NO854434L - Fremgangsmaate for dekontaminering av en undergrunnsformasjon. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for dekonta-minering av en permeabel undergrunnsformasjon ved å oksydere kontaminanten i denne.

Kontaminering av jord, grunnvann eller en undergrunnsformasjon er et alvorlig miljøproblem. Det er anslått at det er i overskudd av 100 000 undergrunns-gasslagringstanker som lekker,

og over 50 000 industrielle avsetninger som ikke er lagt i rør, lokalisert ovenfor eller nær anvendbare vannførende lag. Kontaminanter kan inkludere organisk materiale, slik som petroleums-produkter, fenoliske stoffer, halogenkarboner, alkoholer og uorganiske forbindelser. Tidligere konvensjonell behandlingstekno-logi bestod enten i å fjerne det kontaminerte formasjonsmateria-

le til en sikker landfylling eller å pumpe grunnvannet til overflaten for behandling. Begge disse teknikker er begrenset i ef-fektivitet og kan være veldig kostbare. De trenger langtidsope-rasjoner og er ikke sikret å forhindre kontamineringen fra å spre seg videre.

Det er vel kjent at mange kontaminanter i en permeabel under-grunnsf ormas jon kan uskadeliggjøres ved oksydasjon. Imidlertid er masseoverføring av oksygen til en undergrunnsformasjon normalt begrenset ved diffusjon av oksygengass eller ved løseligheten av oksygen i vann. Derfor er det normalt vanskelig å tilføre tilstrekkelig oksygen til en undergrunnsformasjon til å oksydere en kontaminant i denne.

US-patent nr. 3 846 290 (Raymond) beskriver en fremgangsmåte for å eliminere hydrokarbon-kontaminanter fra undergrunnsvann ved å sørge for næringsstoffer og oksygen og derved forhindre biologisk nedbrytning av en hydrokarbon-kontaminant ved mikroorganismene som normalt er til stede i en undergrunnsformasjon. Fremgangsmåten til Raymond er ikke effektiv til oksydasjon av forbindelser i en undergrunnsformasjon ovenfor vannspeilet, uorganiske forbindelser eller organiske forbindelser til stede i konsentrasjoner som er toksiske for mikroorganismene.

US-patent 4 401 56 9 (Jhaveri) beskriver en fremgangsmåte for

å behandle grunn og grunnvann kontaminert med hydrokarbonforbind-elser. Fremgangsmåten krever resirkulerende vann gjennom en kontaminert undergrunnsformasjon, for derved å vaske ut kontaminantene

og reinjisere det oksyderte utvaskingsmiddel inn i formasjonen. Fremgangsmåten i Jhaveri-patentet er begrenset til biologisk nedbrytbare organiske forbindelser lokalisert nær overflaten, og kan åpenbart ikke brukes nær strukturer som ville bli underminert ved resirkuleringen av store mengder utvaskningsmiddel. I til-legg krever Jhaveri-prosessen installering av tanker eller andre beholdere ved overflaten, hvor biooksydasjonen kan finne sted.

I teorien tilbyr in situ-oksydasjon av kontaminanter enten ved en biologisk eller en kjemisk mekanisme den potensielle fordel at den uskadeliggjør kontaminantene i løpet av en relativt kort tidsperiode til lave omkostninger. Problemet med in situ-kjemisk oksydasjon er i å kontrollere plasseringen og reaksjonen av behandlingskjemikaliene slik at de fortrinnsvis vil reagere med kontaminanten for å gi effektiv fjerning av de skadelige egen-skapene assosiert med kontaminantene.

En fordel med den foreliggende oppfinnelse er en forbedret fremgangsmåte for å oksydere en kontaminant i en permeabel under-grunnsf ormas jon .

En annen fordel ved den foreliggende fremgangsmåte er en forbedret fremgangsmåte til å opprettholde et oksyderende miljø i undergrunnsformasjonen og derved forhindre uønskede anaerobe bio-logiske prosesser fra å danne uønskete toksiske produkter, slik som vinylklorid eller hydrogensulfid.

En videre fordel med denne oppfinnelse er en forbedret fremgangsmåte for å tilføre en effektiv mengde av et miljømessig ak-septabelt oksyderende stoff nær til en kontaminant i en under-grunnsf ormas jon hvorved kontaminanten kan oksyderes til en mer akseptabel form, mens den totale mengde av anvendt oksyderende stoff blir minimalisert.

Den foreliggende oppfinnelse gir en fremgangsmåte hvor en vandig behandlingsløsning blir tilført til en.undergrunnsformasjon, idet nevnte vandige behandlingsløsning inneholder en effektiv mengde hydrogenperoksyd og et mobilitetskontrollstoff valgt fra en gruppe som består av hydratiserbare polymere materialer, grenseflatemodifiseringsmidler og fortykningsmidler, for derved å modifisere strømmen av den vandige behandlingsløsning i under-grunnsf ormas jonen . Komponentene av den vandige behandlingsløsning kan tilføres til formasjonen separat, sekvensielt eller som en komplett utforming.

Hydrogenperoksyd er en kritisk komponent for den vandige behandlingsløsning, ikke bare fordi den er fullstendig blandbar med vann, men også fordi den gir minst tre mulige oksydasjonsme-kanismer for å oksydere en kontaminant, ioniske og frie radikal-reaksjoner av hydrogenperoksyd og peroksyder såvel som reaksjoner med elementært oksygen.

For denne oppfinnelsens formål er det nødvendig at hydrogen-peroksydkonsentrasjonen er minst omtrent 0,1 % i vekt for å opprettholde rimelige reaksjonshastigheter. Selv om en hvilken som helst større konsentrasjon kan anvendes, er det ønskelig å unngå konsentrasjoner større enn 20 % av sikkerhet og økonomiske grunner. Det foretrukne område er fra 0,5 til 10 %.

Hydrogenperoksyd kan inkorporeres i den vandige behandlings-løsning ved et hvilket som helst egnet middel, enten som en løs-ning som inneholder hydrogenperoksyd eller som en fast "peroksy-gen"-forbindelse som produserer en løsning av hydrogenperoksyd ved kontakt med en vandig løsning. Egnete peroksygenforbindelser inkluderer natriumperborat, natriumkarbonatperoksyd, natriumpyro-fosfatperoksyd eller natriumperoksyd. Alternativt kan hydrogenperoksyd dannes i den vandige behandlingsløsning ved å innføre en anode og katode i den vandige behandlingsløsning og la en direkte strøm passere mellom anoden og katoden for derved å redusere oksygen til hydrogenperoksyd ved katoden.

Det er kritisk for hydrogenperoksyd å bli fordelt i formasjonen, hvorved tilstrekkelig hydrogenperoksyd blir lokalisert nært til kontaminanten for å oksydere kontaminanten til en mindre skadelig form og likevel minimalisere fordelingen av hydrogenperoksyd til deler av undergrunnsformasjonen som er fri fra kontaminanten. Det er blitt funnet at det er mulig å bruke et mobilitetskontrollmiddel slik som et hydratiserbart polymert materiale, et grenseflate-modifiseringsmiddel, et fortykningsmiddel eller kombinasjoner av disse for å modifisere strømmen av det vandige behandlingsmateriale i undergrunnsformasjonen.

Hydratiserbare polymere materialer er kjent å være anvendbare til å kontrollere viskositeten av hydrauliske væsker i pet-roleumsbrønner for å forenkle suspensjonen av proppemidler eller kompakteringsmidler. Det er uventet blitt funnet at ved å variere viskositeten av en vandig behandlingsvæske, kan forholdet mellom den horisontale strøm og den vertikale strøm av løsningen kontrol-leres i en permeabel undergrunnsformasjon slik som sand, grus eller jord. I en formasjon som inneholder grunnvann, er det blitt funnet atøkning av viskositeten av den vandige behandlingsløs-ning minker diffusjonshastigheten av hydrogenperoksyd inn i grunnvannet fra den vandige behandlingsløsning og også minker strøm-hastigheten av behandlingsløsningen innen formasjonen. Videre kan en vandig behandlingsløsning med veldig høy viskositet blokkere strømmen av grunnvann gjennom en kontaminert del av under-grunnsf ormas jonen i løpet av dekontamineringen.

En fagmann på området vil erkjenne at det er ønskelig å redusere viskositeten av den vandige behandlingsløsning som inneholder et hydratiserbart polymert materiale, for å forenkle fjerning-en av denne fra undergrunnsformasjonen etter at oksydasjonen av kontaminanten er fullført. Det er vel kjent at viskositeten av hydrauliske væsker kan reduseres eller "brytes" i løpet av noen få timer ved hjelp av oksyderende stoffer, slik som katalysert hydrogenperoksyd.

Hydratiserbare polymere materialer er også egnet til anvendelse i den foreliggende oppfinnelse når oksydasjonen vil fullføres innen en relativt kort tidsperiode. Typiske polymere materialer anvendbare for denne oppfinnelse, inkluderer hydratiserbare polysakkarider, polyakrylamider og polyakrylamid-kopolymerer. Spesielt ønskelige polysakkarider inkluderer galaktomanan-gummier, de-rivater av disse og cellulosederivater. Typiske polysakkarider inkluderer guargummier, locustbønnegummi, karagya-gummi, natrium-karboksymetylguar, hydroksyetylguar, hydroksypropylguar, natrium-hydroksymetyl-cellulose, natriumkarboksymetyl-hydroksyetylcellulo-se og hydroksyetyl-cellulose. Imidlertid, hvis det er ønsket at et polymert materiale anvendes, som er resistent for nedbrytning i nærvær av peroksygenforbindelser, da ville en kryssbundet inter-polymer av en a-/3-lavere karboksylsyre som beskrevet i US-patent 4 130 501 eller akrylsyrekopolymerer med polyallylsukrose, som beskrevet i US-patent 3 449 844, bli valgt.

Eventuelt kan det tilsettes kryssbindende midler, som øker den maksimale temperatur hvorved de hydratiserbare polymerer vil gjenvinne den ønskede viskositet. Disse kryssbindende stoffer er vel kjent på fagområdet og inkluderer polyvalente metallioner, slik som krom(III), aluminium(III), titanium(IV) og polyvalénte anioner, slik som borater.

Mengden av det anvendte hydratiserbare polymere materiale

vil avhenge av viskositeten somønskes for den vandige behand-lingsløsning. Hvis én veldig viskøs vandig behandlingsløsning er ønsket, ville fra 10-100 kg hydratiserbart polymert materiale pr. m 3 av vandig løsning bli brukt. Imidlertid, hvis bare en moderat viskositet er ønsket, så kan fra 1 til 10 kg av hydratiserbart polymert materiale brukes.

For denne oppfinnelsens formål er et "grenseflatemodifiseringsmiddel" definert som en forbindelse som er i stand til enten å øke den kapillære stigning av den vandige løsning i et porøst materiale eller til å øke den vandige løsnings evne til å væte en annen overflate. Overflateaktive midler som er kjent for å redusere overflatespenningen i en vandig løsning, er grenseflate-modif iseringsmidler.

Overflateaktive midler kan ha den tilleggsfordelen at de forhindrer leirearter fra å svelle ut og dispergere materialet gjennom det kontaminerte område og minke aktiviteten av metaller med henblikk på peroksyd-dekomponering. Ønskelig blir fra 0,5 kg til 40 kg av et overflateaktivt middel brukt pr. m 3 av vandig be-handlingsløsning .

Løselige salter av ortofosforsyre og løselige salter av kondensert fosforsyre er uventet blitt funnet å øke den kapillære stigning av en vandig løsning i et porøst materiale, og er også forbindelser som modifiserer grenseflateegenskapene i henhold til den foreliggende oppfinnelse. For denne oppfinnelsens formål vil de løselige salter av ortofosforsyre og de løselige salter av en kondensert fosforsyre bli referert til ganske enkelt som "fosfatsalter". Fosfatsalter påvirker ikke overflatespenningen av vandige løsninger. Imidlertid virker fosfatsalter og overflateaktive midler begge som mobilitetskontrollstoffer ved å øke kapillærvirk-ningen ovenfor et vannspeil og derved fordele hydrogenperoksydet som inneholdes i den vandige behandlingsløsning nært til en kontaminant i den permeable undergrunnsformasjon ovenfor vannspeilet. Ønskelig er anvendelsesforholdet av et fosfatsalt 0,5 kg til

3

40 kg pr. m .

Et salt som, når det løses i en vandig løsning, øker tettheten av denne, blir ofte referert til som et "fortykningsmiddel". Fortykningsmidler anvendes i brønn-kompletteringsfluid-er for å balansere det hydrostatiske trykk av en formasjon mot kolonnen av kompleteringsfluid i et borehull. Ved å bruke et fortykningsmiddel til å øke tettheten av en vandig behandlingsvæske, er det blitt funnet at sammenblandingen av den vandige behandlingsvæske med grunnvannet blir minimalisert. Derfor, når en kontaminant er lokalisert i en undergrunnsformasjon slik som ved bunnen av et vannførende lag eller i bunnlaget av et undergrunns-legeme av vann, vil tilsetning av et fortykningsmiddel til den vandige behandlingsløsning fordele den vandige behandlingsløsning som inneholder hydrogenperoksyd, til kontaminanten og derved minimalisere delen av den vandige behandlingsløsning som er distri-buert til deler av undergrunnsformasjonen fri fra kontaminanten. Fortykningsmidler som vanligvis er anvendt til hydraulisk behandling av brønner, inkluderer natriumklorid, sinkklorid, kalsium-klorid og natriumbromid. Disse salter kan være anvendbare som fortykningsmidler i fremgangsmåten av den foreliggende oppfinnelse. Imidlertid er det mer ønskelig å bruke et løselig salt av ortofosforsyre eller av en kondensert fosforsyre som fortykningsmiddel.

Kombinasjoner av to eller flere mobilitetskontrollstoffer

kan være ønskelig for å fordele hydrogenperoksyd inneholdt i en vandig behandlingsløsning nært til en kontaminant i en under-grunnsf ormas jon , for eksempel et hydratiserbart polymert materiale, og et fortykningsmiddel, ét grenseflatemodifiseringsmiddel og et hydratiserbart polymert materiale, eller et overflateaktivt middel og et hydratiserbart polymert materiale.

Eventuelt kan en fri-radikalaktivator (også kalt en "ini-tiator") eller en fri radikalfanger (også kalt en "scavenger" eller "inhibitor") inkorporeres i den vandige behandlingsløsning hvis det er ønsket at en ionisk eller en fri radikalmekanisme dominerer. En kombinasjon av en fri radikalaktivator og en fri radikalfanger kan være spesielt ønskelig når det er ønsket å forsinke dannelsen av frie radikaler inntil etter at den vandige behand-lingsløsning er tilført til den vandige formasjon, slik at hydrok-sylfrie radikaler, når de dannes, er nært til kontaminanten. Alternativt kan en slik kombinasjon anvendes når det er ønsket

at en ionisk mekaniske dominerer i utgangspunktet for å oksydere

en kontaminant, og en fri radikalmekanisme dominerer videre enten for å depolymerisere et hydratiserbart polymert materiale eller for å oksydere en annen kontaminant.

Fri - radikalaktivatorer kan være et hvilket som helst over-gangsmetall, fortrinnsvis kobber eller jern, som kan være til stede i den vandige behandlingsløsning enten som et enkelt ion eller som en koordineringsforbindelse. Detønskede anvendings-forhold av frie radikalaktivatorer vil avhenge av mange faktorer og kan bestemmes av en fagmann på området uten unødvendig ekspe-rimentering .

Fri ~ radikalfangere for peroksygensystemer er også vel kjent for fagmenn på området, og inkluderer hydroksyfenoler, aminer og polymeriserbare monomerer som ikke har tendens til å forme lange kjeder. De sistnevnte inkluderer umettede alkoholer og allylfor-bindelser slik som allylalkohol. Når både en fri radikalaktivator og en fri radikalfanger er ønsket i en vandig behandlingsløs-ning, er forbindelser som er i stand.til både å kompleksdanne metallionet og å virke som en inhibitor, foretrukne. Slike forbindelser inkluderer: catechol og 9,10-ortofenantrolin. Foretrukne frie radikalfangere eller inhibitorer er allylalkohol, catechol, 9rl0-ortofenantrolin, buten-1,4-diol, fenol, resorcinol og hydrokinon.

Anvendelse av fri ~ radikal-scavengerer vil variere i henhold til effektiviteten av forbindelsene og de ønskede anvendelses-betingelser. Generelt blir fra 0,01 til 5 deler av en fri radikal-scavenger tilsatt pr. 100 deler av den vandige behandlings-løsning; fortrinnsvis blir fra 0,05 til 0,5 deler av scavengeren tilsatt pr. 100 deler av vandig behandlingsløsning.

Det er kritisk for den foreliggende oppfinnelse å unngå dekomponering av så mye hydrogenperoksyd i undergrunnsformasjonen at det forsinker eller blokkerer fordelingen av den vandige be-handlingsløsning nær til kontaminanten. Eventuelt kan en stabi-lisator for hydrogenperoksyd tilsettes til den vandige behand-lingsløsning. Egnede stabilisatorer er vel kjent for fagmenn på området og er beskrevet av Schumb et al., Hydrogen Peroxide, Reinhold Publishing Corporation, New York (1955).

For optimale resultater kan det være kritisk for undergrunnsformasjonen at den blir forbehandlet enten for å minimalisere dekomponering av hydrogenperoksyd eller for å fordele en fri radi kalaktivator eller en hydrogenperoksyd-dekomponeringskatalysa-tor uniformt innen det kontaminerte område. Dette kan utføres ved å tilføre et forbehandlingsfluid inn i formasjonen. For å minimalisere dekomponeringen av hydrogenperoksyd kan forbehandlingsfluidet inneholde en forbindelse som inaktiverer en hydrogenperoksyd-dekomponeringskatalysator ved å reagere med dekompo-neringskatalysatoren, ved å kompleksdanne dekomponeringskataly-satoren, ved å løse opp og/eller fjerne dekomponeringskataly-satoren eller ved katalytisk å deaktivere aktive overflater i den permeable undergrunnsformasjon. Et organisk eller uorganisk kompleksdannende middel eller chelaterende middel er spesielt ønskelig for anvendelse i et penetrerende fluid. Egnete forbe-handlingsf luider kan lett velges av en fagmann på området ved å referere til Schumb et al. og den tidligere faglitteratur. Fosfatsalter er spesieltønskelige for inkorporering i forbehand-lingsfluider. Ortofosfatsalter er kjent for å presipitere mange katalysatorer for hydrogenperoksyd eller presipitere på katalytisk aktive overflater. Salter av kondenserte fosfater, spesielt pyrofosfatsalter er vel kjent som stabilisatorer for peroksygensystemer, og andre kondenserte fosfater er vel kjent å være egnet til å kompleksdanne, inaktivere eller løseliggjøre polyvalente ioner som inkluderer dekomponeringskatalysatorer for hydrogenperoksyd. En fri radikalinhibitor kan også inkorporeres i forbe-handlingsf luidet for å minimalisere hydrogenperoksyd-dekomponering.

Forbehandling av en permeabel undergrunnsformasjon kan også være ønskelig enten for å forbedre permeabiliteten av en formasjon som inneholder leirarter, eller blokkerer strømmen av vandig behandlingsløsning til en del av formasjonen som ikke inneholder en kontaminant. Forbehandling med fluider som inneholder kalium-fosfat og overflateaktive midler er spesielt ønskelig for å forbedre permeabiliteten av en formasjon som inneholder en leirart, mens forbehandling med natriumsalter eller andre leiresvellende midler erønskelig for å blokkere den vandige behandlingsløsning fra kontakt med en ukontaminert del av en formasjon.

Det er spesieltønskelig å inkorporere fosfatsalter i en vandig behandlingsløsning og/eller et forbehandlingsfluid, fordi fos-fatsaltene er anvendbare som pH-buffere og gir den multippelfunk-sjon som stabiliserende middel, mobilitetskontrollmiddel, kompleks-

dannende/presipiterende middel og overflatedeaktivator.

De følgende eksempler er presentert for å instruere en fagmann på området om den beste måte for å praktisere den foreliggende oppfinnelse og har ikke til hensikt å begrense rekkevidden av oppfinnelsen.

Eksempel 1

Effekiviteten av mobilitetskontrollmidler for modifisering av fordelingen av en vandig behandlingsløsning i en porøs under-grunnsf ormas jon ble demonstrert ved å tilsette 1 g/l av et poly-ol-overflateaktivt middel (Pluronic ® F87) og 0,1 g/l av karboksy-vinylpolymert hydratiserbart materiale (Carbopol ®940) til en 1 % løsning av hydrogenperoksyd. Man tillot 10 ml av løsningen å flyte på en seng av tørr sand. Den vætede sanden hadde en gjen-nomsnittsdiameter og dybde på 5,1 cm og 1,9 cm sammenlignet med 3,8 cm og 3,2 cm observert for en 1 % hydrogenperoksydløsning uten mobilitetskontrollmidlene.

Eksempel 2

Vandige behandlingsløsninger som inneholder 1 % hydrogenperoksyd, ble fremstilt i henhold til tabell I for å demonstrere den relative virkning av vanlige hydratiserbare polymere materialer på en vandig løsning av hydrogenperoksyd. Viskositeter er gjengitt i vilkårlige enheter ved å bruke et NL Baroid Rheometer ved 600 rpm. De anvendte hydratiserbare polymere materialer var en hydroksypropylguar (Celanese WSP-05-1001-01), en karboksymetyl-cellulose (Hercules CMC-6-CT-L) og et polyakrylamid (Cort 320).

Eksempel 3

Virkningen av fri- radikalaktivatorer og inhibitorer på has-tigheten av nedbrytning av vandige behandlingsløsninger ble bestemt ved å bruke den samme konsentrasjon av hydratiserbart polymert materiale som anvendt i eksempel 2. Eksperimentelle beting-elser og observasjoner er presentert i tabell II.

Stabiliteten av hydrogenperoksyd ble bestemt i hydroksypropylguar- og karboksymetylcellulose-løsningene. Etter 18-24 timer var minst 90 % av utgangsmengden av hydrogenperoksyd fortsatt til-bakeholdt både ved fravær og tilstedeværelse av natriumnitritt.

Eksempel 4

Virkningen av mo bilitetskontroll på en vandig behandlings-løsning ved å øke den spesifikke vekt av løsningen med et fortykningsmiddel, ble demonstrert ved å tilsette 50 ml av en 4,1 % løsning av hydrogenperoksyd til 4 50 ml vann i et 600 ml høyt beger. Konsentrasjonene av hydrogenperoksyd fra toppen og ved bunnen av begeret ble funnet å være henholdsvis 0,38 % og 0,55 %. Når en lignende løsning mettet med kaliumtripolyfosfat ble tilsatt, ble konsentrasjonene av hydrogenperoksyd funnet å være henholdsvis 0,38 % og 0,61 %.

Eksempel 5

Virkningen av et overflateaktivt middel som mobilitetskontrollmiddel ble demonstrert ved å måle forandringen i kapillær stigning av en vandig behandlingsløsning i en sandkolonne. Fire 457 mm lange 15 mm ID (indre diameter) glasskolonne ble fylt med 100 g Marietta-sand oppå en glassullpropp. Rørene ble neddykket med 25,4 mm sand under overflaten av testvekstene, og høyden av kapillær stigning i rørene ble målt med tiden som er gjengitt i tabell III. Uventet ble det observert at både ortofosfater og kondenserte fosfater var veldig effektive mobilitetskontrollmidler. Løsningene som ble testet, var springvann, en ortofosfatløs-ning som inneholdt 0,5 g/l KH2P04, 0,6 g/l Na2HP04, 1 g/l NH4C1, 0,2 g/l MgSO^og 0,02 g/l MnS04-H20, en kondensert fosfatløsning som inneholdt 1 g/l NrKP, og 1 g/l Na^P-^Og, og 1 g/l karboksy-vinylpolymer-overflateaktivt middel (Pluronic ® F87).

Eksempel 6

Hydrogenperoksyd ble demonstrert å være effektivt som forbehandlingsfluid ved følgende simulering. Omtrent 50 g av en jordart som inneholdt leire, ble plassert i et 100 ml beger. Jordarten ble oppslemmet i 30 sekunder med 100 ml 0,1 % hydrogenperoksyd. Alikvote mengder av væskefasen ble analysert for hydrogen-peroksydinnhold etter 3 og 15 minutter. Hydrogenperoksydet ble dekantert og en ny mengde på 100 ml av hydrogenperoksydløsningen ble tilsatt og analysert som foran. Fremgangsmåten ble gjentatt i et totalt antall på 6 omganger. Resultatene fremkommer som tabell IV og viser hydrogenperoksyd-stabiliteten økt med gjentat-te omganger.

Eksempel 7

Virkningen av en multippel-trinn-forbehandling som vist i tabell V, ble demonstrert ved å bruke følgende teknikk: Forbehandling; En 40 g prøve av en jordart som inneholdt leire, ble nedsenket ved 20°C i 100 ml av en 0,5 % løsning av et tilsetningsstoff, og etter 16 timer ble forbehandlingsfluidet dekantert.

( Al): Jordarten fra den foregående behandling ble oppslemmet med 100 ml 0,1 % H202, og etter å ha stått i 2 timer ble bestemmelsen av supernatantløsningen gjengitt i tabell V, og løs-ningen ble dekantert.

( A2): Jordarten fra trinn Al ble oppslemmet med en ny 100 ml porsjon 0,1 % H202og bestemmelsen av supernatantløsningen ble bestemt etter 1, 2 og 18 timer.

Behandling Bl og B2: Behandlingene var de samme som Al og A2, med unntak av at løsningen anvendt i trinn B2 inneholdt 0,04 % KH2P04, 0,06 % Na2HP04, 0,1 % NH4Cl og 0,1 % H202 for å forbedre stabiliteten av hydrogenperoksyd i den vandige løsning.

Det er vel kjent fra kapittel 7 av Schumb et al. at hydrogenperoksyd er et ustabilt oksydasjonsmiddel. Tabell VI viser noen få typiske forbindelser som blir oksydert av hydrogenperoksyd og typiske foretrukne forbindelser.

De følgende eksempler illustrerer hvordan et kontaminert sted ville bli behandlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 8

Et 100 m 3sted blir funnet å være kontaminert med 0,2 kg fenol pr. m 3. Kontaminanten er lokalisert i et grovt, sandholdig, vannførende lag ovenfor et avgrensende lag hvor strømhastigheter på 200 l/min er mulige. Stedet blir preparert ved å plassere injeksjonsbrønner/eller gallerier i stigende gradientretning fra kontaminanten, skjermet ved den mettede sone, og en pumpebrønn i fallende gradientretning også skjermet ved den mettede sone. Stedet blir så forgjennomstrømmet med en løsning som inneholder 20 ppm jernsulfat, justert til en pH på 4. Forgjennomstrømningen fortsettes inntil pH ved utvinningsbrønnen er under 6. Ved dette punktet blir en 1 % hydrogenperoksydløsning som inneholder minst 500 mg/l totalfosfater, pH-justert til 5-6, tilsatt til in jeks jonsbirønnene.

