In situ chemical oxidation
इन सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण (आई. एस. सी. ओ.), उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया का एक रूप, एक पर्यावरणीय उपचार तकनीक है जिसका उपयोग मिट्टी और/या भूजल उपचार के लिए लक्षित पर्यावरणीय दूषित पदार्थों की सांद्रता को स्वीकार्य स्तर तक कम करने के लिए किया जाता है। आई. एस. सी. ओ. को रासायनिक संदूषकों को नष्ट करने के लिए दूषित माध्यम (मिट्टी या भूजल) में मजबूत रासायनिक ऑक्सीडाइज़र पेश करके पूरा किया जाता है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के कार्बनिक यौगिकों को ठीक करने के लिए किया जा सकता है, जिनमें से कुछ प्राकृतिक क्षरण के लिए प्रतिरोधी हैं। आई. एस. सी. ओ. में इन सीटू सिर्फ "जगह में" के लिए लैटिन है, जो दर्शाता है कि आई. एस. सी. ओ. एक रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है जो संदूषण स्थल पर होती है। आई. एस. सी. ओ. द्वारा कुछ कार्बनिक पदार्थों जैसे क्लोरिनेटेड सॉल्वैंट्स (ट्राइक्लोरोएथीन और टेट्राक्लोरोएथीन) और गैसोलीन से संबंधित यौगिकों (बेंजीन, टोल्यून, एथिलबेंजीन, एम. टी. बी. ई. और ज़ाइलीन) का उपचार अप्रभावी है। रासायनिक ऑक्सीकरण के माध्यम से कुछ अन्य दूषित पदार्थों को कम विषाक्त बनाया जा सकता है। भूजल प्रदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला आई. एस. सी. ओ. के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया करती है, इसलिए यह उपयोग करने का एक लोकप्रिय तरीका है। फेंटन के अभिकर्मक (लोहे के साथ उत्प्रेरित हाइड्रोजन पेरोक्साइड) और पोटेशियम परमैंगनेट ऐसे ऑक्सीडेंट हैं जिनका सबसे लंबे समय तक उपयोग किया गया है और जिनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग पहली बार 1985 में स्प्रिंगफील्ड, मैसाचुसेट्स में मोनसेंटो के इंडियन ऑर्चर्ड प्लांट में एक फॉर्मेल्डिहाइड रिसाव के इलाज के लिए किया गया था। इस स्थल पर, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के 10 प्रतिशत घोल को एक फॉर्मेल्डिहाइड प्लूम में इंजेक्ट किया गया था। फेंटन के अभिकर्मक का उपयोग शुरू में हाइड्रोकार्बन स्थलों के उपचार के लिए किया गया था जहां बेंजीन, टोल्यून और एथिलबेंजीन मौजूद थे। हाइड्रोजन पेरोक्साइड क्लोरिनेटेड सॉल्वैंट्स के लिए प्रभावी है जैसा कि परमैंगनेट है, जो एक स्थापित उपचारात्मक एजेंट भी बन गया। ऑक्सीडेंट के रूप में पेरोक्साइड या परमैंगनेट का उपयोग करने में सीमाओं के कारण 1990 के दशक के अंत में आई. एस. सी. ओ. के लिए सोडियम पर्सल्फेट पेश किया गया था। परमैंगनेट की विशिष्टता (क्लोरिनेटेड सॉल्वैंट्स के लिए दोहरे बंधन की आवश्यकता होती है) और मिट्टी में गैर-लक्षित कार्बनिक पदार्थों द्वारा खपत इन सीमाओं के उदाहरण हैं। पर्सल्फेट अधिक स्थिर होता है, संदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला का इलाज करता है, और मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों द्वारा आसानी से उपभोग नहीं किया जाता है। ऑक्सीकरण के कारक इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले सामान्य ऑक्सीडेंट हैं परमैंगनेट (सोडियम परमैंगनेट और पोटेशियम परमैंगनेट दोनों), फेंटन का अभिकर्मक, पर्सल्फेट और ओजोन। अन्य ऑक्सीडेंट का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन ये चार सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। परमैंगनेट का उपयोग भूजल उपचार में पोटेशियम परमैंगनेट और सोडियम परमैंगनेट के रूप में किया जाता है। दोनों यौगिकों में समान ऑक्सीकरण क्षमताएँ और सीमाएँ होती हैं और वे दूषित पदार्थों के लिए समान रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। दोनों रसायनों के बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि पोटेशियम परमैंगनेट सोडियम परमैंगनेट की तुलना में कम घुलनशील है। पोटेशियम परमैंगनेट एक क्रिस्टलीय ठोस है जो आमतौर पर दूषित स्थल पर लगाने से पहले पानी में घुल जाता है। दुर्भाग्य से, पोटेशियम परमैंगनेट की घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है। क्योंकि