Oprensning af PCE ved kemisk oxidation med kaliumpermanganat5 Afværgeforanstaltninger og oprensningsstrategi5.1 Strategi for afværgeforanstaltninger5.2 kemisk oxidation med kaliumpermanganat 5.1 Strategi for afværgeforanstaltningerPrincip af oprensningen fremgår af figur 3.1. Strategien ved projektet har været følgende:
Figur 3.1 Det blev forventet, at kaliumpermanganaten ville spredes horisontalt hen over forureningen i nedstrøms retning. Da den injicerede kaliumpermanganat har en massefylde på ca. 1,07 kg/l, blev det også forventet, at kaliumpermanganaten ville trænge ned i selve magasinet. Da der lå et siltlag ca. ½ m under grundvandsspejlet, blev det på forhånd vurderet, at det ville blive vanskeligt at nå en fuldstændig oprensning i hele magasinets tykkelse. Men da oprensningens primære formål var at sikre afdampningen fra grundvandet, blev det vurderet, at det var tilstrækkeligt at oprense den øverste del af magasinet. 5.2 kemisk oxidation med kaliumpermanganatIn-situ kemisk oxidation er et innovativt afværgetiltag, der bygger på direkte oxidation af forureningskomponenter. Metoden er effektiv over for flere slags forureninger, især med chlorerede opløsningsmidler. Oxidationen destruerer opbygningen af f.eks. et PCE-molekyle via brydning af kulstof dobbeltbindingen, hvorved uskadelige og ustabile mellemprodukter dannes, for til sidst at nedbrydes til kuldioxid, vand og chloridioner. Ved oxidationen dannes der ikke vinylchlorid, hvilket ses ved biologisk anaerob nedbrydning. Som oxidationsmidler benyttes typisk permanganat (i form af kalium- eller natriumpermanganat), Fenton‘s Reagens (hydrogenperoxid og ferrojern) eller persulfat. En reaktionsligning for den fuldstændige nedbrydning af PCE ved oxidation med permanganat (MnO4-) er vist nedenfor. 3C2Cl4 (PCE) + 4MnO4- + 4H2O ⇒ 4MnO2 (s) + 6CO2 + 12Cl- + 8H+ Tilsætningen af et kraftigt oxidationsmiddel vil resultere i oxidation af både organiske og reducerede uorganiske forbindelser. Organisk stof i grundvandet og i jordmatricen vil blive oxideret, og forbruget af oxidationsmiddel afhænger primært af indholdet af organisk kulstof. Til nedbrydning af f.eks. PCE kræves der 1,27 g KMnO4/g PCE, mens oxidationen af det naturlige organiske stof kræver ca. 2-20 g KMnO4/kg sediment. Der bør derfor udtages sedimentprøver fra behandlings-området til estimering af det totale oxidationsforbrug. Dette kan gøres ved laboratorieforsøg, hvor forbruget af kaliumpermanganat bestemmes. I et reduceret magasin vil der endvidere forbruges oxidationsmiddel til at ændre de reducerende forhold til oxiderende, hvor oxidation af uorganiske forbindelser foregår. Metaller kan oxideres fra stabile forbindelser til mere mobile forbindelser, og der bør for hver lokalitet vurderes, hvorvidt mobilisering af metaller udgør et problem i nærområdet. Metallerne forventes at henfalde til de normale oxidationstrin, når de naturlige og mere reducerende forhold genetableres på lokaliteten efter endt behandling samt ved nedstrøms transport til mere reducerede områder. Permanganat er et kemisk stabilt oxidationsmiddel med en lang levetid(måneder-år). Desuden er det upåvirket af geokemiske forhold, såsom akviferens karbonatindhold og pH, hvilket negativt påvirker andre kendte oxidationsmidler, såsom Fenton‘s Reagens. Der kan forekomme permeabilitetsforringelser i behandlingsområdet forårsaget af udfældninger af manganoxider, men dette ses generelt kun, hvis der forekommer større ansamlinger af fri fase. På Vesterbro er der ikke konstateret betydelige mængder af fri fase i den mættede zone.
Oxidationsmidlet permanganat fås typisk som enten kaliumpermanganat eller natriumpermanganat, hvor kaliumpermanganat leveres på fast form og natriumpermanganat i opløsning. Natriumpermanganat er dyrere som kemikalie, og transportomkostningerne er højere, men opløseligheden er ca. 10 gange højere end kaliumpermanganat (400 g/l). Permanganat tilsættes dog sjældent i koncentrationer over 50 g/l. Permanganat-ionen er den aktive del af oxidationsmidlet, hvor kalium-ionen spaltes fra og indgår typisk efterfølgende i ionbytningsreaktioner med andre kationer i jordmatricen.
|
