στο περιβάλλον και τεχνικές απορρύπανσης»

Transcript

1 «Πετρελαιοειδή στο περιβάλλον και τεχνικές απορρύπανσης» Άγγελος Ντάντος Χημικός, PhD Cp Foodlab ltd

2 Πετρέλαιο Πολύπλοκο μίγμα υδρογονανθράκων Αλειφατικοί Αρωματικοί Αλκάνια Αλκένια Αλκίνια n-αλκάνια Διακλαδισμένα αλκάνια Κυκλοαλκάνια Βενζόλιο Τολουόλιο Αιθυλοβενζόλιο Ξυλόλια Πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες

3 Χρήσεις πετρελαίου και προϊόντων του Χρήσεις πετρελαίου και προϊόντων του Βιομηχανία 25% Θέρμανση 7% Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 3% Μεταφορά 65%

4 Προϊόντα πετρελαίου Προϊόντα πετρελαίου Αέρια 10% Καύσιμα αεροσκαφών 8% βενζίνη 44% Διάφορα 14% καύσιμα έλαια 24%

5 Υδρογονάνθρακες στο περιβάλλον Οι υδρογονάνθρακες μπορούν να βρεθούν στο περιβάλλον από διάφορες πηγές. Σε αντίθεση με άλλες κατηγορίες ρυπαντικών ενώσεων όπως για παράδειγμα τα εντομοκτόνα οι πετρελαϊκοί υδρογονάνθρακες δε χρησιμοποιούνται για κάποιο σκοπό στα εδάφη και η οποιαδήποτε ρύπανση από αυτούς είναι στην ουσία αποτέλεσμα ατυχήματος ή λανθασμένης χρήσης.

6 Πηγές ρύπανσης του περιβάλλοντος Sadler R. and Connell Langley A.D., Gilbey M and Kennedy B Eds, Analytical Methods for the Determination of Total Petroleum Hydrocarbons in Soil, National Workshop on the Assessment of Site Contamination, National Environment Protection Council Service Corporation, 2003 Proceedings of the Fifth

7 Συμπεριφορά υδρογονανθράκων στο έδαφος Sadler R. and Connell Langley A.D., Gilbey M and Kennedy B Eds, Analytical Methods for the Determination of Total Petroleum Hydrocarbons in Soil, National Workshop on the Assessment of Site Contamination, National Environment Protection Council Service Corporation, 2003 Proceedings of the Fifth

8 Διαχωρισμός των προϊόντων του πετρελαίου με αέρια χρωματογραφία Sadler R. and Connell Langley A.D., Gilbey M and Kennedy B Eds, Analytical Methods for the Determination of Total Petroleum Hydrocarbons in Soil, National Workshop on the Assessment of Site Contamination, National Environment Protection Council Service Corporation, 2003 Proceedings of the Fifth

9 Εξάτμιση βενζίνης Weisman W., Analysis of Petroleum Hydrocarbons in environmental media, Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Working Group Series, Vol. 1, Amherst Scientific Press Amherst, MA, 1998

10 Βιοαποδόμηση πετρελαίου κίνησης Weisman W., Analysis of Petroleum Hydrocarbons in environmental media, Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Working Group Series, Vol. 1, Amherst Scientific Press Amherst, MA, 1998

11 Αποδόμηση πετρελαιοειδών Warton B., Studies of the saturate and aromatic unresolved complex mixtures in petroleum, PhD thesis, University of Curtin, 1999

