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Chemische Oxidation vor Ort (ISCO)

1990
Techniker im Außendienst, der chemische In-situ-Oxidation zur Sanierung von Schadstoffen in der Umwelt durchführt.

(generate image for illustration only)

In-Situ Chemical Oxidation (ISCO) is an aggressive remediation technology that involves injecting strong chemical oxidants directly into the contaminated subsurface to destroy pollutants. Common oxidants include permanganate, persulfate, hydrogen peroxide (Fenton’s reagent), and ozone. These chemicals react with contaminants, converting them into less toxic substances like carbon dioxide, water, and inorganic salts, without requiring excavation of the contaminated material.

ISCO is a powerful method for rapidly degrading a wide range of organic contaminants in both soil and groundwater. The selection of the oxidant is crucial and depends on the target contaminant, geochemistry of the site, and safety considerations. Potassium permanganate ([latex]KMnO_4[/latex]) is effective against chlorinated ethenes like PCE and TCE but is less effective for petroleum hydrocarbons. Fenton’s reagent, a mixture of hydrogen peroxide ([latex]H_2O_2[/latex]) and an iron catalyst, generates highly reactive hydroxyl radicals ([latex]\bullet OH[/latex]) that can non-selectively destroy most organic compounds. Persulfate ([latex]S_2O_8^{2-}[/latex]), activated by heat, high pH, or iron, is more stable than Fenton’s reagent and can travel further in the subsurface. Ozone ([latex]O_3[/latex]) is a gas that is typically sparged into the subsurface to treat both saturated and unsaturated zones.

Eine große Herausforderung bei ISCO besteht darin, das Oxidationsmittel effektiv in die betroffene Kontaminationszone zu transportieren und zu verteilen. Der Untergrund ist oft heterogen, und das Oxidationsmittel kann durch Reaktionen mit natürlichen organischen Stoffen oder Mineralien im Boden verbraucht werden (natürlicher Oxidationsmittelbedarf, NOD). Dies kann den Chemikalienbedarf deutlich erhöhen. Darüber hinaus können ISCO-Reaktionen stark exotherm sein und so gefährliche Bedingungen schaffen. Durch die Veränderung der Redoxbedingungen im Grundwasserleiter können giftige Metalle wie Chrom freigesetzt werden. Trotz dieser Herausforderungen wird ISCO häufig aufgrund seiner schnellen Reduzierung hoher Schadstoffkonzentrationen in den Quellgebieten gewählt.

UNESCO Nomenclature: 2506
– Environmental sciences

Typ

Chemischer Prozess

Unterbrechung

Wesentlich

Verwendung

Weit verbreitete Verwendung

Vorläufersubstanzen

  • Verständnis der Redoxchemie und Reaktionskinetik
  • industrieller Einsatz chemischer Oxidationsmittel in der Abwasserbehandlung
  • Fortschritte bei Bohr- und Injektionstechnologien für den Zugang zum Untergrund
  • Entwicklung analytischer chemischer Methoden zur Überwachung des Schadstoffabbaus

Anwendungen

  • Behandlung von dichten nichtwässrigen Phasenflüssigkeiten (dnapls) wie TCE
  • Sanierung von Erdöl-Kohlenwasserstofffahnen
  • Zerstörung von Pestiziden und Herbiziden in Boden und Grundwasser
  • Sanierung von mit polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) kontaminierten Standorten
  • schnelle Quellzonenbehandlung zur Reduzierung der Schadstoffmasse

Patente:

NA

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Historischer Kontext

Chemische Oxidation vor Ort (ISCO)

1960
1975
1980
1990
2000
1946
1970
1978
1980
1993
2001-09-01

(wenn das Datum nicht bekannt oder nicht relevant ist, z. B. "Strömungsmechanik", wird eine gerundete Schätzung des bemerkenswerten Erscheinens angegeben)

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