Úspěšné pilotní testy aplikace nanoželeza pro odstranění kontaminace podzemních vod v areálu KARA Trutnov

Společnost EKORA s.r.o. ve spolupráci s NANO IRON, s.r.o., výrobcem vodných suspenzí a práškových produktů na bázi nanočástic elementárního železa (nZVI) provedla v areálu bývalé společnosti KARA Trutnov laboratorní a následně pilotní testy aplikace povrchově stabilizovaných nanočástic elementárního železa NANOFER 25S k odstranění kontaminace podzemních vod chlorovanými ethyleny a šestimocným chrómem.

Kontaminace podzemních vod na lokalitě KARA Trutnov pochází z období před privatizací podniku a byla způsobena zejména zastaralými technologickými postupy a nezodpovědným nakládáním s chlorovanými ethyleny a sloučeninami chrómu při zpracování kožešin. Ohnisko masivní kontaminace podzemních vod pod objektem bývalé odmašťovny již bylo společností EKORA s.r.o. odstraněno v předchozích letech pomocí konvenčních i inovativních sanačních technologií (sanační čerpání, venting, aplikace horké páry, aplikace ISCO pomocí manganistanu draselného). Na lokalitě v současnosti zbývá několik dílčích ohnisek nadlimitní kontaminace, jež představují vážná environmentální rizika. Ve dvou ohniscích se vyskytuje směsná kontaminace podzemních vod chlorovanými ethyleny a šestimocným chrómem, zde je aplikace oxidačních in-situ sanačních technologií vyloučena a společnost EKORA s.r.o. tak hledala jiné efektivní a ekonomicky přijatelné řešení.

Právě takovým řešením je inovativní reduktivní technologie, založená na aplikaci povrchově stabilizovaných nanočástic elementárního železa (nZVI). Účinnost zvolené technologie byla ověřována v srpnu 2011 nejprve pomocí laboratorních testů na celkem 100 reálných vzorcích podzemní vody, případně s přídavkem reálné horniny z lokality KARA Trutnov. Na základě vyhodnocení laboratorních testů byly následně ve spolupráci se společností NANO IRON, s.r.o. připraveny 2 pilotní aplikace 100 kg činidla NANOFER 25S. Vodná suspenze nanočástic elementárního železa o cílové koncentraci 2g/l byla aplikována pomocí proporcionálního dávkovacího čerpadla do vrtů ME-6 při Náchodské ulici a do vrtu ME-24 ve vnitřní části areálu býv. KARA Trutnov.

Výsledky pilotních testů byly až překvapivě nadějné! Pozorován byl okamžitý pokles koncentrací šestimocného chrómu ze vstupních hodnot (0,1 a 42 mg/l) až na hodnoty detekčního limitu stanovení (<0,005 mg/l) a ani v průběhu následujících 45 dní nedošlo k jejich opětovnému nárůstu. V okolí aplikačních vrtů tak bylo odstraněno 100% šestimocného chrómu, který byl redukován a ve významně méně toxické formě pevně vázán v horninovém prostředí.

Dále byl na vrtu ME-24 pozorován pozvolný pokles koncentrací sumy chlorovaných uhlovodíků z počátečních 4200 ug/l na 1300 ug/l (týden po aplikaci) a dále na pouhých 20 ug/l (45 dní po aplikaci). Odstraněno bylo 99,55 % sumy ClU, z toho až 100% PCE, TCE a VC a 99,2% cis-1,2-DCE. V kinetice odbourávání chlorovaných ethenů nebyly shledány významné rozdíly v rychlosti úbytku PCE, TCE, DCE a VC.
Na vrtu ME-6 byl pozorován obdobný pozvolný trend poklesu obsahu chlorovaných ethenů, z počátečních 3800 ug/l došlo k poklesu na 790 ug/l (týden po aplikaci) a dále byl pozorován pozvolný nárůst na 1150 ug/l (45 dní po aplikaci). Odstraněno zde bylo 70 % sumy ClU. Výsledky jsou ovlivněny patrně nedostatečným množstvím aplikovaného činidla NANOFER 25S do ohniska s přebytkem ClU.

V průběhu pilotního testu byl monitorován také průběh hodnot pH, oxidačně-redukčního potenciálu, konduktivity a obsahů základních chemických ukazatelů. V průběhu pilotních testů docházelo zejména k výraznému snížení ORP z počátečních hodnot v intervalu +102 až -159 mV na -530 až 730 mV, k mírnému nárůstu pH podzemních vod, snížení konduktivity, obsahu rozpuštěných látek a celkové mineralizace vody, snížení tvrdosti, snížení obsahu síranů a dusičnanů.

Pilotní testy sanace podzemních vod se směsnou kontaminací chlorovanými uhlovodíky a šestimocným chrómem pomocí In-situ chemické redukce nanočásticemi elementárního železa NANOFER 25 S na lokalitě KARA Trutnov potvrdily závěry laboratorních testů a vysokou efektivitu i bezpečnost užití této metody pro provozní aplikaci sanace podzemních vod kontaminovaných ClU a Cr 6+.

Společnost EKORA s.r.o. nyní po provedení úspěšných pilotních testů připravuje ve spolupráci se společností NANO IRON, s.r.o. dokončení sanace podzemních vod na lokalitě KARA Trutnov pomocí inovativní technologie aplikace nanočástic nulmocného železa (nZVI).

Mgr. Ondřej Stískal