Immobilizacja metali ciężkich w osadach dennych

• Autorzy: Malina G. , Szwedowski D.

Warianty tytułu

EN

Immobilisation of heavy metals in sediments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedyskutowano techniczne metody immobilizacji (unieruchamiania) metali ciężkich w osadach dennych. Omówiono mechanizmy związane z zanieczyszczeniem osadów dennych metalami ciężkimi z uwzględnieniem procesów wzajemnego oddziaływania między wodą a osadami dennymi oraz ekologicznych zagrożeń powodowanych przez zanieczyszczone osady denne. Dokonano przeglądu i charakterystyki metod oraz oceny możliwości immobilizacji metali ciężkich w osadach dennych w celu redukcji zagrożenia dla środowiska. Przedstawiono metody immobilizacji metali ciężkich w osadach dennych w warunkach ex-situ z uwzględnieniem technologii wydobywania osadów (po osuszeniu i bez osuszenia). Omówiono immobilizację na zimno z użyciem spoiw organicznych i nieorganicznych oraz immobilizację termiczną (witryfikacja i krystalizacja). W przypadku metod in situ scharakteryzowano zestalanie i stabilizację, przykrywanie oraz izolację zanieczyszczonych osadów dennych. W metodzie przykrywania osadów szczególną uwagę zwrócono na funkcje warstwy przykrywającej i rodzaje stosowanych materiałów. Metody in situ immobilizacji metali ciężkich stanowią najintensywniej rozwijającą się obecnie grupę technologii ograniczania zagrożenia związanego z zanieczyszczonymi osadami dennymi. Mimo wykazanej w praktyce skuteczności zestalanie i stabilizacja osadów dennych zanieczyszczonych metalami ciężkimi są stosowane sporadycznie i przegrywają w konkurencji z innymi metodami in situ. Przykrywanie osadów dennych wydaje się najskuteczniejszym sposobem unieruchamiania metali ciężkich w warunkach in situ.

EN

The technically applicable methods used for immobilisation of heavy metals in sediments were discussed. First, the mechanisms were outlined that are related to sediments contaminated with heavy metals, including relations between sediments and water bodies and ecological hazards, An overwiew and characteristics of methods were made, as well as the feasibility study of immobilisation of heavy metals in sediments to reduce hazards to environment and human health. The ex-situ immobilisation of heavy metals comprises, both: excavation and dredging technologies, prior to cold (with organic and inorganic binding materials), or thermal immobilisation (leading to vitrification/crystallisation). The in situ techniques that were discussed include: solidification and/or stabilisation, capping and containment. In the case of capping, the focus was on functions of capping layers and materials used (sands, clays, gravels, non-contaminated sediments, geotextiles, etc). Based on the examples, the feasibility of diverse immobilisation techniques was evaluated. In situ immobilisation of heavy metals is the fast developing approach to reduce environmental hazards from contaminated sediments. Although proven in field conditions, in situ solidification and/or stabilisation are not commonly used, and are not concurrent to other in situ techniques. In situ capping appears to be one of the most effective and promising technologies of heavy metals immobilisation in sediments.

Słowa kluczowe

PL

immobilizacja; osady denne; metale ciężkie; stabilizacja; przykrywanie; izolacja

EN

immobilisation; heavy metals; sediments; stabilisation; in situ capping; containment

