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Oxidación química in situ (CIUO)

1990
Técnico de campo que realiza la oxidación química in situ para el saneamiento medioambiental de contaminantes.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La oxidación química in situ (ISCO) es una tecnología de remediación agresiva que consiste en inyectar oxidantes químicos potentes directamente en el subsuelo contaminado para destruir los contaminantes. Entre los oxidantes comunes se incluyen el permanganato, el persulfato, el peróxido de hidrógeno (reactivo de Fenton) y el ozono. Estos productos químicos reaccionan con los contaminantes, transformándolos en sustancias menos tóxicas como dióxido de carbono, agua y sales inorgánicas, sin necesidad de excavar el material contaminado.

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 catalizador, 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.

Un desafío importante en ISCO es lograr una entrega y distribución efectivas del oxidante a la zona de contaminación objetivo. El subsuelo suele ser heterogéneo, y el oxidante puede ser consumido por reacciones no objetivo con materia orgánica natural o minerales del suelo, un fenómeno conocido como demanda natural de oxidantes (DNO). Esto puede aumentar significativamente la cantidad de producto químico requerido. Además, las reacciones de ISCO pueden ser altamente exotérmicas, lo que podría causar condiciones peligrosas, y pueden movilizar metales tóxicos como el cromo al alterar las condiciones redox del acuífero. A pesar de estos desafíos, ISCO se elige a menudo por su rapidez para reducir altas concentraciones de contaminantes en las zonas de origen.

UNESCO Nomenclature: 2506
- Ciencias medioambientales

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Comprensión de la química redox y la cinética de las reacciones
  • Uso industrial de oxidantes químicos en el tratamiento de aguas residuales
  • avances en tecnologías de perforación e inyección para el acceso al subsuelo
  • Desarrollo de métodos de química analítica para monitorear la degradación de contaminantes

Aplicaciones

  • Tratamiento de líquidos densos en fase no acuosa (DNAPL) como TCE
  • remediación de columnas de hidrocarburos de petróleo
  • Destrucción de pesticidas y herbicidas en el suelo y las aguas subterráneas
  • Limpieza de sitios contaminados con hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)
  • Tratamiento rápido de la zona fuente para reducir la masa contaminante

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Compuestos oxidantes de liberación lenta (por ejemplo, peróxido de calcio) para el tratamiento a largo plazo
  • Hierro de valencia cero a escala nanométrica (NZVI) combinado con oxidantes para mejorar los tratamientos reductores/oxidativos
  • Entrega electrocinéticamente mejorada de oxidantes en arcillas de baja permeabilidad
  • Uso de trazadores inteligentes para monitorear la distribución de oxidantes y las zonas de reacción en tiempo real
  • Materiales impregnados con catalizador para una generación in situ más eficiente de radicales
  • Persulfato activado por ultrasonidos para una degradación dirigida y energéticamente eficiente
  • bio-isco, que combina la degradación biológica con un paso de pulido químico menos agresivo
  • Desarrollo de formulaciones de peróxido de hidrógeno estabilizado para aumentar la persistencia del subsuelo
  • Sistemas de suministro basados ​​en espuma para una mejor distribución de oxidantes en la zona vadosa
  • Modelos de aprendizaje automático para predecir la demanda de oxidantes y optimizar las estrategias de inyección
Relacionado con: ISCO, oxidación química in situ, remediación, agua subterránea, suelo, reactivo de Fenton, permanganato, persulfato, destrucción de contaminantes, oxidante.

Contexto histórico

Oxidación química in situ (CIUO)

1980
1980
1982
1990
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1990
1990
1978
1980
1980
1982
1990
1990
1990
1993

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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