जलभृत में तापमान आमतौर पर उस क्षेत्र के तापमान से कम होता है जहां घोल मिलाया जाता है, पोटेशियम परमैंगनेट फिर से एक ठोस पदार्थ बन जाता है। यह ठोस पदार्थ तब दूषित पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। समय के साथ, परमैंगनेट फिर से घुलनशील हो जाएगा, लेकिन इस प्रक्रिया में लंबा समय लगता है। इस यौगिक को कई अलग-अलग दूषित पदार्थों का ऑक्सीकरण करने के लिए दिखाया गया है, लेकिन यह पर्क्लोरोएथिलीन (पीसीई), ट्राइक्लोरोएथिलीन (टीसीई) और विनाइल क्लोराइड (वीसी) जैसे क्लोरीनयुक्त विलायकों के ऑक्सीकरण के लिए उल्लेखनीय है। हालांकि, पोटेशियम परमैंगनेट कुशलता से डीजल, गैसोलीन या बीटीईएक्स का ऑक्सीकरण करने में असमर्थ है। सोडियम परमैंगनेट पोटेशियम परमैंगनेट की तुलना में अधिक महंगा है, लेकिन क्योंकि सोडियम परमैंगनेट पोटेशियम परमैंगनेट की तुलना में अधिक घुलनशील है, इसलिए इसे बहुत अधिक सांद्रता पर संदूषण स्थल पर लगाया जा सकता है। इससे संदूषक के ऑक्सीकरण के लिए आवश्यक समय कम हो जाता है। सोडियम परमैंगनेट भी उपयोगी है क्योंकि इसका उपयोग उन स्थानों पर किया जा सकता है जहां पोटेशियम आयन का उपयोग नहीं किया जा सकता है। एक अन्य लाभ जो सोडियम परमैंगनेट में पोटेशियम परमैंगनेट की तुलना में होता है, वह यह है कि सोडियम परमैंगनेट, इसकी उच्च घुलनशीलता के कारण, तरल के रूप में जमीन के ऊपर ले जाया जा सकता है, जिससे दाने के संपर्क में आने या पदार्थ के साथ त्वचा के संपर्क का खतरा कम हो जाता है। परमैंगनेट के लिए प्राथमिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं समीकरणों द्वारा दी जाती हैंः + 8 + 5e − → + 4-(pH <3.5 के लिए) + 2 + 3e − → (S) + 4-(pH 3.5 से 12 के लिए) + e − →-(pH> 12 के लिए) सामान्य पर्यावरणीय परिस्थितियों में होने वाली विशिष्ट प्रतिक्रिया समीकरण 2 है। यह प्रतिक्रिया एक ठोस उत्पाद बनाती है। आई. एस. सी. ओ. में परमैंगनेट का उपयोग करने का लाभ यह है कि यह उपसतह में तुलनात्मक रूप से धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है जो यौगिक को दूषित स्थान में आगे बढ़ने और अधिक दूषित पदार्थों को ऑक्सीकृत करने की अनुमति देता है। परमैंगनेट उन सामग्रियों की सफाई में भी मदद कर सकता है जो बहुत पारगम्य नहीं हैं। इसके अलावा, क्योंकि सोडियम परमैंगनेट और पोटेशियम परमैंगनेट दोनों समाधानों में पानी के घनत्व से अधिक घनत्व होता है, परमैंगनेट घनत्व-संचालित प्रसार के माध्यम से दूषित क्षेत्र के माध्यम से यात्रा कर सकता है। परमैंगनेट के उपयोग से उपोत्पाद बनता है, जो प्राकृतिक रूप से मिट्टी में मौजूद होता है और इसलिए यह एक सुरक्षित उपोत्पाद है। दुर्भाग्य से, कई अध्ययनों से पता चला है कि यह उपोत्पाद रेत के कणों को एक साथ सीमेंट करके चट्टान जैसी सामग्री बनाता है जिसमें पारगम्यता बहुत कम होती है। जैसे-जैसे चट्टान जैसी सामग्री बनती है, यह परमैंगनेट को बाकी दूषित पदार्थों तक पहुंचने से रोकता है और परमैंगनेट की दक्षता को कम करता है। दूषित क्षेत्र से इसे निकालकर इसे रोका जा सकता है। फेंटन का अभिकर्मक मूल रूप से एक उत्प्रेरक और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के रूप में लौह लौह लवणों का मिश्रण है। इसी तरह की प्रतिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड को [फेरिक] आयरन (आयरन III) के साथ मिलाकर की जा सकती है। जब घुलनशील लोहे द्वारा पेरोक्साइड को उत्प्रेरित किया जाता है तो यह हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (ओ. एच.) बनाता है जो क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स, ईंधन तेल और बी. टी. ई. एक्स. जैसे दूषित पदार्थों का ऑक्सीकरण करता है। पारंपरिक फेंटन के अभिकर्मक को आमतौर पर उपचार क्षेत्र में मिट्टी और भूजल के महत्वपूर्ण पीएच में कमी की आवश्यकता होती है ताकि जलीय लोहे की शुरूआत और वितरण की अनुमति मिल सके क्योंकि लोहा ऑक्सीकरण करेगा और 3.5 से अधिक पीएच पर अवक्षेपित होगा। दुर्भाग्य से, दूषित भूजल जिसका उपचार करने की आवश्यकता होती है, उसका पी. एच. स्तर तटस्थ पर या उसके पास होता है। इसके कारण, इस बात पर