Per{0}} va poliftoralkil moddalar (PFAS)-ta'sirlangan er osti suvlarini in situ tozalash uchun polimer stabillashgan faollashtirilgan uglerodning dala namoyishi.

 

 

Bu tadqiqotda asosiy eʼtibor soʻnggi yillarda atrof-muhitni tashvishga solayotgan ifloslantiruvchi moddalar sinfi boʻlgan per- va poliftoralkil moddalarga (PFAS) qaratilgan boʻlib, PFAS bilan ifloslangan er osti suvlarini-samarali va tejamkor tozalashga alohida eʼtibor qaratiladi. An'anaviy Pump{4}}va-Treat (P&T) texnologiyasi keng qo'llanilsa-da, uning uzoq ishlash davrlari va yuqori xarajatlar kabi kamchiliklari bor. Ushbu tadqiqot kolloid uglerod mahsulotini (CCP, polimer stabillashgan faol uglerod) in'ektsiyasini o'z ichiga-insitu remediatsiya texnologiyasini taklif qiladi va tasdiqlaydi, uning PFAS-bulg'angan er osti suvlarini laboratoriya va dala sinovlari orqali tozalashda samaradorligi va samaradorligini baholaydi.

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 ni aniqlash chegarasidan pastroq bo'lib, to'rt darajagacha olib tashlash samaradorligiga erishadi.

Bundan tashqari, iqtisodiy baholash o'tkazildi, bu shuni ko'rsatdiki, ushbu texnologiyaning 20 -yillik foydalanish davridagi umumiy qiymati taxminan 1,47 million dollarni tashkil etadi, uzoq muddatli operatsion xarajatlar esa an'anaviy P&T tizimlari bilan bog'liq bo'lganlarning yarmidan kamroq-dir. Tadqiqot, shuningdek, N-nitrosodimetilamin (NDMA) yon mahsulotining potentsial hosil bo'lish xavfini o'rganib chiqdi va tavsiya etilgan profilaktik tavsiyalar.

Umuman olganda, ushbu tadqiqot dala sharoitida PFAS bilan ifloslangan er osti suvlarini qayta tiklash uchun{0}}stabillashtirilgan faollashtirilgan uglerod (CCP) polimer inyeksiyasining samaradorligini tasdiqlovchi birinchi tadqiqot bo‘lib, uning keng qo‘llanilishi uchun amaliy salohiyatini namoyish etadi.
 

 

 

Shakl 1. A paneli surish texnik-iqtisodiy sinovining “tortish” bosqichida suv qatlamining 7-portidan olingan er osti suvlari namunalarida oltita perfloroalkil moddalarining (PFBS, PFHxS, PFOS, PFHxA, PFHpA va PFOA) kontsentratsiyasini (ng/L) ko'rsatadi. Umumiy hajmi 200 ml er osti suvi olindi, bu suv qatlami birligi hajmining 15,7% ni (1275 ml) tashkil etadi. Namunalardagi PFAS kontsentratsiyasi 10 ml oraliqda o'lchandi.

 

B-rasmda surish sinovidan oldin suvli qatlamning er osti suvlaridagi oʻrtacha PFAS kontsentratsiyasi, sinovning “tortib olish” bosqichida 7-portdan olingan er osti suvlaridagi oʻrtacha PFAS konsentrasiyalari va CCP surish-tortib olish sinovining oʻrtacha PFASni olib tashlash samaradorligi (%;oʻng vertikal oʻq) koʻrsatilgan.





2-rasm. Surish-tortish maydonini namoyish qilishning "tortish" bosqichida to'plangan er osti suvlari namunalarida maqsadli PFAS konsentratsiyasi. “0 L Extracted” deb belgilangan nuqta surish-tortishish sinovidan oldingi hududdagi PFAS kontsentratsiyasini bildiradi. 1900 litr CCP (5000 mg/l polyDADMAC + 5,000 mg/l PAC) yuborilgandan so'ng ikkita "tortish" operatsiyasi o'tkazildi: birinchi operatsiya in'ektsiyadan 3 oy o'tgach amalga oshirildi, 2850 litr er osti suvi olindi; ikkinchi operatsiya inyeksiyadan{17}10 oy o'tgach, 1900 litr er osti suvi olindi. Eslatma: Rasmda faqat push{21}}tortishish sinovidan oldin va keyin aniqlangan PFAS tasvirlangan.


