भूजल उपचार

भूजल शोधन वह प्रक्रिया है जिसका उपयोग प्रदूषकों को हटाकर या उन्हें हानिरहित उत्पादों में परिवर्तित करके प्रदूषित भूजल के उपचार के लिए किया जाता है।। भूजल जमीन की सतह के नीचे मौजूद पानी है जो उपसतह में छिद्र स्थान को संतृप्त करता है। विश्व स्तर पर, दुनिया के पीने के पानी का 25 प्रतिशत से 40 प्रतिशत भाग बोरहोल और खोदे गए पानी के कुओं से खींचा जाता है। भूजल का उपयोग किसानों द्वारा फसलों की सिंचाई के लिए और उद्योगों द्वारा रोजमर्रा की वस्तुओं के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। अधिकांश भूजल स्वच्छ है, लेकिन भूजल प्रदूषित हो सकता है, या मानव गतिविधियों के परिणामस्वरूप या प्राकृतिक परिस्थितियों के परिणामस्वरूप दूषित हो सकता है।

मनुष्यों की कई और विविध गतिविधियाँ असंख्य अपशिष्ट पदार्थों और उप-उत्पादों का उत्पादन करती हैं। ऐतिहासिक रूप से, ऐसे कचरे का निष्कासन कई नियामक नियंत्रणों के अधीन नहीं रहा है। परिणामस्वरूप अपशिष्ट पदार्थों को भूमि की सतह पर प्रवृत्त या संग्रहीत किया जाता है, जहां वे अंतर्निहित भूजल में अन्तास्रावित होते हैं। परिणामस्वरूप दूषित भूजल उपयोग के लिए अनुपयुक्त है।

वर्तमान प्रथाएं अभी भी भूजल को प्रभावित कर सकती हैं, जैसे कि उर्वरक या कीटनाशकों का अधिक उपयोग, औद्योगिक संचालन से अधिप्लाव, शहरी अपवाह से घुसपैठ, और भराव वाले क्षेत्र से रिसाव। दूषित भूजल का उपयोग विषाक्तता या बीमारी के प्रसार के माध्यम से सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करता है, और इन मुद्दों को हल करने के लिए भूजल उपचार का अभ्यास विकसित किया गया है।भूजल में पाए जाने वाले प्रदूषक भौतिक, अकार्बनिक रसायन, कार्बनिक रसायन, जीवाणुनाशक और रेडियोधर्मी मापदंडों की एक विस्तृत श्रृंखला को समाविष्ट करते हैं। प्रदूषकों और दूषित पदार्थों को विभिन्न तकनीकों के प्रयोग से भूजल से हटाया जा सकता है, जिससे पानी को एक ऐसे मानक पर लाया जा सकता है जो विभिन्न इच्छित उपयोगों के अनुरूप हो।

तकनीक-
भूजल की उपचारात्मक तकनीकों में जैविक, रासायनिक और भौतिक उपचार की तकनीकें सम्मिलित हैं। अधिकांश भूजल उपचार तकनीकें प्रौद्योगिकियों के संयोजन का उपयोग करती हैं। कुछ जैविक उपचार तकनीकों में जैव संवर्धन, बायोवेंटिंग, बायोस्पार्जिंग, बायोस्लरपिंग और फाइटोरेमेडिएशन सम्मिलित हैं।कुछ रासायनिक उपचार तकनीकों में ओजोन और ऑक्सीजन गैस इंजेक्शन, रासायनिक वर्षा, झिल्ली पृथक्करण, आयन स्थानांतरण, कार्बन अवशोषण, जलीय रासायनिक ऑक्सीकरण, और आर्द्रक वर्धित पुनरुत्थान सम्मिलित हैं। कुछ रासायनिक तकनीकों को नैनो धातुओं  का उपयोग करके लागू किया जा सकता है। भौतिक उपचार तकनीकों में सम्मिलित हैं, लेकिन पंप और उपचार, वायु बुदबुदाहट और दोहरे चरण निष्कर्षण तक सीमित नहीं हैं।

जैव संवर्धन-
यदि एक उपचार योग्य अध्ययन भूजल में उपस्थित संदूषण में कोई गिरावट (या महत्वपूर्ण गिरावट प्राप्त करने से पहले एक विस्तारित प्रयोगशाला अवधि) नहीं दर्शाता है, तो संदूषकों को कम करने में सक्षम होने वाले उपभेदों के साथ टीकाकरण सहायक हो सकता है। यह प्रक्रिया जैव उपचार प्रणाली के भीतर प्रतिक्रियाशील एंजाइम एकाग्रता को बढ़ाती है और बाद में टीकाकरण के बाद कम से कम प्रारम्भ  में गैर-संवर्धित दरों पर दूषित गिरावट दर को बढ़ा सकती है।

बायोवेंटिंग-
बायोवेंटिंग एक स्थिति उपचारात्मक तकनीक है जो भूजल प्रणाली में कार्बनिक पदार्थ के घटकों को अवक्रमित करने के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग करती है।बायोवेंटिंग स्थानिक जीवाणु और आर्किया की गतिविधि को बढ़ाता है और असंतृप्त क्षेत्र में हवा या ऑक्सीजन प्रवाह को प्रेरित करके आवश्यक जैव अवक्रमण को उत्तेजित करता है।। बायोवेंटिंग के समय, मिट्टी में अवशिष्ट संदूषण में वायु इंजेक्शन के माध्यम से ऑक्सीजन की आपूर्ति की जा सकती है। बायोवेंटिंग मुख्य रूप से अवशोषित ईंधन अवशेषों के क्षरण में सहायता करता है, लेकिन वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOC)  के क्षरण में भी सहायता करता है क्योंकि वाष्प जैविक रूप से सक्रिय मिट्टी के माध्यम से धीरे-धीरे आगे बढ़ती हैं।

बायोस्पार्जिंग-
बायोस्पार्जिंग एक इन-सीटू उपचारात्मक तकनीक है जो संतृप्त क्षेत्र में कार्बनिक घटकों को अवक्रमणीत करने के लिए स्वदेशी सूक्ष्मजीवों का उपयोग करती है। बायोस्पार्जिंग में, स्वदेशी सूक्ष्मजीवों की जैविक गतिविधि को बढ़ाने के लिए हवा (या ऑक्सीजन) और पोषक तत्वों को संतृप्त क्षेत्र में अंतःक्षिप्त किया जाता है। बायोस्पार्जिंग का उपयोग पेट्रोलियम घटकों की सांद्रता को कम करने के लिए किया जा सकता है जो भूजल में घुल जाते हैं,और पानी में रखी मेज के नीचे मिट्टी में और केशिका फ्रिंज के भीतर अवशोषित कर लिए जाते हैं।

बायोस्लरपिंग-
बायोस्लुर्पिंग बायोवेंटिंग के तत्वों को जोड़ती है और भूजल और मिट्टी से मुक्त उत्पाद को पुनर्प्राप्त करने के लिए पानी की तुलना में हल्के (हल्का गैर-जलीय चरण तरल या LNAPL) मुक्त उत्पाद की निर्वात वर्धित पंपिंग और बायोरेमीडिएट मिट्टी को जोड़ती है। बायोस्लरपर सिस्टम एक "स्लर्प" ट्यूब का उपयोग करता है जो मुक्त-उत्पाद परत में फैली हुई है।जैसे एक गिलास में एक तृण तरल है, पंप उसी प्रक्रिया धारा में ट्यूब से तरल और मिट्टी की गैस को खींचता है। पम्पिंग LNAPLको उठाता है, जैसे तेल, पानी की मेज के ऊपर से और केशिका फ्रिंज से (अर्थात संतृप्त क्षेत्र के ठीक ऊपर का क्षेत्र, जहां पानी केशिका बलों द्वारा संघटित किया जाता है)।LNAPL को सतह पर लाया जाता है, जहां इसे पानी और हवा से अलग किया जाता है। "बायोस्लरपिंग" शब्द में जैविक प्रक्रियाएं हाइड्रोकार्बन के वायुजीवी जैविक क्षरण को संदर्भित करती हैं जब हवा को असंतृप्त क्षेत्र वाली दूषित मिट्टी में पेश किया जाता है।

फाइटोरेमेडिएशन-
फाइटोरेमेडिएशन प्रक्रिया में कुछ पौधे और पेड़ लगाए जाते हैं, जिनकी जड़ें समय के साथ भूजल से दूषित पदार्थों को अवशोषित कर लेती हैं। यह प्रक्रिया उन क्षेत्रों में की जा सकती है जहां जड़ें भूजल का दोहन कर सकती हैं। इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले पौधों के कुछ उदाहरण हैं चीनी सीढ़ी फर्न टेरिस विट्टाटा, जिसे ब्रेक फर्न के रूप में भी जाना जाता है, जो आर्सेनिक का एक अत्यधिक कुशल संचायक है। आनुवंशिक रूप से परिवर्तित कपास के पेड़ पारे के अच्छे अवशोषक होते हैं और पराजीनी भारतीय सरसों के पौधे सेलेनियम को अवशोषित कर लेते हैं।

पारगम्य प्रतिक्रियाशील बाधाएं-
भूजल के सुधार के लिए कुछ प्रकार के पारगम्य प्रतिक्रियाशील अवरोध जैविक जीवों का उपयोग करते हैं।

रासायनिक अवक्षेपण-
पानी की कठोरता और भारी धातुओं को दूर करने के लिए सामान्यतः अपशिष्ट जल उपचार में अवक्षेपण का उपयोग किया जाता है। सामान्यतः, प्रक्रिया में उत्तेजित प्रतिक्रिया पोत में एक जलीय अपशिष्ट धारा घटक को या तो प्रचयतः या स्थिर प्रवाह के साथ सम्मिलित किया जाता है  है। घटक और घुलित धातु आयनों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा अधिकांश धातुओं को अघुलनशील यौगिकों में परिवर्तित किया जा सकता है। अघुलनशील यौगिकों (अवक्षेप) को स्थिरण या छनाई करके हटा दिया जाता है।

आयन विनिमय -
भूजल उपचार के लिए आयन विनिमय पानी को नीचे की ओर दानेदार माध्यम या गोलाकार मोतियों के माध्यम में प्रवाहित करके किया जाता है। विलयनों से कुछ धनायनों द्वारा धनायनों को और ऋणायनों द्वारा आयनों को विस्थापित किया जाता है ।   उपचार के लिए  इस्तेमाल किए जाने वाले आयन  स्थानांतरण संचार जिओलाइट् (प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों) और कृत्रिम रेजिन होते हैं।

कार्बन सोखना-
उपचार के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम सक्रिय कार्बन बिटुमिनस कोयला से प्राप्त होता है। सक्रिय कार्बन भूजल से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का विज्ञापन करता है; यौगिक सक्रिय कार्बन की ग्रेफाइट जैसी सतह से जुड़ते हैं।

रासायनिक ऑक्सीकरण
इस प्रक्रिया में, जिसे इन सीटू ऑक्सीकरण या ISCO कहा जाता है, जैविक अणुओं को नष्ट करने (पानी और कार्बन डाइऑक्साइड या गैर विषैले पदार्थों में परिवर्तित) के लिए उपसतह में रासायनिक ऑक्सीडेंट वितरित किए जाते हैं। ऑक्सीडेंट को या तो तरल या गैस के रूप में पेश किया जाता है। ऑक्सीडेंट्स में हवा या ऑक्सीजन, ओजोन और कुछ तरल रसायन जैसे हाइड्रोजन पेरोक्साइड, परमैंगनेट और persulfate शामिल हैं। ओजोन और ऑक्सीजन गैस को हवा और बिजली से साइट पर उत्पन्न किया जा सकता है और सीधे मिट्टी और भूजल संदूषण में इंजेक्ट किया जा सकता है। प्रक्रिया में स्वाभाविक रूप से होने वाली एरोबिक गिरावट को ऑक्सीकरण और / या बढ़ाने की क्षमता है। मौजूद होने पर घने गैर-जलीय चरण तरल या डीएनएपीएल के लिए रासायनिक ऑक्सीकरण एक प्रभावी तकनीक साबित हुई है।