विवाद हैं कि क्या आई. एस. सी. ओ. द्वारा फेंटन के अभिकर्मक का उपयोग करना वास्तव में एक फेंटन प्रतिक्रिया है। इसके बजाय, वैज्ञानिक इन प्रतिक्रियाओं को फेंटन-जैसी कहते हैं। हालांकि, कुछ आई. एस. सी. ओ. विक्रेता लोहे को चिलेट करके पी. एच. तटस्थ फेंटन के अभिकर्मक को सफलतापूर्वक लागू करते हैं जो लोहे को घोल में रखता है और उपचार क्षेत्र को अम्लीकृत करने की आवश्यकता को कम करता है। फेंटन रसायन विज्ञान जटिल है और इसके कई चरण हैं, जिनमें निम्नलिखित शामिल हैंः Fe2 + + H2O2 → Fe3 + + OH· + OH−Fe3 + + H2O2 → Fe2 + + OOH· + H + HO· + → Fe (III) + + HO· + Fe (II) → Fe (III) + Fe (III) + → Fe (II) + + Fe (II) + + + Fe (II) + + + Fe (III) + + + यह प्रतिक्रियाएं चरण-दर-चरण नहीं होती हैं, लेकिन एक साथ होती हैं। जब इन सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण पर लागू किया जाता है, तो सामूहिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की उपस्थिति में दूषित पदार्थों का क्षरण होता है। प्रक्रिया के समग्र अंतिम परिणाम को निम्नलिखित प्रतिक्रिया द्वारा वर्णित किया जा सकता हैः + संदूषक → + + इस विधि के लाभों में शामिल हैं कि हाइड्रॉक्सिल रेडिकल बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट होते हैं और भूजल में संदूषकों और अशुद्धियों के साथ बहुत तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं। इसके अलावा, इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक रसायन सस्ते और प्रचुर मात्रा में हैं। पारंपरिक फेंटन के अभिकर्मक अनुप्रयोग बहुत ऊष्माक्षेपी हो सकते हैं जब महत्वपूर्ण लोहा, मैंगनीज या संदूषक (यानी। एन. ए. पी. एल. सांद्रता) एक इंजेक्शन क्षेत्र में मौजूद होती है। प्रतिक्रिया के दौरान, भूजल गर्म हो जाता है और कुछ मामलों में, अभिकर्मक और वाष्प मिट्टी से बाहर निकल सकते हैं। पेरोक्साइड को स्थिर करने से उपचार क्षेत्र में प्राकृतिक रूप से होने वाली द्वैत संक्रमण धातुओं से पेरोक्साइड को प्रभावी ढंग से अलग करके अत्यधिक तापमान की क्षमता को कम करते हुए अभिकर्मक के निवास समय और वितरण में काफी वृद्धि हो सकती है। हालांकि, एन. ए. पी. एल. संदूषक सांद्रता के परिणामस्वरूप अभी भी एक संबंधित तापमान वृद्धि और अभिकर्मक स्थिरीकरण के साथ भी सतह के लिए अधिक क्षमता के साथ तेजी से ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल को लक्षित संदूषक के अलावा कार्बोनेट, बाइकार्बोनेट और प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों द्वारा नष्ट किया जा सकता है, इसलिए किसी स्थल की मिट्टी के मैट्रिक्स का मूल्यांकन करना और अतिरिक्त अभिकर्मक को लागू करना महत्वपूर्ण है जब ये मिट्टी के घटक पर्याप्त मात्रा में मौजूद हों। पर्सल्फेट पर्सल्फेट आई. एस. सी. ओ. प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाने वाला एक नया ऑक्सीडेंट है। भूजल उपचार में उपयोग किया जाने वाला पर्सल्फेट यौगिक पेरोक्सोडिसल्फेट या पेरोक्सीडाइसल्फेट के रूप में होता है, लेकिन पर्यावरण इंजीनियरिंग के क्षेत्र में वैज्ञानिकों द्वारा इसे आम तौर पर पर्सल्फेट आयन कहा जाता है। अधिक विशेष रूप से, सोडियम पर्सल्फेट का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें पानी की घुलनशीलता सबसे अधिक होती है और दूषित पदार्थों के साथ इसकी प्रतिक्रिया कम से कम हानिकारक दुष्प्रभाव छोड़ती है। यद्यपि सोडियम पर्सल्फेट अपने आप में कई पर्यावरणीय संदूषकों को नष्ट कर सकता है, सल्फेट रेडिकल आमतौर पर पर्सल्फेट से प्राप्त होता है क्योंकि सल्फेट रेडिकल पर्सल्फेट आयन की तुलना में तेज गति से (लगभग 1,000-100,000 गुना) संदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला को नष्ट कर सकते हैं। विभिन्न कारकों, जैसे गर्मी, पराबैंगनी प्रकाश, उच्च पी. एच., हाइड्रोजन पेरोक्साइड और संक्रमण धातुओं का उपयोग पर्सल्फेट आयनों को सक्रिय करने और सल्फेट कणों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। सल्फेट रेडिकल एक इलेक्ट्रोफाइल है, एक यौगिक जो इलेक्ट्रॉनों की ओर आकर्षित होता है और जो एक