Taispeántas allamuigh de charbón gníomhachtaithe cobhsaithe polaiméire le haghaidh cóireáil in situ ar shubstaintí in situ agus polafluaraalcile (PFAS)- screamhuisce tionchar.

 

 

Díríonn an staidéar seo ar shubstaintí in aghaidh- agus polafluaraalcile (PFAS), aicme ábhar salaithe atá ag teacht chun cinn ar údar imní iad i réimse an chomhshaoil ​​le blianta beaga anuas, le béim ar leith ar fheabhsúchán éifeachtach agus costas-éifeachtach ar screamhuisce éillithe PFAS. Cé go n-úsáidtear an teicneolaíocht Traidisiúnta Pump-agus{-Treat (P&T)) go forleathan, tá míbhuntáistí ag baint leis amhail timthriallta fada oibriúcháin agus costais arda. Molann agus bailíochtaíonn an staidéar seo teicneolaíocht feabhsúcháin in-situ lena n-áirítear instealladh Táirge Carbóin Comhlóideach (CCP, polaiméir-charbón gníomhachtaithe cobhsaithe), a dhéanann measúnú ar a indéanta agus a éifeachtúlacht chun screamhuisce éillithe PFAS a chóireáil trí thástálacha brú saotharlainne agus allamuigh.

In the laboratory-scale aquifer model, researchers used PFAS-spiked synthetic groundwater and sediment collected from the field to observe PFAS removal efficiency after injecting CCP suspension. Results showed that the technology achieved a removal rate of 90.9% to 99.9% for six PFAS compounds, verifying its strong adsorption performance. Subsequent field Push-Pull tests were conducted at a U.S. Navy fire training area (a site with significant PFAS contamination), where approximately 1,900 liters of CCP suspension was injected into the underlying aquifer. Sampling and analysis were performed at 3 months and 10 months post-injection, revealing that the total PFAS concentration in groundwater decreased from >50,000 ng/L faoi bhun na teorann braite, ag baint amach éifeachtúlacht aistrithe suas le ceithre ordú méide.

Ina theannta sin, rinneadh measúnú eacnamaíoch, ag tabhairt le fios gurb ionann costas iomlán na teicneolaíochta seo thar thréimhse oibriúcháin 20{{{}}bhliain agus thart ar $1.47 milliún, agus costais oibriúcháin fadtéarmacha níos lú ná leath díobh siúd a bhaineann le córais P&T traidisiúnta. Rinne an staidéar imscrúdú freisin ar an riosca foirmithe féideartha an seachtháirge N-nitrosodimethylamine (NDMA) agus moltaí coisctheacha molta.

Tríd is tríd, is é an staidéar seo an chéad cheann a bhailíochtaigh éifeachtacht instealladh Carbón gníomhachtaithe Cobhsaithe (CCP) polaiméire chun screamhuisce éillithe PFAS a fheabhsú faoi choinníollacha allamuigh, rud a léiríonn a acmhainn phraiticiúil lena chur i bhfeidhm go forleathan.
 

 

 

Fíor 1. Taispeánann Painéal A na tiúchain (ng/L) de shé shubstaint sárfhluara-ailcile (PFBS, PFHxS, PFOS, PFHxA, PFHpA, agus PFOA) i samplaí screamhuisce a bhaintear as Port 7 den aonad uiscíoch le linn na céime "tarraingthe" den tástáil féidearthachta um bhrú -tarraingt. Baineadh toirt iomlán de 200 ml screamhuisce, arb ionann é agus 15.7% de thoirt an aonaid uiscíoch (1275 ml). Tomhaiseadh tiúchan PFAS sna samplaí ag eatraimh 10 mL.

 

Taispeánann Fíor B meántiúchan PFAS i screamhuisce an aonaid uiscíoch roimh an tástáil bhrú-tharraingt, na meántiúchana PFAS sa screamhuisce a bhaintear as Port 7 le linn na céime "tarraingt" den tástáil, agus meán-éifeachtúlacht bhaint PFAS na tástála brú CCP-(%; ais ingearach ceart).





