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Ossidazione chimica in situ (ISCO)

1990
Field technician performing in-situ chemical oxidation for environmental remediation of pollutants.

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 metodo 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.

Una delle principali sfide dell'ISCO è garantire un'efficace distribuzione dell'ossidante nella zona di contaminazione target. Il sottosuolo è spesso eterogeneo e l'ossidante può essere consumato da reazioni non target con la materia organica naturale o i minerali presenti nel suolo, un fenomeno noto come domanda naturale di ossidante (NOD). Ciò può aumentare significativamente la quantità di sostanza chimica richiesta. Inoltre, le reazioni ISCO possono essere altamente esotermiche, causando potenzialmente condizioni pericolose, e possono mobilitare metalli tossici come il cromo modificando le condizioni redox dell'acquifero. Nonostante queste sfide, l'ISCO viene spesso scelto per la sua rapidità nel ridurre elevate concentrazioni di contaminanti nelle aree sorgente.

UNESCO Nomenclature: 2506
– Environmental sciences

Tipo

Chemical Process

Disruption

Substantial

Utilizzo

Widespread Use

Precursors

  • comprensione della chimica redox e della cinetica di reazione
  • uso industriale di ossidanti chimici nel trattamento delle acque reflue
  • advances in drilling and injection tecnologie for subsurface access
  • sviluppo di metodi di chimica analitica per monitorare la degradazione dei contaminanti

Applicazioni

  • trattamento di liquidi densi in fase non acquosa (dnapls) come il TCE
  • bonifica dei pennacchi di idrocarburi petroliferi
  • distruzione di pesticidi ed erbicidi nel suolo e nelle falde acquifere
  • bonifica dei siti contaminati da idrocarburi policiclici aromatici (IPA)
  • trattamento rapido della zona sorgente per ridurre la massa dei contaminanti

Brevetti:

NA

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