12 Τοξικότητα ΤΡΗ Η συγκέντρωση των TPH σε ένα έδαφος δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για την εκτίμηση κινδύνου της ανθρώπινης υγείας. Η ίδια συγκέντρωση TPH μπορεί να αντιπροσωπεύει εντελώς διαφορετική σύσταση πετρελαιοειδούς και συνεπώς διαφορετικούς κινδύνους για την υγεία και το περιβάλλον. Για παράδειγμα 500 ppm συνολικών πετρελαϊκών υδρογονανθράκων σε ένα έδαφος μπορεί να σημαίνει ιδιαίτερο κίνδυνο αν το πετρελαιοειδές περιέχει καρκινογόνους υδρογονάνθρακες όπως είναι οι ΠΑΥ, ενώ σε διαφορετική περίπτωση ο κίνδυνος είναι μικρότερος[7,34]. Όσο το πετρελαιοειδές υφίσταται διαδικασίες εξάτμισης, διαλυτοποίησης και βιοαποδόμησης μειώνεται επίσης ο κίνδυνος προσβολής της δημόσιας υγείας. Είναι απαραίτητο λοιπόν να γίνεται σωστή συσχέτιση ανάμεσα στη συγκέντρωση των TPH και του κινδύνου που πηγάζει από την παρουσία τους, ο οποίος εξαρτάται από το συγκεκριμένο έδαφος, το συγκεκριμένο χρόνο και το συγκεκριμένο πετρελαιοειδές που προκάλεσε τη ρύπανση.

13 ΠΑΥ ναφθαλίνιο ακεναφθένιο ακεναφθυλένιο φλουορένιο ανθρακένιο φαινανθρένιο φλουορανθένιο βενζο[α]ανθρακένιο χρυσένιο πυρένιο βενζο[α]πυρένιο βενζο[b]φλουορανθένιο βενζο[k]φλουορανθένιο Διβενζο[a,h]ανθρακένιο βενζο[g,h,i]περυλένιο ινδενο[1,2,3-c,d]πυρένιο

14 Τοξικότητα των ΠΑΥ Eυρύ φάσμα τοξικολογικών επιδράσεων (αναπτυξιακή και αναπαραγωγική τοξικότητα, κυτταροτοξικότητα, γονιδιακή τοξικότητα και καρκινογένεση) Το 1964 ο ΠαγκόσμιοςΟργανισμόςΥγείας(World Health Organization WHO) εξέδωσε λίστα με τις επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις των πιο βασικών καρκινογόνων ενώσεων που περιέχονται στο πόσιμο νερό. Ανάμεσά τους ιδιαίτερη βαρύτητα δόθηκε στους ΠΑΥ, έξι από τους οποίους: φλουορανθένιο, βενζο[b]φλουορανθένιο, βενζο[a]πυρένιο, βενζο[k]φλουορανθένιο, βενζο[g,h,i] περυλένιο και ινδενο[1,2,3- cd]πυρένιο χαρακτηρίστηκαν ως ιδιαίτερα επικίνδυνοι. Αργότερα η ΕΡΑ (U.S. Environmental Protection Agency) χαρακτήρισε κάποιες ενώσεις με βάση την τοξικότητα τους, αλλά και τη συχνότητα εμφάνισης τους στο περιβάλλον ως ρύπους άμεσης προτεραιότητας. Ανάμεσα σε αυτές τις ενώσεις βρίσκονται και 16 ΠΑΥ

15 Τεχνικές αποκατάστασης εδαφών ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΕΧΝΙΚΗ Βιοαντιδραστήρες Απόθεση εδάφους Κομποστοποίηση Βιοαποκατάσταση Αερισμός Βιοδιέγερση / Βιοενίσχυση Φυσική εξυγίανση Φυτοεξυγίανση Καύση (Incineration) Θερμική εκρόφηση Φυσικοχημική αποκατάσταση Soil washing Έκπλυση εδάφους Εκχύλιση με οργανικό διαλύτη Χημική αντίδραση