 

 

Ushbu tadqiqotning yangiligi uchta jihatda aks ettirilgan: texnik kontseptsiya, eksperimental dizayn va amaliy tasdiqlash.

Birinchidan, mualliflar zarrachalarning haddan tashqari kattaligi, tiqilib qolish moyilligi va notekis taqsimot kabi er osti muhitidagi an'anaviy faollashtirilgan uglerodning cheklovlarini hisobga olgan holda, in'ektsion CCP tizimini shakllantirish uchun chang faollashtirilgan uglerodni (PAC) barqarorlashtirish uchun polikatyonik polimerdan (polyDADMAC) foydalanish g'oyasini taklif qiladilar. Ushbu tizim nafaqat barqaror zarracha hajmini (o'rtacha 225 nm) saqlab qoladi, balki suvli qatlamda o'tkazuvchan adsorbtiv to'siqni (PAB) hosil qiladi, bu esa PFASni uzoq{2}}joyida{3}}tutish va immobilizatsiya qilish imkonini beradi.

Ikkinchidan, eksperimental usul innovatsiyasi nuqtai nazaridan, tadqiqot laboratoriya simulyatsiyasi bilan "surish{0}}tortish" sinovini birlashtiradi. Birinchisi formulani optimallashtirish, zarrachalar hajmi va kontsentratsiyasini nazorat qilish uchun ishlatiladi, ikkinchisi esa haqiqiy ifloslangan joyda (AQSh Harbiy-dengiz kuchlarining o't o'chirish mashg'ulotlari hududi)-katta miqyosda tekshiruv o'tkazadi va tajribadan qo'llashgacha yopiq tsiklni o'rnatadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, texnologiya daladagi PFAS kontsentratsiyasini to'rt darajaga{7}} sezilarli darajada pasaytirishga erishadi va in'ektsiyadan 10 oy o'tgach, juda past konsentratsiyalarni saqlab, mukammal chidamlilik va tizim barqarorligini namoyish etadi.

Uchinchidan, tadqiqot xarajatlar va qoʻshimcha mahsulot xatarlarini tizimli baholashni oʻtkazadi, natijada CCP in situ remediatsiya texnologiyasining uzoq muddatli operatsion qiymati-P&T ga nisbatan 50% dan koʻproq past boʻlib, iqtisodiy afzalliklarni taqdim etadi. Shu bilan birga, mualliflar polyDADMAC maxsus sharoitlarda NDMA hosil qilishi mumkinligini ta'kidlab, CCP suspenziyalarini tayyorlash uchun{4}}tarkibida xlor yoki xloramin bo'lgan-suv manbalaridan qochish va NDMA prekursorlarini dalaga qo'llashdan oldin sinovdan o'tkazishni taklif qiladi. Ushbu xavfsizlik muhokamasi tadqiqotni oddiy ifloslanishni bartaraf etishdan barqarorlik va xavflarni nazorat qilish darajasiga qadar kengaytiradi.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, ushbu tadqiqot dala sharoitida polimer{0}}stabillangan faol uglerodni in'ektsiya qilish usulining-fikrliligi va yuqori samaradorligini tasdiqlovchi birinchi tadqiqotdir. U PFAS bilan ifloslangan er osti suvlarini tozalash-uchun takrorlanadigan, arzon-xarajat va barqaror yangi texnik yoʻlni taqdim etib, kelajakda targʻib qilish va murakkab geologik tuzilmalar va kengroq ifloslanish stsenariylarida qoʻllash uchun ilmiy asos yaratadi.