Talaj remediációja kémiai oxidációval

Leírás szerzője: 
Gruiz Katalin

a talajban és talajvízben alkalmazott kémiai oxidáció a szerves szennyezőanyagok bontását, ártalmatlanítását oxidálószerek segítségével oldja meg. A szennyezőanyag oxidációjakor a reagensként használt oxidálószer redukálódik, azaz elektront vagy hidrogént vesz fel. Az in situ kémiai oxidáció (ISCO = in situ Chemical Oxidation) a talaj szennyezettségét a talaj kitermelése nélkül, helyben, a talajban oldja meg. Természetesen ex situ reaktorban is alkalmazható az oxidáció kémiai reagensekkel. Az oxidálószer a talajvízben oldott szerves szennyezőanyag vagy a telítetlen talaj nedvességtartalmában oldott, esetleg a szilárd felületen szorbeált szennyezőanyag bontására alkalmas. hatásának előrejelzésekor és az alkalmazandó mennyiség kiszámításakor nem elég a szennyezőanyag koncentrációjából kiindulni, hanem a talaj saját szervesanyagartalmát is figyelembe kell venni, hiszen az is fogyasztja az oxidálószert. Legbiztosabb eljárás a talaj saját oxidálószer fogyasztásának kísérleti meghatározása.
A leggyakrabban alkalmazott oxidálószerek a permanganátok, (mind a kálium-, mind a nátriumpermanganát alkalmazható), a hidrogénperoxid és más peroxo-vegyületek, pl. perszulfátok és az ózon.
Permanganáttal történő oxidáció során nem keletkeznek szabad gyökök, mint a peroxidok és az ózon alkalmazásakor. A permanganát jól oxidálja a klórozott alkánokat, a szén-szén kettőskötést tartalmazó szerves vegyületeket, az aldehid- és hidroxil-csoportot tartalmazó vegyületeket. hatása közben nincs hőtermelés, bármilyen pH-n alkalmazható. A permanganátok reaktivitása kevéssé érinti a mikrokapillárisokban élő talajmikroorganizmusokat. A kezelést követően a mikroflóra spontán visszaáll.
A hidrogénperoxid önmagában is erős oxidálószer, de a talajban akkor hatékony, ha katalizátorral együtt alkalmazzák. A Fenton-reagens első alkalmazójáról kapta nevét: ebben a hidrogénperoxidot vasszulfát katalizátorral aktiválják, amikoris Fe2+hatására OH* gyökök keletkeznek. Savas közegben az oxidálódott Fe3+ folyamatosan visszaalakul Fe2+-vé, így a katalízis állandó. Ha a pH-t nem lehet 4-6 között tartani, akkor a katalízis leáll. A vas oldott állapotban tartását kelátképző szerekkel is el lehet érni. Probléma, hogy az oxidáció közben hő keletkezik, mely biztonsági problémákat vethet fel. A savas környezet is többletkockázatot jelenthet a környezetre. A peroxid erős sejtméreg, mely nagy koncentrációban a mikroorganizmusok pusztulásához vezethet. Ha lassan oldódó, illetve a peroxidot lassan és fokozatosan a talajba engedő vegyületformákat alkalmaznak, akkor a mellékhatások enyhék, a talajmikroorganizmusok nem pusztulnak el, hanem hasznosítják a keletkező oxigént.
Az ózon a legerősebb oxidáló hatású, gázformájú anyag, direkt oxidációra és szabadgyökös reakciókra is képes. Két tipikus alkalmazása: a vadózus zóna, és a talajvíz alatti rétegek szennyezettségének in situ kezelése. Tehát olyan talajrétegekbe is eljut, ahova a folyékony reagensek eljuttatása problémát jelent a talaj szorpciós kapacitása miatt. Az ózon peroxiddal kombinálva igen radikális oxidáció érhető el. Kis koncetrációban a keletkező oxigén stimulálja a vadózus zóna aerob mikroorganizmusait és ezzel az aerob biodegradációt.
További népszerű oxidálószerek a klór, a klórdioxid és a hipoklorit.

Szerző által felhasznált források: 

MOKKA-Körinfo Lexikon