16 ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΙΑ Βιοαποκατάσταση Βιοαντιδραστήρας Εφαρμογή αυτόχθονων και εξειδικευμένων μικροοργανισμών σε ελεγχόμενες συνθήκες, υψηλή ταχύτητα αποδόμησης, χρήση ιλύος, μη τοξικά υπολείμματα, εφαρμογή στο πεδίο, όχι απαγορευτικό κόστος Landfarming Απόθεση εδάφους Biopiling/composting Κομποστοποίηση Bioventing Αερισμός Βιοδιέγερση / Βιοενίσχυση Φυσική εξυγίανση Φυτοεξυγίανση Χρήση αυτόχθονων μικροβιακών πληθυσμών και ανόργανων λιπασμάτων, μικροί ρυθμοί αποδόμησης, πιθανότητα ρύπανσης επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, χαμηλό σχετικά κόστος Χρήση αυτόχθονων μικροοργανισμών και ανόργανων λιπασμάτων, μικροί ρυθμοί αποδόμησης, πιθανότητα ρύπανσης επιφανειακών και υπόγειων υδάτων Συνδυασμός αερισμού του εδάφους και βιοεξυγίανσης για χρήση στο πεδίο, οι πτητικοί υδρογονάνθρακες εξατμίζονται Εφαρμογή ανόργανων θρεπτικών και επιφανειοδραστικών ενώσεων και/ή μικροοργανισμών για διέγερση ή ενίσχυση των αυτόχθονων μικροοργανισμών του ρυπασμένου εδάφους, χαμηλό κόστος ανάγκη βελτιστοποίησης Παρακολούθηση της αποδόμησης, χαμηλό κόστος, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις υψηλών συγκεντρώσεων ρυπαντών Χρήση φυτών και μικροοργανισμών της ριζόσφαιρας για την απομάκρυνση των ΤΡΗ, χαμηλό κόστος, αδυναμία απομάκρυνσης υψηλών συγκεντρώσεων

17 ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΙΑ Φυσικοχημική αποκατάσταση Καύση (Incineration) Υψηλή θερμοκρασία, κίνδυνοι ρύπανσης της ατμόσφαιρας, ακριβός μηχανικός εξοπλισμός, μεταφορά δείγματος, υψηλό κόστος Θερμική εκρόφηση Μέθοδος ανάκτησης ή απομάκρυνσης του πετρελαίου από εδάφη με χρήση υψηλής θερμοκρασίας, υψηλό κόστος, μη τοξικά υπολείμματα Coker Πολύπλοκη διαδικασία παράγωγής ιλύος για τροφοδοσία του coker, υψηλό κόστος λειτουργίας και μεταφοράς Cement Kiln Τσιμεντένιος κλίβανος Πολύπλοκη διαδικασία παράγωγής ιλύος για καύσιμο υψηλό κόστος υλικών, λειτουργίας, μεταφοράς και διάθεσης των αποβλήτων Soil washing Έκπλυση εδάφους Χρήση επιφανειοδραστικών ενώσεων για την απομάκρυνση των ρυπαντών Εκχύλιση με οργανικό διαλύτη Χρήση διαλυτών σε συνδυασμό με φυγοκέντρηση ή διήθηση για το διαχωρισμό πετρελαίου από την ιλύ, ρύπανση από τον διαλύτη, υψηλό κόστος Χημική αντίδραση Χρήση χημικής αντίδραση για οξείδωση των ρυπαντικών ενώσεων, ανάγκη ελέγχου του ph, πλήρης οξείδωση όλων των ενώσεων στο έδαφος, υψηλό κόστος

18 Βιοεξυγίανση εδαφών με βιοδιέγερση / βιοενίσχυση Αποδόμηση των ρυπαντών που βρίσκονται στο έδαφος είτε με χρήση των αυτόχθονων μικροοργανισμών του εδάφους μετά από προσθήκη θρεπτικών υλικών (βιοδιέγερση) είτε με προσθήκη κατάλληλων μικροοργανισμών και θρεπτικών υλικών (βιοενίσχυση) Φθηνές τεχνικές Υψηλά ποσοστά απομάκρυνσης των ρυπαντών Εφαρμόζονται in situ Δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον