Comparison of effectiveness of three applications of zero-valent iron nanoparticles for remediation of groundwater polluted by chlorinated ethenes

Abstract

Diplomová práce se zabývá sanací podzemní vody kontaminované chlorovanými etheny za využití částic nanoželeza. V rámci diplomové práce byly provedeny tři na sebe navazující aplikace různých typů nanoželeza na stejné lokalitě v areálu Spolchemie a.s. v Ústí nad Labem. Hlavním cílem bylo porovnat jednotlivé aplikace a stanovit jejich účinnost. Po injektáži suspenze nanoželeza provedené metodou direct-push, následoval monitoring hladin podzemní vody a fyzikálně-chemických parametrů. Během monitoringu byly odebrány vzorky podzemní vody, které byly analyzovány na obsah kontaminantů a jejich produktů rozkladu. Výsledky analýz ukázaly, že největší účinnost měla aplikace nanoželeza typu NANOFER STAR. Vyvolala reduktivní dechloraci, která se 3 měsíce po aplikaci nZVI projevila poklesem koncentrace TCE o 84 %, VC o 60 % a chlorovaných ethenů v celkové sumě o 39 % a zároveň nárůstem produktů rozkladu. Injektáž stopovačů bromidu draselného a chloridu lithného umožnila odlišit probíhající dechloraci od pouhého naředění injektovanou suspenzí. Efektivita aplikace nanoželeza NZVI-C3 a nanoželeza NANOFER STAR s karboxymethyl celulosou byla výrazně nižší než aplikace nanoželeza NANOFER STAR. Součástí práce je rešerše zahrnující problematiku kontaminace chlorovanými etheny, vlastnosti, výrobu a stabilizaci...

This master's thesis is focused on remediation of groundwater polluted by chlorinated ethenes with a use of nanoiron particles. Three injections of different types of nanoiron were carried out in the contaminated area of Spolchemie a.s. company in Ústí nad Labem. The main aim of the thesis was to compare effectiveness of those three applications. The remediation of groundwater was done by direct- push injection of suspension of nanoscale zero-valent iron. After that a monitoring of groundwater level and physicochemical parameters was performed. Samples of groundwater were collected during the monitoring and were analysed for contaminants and products of dechlorination. It was discovered that NANOFER STAR nanoiron had the strongest influence on reductive dechlorination. This was reflected by concentration decrease of TCE by 84 %, VC by 60 % and total concentration of CHC by 39 % in the period three months after the injection and the increase of degradation products of chlorinated ethenes. Injections of conservative tracers potassium bromide and lithium chloride served as a criterion for differentiation between the process of dechlorination and simple dilution effect. The effectiveness of NZVI-C3 nanoiron and NANOFER STAR with CMC nanoiron were notably lower than the bare NANOFER STAR nanoiron. In...