Υπόγεια ύδατα | Groundwater | Νανο- απορρύπανση | Nano-Decontamination | Σίδηρος μηδενικού σθένους | Zero Valent Iron
3
16
45
Περιέχει: πίνακες, διαγράμματα, εικόνες,χάρτες
Η διατήρηση και η βελτίωση της ποιότητας του εδάφους, του νερού και της ατμόσφαιρας αποτελούν μερικές από τις πιο εντυπωσιακές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η παγκόσμια κοινωνία τον 21ο αιώνα. Ρύποι από διάφορες πηγές όπως πετρελαιοκηλίδες και χημικές διαρροές, απορροή φυτοφαρμάκων και λιπασμάτων, εγκαταλελειμμένες βιομηχανικές και εξορυκτικές τοποθεσίες και αεριωθούμενα αέρια και σωματίδια από αυτοκίνητα επιδεινώνουν την κατάσταση σε καθημερινή βάση. Η συνολική οικονομική επιβάρυνση για τη βελτίωση της ποιότητας του αέρα, του νερού και της ποιότητας του εδάφους είναι τεράστια και συνεχίζεται να αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς. Υπό το πρίσμα αυτών των σημαντικών τεράστιων και πολύπλοκων προκλήσεων, η παρούσα εργασία έχει ως στόχο την αποτίμηση της αποδοτικότητας των τεχνολογιών επιτόπιας απορρύπανσης υπογείων υδάτων, σε σχέση με τις εξελίξεις στην νανοτεχνολογία και ειδικά το νανο-σίδηρο μηδενικού σθένους (nZVI) και την συστηματική ανάλυση αποτελεσμάτων από πρόσφατα και παλαιότερα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στο πεδίο.
Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η κριτική αξιολόγηση της τεχνολογίας, όχι μόνο με βάση τις προσδοκίες που παρέχουν οι εργαστηριακές μετρήσεις, αλλά κυρίως μέσω συστηματικής ταξινόμησης αποτελεσμάτων από την εφαρμογή της τεχνολογίας σε διάφορους τύπους ταμιευτήρων υπογείων υδάτων και για ποικιλία ρύπων. Επιπλέον, η εργασίας στόχευσε στον εντοπισμό των κύριων τομέων παραγωγής γνώσης (π.χ. υλικά, υδρογεωλογικός χαρακτηρισμός, μέθοδοι διοχέτευσης, κινητική χημικών αντιδράσεων, προσομοίωση διεργασιών, κλπ) που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης για να βελτιωθεί η απόδοση της νανο-απορρύπανσης.
Από τη διερεύνηση προέκυψε ότι η χρήση των nZVI στην απορρύπανση υπόγειων υδάτων παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα, εξαιτίας της υψηλής αντιδραστικότητας που εμφανίζουν, καθώς και της ευχέρειας τους να αποικοδομούν μια ευρεία ποικιλία ρύπων. Ωστόσο, επί του παρόντος, δεν αποτελούν ευρέως διαδεδομένες τεχνικές απορρύπανσης, κυρίως γιατί η σχέση οφέλους/ κόστους της τεχνολογίας δεν την καθιστά εμπορικά αξιοποιήσιμη. Επιπλέον, είναι αβέβαιη η συμπεριφορά τους μετά την εφαρμογή και η επίδραση τους στην ισορροπία του οικοσυσυστήματος και την ανθρώπινη υγεία. Στο πλαίσιο αυτό, θα πρέπει να ενταθεί η έρευνα για παραγωγή ασφαλών νανοσωματιδίων χαμηλού κόστους, καθώς και εργαλείων ταχείας και ακριβούς αποτίμησης των αποτελεσμάτων της εφαρμογής τους στο πεδίο.
Maintaining and improving the quality of soil, water and the atmosphere are among the most impressive challenges the world society is facing in the 21st century. Pollutants, from various sources, such as oil spills and chemical leaks, pesticide and fertilizer discharges, abandoned industrial and mining sites, jet gasses and vehicle particles, aggravate the situation on a daily basis. The overall financial burden on improving air, water and soil quality is enormous and continues to grow at a rapid pace. In the light of these significant and complex challenges, the present work aims at assessing the efficiency of on-site groundwater remediating technologies in relation to developments in nanotechnology, and in particular Zero Valent Iron nanoparticles (nZVI), and the systematic analysis of results from recent and past experiments carried out in the field.
The purpose of this paper was to evaluate the technology not only on the basis of the expectations of laboratory measurements, but also through the systematic classification of results from the application of technology to various types of groundwater reservoirs and a variety of pollutants. In addition, the work was aimed at identifying key knowledge production areas (eg materials, hydrogeological characterization, pipeline methods, chemical reaction kinetics, process simulation, etc.) that need further investigation to improve the performance of nano-decontamination.
The investigation has shown that the use of nZVI in groundwater remediation has significant advantages due to the particles’ high reactivity and ability to degrade a wide variety of pollutants. However, at present, they are not widespread remediation techniques, mainly because the benefit / cost ratio of the technology does not make it commercially viable. In addition, their behavior after application and their effect on ecosystem balance and human health are uncertain. In this context, research into the production of low cost and safe nanoparticles as well as the constructions of appropriate tools for the rapid and accurate assessment of the results of their application in the field should be stepped up.
Επιτόπια απορρύπανση υπογείων υδάτων με διοχέτευση νανοσιδήρου μηδενικού σθένους : αξιολόγηση πειραμάτων πεδίου και προοπτικές