IN SITU BIOPRECIPITÁCIÓ Összeállította: Sarlós Kata Zn és Co csapadékok immobilizálása természetes és mesterséges mátrixokban.

Az előadások a következő témára: "IN SITU BIOPRECIPITÁCIÓ Összeállította: Sarlós Kata Zn és Co csapadékok immobilizálása természetes és mesterséges mátrixokban."— Előadás másolata:

1 IN SITU BIOPRECIPITÁCIÓ Összeállította: Sarlós Kata Zn és Co csapadékok immobilizálása természetes és mesterséges mátrixokban

2 Fogalmak:  ISBP: in situ bioprecipitáció  Precipitáció: kicsapódás, alkotórész eltávolítása  In situ: módszer, amivel a szennyezett talaj, felszín alatti víz, talajgáz, felszíni víz és üledék kezelését eredeti helyén, kitermelés nélkül oldják meg  SRB: szulfát redukáló baktérium  Immobolizáció: mozgás, mozgékonyság megszüntetése

3 Szennyező anyagok: A talajok nehézfémekkel való szennyezettsége korunk nagy problémája főként antropogén hatásoknak köszönhető szennyezőanyagok az esővízzel könnyen kimosódhatnak, beszennyezik a talajvizet is Főként a közlekedés révén kerülnek a talajba: Pb, Cu, Cr, Ni, Zn, Cd, Co, Hg, As, Ag, Be A hagyományos módszerek, mint a szivattyúzás, és különféle kezelések gyakorlatilag haszontalanok olyan nagy területeken, ahol hatalmas mennyiségű talajvizet kell szivattyúzni, illetve kezelni Ref.: Stability of Zn and Co precipitates immobolizied by in situ bioprecipitation (ISBP) process in natural and artifical matrices, Satyawali et al.

4 ISBP  In situ, vagyis helyben alkalmazott talajkezelési technológia, mely a talajban lévő nehézfémek biológiai hozzáférhetőségét szünteti meg, kicsapatással  Lényege: egy módosított szénforrást (elektron donor) adnak a szennyezett közeghez a fémkicsapás elérése érdekében. A kezelendő szennyező fém szulfid formában immobilis, oldhatatlan, biológiailag felvehetetlen. A szulfidot szulfátlégző baktériumok (SRB) állítják elő, ezzel megváltoztatják a fémek kémiai formáját.  Előnye: kitermelés, szállítás nem történik, nem okoz további környezeti és egészségi károkat, nagymértékben csökken a kockázata  szennyezés-mentesítéshez nincs szükség további területre  nincs tároló igény (a kitermelt talajnak)  a kezelt talaj az eredeti helyén marad  nem igényli újabb vegyi anyagok használatát  kedvezőbb a költségek vonatkozásában  alkalmazhatóságának feltételei: jó áteresztőképességű talaj, a szennyezőanyag homogén eloszlása a kezelt közegben

5 SRB: Olyan anaerob baktérium, mely az energiáját szerves vegyületek (vagy hidrogén) oxidálásával nyeri, miközben a szulfátokat szulfidokká alakítja – egyfajta értelemben szulfátot „lélegzik”, légzési láncukban a szulfátiont hasznosítják elektronfelvevőként, az egyik legősibb baktérium faj, már 3 milliárd éve is létezett, fontos szerepük van a kén körforgalmában. Az ilyen mikroorganizmusok tizennégy nemzetségét különíthetjük el (köztük ősbaktériumokat is ). Mind gazdaságilag (a fémek korróziója, kőolajipar, szennyvíztisztítás stb.), mind ökológiailag fontosak ezek a szilfátredukáló baktériumok. Ha megfelelő elektron donorral találkozik, a szulfátokat szulfidokká alakítja, amik ezzel egyidejűleg kicsapják a nehézfémeket és meg is kötik őket : immobilizáció Ref.: www.wikipedia.org – sulpahte reducing bacteria; www.sulinet.hu/eletestudomany/archiv/1997/9724/ken/ken.html

6 Stabilitás vizsgálata: Az ISBP hatékonyság attól függ, mennyire képes hosszú távon a fém csapadékokat stabilizálni a folyamat lezajlása után. Co És Zn csapadékok stabilitását vizsgálták laboratóriumi körülmények között különféle mátrixokban: 1. mesterséges mátrix: homok, 200 mg/l Zn és mesterséges talajvíz (laktát) 2. természetes mátrix: talajvíz, víztartó anyagok és eltérő mennyiségű szennyező anyagok (Co és Zn) Vizsgálat: kémiai analízis, sorozatos extrakciók, redox kezelés, eltérő légköri körülmények mellett, elektronmikroszkóp, biológiai hozzáférhetőség aerob körülmények mellett

7 Alkalmazhatóság Eredmények: stabil Zn és Co csapadékok Miután laboratóriumi körülmények közt optimálták a vizsgálatot, terepen is kipróbálták, félüzemi méretben. A tesztek sikeresnek bizonyultak: a talajvízben lévő fémek mennyiségét 1 mg/l alá csökkentették. Ref.: Stability of Zn and Co precipitates immobolizied by in situ bioprecipitation (ISBP) process in natural and artifical matrices, Satyawali et al.

8 Szabadföldi vizsgálatok :  Helyszín: Belgium, Antwerpen  Vizsgált minták:  a fő szennyezőanyag a Co: 3,1–400 mg/l és S  a talaj kéntartalma: 300 mg/l  mikrokozmosz: 40 g talaj 200 ml talajvízben, 250 ml-es edényekben  kontrol minták: abiotikus (0,715% formaldehiddel); szénforrás nélküli természetes  szubsztrátok: laktát és tejsavó

9 Ref.: IN SITU PRECIPITATION FOR REMEDIATION OF HEAVY METAL CONTAMINATED GROUNDWATER AT A NON FERROUS INDUSTRIAL SITE, Vanbroekhoven et al., IMWA Symposium 2007: Water in Mining Environments, R. Cidu & F. Frau (Eds), 27th - 31st May 2007, Cagliari, Italy Bal oldalon a kén, jobb oldalon a kobalt koncentráció alakulása a szubsztrátok beinjektálása után a laboratóriumi kísérletben