न्यूक्लियोफाइल से बंधन के लिए एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी को स्वीकार करके प्रतिक्रिया करता है। इसलिए सल्फेट कणों का प्रदर्शन ऐसे क्षेत्र में बढ़ाया जाता है जहां कई इलेक्ट्रॉन दान करने वाले कार्बनिक यौगिक होते हैं। सल्फेट रेडिकल कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बनिक रेडिकल कैटायन बनाता है। कार्बनिक यौगिकों में मौजूद इलेक्ट्रॉन दान करने वाले समूहों के उदाहरण अमीनो (-NH2), हाइड्रॉक्सिल (-OH) और एल्कॉक्सी (-OR) समूह हैं। इसके विपरीत, सल्फेट रेडिकल उन यौगिकों में उतनी प्रतिक्रिया नहीं करता है जिनमें नाइट्रो (-NO2) और कार्बोनिल (C = O) जैसे इलेक्ट्रॉन आकर्षित करने वाले समूह होते हैं और क्लोरीन परमाणु वाले पदार्थों की उपस्थिति में भी। इसके अलावा, जैसे-जैसे ईथर बॉन्ड की संख्या बढ़ती है, प्रतिक्रिया दर कम होती जाती है। जब खेत में लगाया जाता है, तो कीटाणुशोधन में प्रभावी होने के लिए पर्सल्फेट को पहले सक्रिय किया जाना चाहिए (इसे सल्फेट रेडिकल में बदल दिया जाना चाहिए)। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला उत्प्रेरक लौह लोहा (लौह II) है। जब लौह लोहा और पर्सल्फेट आयनों को एक साथ मिलाया जाता है, तो वे फेरिक लोहा (लोहा III) और दो प्रकार के सल्फेट कणों का उत्पादन करते हैं, एक-1 के आवेश के साथ और दूसरा-2 के आवेश के साथ। नए शोध से पता चला है कि ज़ीरो वैलेंट आयरन (ZVI) का उपयोग सफलता के साथ पर्सल्फेट के साथ भी किया जा सकता है। पर्सल्फेट और लोहे को पहले से मिश्रित नहीं किया जाता है, लेकिन संदूषण के क्षेत्र में एक साथ इंजेक्ट किया जाता है। पर्सल्फेट और लोहा सल्फेट कणों का उत्पादन करने के लिए भूमिगत प्रतिक्रिया करते हैं। आसपास के तापमान में वृद्धि के साथ संदूषक विनाश की दर बढ़ जाती है। पर्सल्फेट का उपयोग करने का लाभ यह है कि पर्सल्फेट सतह के ऊपर हाइड्रोजन पेरोक्साइड या ओजोन की तुलना में बहुत अधिक स्थिर है और यह प्रकृति द्वारा जल्दी प्रतिक्रिया नहीं करता है। इसका मतलब है कि कम परिवहन सीमाएँ, इसे उच्च सांद्रता पर संदूषण स्थल में इंजेक्ट किया जा सकता है, और घनत्व संचालित प्रसार द्वारा झरझरा मीडिया के माध्यम से ले जाया जा सकता है। इसका नुकसान यह है कि यह प्रौद्योगिकी का एक उभरता हुआ क्षेत्र है और इस क्षेत्र में इसके परीक्षण की कुछ ही रिपोर्टें हैं और इसके साथ और अधिक शोध करने की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, पर्सल्फेट का प्रत्येक मोल ऑक्सीडाइज़र (सल्फेट रेडिकल या हाइड्रॉक्सिल रेडिकल) का एक मोल बनाता है। इन कणों का परमाणु भार कम होता है जबकि पर्सल्फेट अणु का परमाणु भार अधिक (238) होता है। इसलिए, कुछ अन्य ऑक्सीकरण अभिकर्मकों की तुलना में लागत (अपेक्षाकृत भारी पर्सल्फेट अणु की कीमत) के लिए मूल्य (पर्सल्फेट सक्रिय होने पर उत्पादित ऑक्सीडाइज़र) कम है। जहाँ ऑक्सीजन एक बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट है, वहाँ इसका मौलिक रूप पानी में बहुत घुलनशील नहीं है। यह भूजल उपचार में एक समस्या पैदा करता है, क्योंकि दूषित पदार्थ को हटाने के लिए रसायन को पानी के साथ मिलाने में सक्षम होना चाहिए। सौभाग्य से, ओजोन () और की तुलना में लगभग 12 गुना अधिक घुलनशील है, हालांकि यह अभी भी तुलनात्मक रूप से अघुलनशील है, यह एक मजबूत ऑक्सीडेंट है। ओजोन ऑक्सीकरण का अनूठा हिस्सा इसका इन-सीटू अनुप्रयोग है। क्योंकि, आई. एस. सी. ओ. में उपयोग किए जाने वाले अन्य ऑक्सीडेंट के विपरीत, यह एक गैस है, इसे ऊपर के बजाय नीचे से संदूषण स्थल में इंजेक्ट करने की आवश्यकता होती है। ओजोन को उसके प्रारंभिक स्थान पर ले जाने के लिए ट्यूबों को जमीन में बनाया जाता है; बुलबुले फिर सतह पर उठते हैं। जो भी वाष्पशील पदार्थ बचे हैं, उन्हें वैक्यूम पंप द्वारा चूसा जाता है। चूँकि बुलबुले क्षैतिज की तुलना में अधिक ऊर्ध्वाधर रूप से यात्रा करते हैं, इसलिए समान वितरण के लिए ओजोन इंजेक्शन कुओं के निकट स्थान की आवश्यकता होती है। आई. एस. सी. ओ. में ओजोन का उपयोग करने में सबसे बड़ा लाभ यह है कि ओजोन पर्सल्फेट पत्तियों या परमैंगनेट