Postopki nanoremediacije so običajno načrtovani tako, da se upošteva le en kontaminant ali skupina kontaminantov. V obravnavanem delu smo uporabili celovit pristop k raziskavam procesov, ki hkrati potekajo pri čiščenju vode iz male biološke čistilne naprave (MBČN) z različnimi nanodelci nič-valentnega železa (nZVI). Preizkušene so bile tri različice nZVI: nZVI sintetizirani v laboratoriju, komercialni Nanofer STAR in Nanofer25 slurry, ki se razlikujejo po reaktivnosti in po metodah sinteze. Vzorci vode iz iztoka MBČN so bili remediirani z različnimi koncentracijami nZVI, pri različnih časih mešanja in usedanja železovih delcev, z namenom optimizacije učinkovitosti odstranjevanja izbranih potencialno toksičnih elementov (PTE), dušikovih zvrsti in patogenih bakterij (koliformne bakterije, Escherichia coli, intestinalni enterokoki in Clostridium perfringens). Rezultati so pokazali, da so laboratorijsko sintetizirani nZVI najbolj reaktivni med testiran nanodelci. Najbolj učinkovito so odstranjevali PTE in patogene bakterije. Vendar pa je uporaba laboratorijsko sintetiziranih nZVI omejena, saj v vodo sproščajo B, ki izvira iz reagentov, uporabljenih pri njihovi sintezi. V določeni meri so vse preiskovane vrste nZVI znižale koncentracije nitrata in nitrita z pretvorbo v amonijev kation. Dodatna tvorba amonijevega dušika je bila posledica interakcij nZVI z organskim dušikom, prisotnim v vodi iz MBČN. Pri optimalni koncentraciji dodanih nZVI v obliki Nanofer25 slurry, optimalnim trajanjem mešanja in usedanja smo dosegli najučinkovitejšo odstranitev PTE in dezinfekcijo patogenov.
COBISS.SI-ID: 30391847
Imobilizacija je ena najučinkovitejših metod za remediacijo onesnažene zemljine. Pri tem se zemljini primešajo z reaktivni aditivi, kar vodi do nastanka inertnega kompozita. Za študijo remediacije smo uporabili najbolj onesnaženo zemljino iz območja stare Cinkarne v Celju, ki je bila na podlagi preseženih mejnih koncentracij vodotopnega Zn razvrščena med nevarne odpadke. Raziskali smo učinkovitost različnih industrijskih odpadkov (papirniški pepel, pepel, premogov pepel, žlindra iz jeklarstva in rdeče blato iz predelave boksita) kot dodatke za imobilizacijo tal. Papirniški pepel, elektrofiltrski pepel iz premoga in jeklarska žlindra lahko vsebujejo hidravlične faze, ki omogočajo kemično imobilizacijo onesnažil. Rdeče blato ni bilo hidravlično aktivno in je bilo delno nevtralizirano. Povečanje učinkovitosti imobilizacije v kompozitih s časom je povezano z nastajanjem novih mineralov iz reakcij hidratacije in pucolanskih reakcij. Adsorpcija je glavni mehanizem imobilizacije z rdečim blatom. Kompoziti s papirniškim pepelom, elektrofiltrskim pepelom in rdečim blatom so okoljsko sprejemljivi glede na mejne vrednosti inertnosti, kompoziti z žlindro pa so presegli mejo Mo v vodnem izlužku. Vsi kompoziti, razen tistih z jeklarsko žlindro, so potencialno uporabni kot gradbeni materiali za sanacijo onesnaženih tal na degradiranih območjih v obliki geotehničnih nasipov ali nasipov.
