Το μάθημα περιλαμβάνει δύο ώρες θεωρίας και δύο ώρες εργαστηριακών ασκήσεων. Στη θεωρία παρουσιάζονται οι διεθνείς διαστάσεις του προβλήματος, οι βασικές κατηγορίες ρύπων και οι κύριοι μηχανισμοί διασποράς τους, καθώς και οι γενικές αρχές των μεθόδων ανάλυσης διακινδύνευσης που εφαρμόζονται για τον χαρακτηρισμό των ρυπασμένων χώρων και τη λήψη αποφάσεων ως προς τον καθορισμό προτεραιοτήτων αποκατάστασης. Παρουσιάζονται στη συνέχεια χαρακτηριστικές τεχνολογίες αποκατάστασης, με βάση φυσικές και βιολογικές διεργασίες, με έμφαση στους οργανικούς ρύπους. Οι εργαστηριακές ασκήσεις στοχεύουν στην εξοικείωση των φοιτητών με πλευρές της ρύπανσης των εδαφών από μεταλλικούς ρύπους. Έξι ασκήσεις περιλαμβάνουν πρότυπες δοκιμές χαρακτηρισμού των εδαφών και αξιολόγησης της εκχυλισιμότητας – βιοδιαθεσιμότητας των ρύπων. Δύο εργαστηριακές ασκήσεις σχετίζονται με την εφαρμογή τεχνικών αποκατάστασης (βιοκινητοποίηση As και σταθεροποίηση Pb, Zn). Γίνονται επίσης δύο ασκήσεις στο εργαστήριο Η/Υ με στόχο την αρχική επαφή των φοιτητών με λογισμικά εργαλεία γεωχημικών υπολογισμών. Χρησιμοποιείται το λογισμικό PHREEQC.

ΘΕΩΡΙΑ

Ενότητα 1-ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ:

Ρύπανση εδαφών - διαστάσεις του προβλήματος, Πηγές ρύπανσης, Κατηγορίες ρύπων, Κατηγορίες μεθόδων αποκατάστασης

Ενότητα 2.1-ΟΡΓΑΝΙΚΟΙ ΡΥΠΟΙ:

Οργανικοί ρύποι - Φυσικοχημικές ιδιότητες. Υπολογισμοί κατανομής στις επιμέρους φάσεις του εδάφους

Ενότητα 2.2-ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ- ΓΕΩΧΗΜΙΚΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ:

Μεθοδολογία υπολογισμού των επιμέρους ειδών στην υδατική φάση. Ισορροπίες με  αέρια και στερεές φάσεις. Εισαγωγή στο λογισμικό PHREEQC.

Ενότητα 2.3- ΑΝΟΡΓΑΝΟΙ ΡΥΠΟΙ - ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ:

Μη ειδική προσρόφηση (ανταλλαγή ιόντων). Ειδική προσρόφηση. Καταβύθιση-συγκαταβύθιση. Συμπλοκοποίηση στην οργανική ουσία.

Ενότητα 3-ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΚΙΝΔΥΝΕΥΣΗΣ:

Περιγραφή μεταφοράς ρύπων από την πηγή προς πιθανά σημεία έκθεσης ευαίσθητων αποδεκτών. Οδοί πρόσληψης των ρύπων από τους ανθρώπους Ανάλυση κινδύνων για την ανθρώπινη υγεία.

Ενότητα 4-ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ:

Απομάκρυνση οργανικών ρευστών με τεχνικές άντλησης. Απομάκρυνση πτητικών ρύπων με άντληση εδαφικού αέρα. Επεξεργασία των ρύπων στην επιφάνεια.

Ενότητα 5-ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ:

Βασικές αρχές των βιολογικών μεθόδων. Επιτόπια επεξεργασία ακόρεστης ζώνης με κυκλοφορία αέρα και προσθήκη θρεπτικών. Επεξεργασία των υπόγειων νερών με άντληση, προσθήκη οξυγόνου και θρεπτικών και επανέγχυση. Επεξεργασία με αεροδιασκορπισμό. Επεξεργασία στην επιφάνεια μετά από εκσκαφή με τεχνικές αγροκαλλιέργειας, επεξεργασία σε σωρό ή λάκκο. 

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

1.     Προσδιορισμός μηχανικής σύστασης εδαφών (κατανομή μεγέθους σωματιδίων)

2.     Προσδιορισμός pH και δυναμικού εξουδετέρωσης

3.     Μελέτη χημισμού – διαθεσιμότητας των ρύπων με τη μέθοδο διαδοχικών εκχυλίσεων

4.     Προσδιορισμός εκχυλισιμότητας με την πρότυπη δοκιμή EN12457 της ΕΕ

5.     Απομάκρυνση As με σιδηροαναγωγικά βακτήρια

6.     Δοκιμή σταθεροποίησης εδαφών

ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΟ PC LAB 

7.     Γεωχημική μοντελοποίηση με χρήση του λογισμικού PHREEQC

Μετά την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος, οι φοιτητές θα πρέπει να είναι σε θέση:

⦁ να αποτιμούν τη διακινδύνευση της ανθρώπινης υγείας συνυπολογίζοντας διαφορετικούς τρόπους έκθεσης στους ρύπους του εδάφους και του υπόγειου νερού

⦁ να υπολογίζουν την κατανομή των οργανικών ρύπων σε επιμέρους φάσεις του εδάφους με βάση αναλύσεις εδαφικών δειγμάτων, υπόγειου νερού ή εδαφικού αέρα 

⦁ να υπολογίζούν τα βασικά μεγέθη που υπεισέρχονται στο σχεδιασμό και τη λειτουργία μιας εγκατάστασης άντλησης εδαφικού αέρα, όπως ακτίνα επιρροής ανά γεώτρηση άντλησης εδαφικού αέρα, απαιτούμενος αριθμός γεωτρήσεων, εκτιμώμενος χρόνος λειτουργίας της εγκατάστασης για την ολοκλήρωση των εργασιών αποκατάστασης

⦁ να υπολογίζουν τις απαιτήσεις σε οξυγόνο και μακροθρεπτικά συστατικά για την αερόβια διάσπαση οργανικών ρύπων, καθώς και τον ρυθμό προσθήκης τους, κατά την εφαρμογή μεθόδων βιοαποκατάστασης στην ακόρεστη ζώνη ή στο υδροφόρο στρώμα

⦁ να προσδιορίζουν την μηχανική σύσταση, το pH και το δυναμικό εξουδετέρωσης των εδαφών και να αξιολογεί την επίπτωση στην διασπορά των ρύπων

⦁ να αξιολογούν την κατανομή των ανόργανων ρύπων στις επιμέρους φάσεις του εδάφους εφαρμόζοντας τη μέθοδο διαδοχικών εκχυλίσεων

⦁ να αξιολογούν την επικινδυνότητα των ρυπασμένων εδαφών με βάση τα αποτελέσματα πρότυπων δοκιμών εκχυλισιμότητας

⦁ να κατανοούν βασικές αρχές εφαρμογής των βιολογικών μεθόδων και των μεθόδων σταθεροποίησης για την απομάκρυνση ή την αδρανοποίηση των ανόργανων ρύπων στα εδάφη