Enhancement of electrokinetic remediation of heavy metal contaminated sediment

Od primenjenih elektrokinetičkih tehnika: konvencionalna, elektrodijalitička (uz primenu CEM), zatim tretman uz izmenu polariteta na elektrodama, primena pomeranja anode ka katodi, bipolarnih elektroda kao i povećane dužine katodnog prostora, na uzorku Ni zagađenog kaolina (model matriks) najveću efikasnost uklanjanja Ni pokazale su primena pomeranja anode ka katodi (51% odnosno 82% bez uračunavanja katodnog regiona kaolina) i primena bipolarnih elektroda uz povećani katodni prostor (45%). Primenom bipolarnih elektroda uz povećan katodni prostor kao unapređene EK tehnike prečišćavanja sedimenta sa visokim ANC postignute su efikasnosti od 44% za uklanjanje Ni odnosno 36%, 42% i 43% za uklanjanje Ni, Cd i Pb u smeši, redom. Ove efikasnosti su približno dvostruko veće u odnosu na efikasnosti konvencionalnih tretmana, a uviđa se neznatni uticaj prisustva Cd i Pb na efikasnost uklanjanja Ni. Procena rizika na osnovu različitih kriterijuma utvrdila je da je sediment zagađen Ni nakon tretmana siguran za okolinu. Sediment zagađen Ni, Cd i Pb je prema sadržaju Ni i Pb siguran po okolinu, ali se poređenjem različitih kriterijuma procene rizika koji su korišćeni u toku rada dobijaju informacije koje se u manjoj ili većoj meri potvrđuju što ukazuje na neophodnost postojanja jedinstvenih i sveobuhvatnih kriterijuma procene rizika. Navedeno potvrđuje da je primena bipolarnih elektroda uz povećan katodni prostor efikasna tehnika prečišćavanja sedimenta koji je zagađen Ni i Pb pri koncentracijama koje su navedene u radu. Primenom pomeranja anode ka katodi uz povećan katodni prostor kao unapređene EK tehnike prečišćavanja sedimenta sa niskim ANC postignute su efikasnosti od 25% za uklanjanje Ni odnosno 17%, 24% i 62% za uklanjanje Ni, Cd i Pb u smeši, redom. Ove efikasnosti su približne za Ni odnosno dvostruko i trostruko veće za Cd i Pb, redom u odnosu na efikasnosti konvencionalnih tretmana. Može se utvrditi da je efikasnost unapređenog procesa značajno povećana, ali poređenjem krajnih koncentracija metala u sedimentu nakon tretmana sa kriterijumima procene rizika, utvrđeno je da jedino prema sadržaju Pb sediment se može smatrati sigurnim po akvatičnu sredinu dok prema sadržaju ostalih metala spada u visoko rizičnu klasu (>50%).As the result of applying electrokinetic techniques: conventional, electrodialytic, treatment with electrode polarity exchange, moving anode, using bipolar electrodes and increased cathodic compartment length, on Ni contaminated kaolin (model matrix) the most efficient were moving anode technique (51% or 82% without calculating the cathode region of kaolin) and using bipolar electrodes and increased cathodic compartment length (45%). Using bipolar electrodes and increased cathodic compartment length as enhanced EK technique for remediation of sediment with high ANC resulted in 44% of Ni removal and 36%, 42% i 43% for removal of Ni, Cd and Pb, respectively. This technique nearly doubled efficiency after conventional treatment and there is slight influence of Cd and Pb on Ni removal. Risk assessment based on different criteria determine that Ni contaminated sediment is safe for the environment after EK treatment. According to Dutch standards it is classified as Class 1/2. Ni, Cd and Pb contaminated sediment is safe for the environment according to Ni and Pb content after EK treatment according to Dutch standards but comparing the risk assessment arise from different criteria in some cases it do not provide the same information. This indicates that it is of great importance to develop unique risk assessment criteria. According to the results using bipolar electrodes and increased cathodic compartment is efficient EK remediation technique of Ni and Pb contaminated sediment at the concentrations used for these investigations. Using the moving anode technique and increased cathodic compartment length as enhanced EK technique for remediation of sediment with low ANC resulted in 25% of Ni removal and 17%, 24% and 62% for removal of Ni, Cd and Pb, respectively. It can be concluded that efficiencies after enhanced technique compare to conventional treatments are significantly increased but the final metal concentrations (except Pb) in sediment after treatment according to risk assessment criteria are highly hazardous for the environment (>50%)