POTENTIALET FOR OPRENSNING AF DNAPL MED ORGANO GRØN RUST

Transkript

1 Danmarks Tekniske Universitet POTENTIALET FOR OPRENSNING AF DNAPL MED ORGANO GRØN RUST Kristina Kern (DTU) Karina Ayala Luis (KU life) Rasmus Jakobsen (DTU) Mette Broholm (DTU)

2 Baggrund og formål Ufordringer med DNAPL: Svært at finde Ligger dybt Langtidsholdbare faner Kræver kilde fjernelse Flere mobile og toksiske metabolitter kan dannes Organo Grøn Rust stærk affinitet for hydrofobe stoffer Formål Reduktionen af carbontetrachloride (CCl 4 ) fra vandig opløsning og DNAPL med o-gr

3 Indhold Hvad er organo Grøn Rust Nedbrydningsvej af CCl 4 Reduktionen af CCl 4 fra vandig opløsning Organo grøn rust og fri fase Konklusion Perspektivering

4 Organo Grøn Rust (o-gr) Billede hentet fra CH 4 CCl 4 CO HCOO -

5 Syntese Opskalering af Syntese Fe2/Fe3 forhold: ca ml 30mM Fe II 1000-??? ml 300 mm Fe II

6 * Nedbrydning af CCl 4 CCl 4 e - Cl - Reduktiv Dechlorering Kobling CCl 3 C 2 Cl 6 trichloromethyl radical e - [:CCl 3 ] trichloromethyl carbanion H H + CHCl 3 CH 2 Cl 2 Chlormethan Dichlormethan CH 3 Cl Hexachlorethan Chloroform CH 4 Methan Cl - [:CCl2] Kobling H 2 O 2HCl dichlorcarben 2H 2 O 2HCl C 2 Cl 4 Tetrachlorethen C - O + OH - HCOO - Kulmonoxid Carben hydrolyse Formiat *Billede hentet fra

7 Nedbrydning af opløst CCl 4 C/C 0 CCl 4 blev fuldstændig reduceret på 24 timer Rate: op til 30 gange hurtigere end GR SO4 Hoved nedbrydningsprodukter: CO ca % Formiat ca % Tid [t] Chloroform under 2%

8 Organo Grøn Rust og DNAPL D= rystet E= statisk T=3 min T=1d T=4 uge

9 Organo Grøn Rust og DNAPL o-gr uden DNAPL DNAPL injicerede, T=0 Efter 30 min Efter 17.5 time

10 Organo Grøn Rust og DNAPL Testene viste: o-gr havde stærk affinitet for DNAPL Udfordring at skaffe kontakt mellem o-gr og DNAPL T= 24 t

11 Opsætning Test med DNAPL CCl 4 vs opløst CCl 4 DNAPL Vandig opløstning Initial Fe II 60 mm mm Initial CCl 4 15 mm mm Forhold Fe II /CCl Temperatur 15 C C Behandlingen Prøvetagning 15 rpm på vertikal roterende shaker Vandfase DNAPL fase 15 rpm på vertikal roterende shaker Vandfase

12 Test med DNAPL CCl 4 - Analyse Vandfase Syre + Pentan Ekstrakt Nedbrydningsprodukter: Chloroform (CF) Dichlomethan (DCM) Chlormethan (CM) Kulmonoxid (CO) Formiat DNAPL CCl 4 CF 1 2 3

13 Test med DNAPL CCl 4 Nedbrydningsprodukter Formiat blev ikke detekteret Høj koncentration af CO i gas boble

14 Test med DNAPL CCl 4 Ekstraktion af DNAPL Initial total CCl 4 koncentration Teoretisk initial DNAPL CCl 4 koncentration 91% af DNAPL fjernes efter 84 dage (baseret på den antagelse, at den indledende DNAPL koncentrationen var 200 µmol/batch) 70% af total CCl 4 blev nedbrudt

15 Konklusion Synthese af o-gr giver nok til laboratorieskala o-gr reduceret CCl 4 fra vandig opløsning på under 24 timer Hoved nedbrydningsprodukter CO og formiat Kun 2% CF o-gr viste stærk affinitet for DNAPL i visuelle forsøg 91% af CCl 4 DNAPL og 70% total CCl 4 blev fjernet efter 84 dage Store mængde af CO Ca. 15% CF blev dannet (39.39 µmol/batch = 2.25 mm) hydrofobe o-gr har potentiale at blive udviklet som effektiv in situ nedbrydningsteknologi for DNAPL

16 KU life DTU KU/DTU Perspektivering Forbedring af Reaktivitet o-gr i naturlige systemer Applikation Doping med Cu og Mn Reaktivitet i sediment Injektion af o-gr Indbygning af andre hydrofobe stoffer Reaktivitet i grundvandet Opskalering af Syntese

17 Mange tak for Jeres opmærksomhed!