पत्तियों जैसे किसी भी अवशिष्ट रसायन को नहीं छोड़ता है। ओजोनेशन (ओजोन के साथ पानी का उपचार) से जुड़ी प्रक्रियाएं केवल पीछे रह जाती हैं। ओजोन कई महत्वपूर्ण पर्यावरणीय संदूषकों के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकती है। इसके अलावा, क्योंकि ओजोन एक गैस है, दूषित पूल के तल में ओजोन जोड़ने से ओजोन दूषित पदार्थों के माध्यम से ऊपर उठने और प्रतिक्रिया करने के लिए मजबूर होता है। इस गुण के कारण, ओजोन भी अधिक तेज़ी से वितरित किया जा सकता है। इसके अलावा, सिद्धांत रूप में, ओजोन के साथ सह-इंजेक्शन के परिणामस्वरूप-OH आयन होंगे, जो बहुत मजबूत ऑक्सीडेंट हैं। हालांकि, ओजोन में कई गुण हैं जो समस्याएं पैदा करते हैं। ओजोन विभिन्न प्रकार के संदूषकों के साथ प्रतिक्रिया करती है, लेकिन समस्या यह है कि यह कई अन्य पदार्थों जैसे खनिजों, कार्बनिक पदार्थों आदि के साथ भी जल्दी प्रतिक्रिया करती है। जो लक्षित पदार्थ नहीं हैं। फिर, यह बहुत घुलनशील नहीं है और पानी में गैस के रूप में रहता है, जो ओजोन को गैर-समान वितरण के लिए प्रवण बनाता है और पूरी सामग्री के माध्यम से यात्रा करने के बजाय सबसे छोटे मार्गों से संदूषण स्थल के शीर्ष तक बढ़ता है। इसके अलावा, ओजोन उत्पन्न किया जाना चाहिए, और इसके लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कार्यान्वयन आई. एस. सी. ओ. के लिए प्राथमिक वितरण तंत्र "डायरेक्ट-पुश" ड्रिलिंग विधियों द्वारा या खोखले स्टेम ऑगर, रोटरी ड्रिलिंग विधियों का उपयोग करके स्थापित कुओं में ऑक्सीडेंट को इंजेक्ट करके छिद्रित, खोखले धातु की छड़ के माध्यम से होता है। इंजेक्शन कुओं का एक लाभ यह है कि उनका उपयोग ऑक्सीडेंट सामग्री के कई अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, जबकि डायरेक्ट पुश इंजेक्शन तकनीक आमतौर पर तेज और कम खर्चीली होती है। ओजोन के लिए इंजेक्शन कुओं का निर्माण आम तौर पर रेत के पैक में 1 से 2 इंच के स्टेनलेस स्टील स्क्रीन सेट से किया जाता है, जिसे सीमेंट और बेंटोनाइट मिट्टी के संयोजन का उपयोग करके सतह पर ग्राउट किया जाता है। अक्सर, इंजेक्शन मापदंडों और अच्छी तरह से दूरी निर्धारित करने के लिए एक फील्ड पायलट अध्ययन किया जाना चाहिए। परमैंगनेट और फेंटन के अभिकर्मक जैसे ऑक्सीडेंट पानी आधारित समाधान के रूप में वितरित किए जाते हैं। इन पदार्थों को जलभृत में इंजेक्ट किया जाता है और फिर गुरुत्वाकर्षण और जल प्रवाह द्वारा प्रसारित होने दिया जाता है। जैसे-जैसे दूषित पदार्थों का सामना करना पड़ता है, पदार्थ उन्हें ऑक्सीकृत करते हैं और पानी को शुद्ध करते हैं। ओजोन को शुष्क हवा या ऑक्सीजन वाहक गैस में गैस के रूप में वितरित किया जाता है। ओजोन गैस इंजेक्शन के माध्यम से इन-सीटू ऑक्सीकरण के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है। ओजोन को जलभृत के तल से भूजल में पंप करना पड़ता है क्योंकि ओजोन गैस पानी की तुलना में कम घनी होती है। जैसे-जैसे ओजोन गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ जलभृत के माध्यम से यात्रा करता है, यह रास्ते में दूषित पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। हालांकि, ऑक्सीडेंट वितरण के कुछ विशिष्ट तरीके हैं जिनमें इंजेक्शन प्रोब, हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग, मिट्टी मिश्रण, ऊर्ध्वाधर कुएं, क्षैतिज कुएं और उपचार दीवारें शामिल हैं। इंजेक्शन प्रोब इंजेक्शन प्रोब का उपयोग उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां पारगम्यता बहुत कम होती है। एक छोटे व्यास की जांच (2 से 4 सेमी व्यास) को घुमाया जाता है या जमीन में धकेल दिया जाता है जबकि अभिकर्मकों को कम दबाव पर इसमें डाला जाता है। अभिकर्मक जांच के मूल भाग से नीचे की ओर यात्रा करते हैं और जांच के किनारों के साथ छोटे छिद्रों के माध्यम से बाहर निकलते हैं जो निश्चित अंतराल पर स्थित होते हैं। अभिकर्मक मौजूदा दरारों और छिद्रों में जाकर कोर से दूर जाते हैं और "प्रतिक्रियाशीलता का प्रभामंडल" (pg से) बनाते हैं। 