Inovačné sanačné technológie sú založené na odlišných postupoch, ktoré sa začali vo svete vyvíjať koncom 80. rokov minulého storočia. Ich používanie sa postupne rozšírilo v 90. rokoch minulého storočia predovšetkým v USA a západnej Európe.
Za najširšie prijímanú definíciu inovačnej sanačnej technológie sa všeobecne považuje táto definícia (US EPA 2000, 2001, 2004): Inovačná sanačná technológia je alternatívna sanačná technológia, ktorá bola prevádzkovo aplikovaná len obmedzene, a nie je k dispozícii dostatok informácií o jej účinnosti a nákladoch na jej realizáciu. Prínosom inovačnej technológie po jej uvedení do praxe by mali byť nižšie finančné náklady spojené so sanáciou a zlepšená efektívnosť. Inovačná technológia musí byť súčasne uskutočniteľnou alternatívou sanácie znečisteného horninového prostredia/pevných materiálov, vody alebo plynov. V porovnaní so štandardne využívanými technológiami by inovačné technológie mali sanáciu urýchľovať a zvyšovať jej účinnosť.
V zmysle uvedenej definície je možné predpokladať, že časom sa z inovačných technológií po overení ich účinnosti a uskutočniteľnosti v reálnych podmienkach môžu stať štandardné (konvenčné) sanačné technológie. V praxi je preto v niektorých prípadoch problematické definovať, ktoré technológie sa ešte považujú za inovačné, resp. ktoré je už možné zaradiť medzi štandardne rozšírené a používané. Napríklad technológia ISCO (chemická oxidácia in situ) je v súčasnosti vo svete bežne využívaná, odskúšaná a overená metóda, ale niekedy sa považuje za inovačnú metódu.
Hlavnou výhodou inovačných metód je predovšetkým ich vyššia účinnosť a menšia časová náročnosť sanácie. Dôležitá je predovšetkým ich doplnková funkcia ku klasickým sanačným postupom, pri ktorých sa inovačné sanačné postupy používajú napr. na dočisťovanie horninového prostredia alebo intenzifikácii sanácie. V mnohých prípadoch sa však už inovačné technológie dostávajú do popredia aj ako primárne technológie odstraňovania znečistenia. Problémom inovačných technológií v prvotnom štádiu ich vývoja je predovšetkým nižšie praktické odskúšanie spojené s vysokou mierou neistoty, pri niektorých metódach môže byť problémom aj väčšia finančná náročnosť (prevádzkové, prípadne investičné náklady). V mnohých prípadoch je potrebné realizovať laboratórne a poloprevádzkové skúšky s cieľom spresniť technologický postup priamo vo vzťahu ku konkrétnej lokalite.
Štatistické sledovanie U. S. EPA o uvádzaní inovačných sanačných technológií do praxe v rokoch 1982 až 2002 ukázalo, že z celkového počtu sanačných projektov (683) sa 21 % (180) realizovalo inovačnými technológiami. Z inovačných technológií viac ako polovicu (102) tvorili biosanačné technológie, nasledovali chemická oxidácia in situ a vymývanie povrchovo aktívnou látkou.
Inovačné technológie, rovnako ako konvenčné sanačné technológie, môžu byť založené na niekoľkých základných princípoch a procesoch. Ide o chemické procesy (oxidácia, redukcia), fyzikálno-chemické procesy (zrážanie, koagulácia, absorpcia, adsorpcia vrátane ionovýmeny, membránové procesy atď.) a biologické procesy (biologická činnosť mikroorganizmov).
Technológie založené na chemických procesoch (oxidácia a redukcia) je možné z hľadiska spôsobu odstraňovania znečisťujúcej látky rozdeliť na dve samostatné skupiny:
• oxidačné procesy – na odstraňovanie znečisťujúcich látok sa využívajú silné oxidačné činidlá. Inovačným prvkom pri využití týchto technológií je testovanie a aplikácia nových oxidačných činidiel.
• redukčné procesy – na odstraňovanie znečisťujúcich látok sa využívajú silné redukčné činidlá, ktoré najčastejšie predstavujú disiričitan, siričitan, prípadne hydrogensiričitan sodný, nanoželezo, ditioničitan, oxid siričitý a alkalické kovy. Inovačným prvkom pri využití týchto technológií je testovanie a aplikácia nových redukčných činidiel.