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 8, nr 2
• Strony: 135--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Malina G.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Szwedowski D.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Quensen J.F., Tiedje J.M., Evaluation of PCB dechlorination in sediments, (in:) D. Sheehan (Ed.), Methods in Biotechnology: Bioremediation Protocols 1997, 257-273.
• [2] McGroddy S.E., Farrington J.W., Gschwend P.M., Comparison of the in situ and desorption sediment-water partitioning of PAHs and PCBs, Environ. Sci. Techn. 1996, 30(1), 172-177.
• [3] Cardenas M., Lick W., Modeling the transport of sediments and hydrophobic contaminants in the Lower Saginaw River, Great Lakes Res. 1996, 22(3), 669-682.
• [4] Kyziol J., Minerały ilaste jako sorbenty metali ciężkich, Prace i Studia IPIŚ PAN Nr 43, Wroclaw 1994.
• [5] Inter-Agency workgroup led by the U.S. Environmental Protection Agency Office of Emergency and Remedial Response, Contaminated sediment remediation guidance for hazardous waste sites, 2002.
• [6] Helios-Rybicka E., Rola minerałów ilastych w wiązaniu metali ciężkich przez osady rzeczne górnej Wisły, Zeszyty Naukowe AGH, Geologia nr 32, Kraków 1986.
• [7] Świderska-Bróż M., Występowanie, toksyczność i usuwanie metali ciężkich z wód naturalnych, Prace Naukowe Inst. Inż. Ochr. Śród. Pol. Wrocławskiej - Monografie nr 13, Wyd. Pol. Wrocławskiej, Wroclaw 1978.
• [8] Kańska Z. (red.), Metale i ich wpływ na biocenozy wodne, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN Zeszyt 3, Wyd. Pol. Warszawskiej, Warszawa 1992.
• [9] Bojakowska J., Gliwicz T., Sokołowska G, Wyniki monitoringu geochemicznego osadów wodnych w Polsce w latach 1998-1999, PIOŚ, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 2000.
• [10] Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa w sprawie warunków, jakie muszą być spełnione przy wykorzystaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe, DzU 1999.72.813, Warszawa 1999.
• [11] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, DzU 2002.204.1728, Warszawa 2002.
• [12] Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, DzU 2002.203.1718, Warszawa 2002.
• [13] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników, DzU 2004.32.284, Warszawa 2004.
• [14] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleb oraz standardów jakości ziemi, DzU 2002.165.1359, Warszawa 2002.
• [15] Szwedowski D., Immobilizacja zanieczyszczeń w osadach dennych, Praca magisterska, Wydz. Inż. i Ochr. Śród. Pol. Częstochowska, 2003 (niepublikowane).
• [16] Great Lakes Commission. Dredging and the Great Lakes. U.S. EPA, Great Lakes National Program Office, Chicago, Illinois 1999.
• [17] Ringeling R.H.P., Handling of contaminated dredged material, Delft University Press, Delft 1998.
• [18] Renhoids J., In situ treatment of contaminated sediments, National Network of Environmental Management Studies, 1998.
• [19] EPA 905-B94-03: ARCS Remediation Guidance Document, Great Lakes National Program Office, Chicago, Illinois 1994.
• [20] http://www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/lowerfox/insitu.html#capping
• [21] Lane J., EPA Issues Report on Pilot Capping Project. U.S., Environmental Protection Agency, Region IX, 2002.
• [22] Reible D.D., Comparative validation of innovative capping technologies: Anacostia River, Washington DC, 2003.
• [23] Fredette T., Clausner J., McDowell S., Palermo M., Ryan J., Smith L., Bratos S., Brouwer M., Prickett T., Nevarez E., Schauffler F., Field pilot study of in situ capping of Palos Verdes Shelf contaminated sediments. ERDC TR-02-5, U.S. Army Engineer Research and Development Center, Vicksburg, MS, 2002.
• [24] Science Applications International Corporation (SAIC): The 1997 Category II Capping Project at the New York Mud Dump Site: Results from the One-Years Postcap Bathymetry and REMOTS® Surveys of April 1999. U.S. Army Corps of Engineers, New York 1999.
• [25] Palermo M.R., Thompson T.A., Swed F., White Paper No. 6B - In-Situ Capping as a remedy component for the Lower Fox River. Ecosystem-based rehabilitation plan - an integrated plan for habitat enhancement and expedited exposure reduction in the Lower Fox River and Green Bay, The Johnson Company, 2002.
• [26] Palermo M.R., Clausner J.E., Rollings M.P., Williams G.L., Myers T.E., Fredette T.J., Randall R.E., Guidance for subaqueous dredged material capping. Technical Report DOER-1, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS, 1998.
• [27] Palermo M., Maynord S., Miller J., Reible D.D., Guidance for in-situ subaqueous capping of contaminated sediments. EPA 905-B96-004, Great Lakes National Program Office, Chicago, IL., 1998b.
• [28] http://www.hsrc.org/capping/
• [29] Active capping demonstrated on Anacostia River, USEPA Technology News and Trends, issue 12, 2004.
• [30] http://www.oceta.on.ca/profiles/eriksson/eriksson.html