Assessment of Intrinsic Biodegradation Potentials in an Aquifer Contaminated with Chlorinated Ethenes in the Vicinity of Nowa Deba

• Autorzy: Kiecak A. , Kret E. , Cichostępska M. , Malina G.

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości samoistnej biodegradacji w wodach podziemnych zanieczyszczonych chlorowanymi etenami w rejonie Nowej Dęby

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Natural Attenuation (NA) in the case of groundwater contaminated with organic compounds relies mainly on intrinsic biodegradation processes. The aim of reliance on natural processes is to achieve site-specific cleanup objectives within reasonable time frames and costs. Such approach may be considered as a risk reduction/remedial option for groundwater contaminated with trichloroethene (TCE) and tetrachloroethene (PCE). This case study presents implementation of the US EPA’s guideline „Technical protocol for evaluating natural attenuation of chlorinated solvents in groundwater” to asses intrinsic biodegradation potentials in TCE and PCE contaminated groundwater in the vicinity of Nowa Deba waterworks (south-east Poland). Literature and field data collected from wells and piezometers were used to develop a conceptual model of contaminants’ fate and transport from a source to a receptor. The intrinsic biodegradation was investigated basing on available analytical parameters (eg concentrations of oxygen, nitrates, chlorides, and pH, TOC and temperature) that are considered as indicators of TCE and PCE transformation. Preliminary screening was done by giving certain points for these parameters, and interpreted in order to asses intrinsic biodegradation potentials. The results indicate inadequate evidence for intrinsic biodegradation (reductive dehalogention) of TCE and PCE, thus a limited potential for NA as a remedial/risk reduction option in the studied case, unless some measures for enhancement of TCE and PCE intrinsic biodegradation are applied.

PL

Samooczyszczenie (ang. natural attenuation - NA) w przypadku wód podziemnych zanieczyszczonych substancjami organicznymi, polega głównie na samoistnej biodegradacji zanieczyszczeń. Oparcie remediacji na naturalnych procesach zakłada osiągnięcie wymaganych efektów oczyszczania specyficznych dla danego terenu przy zachowaniu rozsądnych ram czasowych i kosztów. Takie podejście może być zastosowane jako jedna z opcji likwidacji zagrożenia/remediacji wody podziemnej zanieczyszczonej trichloroetenem (TCE) i tetrachloroetenem (PCE) w rejonie ujęcia Nowa Dęba (południowo-wschodnia Polska). Do oceny możliwości samoistnej biodegradacji TCE i PCE w rejonie Nowej Dęby wykorzystano procedurę opisaną w dokumencie US EPA "Technical protocol for evaluating natural attenuation of chlorinated solvents in ground water”. Dane archiwalne oraz wyniki badań terenowych zostały wykorzystane do opracowania modelu koncepcyjnego transportu zanieczyszczeń od ogniska do receptora. Samoistną biodegradację oceniono na podstawie dostępnych parametrów analitycznych (np. stężenia tlenu, azotanów, chlorków oraz pH, TOC i temperatury wody), które uważane są jako wskaźniki rozkładu TCE i PCE. Ocena polegała na przypisaniu odpowiedniej liczby punktów i wag dla poszczególnych parametrów oraz interpretacji uzyskanych wyników w celu sprawdzenia potencjalnych możliwości samoistnej biodegradacji badanych zanieczyszczeń. Stwierdzono brak jednoznacznych dowodów na samoistną biodegradację (dehalogenację redukcyjną) TCE i PCE w wodach podziemnych w rejonie ujęcia Nowa Dęba. Wynika z tego, że w opisywanym przypadku oparcie remediacji wód podziemnych (i likwidacji zagrożenia dla ujęcia wody) na NA jest możliwe jedynie pod warunkiem zastosowania metod wspomagających biodegradację TCE i PCE.

Słowa kluczowe

EN

intrinsic biodegradation; TCE; PCE; risk reduction; remediation

PL

samoistna biodegradacja; TCE; PCE; likwidacja zagrożenia; remediacja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 2
• Strony: 265--278
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kiecak A.

autor

Kret E.

autor

Cichostępska M.

autor

Malina G.

• Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland, phone [phone],

Bibliografia

• [1] Stroo HF, Herb WC, editors. In situ remediation of chlorinated solvent plumes. New York, USA: Springer; 2010.
• [2] Malina G. Risk evaluation and reduction of groundwater contamination from petrol stations. In: Lens P, Grotenhuis T, Malina G, Tabak H, editors. Soil and sediment remediation: mechanisms, technologies, applications. Integrated Environmental Series. London: IWA Publishing; 2005:437-457.
• [3] Kiecak A, Kret E, Malina G. Contamination of useful aquifers with tri- and tetrachloroethene: Characteristics, hazards, fate and transport, and remediation. In: Malina G, editor. Reclamation and revitalization of demoted areas. Poznań: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych Oddział Wielkopolski; 2011:53-70.
• [4] IARC: Dry Cleaning, Some Chlorinated Solvents and Other Industrial Chemicals. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Volume 63. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer, 1995.
• [5] Dz.U.2007.61.417. Rozporządzenie ministra zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.
• [6] USEPA: Monitored Natural Attenuation of Chlorinated Solvents. U.S. EPA Remedial Technology Fact Sheet. United States Environmental Protection Agency. Washington DC: Office of Research and Development; 1999.
• [7] Wiedemeier TH, Swanson MA, Moutoux AE, Gordon K, Wilson JT, Wilson BH, et al. Technical Protocol for Evaluating Natural Attenuation of Chlorinated Solvents in Ground Water. Cincinnati, Ohio, USA: USEPA National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development; 1998.
• [8] Witt ME, Klecka GM, Lutz EJ, Ei TA, Grosso NR, Chapelle FH. Natural attenuation of chlorinated solvents at Area 6, Dover Air Force Base: groundwater biogeochemistry. J Contam Hydrol. 2002;57:61-80. DOI: 10.1016/S0169-7722(01)00218-2.
• [9] Nijenhuis I, Nikolausz M, Köth A, Felföldi T, Weiss H, Drangmeister J, et al. Assessment of natural attenuation of chlorinated ethenes in an anaerobic contaminated aquifer in the Bitterfeld-Wolfen area using stable isotope techniques, microcosm studies and molecular biomarcers. Chemosphere. 2007;67:300-311. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2006.09.084.
• [10] Clement TP, Truex MJ, Lee P. A case study for demonstrating the application of U.S. EPA’s monitored natural attenuation screening protocol at a hazardous waste site. J Contamin Hydrol. 2002;59:133-162. DOI: 10.1016/S0169-7722(02)00079-7.
• [11] Aulenta F, Di Fazio A, Leccese M, Majone M, Petrangeli Papini M, Rosetti S, et al. Assessing the potential for natural or enhanced in-situ bioremediation at a TCE-contaminated site by coupling process analysis and modeling. In: Nützmann G, Viotti P, Aagaard P, editors. Reactive Transport in Soil and Groundwater: Processes and Models. Berlin: Springer; 2005:266-277.
• [12] PN-EN 27888:1999.
• [13] PN-EN ISO 9963-1:2001+Ap1:2004.
• [14] PN-EN ISO 10301:2002.
• [15] EN 1484.
• [16] PN-EN ISO 17294-1:2007.
• [17] PN-EN ISO 17294-2:2006.
• [18] PN-EN ISO 11885:2009.
• [19] Kret E, Kiecak A, Malina G, Szklarczyk T. Evaluation of quaternary groundwater chemical status exploited in the area of Nowa Dęba. Biul Państw Instyt Geolog. 2011;445:29-336.
• [20] Dz.U.2008.143.896. Rozporządzenie ministra środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych.
• [21] Dirdi L, Poller I, Razakrarisoa O, Schäfer G. Characterization of a DNAPL source zone in a porous aquifer using the Partitioning Interwell Tracer Test and an inverse modeling approach. J Contam Hydrol. 2009;107:22-44. DOI: 10.1016/j.jconhyd.2009.03.003.