182 या परमैंगनेट का उपयोग करके इन सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण के सिद्धांत और अभ्यास)। ऑक्सीकृत दूषित पदार्थ की मात्रा को अनुकूलित करने के लिए, जांच को जमीन में अपेक्षाकृत करीब, लगभग. 6-1.2 मीटर की दूरी पर स्थापित किया जाता है। हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कम पारगम्यता वाले स्थान पर कृत्रिम रूप से फ्रैक्चर्स बनाए जाते हैं और फिर फ्रैक्चर्स को ऑक्सीडेंट से भरा जाता है। सबसे पहले, जमीन में एक छेद किया जाता है, और फिर फ्रैक्चर बनाने के लिए पानी के एक जोरदार जेट का उपयोग किया जाता है। मोटी रेत, जो ऑक्सीडेंट को पार करने के लिए पर्याप्त पारगम्यता की अनुमति देती है, का उपयोग फ्रैक्चर को भरने और उन्हें बंद होने से रोकने के लिए किया जाता है, और उसके बाद, ऑक्सीडेंट को फ्रैक्चर में इंजेक्ट किया जाता है। मिट्टी मिश्रण मिट्टी मिश्रण का उपयोग दूषित मिट्टी में ऑक्सीडेंट के ठोस या तरल रूपों को वितरित करने के लिए किया जा सकता है। निकट सतह से मध्यवर्ती संदूषण क्षेत्रों के लिए, या तो मानक निर्माण उपकरण (अर्थात। बाल्टी मिश्रण), या विशेष मिट्टी मिश्रण उपकरण (यानी। लैंग टूल, अल्लू टूल, अल्पाइन, आदि) उपयोग किया जा सकता है। गहरी मिट्टी के मिश्रण के लिए विशेष ऑगर मिश्रण उपकरण की आवश्यकता होती है। इस विधि को इन-सीटू और गहरी मिट्टी में लागू करने के लिए, ऑक्सीडेंट को एक केली बार (पृथ्वी ड्रिलिंग उपकरण का एक टुकड़ा) का उपयोग करके मिश्रण के बिंदु तक पंप किया जाना चाहिए, या उस स्थान पर उपयुक्त पाइपिंग की जानी चाहिए जहां मिट्टी को ऑक्सीकृत करने की आवश्यकता है। फिर मिक्सिंग ब्लेड का उपयोग करके मिट्टी को मिलाया जाना चाहिए। क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर कुएँ क्षैतिज कुएँ नेटवर्क मूल रूप से लंबे पाइपों का उपयोग करते हैं जो दूषित जलभृत या प्लूम के अंदर और बाहर ले जाते हैं जिसका उपयोग ऑक्सीडेंट को इंजेक्ट करने और उपचारित भूजल को निकालने के लिए किया जाता है। ऊर्ध्वाधर कुओं के नेटवर्क में ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज उपचार क्षेत्र के भीतर अभिकर्मक संपर्क सुनिश्चित करने के लिए प्रभाव की थोड़ी अतिव्यापी त्रिज्या (आरओआई) के साथ उचित दूरी वाले इंजेक्शन कुएं होते हैं। इंजेक्शन कुओं को स्थायी रूप से स्थापित किया जा सकता है या अस्थायी रूप से स्थापित किया जा सकता है (अर्थात। प्रत्यक्ष धक्का तकनीक का उपयोग करके)। क्षैतिज कुएँ नेटवर्क ऐसे पाइपों का उपयोग करते हैं जो ऑक्सीडेंट को इंजेक्ट करने और उपचारित भूजल को क्षैतिज रूप से निकालने के लिए नीचे थोड़ा एल-आकार के होते हैं। क्षैतिज कुओं का उपयोग विशेष रूप से तब किया जाता है जब ऑक्सीडेंट को संतृप्ति की पतली परतों तक पहुँचाने की आवश्यकता होती है। उपचार की दीवारें उपचार की दीवारों का उपयोग दूषित प्लूम के अंत तक ऑक्सीडेंट देने के लिए किया जाता है और इसका उपयोग ऑक्सीडेंट के प्रवास को रोकने के लिए किया जा सकता है। दीवारों में आमतौर पर निरंतर खाइयाँ होती हैं जो एक पाइपिंग नेटवर्क से जुड़ी होती हैं जिसमें ऑक्सीडेंट को इंजेक्ट किया जा सकता है। इस वितरण प्रणाली का एक अन्य संस्करण ऑक्सीडेंट को भूजल में डालने के लिए ऊर्ध्वाधर कुओं की एक असंबद्ध श्रृंखला का उपयोग है। उपचार दीवार अनुप्रयोग और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारक उन कारकों के समान हैं जो पारगम्य प्रतिक्रियाशील बाधाओं के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। केस स्टडी आई. एस. सी. ओ. तकनीक का इस क्षेत्र में कई बार परीक्षण किया गया है। आई. एस. सी. ओ. की प्रभावशीलता का निरीक्षण करने के लिए किए गए अध्ययनों के कुछ उदाहरण निम्नलिखित हैं। नेवल एयर स्टेशन नॉर्थ आइलैंड जनवरी 2007 में, सैन डिएगो काउंटी, कैलिफोर्निया में नेवल एयर स्टेशन नॉर्थ आइलैंड के आसपास के भूजल का उपचार किया गया था। इस परीक्षण ने कुल 60,000 गैलन भूजल का उपचार किया और इसे करने के लिए लगभग 22,646 पाउंड सोडियम पर्सल्फेट का उपयोग किया। पर्सल्फेट में कोई उत्प्रेरक नहीं जोड़ा गया था, लेकिन संदूषक में उल्लेखनीय मात्रा में कमी आई थी। रेडिकल का उत्पादन भूजल के ऊंचे तापमान (20 डिग्री सेल्सियस-24 डिग्री सेल्सियस) के कारण होने का निष्कर्ष निकाला गया था। सोडियम पर्सल्फेट के अंतिम इंजेक्शन के 19 दिनों के अंत में, कुल मिलाकर टी. सी. ई. सांद्रता में 90 प्रतिशत से अधिक की कमी आई। स्पेस लॉन्च कॉम्प्लेक्स 37 स्पेस लॉन्च कॉम्प्लेक्स 37 ने 1961-1971 से शनि अंतरिक्ष यान प्रक्षेपण का समर्थन किया। परिसर में गतिविधियों में भागों की सफाई और इंजन फ्लशिंग शामिल थी, जिसने दो क्लोरीनयुक्त वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (सीवीओसी) स्रोत क्षेत्रों को छोड़ दिया। यूनाइटेड लॉन्च एलायंस ने साइट पर किसी भी उपचार गतिविधियों से पहले डेल्टा IV लॉन्च वाहनों को लॉन्च करने के लिए भी इस क्षेत्र का उपयोग किया। साइट में सी. वी. ओ. सी. की अधिकतम सांद्रता सी. आई. एस. 1,2-डी. सी. ई. की 9500 माइक्रो ग्राम/लीटर और विनाइल क्लोराइड की 7900 माइक्रो ग्राम/लीटर थी। ओजोन के उपयोग से दोनों स्थलों की सफाई की गई। एक ओजोन इंजेक्शन ग्रिड का उपयोग किया गया था जिसमें 116 स्टेनलेस स्टील के कुएं शामिल थे। ओजोन उपचार के 16 महीनों के बाद, एक स्थान पर संदूषक द्रव्यमान में 44 प्रतिशत और दूसरे स्थान पर 70 प्रतिशत की कमी आई। नेब्रास्का आयुध संयंत्र मेड, नेब्रास्का के पास स्थित नेब्रास्का आयुध संयंत्र एक सैन्य सुविधा थी जो 1942-1956 से बम, रॉकेट और गोले का उत्पादन करती थी। उनके उत्पादन के लिए, अत्यधिक विस्फोटक सामग्री जैसे 2,4,6-ट्रिनिट्रोटोलुइन (TNT) और हेक्साहाइड्रो-1,3,5-ट्रिनिट्रो-1,3,5-ट्राइज़िन (RDX) का उपयोग किया गया था; इन सामग्रियों के लिए संयंत्र के श्रमिकों के रासायनिक संपर्क को कम करने के लिए, फर्श पर एकत्र आरडीएक्स और टीएनटी अवशेषों को नियमित रूप से पानी से धोया जाता था। बिना तार वाले गड्ढों में बहने वाला पानी संयंत्र के आसपास की मिट्टी को आरडीएक्स और टीएनटी से दूषित कर देता है। पाइपलाइनों को खराब करने के लिए ट्राइक्लोरोइथिलीन (टी. सी. ई.) ने क्षेत्र को और दूषित कर दिया। वर्षों से दूषित पदार्थ भूजल में प्रवेश कर गए। दूषित भूजल के प्रसार को रोकने के लिए, प्लूम को रोकने के लिए 11 निष्कर्षण कुओं की एक विस्तृत प्रणाली स्थापित की गई है। यह विधि दानेदार सक्रिय कार्बन के साथ पानी का उपचार करती है। इस क्षेत्र को यह परीक्षण करने के लिए चुना गया था कि परमैंगनेट विस्फोटक संदूषकों को कितनी प्रभावी ढंग से हटा सकता है। खेत में, दो इंजेक्शन कुओं को उनके बीच परमैंगनेट का एक पर्दा बनाने के लिए रखा गया था, जिसके माध्यम से दूषित प्लूम बहता था। ऑक्सीकरण के परिणाम कुओं में 70-80% द्वारा एक अस्थायी संदूषक की कमी थी, लेकिन पर्माने के माध्यम से परमैंगनेट समान रूप से वितरित नहीं किया गया था। परीक्षण से पता चला कि परमैंगनेट भूजल से विस्फोटक दूषित पदार्थों को अस्थायी रूप से हटाने के लिए एक प्रभावी उपकरण था। प्रदर्शन अनुप्रयोग ऑक्सीकरण की प्रभावशीलता साइट लिथोलॉजी, ऑक्सीडेंट के निवास समय, उपयोग किए गए ऑक्सीडेंट की मात्रा, लक्षित संदूषक के अलावा अन्य ऑक्सीकरण सामग्री की उपस्थिति, ऑक्सीडेंट और संदूषक (ओं) के बीच प्रभावी संपर्क की डिग्री, और ऑक्सीडेंट और संदूषक के बीच ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स पर निर्भर है। प्रक्रिया की प्रभावशीलता को सत्यापित करने के लिए ऑक्सीडेंट अनुप्रयोग से पहले और बाद में मिट्टी और भूजल दोनों का परीक्षण किया जाता है। ऑक्सीकरण के दौरान छोड़ी गई गैसों की निगरानी से यह निर्धारित करने में भी मदद मिल सकती है कि दूषित पदार्थ नष्ट हो रहे हैं या नहीं। का ऊंचा स्तर ऑक्सीकरण का एक संकेतक है। सुरक्षा और खतरे आई. एस. सी. ओ. में उपयोग किए जाने वाले चार मुख्य प्रकार के ऑक्सीडेंट-फेंटन का अभिकर्मक, ओजोन, परमैंगनेट और पर्सल्फेट-सभी मजबूत ऑक्सीकरण कारक हैं और उनके साथ काम करने वाले लोगों के लिए गंभीर खतरे पैदा करते हैं। श्रमिकों की सुरक्षा के लिए, जो स्थान ओजोन को ऑक्सीडेंट के रूप में उपयोग कर रहे हैं, उन्हें समय-समय पर हवा में ओजोन के स्तर का परीक्षण करना चाहिए क्योंकि ओजोन का श्वसन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। सभी