पृष्ठसक्रियकारक बढ़ाया वसूली
सर्फेक्टेंट की बढ़ी हुई रिकवरी संतृप्त मिट्टी मैट्रिक्स में अवशोषित या घने गैर-जलीय चरण तरल के रूप में मौजूद दूषित पदार्थों की गतिशीलता और घुलनशीलता को बढ़ाती है। सर्फेक्टेंट-वर्धित रिकवरी दूषित भूजल में सर्फेक्टेंट (सतह-सक्रिय एजेंट जो साबुन और डिटर्जेंट में प्राथमिक घटक हैं) को इंजेक्ट करती है। इंजेक्शन बिंदु से नीचे की ओर भूजल निकालने के लिए एक विशिष्ट प्रणाली एक निष्कर्षण पंप का उपयोग करती है। निकाले गए भूजल को प्रदूषकों और भूजल से इंजेक्ट किए गए सर्फेक्टेंट को अलग करने के लिए जमीन के ऊपर उपचारित किया जाता है। एक बार भू-जल से सर्फेक्टेंट अलग हो जाने के बाद उनका पुन: उपयोग किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले सर्फेक्टेंट गैर विषैले, खाद्य-ग्रेड और बायोडिग्रेडेबल हैं। सतह सक्रिय सुधार का सबसे अधिक उपयोग तब किया जाता है जब भूजल घने गैर-जलीय चरण तरल पदार्थ (डीएनएपीएल) द्वारा दूषित होता है। ट्राईक्लोरोइथीलीन (TCE) जैसे घने यौगिक भूजल में डूब जाते हैं क्योंकि इनका घनत्व पानी से अधिक होता है। वे तब दूषित प्लम के लिए एक निरंतर स्रोत के रूप में कार्य करते हैं जो एक जलभृत के भीतर मीलों तक फैल सकता है। ये यौगिक बहुत धीरे-धीरे बायोडिग्रेड हो सकते हैं। वे आमतौर पर मूल फैल या रिसाव के आसपास पाए जाते हैं जहां केशिका बलों ने उन्हें फंसाया है।

पारगम्य प्रतिक्रियाशील बाधाएं
कुछ पारगम्य प्रतिक्रियाशील अवरोध भूजल उपचार को प्राप्त करने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं।

पम्प और ट्रीट
पम्प एंड ट्रीट सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले भूजल उपचार तकनीकों में से एक है। इस प्रक्रिया में भूजल को सतह पर पंप किया जाता है और अशुद्धियों को दूर करने के लिए जैविक या रासायनिक उपचार के साथ जोड़ा जाता है।

एयर स्पार्गिंग
एयर स्पार्गिंग हवा को सीधे भूजल में प्रवाहित करने की प्रक्रिया है। जैसे ही बुलबुले उठते हैं, हवा के साथ भौतिक संपर्क (यानी, स्ट्रिपिंग) द्वारा भूजल से दूषित पदार्थों को हटा दिया जाता है और असंतृप्त क्षेत्र (यानी, मिट्टी) में ले जाया जाता है। जैसे ही प्रदूषक मिट्टी में चले जाते हैं, आमतौर पर वाष्प को हटाने के लिए मृदा वाष्प निष्कर्षण प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

दोहरी चरण वैक्यूम निष्कर्षण
दोहरे-चरण वैक्यूम निष्कर्षण (DPVE), जिसे बहु-चरण निष्कर्षण के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी तकनीक है जो दूषित भूजल और मिट्टी के वाष्प दोनों को हटाने के लिए उच्च-वैक्यूम प्रणाली का उपयोग करती है। डीपीवीई प्रणालियों में, दूषित मिट्टी और भूजल के क्षेत्र में एक उच्च-वैक्यूम निष्कर्षण कुआं स्थापित किया जाता है, जिसके स्क्रीन वाले हिस्से में। द्रव/वाष्प निष्कर्षण प्रणालियाँ जल तालिका को कम करती हैं और जल तेजी से निष्कर्षण कूप की ओर प्रवाहित होता है। DPVE जल तालिका के ऊपर और नीचे के दूषित पदार्थों को हटाता है। चूंकि पंपिंग से कुएं के चारों ओर पानी की मेज कम हो जाती है, असंतृप्त मिट्टी उजागर हो जाती है। यह क्षेत्र, जिसे केशिका फ्रिंज कहा जाता है, अक्सर अत्यधिक दूषित होता है, क्योंकि इसमें अघुलित रसायन, रसायन होते हैं जो पानी से हल्के होते हैं, और वाष्प जो नीचे घुले भूजल से बच गए हैं। नए उजागर क्षेत्र में दूषित पदार्थों को वाष्प निष्कर्षण द्वारा हटाया जा सकता है। एक बार जमीन के ऊपर, निकाले गए वाष्प और तरल-चरण ऑर्गेनिक्स और भूजल को अलग और उपचारित किया जाता है। इन तकनीकों के साथ दोहरे चरण के वैक्यूम निष्कर्षण का उपयोग साइट पर सफाई के समय को कम कर सकता है, क्योंकि केशिका फ्रिंज अक्सर सबसे दूषित क्षेत्र होता है।

