بررسی و مروری بر روش لایه‌نشانی رسوبات آلوده در اکوسیستم‌های آبی با استفاده از کربن فعال

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده علوم‌پایه، دانشگاه قم، ایران

2 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

اصلاح موثر و ایمن رسوبات آلوده در اکوسیستم‌های آبی همواره یکی از مهم‌ترین چالش‌های محیط‌زیست در جهان بوده است. برخی از اکوسیستم‌های طبیعی کشور به دلیل تجمع آلاینده‌های سمی در معرض نابودی هستند. از اینرو اصلاح سریع این اکوسیستم‌های ارزشمند امری ضروری است. لایروبی و لایه‌نشانی از جمله روش‌های شناخته‌شده درجهان هستند که برای پاکسازی و کاهش سریع غلظت آلاینده‌های سمی در رسوبات استفاده شده است. لایه‌نشانی یک فناوری اصلاحی اثبات شده و متداول جهت مهار رسوبات آلوده بمنظور کاهش تحرک و تماس آلاینده‌ها با محیط پیرامون است که در آن رسوبات آلوده بوسیله یک یا چند لایه از مواد تمیز مانند شن و ماسه، سنگ‌ریزه‌، مواد لایروبی شده تمیز، مواد فعال یا واکنشی و غیره پوشش داده می‌شود. این روش با کاهش سریع میزان آلاینده‌ها در آب‌های‌ سطحی از طریق جذب و کاهش تحرک مواد سمی در رسوبات آلوده، احیای این اکوسیستم‌ها را فراهم می‌سازد. این فناوری از مخاطرات محیط زیستی کمتر و ارزانتر نسبت به روش لایروبی برخوردار است، درحالیکه هیچ‌گاه در مقیاس آزمایشگاهی و یا میدانی در کشور مورد مطالعه قرار نگرفته است. این تحقیق قصد دارد ضمن معرفی این روش بوسیله کربن فعال، زمینه اجرای این فناوری را در کشور مهیا سازد. این تحقیق از حیث هدف و نحوه گردآوری اطلاعات بترتیب از نوع کاربردی و کتابخانه‌ای- اسنادی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