Pumping/injeksjonshastigheten blir balansert ved 50 l/min. Hvis foreløpige jordprøver av stedet viser at peroksyd-dekomponeringen er 20-50 % i løpet av den første timen, ville det tilpasse-te minimumsperoksydkravet være 12,8-20,4 tusen liter. Hydrogen-peroksydtilsetningen fortsettes inntil fenolnivået er minket til akseptable nivåer.

Eksempel 9A

Hvis fenolkontamineringen var lokalisert i en høyt permeabel sandformasjon ovenfor vannspeilet, ville en viktig betraktning være å maksimere den horisontale spredning av peroksydløsningen. Hvis fenolkontamineringen var 1,83 m under grunn-nivået, ville in-jeksjon av en fortykket 1 % ^ 2^ 2 vanc^i9 behandlingsløsning som har en viskositet på 35 cP (som har en horisontal til vertikal strøm på 2,7:1) gjennom 0,3 meters dype injeksjonsbrønner med et tverrmål på 4,2 m, gi tilstrekkelig horisontal strøm til å dekke kontaminanten. Et hvilket som helst hydratiserbart polymert materiale ville bli godtatt som fortykningsmiddel.

Eksempel 9B

Alternativt, hvis fenolkontamineringen var lokalisert rett ovenfor den avgrensende barriere og i den mettede sone, kunne mer effektiv behandling fåes ved å bruke et fortykket behandlings-fluid. I dette tilfelle ville tilsetning av høye nivåer av orto-og pyrofosfater bli tilført til behandlingsløsningen til pH 5. Plassering av injeksjons- og utvinningsbrønner i umiddelbar nær-het til det avgrensende lag ville også være ønskelig.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for oksydasjon av en kontaminant i en permeabel undergrunnsformasjon, karakterisert ved at man tilfører en vandig behandlingsløsning til formasjonen, idet nevnte vandige behandlingsløsning inneholder 0,1-20 % hydrogenperoksyd og fra 1-100 kg av hydratiserbart polymert materiale pr. m 3 av vandig behandlingslø sning til å gi tilstrekkelig viskositet til å modifisere fordelingen av den vandige behandlingsløs-ning i undergrunnsformasjonen til å gi tilstrekkelig hydrogenperoksyd nært til kontaminanten til å oksydere kontaminanten til en mindre skadelig form og ennå minimalisere fordelingen av hydrogenperoksyd til deler av undergrunnsformasjonen som er fri fra kontaminant, eventuelt blir et vandig forbehandlingsfluid tilført til undergrunnsformasjonen før tilførsel av den vandige behand-lingsløsning.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det hydratiserbare polymere materiale er en forbindelse valgt fra en gruppe som består av hydratiserbare polysakkarider, polyakrylamider og polyakrylamid-kopolymerer.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det inkorporeres 0,5-40 kg/m av et overflateaktivt middel i den vandige behandlingsløsning for derved å modifisere grenseflateegenskapene i den vandige behandlingslø sning.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det inkorporeres 0,5-40 kg/m av et fosfatsalt i den vandige behandlingsløsning for derved å modifisere grenseflateegenskapene i den vandige behandlingslø sning.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det inkorporeres 0,5-40 kg/m 3 av et fortykningsmiddel i den vandige behandlingsløsning.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det inkorporeres 0,5-40 kg/m 3 av et fosfatsalt som fortykningsmiddel i den vandige behandlingsløsning.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at et vandig forbehandlingsfluid blir tilført til undergrunnsformasjonen før tilførselen av den vandige behand-lingsløsning, idet nevnte forbehandlingsfluid består av en forbindelse valgt fra en gruppe som består av en hydrogenperoksyd-dekomponeringskatalysator, et chelaterende middel, en fri-radikalaktivator og et fosfatsalt og blandinger av disse.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, hvor den frie radikalaktivator er en forbindelse valgt fra en gruppe som består av et jernsalt, et kobbersalt eller et komplekst salt av jern eller kobber.