грунтовые воды и водоносный горизонт на полигоне Хэнфорд в штате Вашингтон, где с 1943 по 1989 год производился плутоний для использования в создании американского ядерного оружия. Министерство энергетики и его предшественники использовали хромат для подавления коррозии алюминиевых топливных элементов в ядерных реакторах. Он был обнаружен в Хэнфорде вдоль берега реки и в грунтовых водах, направляющихся к реке Колумбия.
Полевые испытания, проведенные в Хэнфорде, показывают, что ISRM может удалять хроматы из грунтовых вод до уровней ниже стандартов питьевой воды и стандартов качества воды для водных организмов.
«После тестирования уровни хромата упали ниже уровня обнаружения возле испытательных скважин, и мы ожидаем увидеть такие же результаты в реке», - сказал Джон Фрухтер, главный исследователь Pacific Northwest. Исследователи также ожидают, что ISRM будет эффективен при удалении технеция и хлорированных растворителей, таких как трихлорэтилен и уран.
Журнал R&D Magazine недавно отметил технологию ISRM как одну из 100 самых значительных инноваций 1997 года. Министерство энергетики поддержало проект, выделив около 4 миллионов долларов с момента его первоначальной разработки в 1993 году. Проект может получить дополнительные 100 000 долларов в 1999 году. продолжить мониторинг результатов в Хэнфорде.
ISRM - это усовершенствование существующих методов исправления. При широко распространенном методе «откачки и очистки» загрязненная вода забирается через колодцы, обрабатывается на водоочистных сооружениях, а затем закачивается обратно в землю. Но бурение скважин, строительство специальных очистных сооружений, длительная эксплуатация и ремонт обходится дорого. И во многих случаях лечение методом «откачивай и лечи» неэффективно.
Другой метод восстановления, называемый траншеей и заполнением проницаемого барьера, включает рытье траншей, которые действуют как барьеры. Траншеи заполнены частицами железа, которые реагируют с загрязняющими веществами и фильтруют их. Но траншеи не могут быть вырыты достаточно глубоко, чтобы добраться до грунтовых вод во многих местах, включая Хэнфордский полигон.
ISRM использует стандартную 6-дюймовую скважину для грунтовых вод и не требует строительства постоянных сооружений. Он также проводится под поверхностью, что снижает риск воздействия на рабочих. Дополнительные преимущества включают однократную установку - улучшение по сравнению с такими методами, как откачка и лечение, которые проводятся в течение длительного периода времени.
Во время испытаний в Хэнфорде исследователи Тихоокеанского Северо-Запада разместили пять колодцев с грунтовыми водами примерно в 500 футах от реки Колумбия в известном шлейфе хромата. Там они ввели химический дитионит натрия, разведенный в воде и забуференный карбонатом калия и бикарбонатом калия, в скважину в течение примерно 10 часов. Достигнув грунтовых вод, дитионит натрия вступал в реакцию с железом в земле и распространялся в виде круга диаметром около 50 футов.
Пять колодцев создали большой барьер шириной около 150 футов для грунтовых вод, которые текут к реке. Когда грунтовые воды пересекают барьер, целевые загрязняющие вещества разрушаются или иммобилизуются.
Примерно через 30 часов сульфат натрия, нетоксичный побочный продукт, удаляется в течение одной недели. В отличие от методов очистки с помощью насоса и обработки, барьер остается эффективным до 30 лет.
«Наблюдение за результатами испытаний в Хэнфорде будет продолжено, потому что грунтовые воды движутся медленно, и очищенные грунтовые воды не достигнут реки еще примерно два года», - сказал Фрухтер.
ISRM также был испытан в полевых условиях на Н-реакторе в Хэнфорде. В этом году планируется провести полевые испытания на армейской базе в Ft. Льюис, штат Вашингтон, и военно-морская база Моффит Филд в Маунтин-Вью, Калифорния, для очистки от хлорированных углеводородов. Хлорсодержащие растворители использовались в качестве обезжиривающих и суперчистящих средств в военных операциях по техническому обслуживанию.
Pacific Northwest является одной из девяти многопрофильных национальных лабораторий Министерства энергетики США и проводит исследования в области окружающей среды, энергетики, здравоохранения и национальной безопасности. Компания Battelle, базирующаяся в Колумбусе, штат Огайо, с 1965 года управляет Тихоокеанским Северо-Западом для Министерства энергетики США.