Technológie založené na fyzikálno-chemických procesoch zahŕňajú celý rad postupov. Miera ich použitia sa značne líši predovšetkým pre rôznu technickú a ekonomickú náročnosť. Pri zrážacích procesoch sa využíva tvorba málo rozpustných zlúčenín odstraňovaného kovu alebo kovov, najmä ale hydroxidov, uhličitanov, hydroxyuhličitanov, fosforečnanov a sulfidov. Popri zrážaní a spoluzrážaní ovplyvňuje výslednú koncentráciu kovov v upravenej vode aj adsorpcia na hydratovaných oxidoch. Najčastejšie látky používané na zrážanie sú vápno, hydroxid sodný (železnatý), uhličitan sodný a sulfid sodný (vápenatý alebo železnatý). Koagulačné procesy sú založené na hydrolýze koagulantov na báze Fe a Al. Najčastejšie sa využívajú na odstraňovanie ťažkých kovov. Významný vplyv na účinnosť procesu má typ koagulantu, hodnota pH a počiatočná koncentrácia znečisťujúcej látky vo vode. Adsorpčné a desorpčné procesy predstavujú procesy založené na prestupe hmoty, patriace do skupiny difúznych procesov. Ide o deje prebiehajúce na medzifázovom rozhraní, t. j. na mieste vzájomného styku dvoch fáz (do tejto skupiny sa zaraďuje napr. striping vo vrte). Ionovýmenné procesy sú reverzibilné reakcie, pri ktorých ión s elektrickým nábojom obsiahnutým v zodpovedajúcom médiu (kvapalina) sa vymieňa za podobne nabitý ión aktivovaného ionomeniča. Pri sanácii vôd sa môžu použiť prírodné ionomeniče (zeolity a ílové minerály) alebo umelo vyrobené ionomeniče vo forme organických polymérov. K ďalším fyzikálno-chemickým procesom je možné zaradiť napr. aplikáciu povrchovo aktívnych látok, aplikáciu pary a iné. Inovačným prvkom pri využití týchto technológií môže byť testovanie a aplikácia nových látok používaných na zrážanie, nových koagulantov, nových typov ionomeničov atď.
Biologické procesy sú založené na degradácii, prípadne fixácii organických látok. Degradáciu reprezentujú napr. priama aeróbna oxidácia, aeróbny kometabolizmus, anaeróbna oxidácia, priama anaeróbna redukcia, kometabolická anaeróbna redukcia a abiotická transformácia. Využíva sa degradačná alebo transformačná aktivita prirodzených (autochtónnych) alebo vnesených (alochtónnych) mikroorganizmov. Jednotlivé biologické procesy sú vzájomne previazané a ich miera priamo závisí od podmienok prostredia, množstva substrátu, stopových prvkov atď. Do tejto kategórie sa zaraďuje aj celý rad inovačných modifikácií biologických procesov, ktorými sú napr. nepriama redukcia kovov baktériami redukujúcimi síran, biosorpcia, bioimobilizácia, bioaerácia, bioredukcia a ďalšie.
K ďalším, stále sa vyvíjajúcim inovačným procesom patria aj elektroforéza, technológia využívajúca na degradáciu organických látok UV žiarenie (fotolytická oxidácia, deštrukcia) a iné. Za inovačný prístup k sanáciám sa považuje aj využívanie tzv. kombinovaných sanačných systémov (hovorí sa o nich v samostatnej časti). Ak sa do komplexného (integrovaného) sanačného systému zaradia aj inovačné technológie, je možné celý sanačný integrovaný systém považovať za inovačný (napr. Hughes et al., 1996).
© Atlas sanačných metód environmentálnych záťaží
Autori: Jana Frankovská, Jozef Kordík, Igor Slaninka, Ľubomír Jurkovič, Vladimír Greif,
Peter Šottník, Ivan Dananaj, Slavomír Mikita, Katarína Dercová a Vlasta Jánová
Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava 2010, 360 s,
ISBN 978-80-89343-39-3