حقشناس، آ. حاتمی‌منش، م. میرزائی، م. میرسنجری، م. و حسین‌خضری، پ. 1396. سنجش و ارزیابی خطر اکولوژیکی فلزات سنگین در رسوبات سطحی منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس. دوماهنامه طبّ جنوب، دوره 20، شماره 5.
کرباسی، ع. و شادی، ر. 1391. ارزیابی اثرات محیط زیستی طرح‌های لایروبی. اولین همآیش ملی توسعه سواحل مکران و اقتدار دریایی جمهوری اسلامی ایران. دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، منطقه سوم نیروی دریایی راهبردی ارتش جمهوری اسلامی ایران-کنارک.
Cornelissen, G.; Breedveld, G. D.; Naes, K.; Oen, A. M. P. & Ruus, A. 2006. Bioaccumulation of native polycyclic aromatic hydrocarbons from sediment by a polychaete and a gastropod: Freely dissolved concentrations and activated carbon amendment. Environ. Environmental Toxicology and Chemistry, 25(9): 2349–2355.
Ghosh, U.; Luthy, R.G.; Cornelissen, G.; Werner, D. & Menzie, C. 2011. In situ Sorbent Amendments: A New Direction in Contaminated Sediment Management. Environmental Science & Technology, 45(4): 1163 – 1168.
ITRC, (Interstate Technology & Regulatory Council). 2014. Contaminated Sediments Remediation. CS-2. Washington, D.C.: Interstate Technology & Regulatory Council, Contaminated Sediments Team.
Jersak, J.; Göransson, G.; Ohlsson, Y.; Larsson, L.; Flyhammar, P. & Lindh, P. 2016. In-situ capping of contaminated sediments. Method overview. SGI Publication 30-1E, Swedish Geotechnical Institute, SGI, Linköping.
Knox, A. S.; Paller, M. H.; Reible, D. D.; Ma, X. & Petrisor, I. G. 2008. Draft Sequestering Agents for Active caps – Remediation of Metals and Organics. Prepared under contract No. DE-AC09-96SR18500 with the Department of Energy.
Kupryianchyk, D.; Rakowaka, M.; Roessink, I.; Reichman, E.P.; Grotenhuis, J. T. C. & Koelmans, A. A. 2013. In situ treatment with activated carbon reduces bioaccumulation in aquatic food chains. Environmental Science & Technology, 47 (9): 4563–4571.
Lampert, D. J. & Reible, D. 2009. An Analytical Modeling Approach for Evaluation of Capping of Contaminated Sediments. Soil and  Sediment Contamination: An International  Journal, 18(4): 470 – 488.
Murphy, P.; Marquette, A.; Reible, D. & Lowry, G. V. 2006. Predicting the Performance of Sediment Caps Amended with Sorbing Media. Journal of Environmental Engineering, 132:787-794.
Menzie, C.A. 2012. "SediMite®A Delivery System for Amending Contaminated Sediment with Activated Carbon and/or other Amendments." Prepared for Lower Duwamish Waterway Workshop. February.
Millward, R. N.; Bridges, T. S.; Ghosh, U.; Zimmerman, J. R. & Luthy, R. G. 2005. Addition of activated carbon to sediments to reduce PCB bioaccumulation by a polychaete (Neanthes arenaceodentata) and an amphipod (Leptocheirus plumulosus). Environmental Science & Technology, 39(8): 2880-2887.
Menzie, C. 2016. A Low-Impact Delivery System for In Situ Treatment of Sediments Contaminated with Methyl Mercury and other Hydrophobic Chemicals. ER-200835.
Olsta, J.T. & Darlington, J. 2005. Innovative Systems for Dredging, Dewatering, or for In-situ Capping of Contaminated Sediments. The 21st Annual International Conference on Soils, Sediments, and Water. University of Massachusetts at Amherst. October 17 through 20.
Patmont, C. R.; Ghosh, U.; LaRosa, P.; Menzie, C.; Luthy, R. G.; Greenberg, M. S.; Cornelissen, G.; Eek, E.; Collins, J;  Hull; J.; Hjartland, T.; Glaza, E.; Bleiler, J. & Quadrini, J. 2015. In situ sediment treatment using activated carbon: A demonstrated sediment cleanup technology. Integrated Environmental Assessment and Management, 11(2): 195–207.
Palermo, M.; Maynord, S.; Miller, J. & Reible, D. 1998. Guidance for In-Situ Subaqueous Capping of Contaminated Sediments. EPA 905-896-004. Great Lakes National Program Office, Chicago, IL.
Parsons, & Anchor QEA. 2012b. Onondaga Lake Capping, Dredging, Habitat and Profundal Zone (SMU 8) Final Design. Appendix B –Cap Modeling. https://www.dec.ny.gov/docs/regions_pdf/prof2.pdf.
Reible, D. 2004. In Situ Sediment Remediation Through Capping: Status and Research Needs. Hazardous Substance Research Center/South and Southwest. 20 pages.
Sun, X. & Ghosh, U. 2008. The Effect of Activated Carbon on Partitioning, Desorption, and Biouptake of Native Polychlorinated Biphenyls in Four Freshwater Sediments. Environmental Toxicology and Chemistry, 27(11): 2287-2295.
Sowers, K. R.; Ghosh, U. & May, H. D. 2018. Evaluating the Efficacy of Bioaugmentation for In-Situ Treatment of PCB Impacted Sediments. Final Technical Report, ESTCP Project ER-201215.
Schaanning, M. T.; Beylich, B.; Gunnarsson, J. S. & Eek, E. 2021. Long-term effects of thin layer capping in the Grenland fjords, Norway: Reduced uptake of dioxins in passive samplers and sedimentdwelling organisms. Chemosphere, 264(2): 1-11.
USEPA, 1997. Guiding Principles for Monte Carlo Analysis. Risk Assessment Forum. U.S.Environmental Protection Agency, EPA/630/R-97/001.
USEPA, 2004c. Guidance for Monitoring at Hazardous Waste Sites: Framework for Monitoring Plan Development and Implementation. U.S. Environmental Protection Agency’s (EPA’s) new “Monitoring Guidance,” OSWER  9355.4-28.
USEPA, 2005. Contaminated Sediment Remediation Guidance for Hazardous Waste Sites. EPA-540-R-05-012 OSWER 9355.0-85.
USEPA, 2013. Use of Amendments for In Situ Remediation at Superfund Sediment Sites. Office of Superfund Remediation and Technology Innovation.
Zimmerman, J. R.; Ghosh, U.; Millward, R. N.; Bridges, T. S. & Luthy, R. G. Addition of carbon sorbents to reduce PCB and PAH bioavailability in marine sediments: Physicochemical tests. Environmental Science & Technology, 38(20): 5458–5464.
AquaBlok, Ltd. 2019. AquaGate+ for Contaminated Sediments. Retrieved from: https://www.aquablok.com/ remediation/products/aquagate.
Parsons, 2004. Onondaga lake feasibility study report. Retrieved from: http://www.lakecleanup.com/ publicdocs/docs.
SSC, (Sediment Solutions Corporation). 2020. Spec. Sheet of SediMiteR, Retrieved from: http:// www.sedimite.com/specs.