ऑक्सीडेंट को ठीक से संग्रहीत किया जाना चाहिए ताकि वे विघटित न हों और श्रमिकों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि वे किसी भी ऑक्सीडेंट के साथ त्वचा के संपर्क में न हों। कुछ आई. एस. सी. ओ. यौगिक कार्बनिक संदूषकों के साथ आक्रामक रूप से प्रतिक्रिया कर सकते हैं और साइट पर सावधानी के साथ उपयोग किया जाना चाहिए। विशेष रूप से फेंटन का अभिकर्मक अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होता है और यदि इसका सावधानीपूर्वक उपयोग नहीं किया जाता है या इसे स्थिर नहीं किया जाता है तो यह जलभृत में सूक्ष्मजीव जीवन पर अवांछित प्रभाव डाल सकता है। आई. एस. सी. ओ. से जुड़ी अन्य चुनौतियों में अवांछित या विषाक्त ऑक्सीकरण उत्पादों का उत्पादन शामिल है। हाल के साक्ष्य बताते हैं कि बेंजीन के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप फिनोल (एक अपेक्षाकृत सौम्य यौगिक) और एक नए एल्डिहाइड साइड-प्रोडक्ट का निर्माण होता है, जिसका विष विज्ञान अज्ञात है। वर्तमान में संभावित सुधार आई. एस. सी. ओ. को ज्यादातर अपने आप लागू किया जाता है, लेकिन आई. एस. सी. ओ. को अन्य तकनीकों जैसे कि इन सीटू केमिकल रिडक्शन (आई. एस. सी. आर.) और इन सीटू थर्मल डिसॉर्प्शन (आई. एस. टी. डी.) के साथ जोड़ना संभव हो सकता है। चूँकि आई. एस. सी. ओ. कम सांद्रता वाले संदूषक प्लुम्स के उपचार में कुशल नहीं है, आई. एस. सी. ओ. का उपयोग संदूषक स्रोत के उपचार के लिए किया जा सकता है जबकि आई. एस. सी. आर. प्लुम्स का उपचार करता है। पारंपरिक आई. एस. सी. ओ. जलीय (भूजल) चरण में दूषित पदार्थों के बड़े पैमाने पर हस्तांतरण द्वारा सीमित है। चूँकि ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया भूजल में होती है, संदूषक विनाश केवल उन संदूषकों तक ही सीमित है जो भूजल चरण में विभाजित हो गए हैं। उन स्थलों पर इस सीमा को दूर करने के लिए जिनमें पर्याप्त मिट्टी संदूषण, और/या गैर-जलीय चरण तरल (एन. ए. पी. एल.) है, सर्फैक्टेंट को ऑक्सीडेंट के साथ एक साथ इंजेक्ट किया जा सकता है। सर्फैक्टेंट मिट्टी के सोर्ब दूषित पदार्थों और/या एन. ए. पी. एल. को जलीय चरण ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं में नष्ट करने में सक्षम बनाते हैं; इस पेटेंट तकनीक को सर्फैक्टेंट-एन्हांस्ड इन सीटू केमिकल ऑक्सीकरण (एस-आई. एस. सी. ओ.) के रूप में जाना जाता है। आई. एस. सी. ओ. वितरण प्रौद्योगिकी और अभिकर्मकों को भी बढ़ाया जा सकता है। वर्तमान में, एक ऑक्सीडेंट को दूषित स्थल में इंजेक्ट किया जाता है और इंजेक्शन दबाव, अशांति और एडवेक्शन द्वारा वितरित किया जाता है। यह विधि उपयुक्त बिंदु अंतराल और प्रभाव की थोड़ी अतिव्यापी त्रिज्या (आरओआई) के साथ प्रभावी है। हालांकि, पेरोक्साइड-आधारित अभिकर्मक बहुत स्थिर नहीं होते हैं और उप-सतह में इंजेक्ट किए जाने के तुरंत बाद अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जब तक कि पेरोक्साइड स्थिर न हो जाए। इसके अतिरिक्त, वर्तमान पर्सल्फेट सक्रियण विधियाँ अक्सर रुक जाती हैं जिसके परिणामस्वरूप उप-इष्टतम परिणाम मिलते हैं। इन समस्याओं को ऑक्सीडेंट बनाकर ठीक किया जा सकता है जो अधिक स्थिर हैं और विशेष रूप से दूषित पदार्थों के लिए लक्षित हैं ताकि वे अन्य पदार्थों को ऑक्सीकृत न करें। वितरण प्रणाली में भी सुधार किया जा सकता है ताकि ऑक्सीडेंट को सही स्थानों पर भेजा जा सके। इन-सीटू रासायनिक अपशिष्ट की इन-सीटू कैपिंग भी देखें संदर्भ बाहरी लिंक इस विषय पर अतिरिक्त जानकारी निम्नलिखित स्थलों पर पाई जा सकती हैः इन-सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण के लिए इन-सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण-पुस्तक सिद्धांत और इन-सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण के अभ्यासः एक लघु पाठ्यक्रम प्रतिक्रिया और परिवहन प्रक्रियाएं डी. एन. ए. पी. एल. प्रौद्योगिकी प्रथाओं के इन-सीटू रासायनिक ऑक्सीकरण को नियंत्रित करना मैनुअल यू. एस. ई. पी. ए. क्लीन-अप सूचना ओरेगन स्वास्थ्य और विज्ञान विश्वविद्यालय दर स्थिर डेटाबेस प्रदूषण नियंत्रण प्रौद्योगिकियां