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)
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
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
Organo Grøn Rust (o-gr) Billede hentet 02.03.2012 fra http://www.aip.org CH 4 CCl 4 CO HCOO -
Syntese Opskalering af Syntese Fe2/Fe3 forhold: ca 2-3 190 570 ml 30mM Fe II 1000-??? ml 300 mm Fe II
* 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 23.02.2012 fra http://wikipedia.org
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. 55 82 % Formiat ca 12-44 % Tid [t] Chloroform under 2%
Organo Grøn Rust og DNAPL D= rystet E= statisk T=3 min T=1d T=4 uge
Organo Grøn Rust og DNAPL o-gr uden DNAPL DNAPL injicerede, T=0 Efter 30 min Efter 17.5 time
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
Opsætning Test med DNAPL CCl 4 vs opløst CCl 4 DNAPL Vandig opløstning Initial Fe II 60 mm 30-50 mm Initial CCl 4 15 mm 0.015-0.13 mm Forhold Fe II /CCl 4 4 400-4000 Temperatur 15 C 20-25 C Behandlingen Prøvetagning 15 rpm på vertikal roterende shaker Vandfase DNAPL fase 15 rpm på vertikal roterende shaker Vandfase
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
Test med DNAPL CCl 4 Nedbrydningsprodukter Formiat blev ikke detekteret Høj koncentration af CO i gas boble
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
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
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
Mange tak for Jeres opmærksomhed!