COBISS.SI-ID: 2385511
Nanodelci nič-valentnega železa (nZVI) omogočajo odstranjevanje onesnažil iz odpadne vode. Toda za njihovo varno uporabo je potrebno določiti potencialno tveganje, da nZVI ostanejo suspendirani v remediirani vodi. Za ta namen je bila v okviru raziskav optimizirana nova metoda SP-ICP-MS za namene določanja velikosti in števila nZVI v odpadni vodi. Za ta namen se je kot najprimernejši reakcijski plin izkazal vodik in način detekcije MS/MS. Optimizirana metoda je omogočala detekcijo delce velikosti 36 nm, brez interferenc. Metoda je bila validirana z analizo suspenzij nZVI v različnih vodnih matricah ob uporabi različnih koncentracij nanodelcev. Rezultati preiskav vzorcev vode ob so pokazali, da je usedanje nZVI hitrejše ob uporabi višjih koncentracij nZVI in da ob uporabi nižjih koncentracij delci ostanejo v stabilnejši suspenziji. Dokazano pa je bilo, da uporaba nZVI v koncentracijah 0,5 g/L ali višjih ne predstavlja nevarnosti za okolje.
COBISS.SI-ID: 29537063
Nanodelci nič-valentnega železa (nZVI) kažejo velik potencial za odstranjevanje onesnažil iz odpadne vode. Toda po njihovi uporabi obstaja tveganje, da nZVI ostanejo suspendirani v remediirani vodi kar predstavlja nevarnost za okolje. Za raziskovanje tega problema smo optimizirali novo metodo SP-ICP-MS za namene določanja velikosti in števila nZVI v odpadni vodi. H2 je bil uporabljen kot reakcijski plin pri načinu detekcije MS/MS, ki je omogočal mejo detekcije za delce velikosti 36 nm, brez interferenc. Metoda je bila uporabljena ob uporabi različnih koncentracij železa (0,1, 0,25, 0,5 in 1 g/L) v različnih vodnih matricah (Mili-Q, sintetična odpadna voda, voda iz iztoka iz čistilne naprave) za preučevanje obnašanja nZVI, njihovih interakcij z Cd2+ in učinkovitostjo odstranjevanja Cd2+. Z daljšim časom se je povečevala aglomeracija in sedimentacija nZVI. Sedimentacija je bila počasnejša v odpadni vodi kot v Mili-Q in sintetični vodi. Posledično je bilo odstranjevanje Cd2+ učinkovitejše v odpadni vodi kot v sintetični vodi ali Mili-Q. Preostanek Cd2+, ki je ostal v vodi, je bil prisoten v raztopljeni obliki ali pa je bil vezn na preostanek suspendiranih nZVI. Rezultati preiskav vzorcev vode ob uporabi različnih koncentracij nZVI so pokazali, da je usedanje nZVI hitrejše ob uporabi višjih koncentracij in da ob uporabi nižjih koncentracij delci ostanejo v stabilnejši suspenziji. Ne glede na to pa je uporaba nZVI v koncentracijah 0,5 g/L ali višjih ne predstavlja nevarnosti za okolje.
COBISS.SI-ID: 31337255
Ta študija se nanaša na oceno trajnosti različnih načinov ravnanja s področja stare Cinkarne v Celju. Analize življenjskega cikla (LCA) so bile uporabljene za ocenjevanje morebitnih altermativnih pristopov v primerjavi predlaganim scenarijem sanacije in situ. In sicer z dvema drugima scenarijema predelave (scenarij 2: sežiganje, pridobivanje kovin, podzemna odlaganje in sanacija, tako da se izkopana zemljina nadomesti z inertnim naravnim materialom in scenarij 3: podzemno odlaganje in sanacija, tako da se izkopana zemljina nadomesti z inertnim naravnim materialom) in scenarij brez ukrepanja. Rezultati opravljenih primerjav kažejo, da je v primeru scenarija sanacije in situ poraba sredstev manjša za faktor 51 v primerjavi s tistim v drugem scenariju in s faktorjem 7 v primerjavi s tistim iz tretjega scenarija. V prvem scenariju so vplivi na zdravje ljudi in kakovost ekosistemov približno 30 in 3,5 krat manjši kot v drugem in tretjem scenariju. V primerjavi z vplivom scenarija brez ukrepanja je vpliv scenarija sanacije tal in situ na zdravje ljudi približno 6-krat manjši, medtem ko je njegov vpliv na ekosistem približno 4-krat manjši. Rezultati so potrdili, da je scenarij sanacije tal in situ najbolj trajnostna praksa z okoljskega vidika. Njena glavna prednost pa se kaže v ohranjanju naravnih virov.
COBISS.SI-ID: 2359655