Fíor 2. Díriú ar thiúchan PFAS i samplaí screamhuisce a bhailítear le linn na céime "tarraingthe" den taispeántas brú-tharraingt. Seasann an pointe lipéadaithe "0 L Extracted" do na tiúchain PFAS sa limistéar roimh an tástáil bhrú-tharraingt. Rinneadh dhá oibríocht "tarraingthe" tar éis an instealladh de 1,900 lítear CCP (5,000 mg/L polyDADMAC + 5,000 mg/L PAC): rinneadh an chéad oibríocht 3 mhí tar éis an insteallta, agus baineadh 2,850 lítear screamhuisce; rinneadh an dara oibríocht 10 mí tar éis an -instealladh, agus baineadh 1,900 lítear screamhuisce. Nóta: Ní dhéantar a bhreacadh san fhíor ach PFAS a braitheadh ​​roimh an tástáil bhrú agus ina dhiaidh.


 

 

Léirítear nuálaíocht an staidéir seo i dtrí ghné: coincheap teicniúil, dearadh turgnamhach, agus bailíochtú praiticiúil.

Ar an gcéad dul síos, molann na húdair an smaoineamh go n-úsáidfí polaiméir polycationic (polyDADMAC) chun carbón gníomhachtaithe púdraithe (PAC) a chobhsú chun córas CCP in-inste a fhoirmiú, ag tabhairt aghaidh ar theorainneacha an charbóin gníomhachtaithe traidisiúnta i meáin fhodhromchla ar nós méid na gcáithníní iomarcacha, claonadh chun clogáil, agus dáileadh míchothrom. Ní hamháin go gcoimeádann an córas seo méid na gcáithníní cobhsaí (225 nm ar an meán) ach cruthaíonn sé Bacainn asaithe Tréscaoilteach (PAB) san uiscíoch, rud a chumasaíonn gabháil fhadtéarmach in-suíomh{-agus díluailithe PFAS.

Ar an dara dul síos, i dtéarmaí nuálaíochta modhanna turgnamhacha, comhcheanglaíonn an staidéar insamhalta saotharlainne le tástáil allamuigh "brú-tarraingt". Úsáidtear an chéad cheann chun foirmiú, méid na gcáithníní agus an tiúchan a rialú a bharrfheabhsú, agus déanann an dara ceann bailíochtú ar scála mór ag suíomh fíor-éillithe (limistéar oiliúna dóiteáin de chuid Chabhlach na SA), ag bunú lúb dúnta ó thurgnamh go feidhm. Léiríonn na torthaí go mbaineann an teicneolaíocht laghdú suntasach amach ceithre mhéid de mhéid i dtiúchan PFAS sa réimse, agus coinníonn sé tiúchan an-íseal 10 mí tar éis an insteallta, rud a léiríonn marthanacht agus cobhsaíocht an chórais den scoth.

Ar an tríú dul síos, déanann an staidéar measúnú córasach ar chostais agus ar rioscaí seachtháirgí, ag tabhairt le fios go bhfuil costas oibriúcháin fadtéarmach an chontrapháirtí lárnaigh i dteicneolaíocht leasúcháin situ níos mó ná 50% níos ísle ná P&T, rud a thugann buntáistí eacnamaíocha. Idir an dá linn, tugann na húdair faoi deara go bhféadfadh polyDADMAC NDMA a ghiniúint faoi choinníollacha sonracha, ag moladh gur cheart foinsí uisce clóirín ina bhfuil nó clóirínín a sheachaint chun fionraí CCP a ullmhú, agus gur cheart réamhthástáil NDMA a dhéanamh sula gcuirtear i bhfeidhm allamuigh é. Leathnaíonn an plé sábháilteachta seo an taighde ó fheabhsúchán truaillithe amháin go leibhéal na hinbhuanaitheachta agus rialaithe riosca.

Go hachomair, is é an staidéar seo an chéad cheann a bhailíochtaigh féidearthacht agus ardéifeachtúlacht an charbóin chobhsaithe polaiméire i-modh instealladh situ faoi choinníollacha allamuigh. Soláthraíonn sé cosán teicniúil nua in-athdhéanta, ísealchostais agus inbhuanaithe le haghaidh feabhsúcháin screamhuisce éillithe PFAS, ag leagan bunús eolaíoch le cur chun cinn agus le cur i bhfeidhm sa todhchaí i bhfoirmíochtaí geolaíochta casta agus cásanna truaillithe níos leithne.