मॉनिटरिंग-वेल ऑयल स्किमिंग
विश्लेषण के लिए भूजल के नमूने एकत्र करने के उद्देश्य से निगरानी-कुओं को अक्सर ड्रिल किया जाता है। ये कुएँ, जो आमतौर पर छह इंच या उससे कम व्यास के होते हैं, का उपयोग बेल्ट-स्टाइल ऑयल स्किमर का उपयोग करके भूजल जलभृत के भीतर दूषित प्लम से हाइड्रोकार्बन को हटाने के लिए भी किया जा सकता है। बेल्ट ऑयल स्किमर्स, जो डिजाइन में सरल होते हैं, आमतौर पर औद्योगिक जल प्रणालियों से तेल और अन्य फ्लोटिंग हाइड्रोकार्बन दूषित पदार्थों को हटाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। एक मॉनिटरिंग-वेल ऑइल स्किमर विभिन्न तेलों का उपचार करता है, जिसमें हल्के ईंधन तेल जैसे पेट्रोल, हल्का डीजल या मिट्टी का तेल से लेकर नंबर 6 तेल, क्रेओसोट और कोल टार जैसे भारी उत्पाद शामिल हैं। इसमें एक निरंतर चलती बेल्ट होती है जो एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित चरखी प्रणाली पर चलती है। बेल्ट सामग्री में हाइड्रोकार्बन तरल पदार्थ और पानी बहाने के लिए एक मजबूत संबंध है। बेल्ट, जिसमें 100+ फीट की ऊर्ध्वाधर गिरावट हो सकती है, को LNAPL/वाटर इंटरफ़ेस से अच्छी तरह से मॉनिटरिंग में उतारा जाता है। जैसा कि बेल्ट इस इंटरफ़ेस के माध्यम से चलता है, यह तरल हाइड्रोकार्बन संदूषक उठाता है जिसे हटा दिया जाता है और जमीनी स्तर पर एकत्र किया जाता है क्योंकि बेल्ट वाइपर तंत्र से गुजरती है। इस हद तक कि डीएनएपीएल हाइड्रोकार्बन एक निगरानी कुएं के तल पर बस जाते हैं, और बेल्ट स्किमर की निचली चरखी उन तक पहुंच जाती है, इन दूषित पदार्थों को एक निगरानी-कुआं तेल स्किमर द्वारा भी हटाया जा सकता है। आमतौर पर, बेल्ट स्किमर्स प्रदूषक के साथ बहुत कम पानी निकालते हैं, इसलिए किसी भी शेष हाइड्रोकार्बन तरल को इकट्ठा करने के लिए साधारण वीयर-प्रकार के विभाजक का उपयोग किया जा सकता है, जो अक्सर जलभृत में वापसी के लिए पानी को उपयुक्त बनाता है। क्योंकि छोटी इलेक्ट्रिक मोटर कम बिजली का उपयोग करती है, इसे सौर पैनलों या पवन टरबाइन से संचालित किया जा सकता है, जिससे सिस्टम आत्मनिर्भर हो जाता है और बिजली को दूरस्थ स्थान पर चलाने की लागत समाप्त हो जाती है।

यह भी देखें

 * विषैले टोटके
 * ब्राउनफील्ड
 * सीईआरसीएलए
 * भूजल प्रदूषण
 * प्लम (हाइड्रोडायनामिक्स)
 * नैनो प्रौद्योगिकी के भूजल सुधारात्मक अनुप्रयोग

बाहरी संबंध

 * EPA Alternative Cleanup Technologies for Underground Storage Tank Sites