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Ossidazione chimica in situ (ISCO)

1990
Tecnico di campo che esegue l'ossidazione chimica in situ per il risanamento ambientale degli inquinanti.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'ossidazione chimica in situ (ISCO) è una tecnologia di bonifica aggressiva che prevede l'iniezione di forti ossidanti chimici direttamente nel sottosuolo contaminato per distruggere gli inquinanti. Gli ossidanti più comuni sono il permanganato, il persolfato, il perossido di idrogeno (reagente di Fenton) e l'ozono. Queste sostanze chimiche reagiscono con i contaminanti, convertendoli in sostanze meno tossiche come anidride carbonica, acqua e sali inorganici, senza richiedere lo scavo del materiale contaminato.

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 catalizzatore, 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
- Scienze ambientali

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • comprensione della chimica redox e della cinetica di reazione
  • uso industriale di ossidanti chimici nel trattamento delle acque reflue
  • progressi nelle tecnologie di perforazione e iniezione per l'accesso al sottosuolo
  • 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

Idee e potenziali innovazioni

  • composti ossidanti a lento rilascio (ad esempio, perossido di calcio) per trattamenti a lungo termine
  • ferro zero-valente su scala nanometrica (NZVI) combinato con ossidanti per trattamenti riduttivi/ossidativi migliorati
  • somministrazione elettrocineticamente migliorata di ossidanti in argille a bassa permeabilità
  • utilizzo di traccianti intelligenti per monitorare la distribuzione degli ossidanti e le zone di reazione in tempo reale
  • materiali impregnati di catalizzatore per una generazione in situ più efficiente di radicali
  • persolfato attivato tramite ultrasuoni per una degradazione mirata ed efficiente dal punto di vista energetico
  • bio-isco, che combina la degradazione biologica con una fase di lucidatura chimica meno aggressiva
  • sviluppo di formulazioni di perossido di idrogeno stabilizzato per aumentare la persistenza del sottosuolo
  • sistemi di distribuzione a base di schiuma per una migliore distribuzione dell'ossidante nella zona vadosa
  • modelli di apprendimento automatico per prevedere la domanda di ossidanti e ottimizzare le strategie di iniezione
Correlato a: ISCO, ossidazione chimica in situ, bonifica, acque sotterranee, suolo, reagente di Fenton, permanganato, persolfato, distruzione dei contaminanti, ossidante.

Contesto storico

Ossidazione chimica in situ (ISCO)

1980
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1982
1990
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1978
1980
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1993

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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