REMEDIÁCIÓ Remediációs technológiák (osztályozás, csoportosítás) Molnár Mónika és Nagy Zsuzsanna Magdolna Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A környezettoxikológia a kockázatkezelésben

A remediációs technológiák csoportosítási lehetőségei 1. A remediáció alapulhat a szennyezőanyag immobilizálásán vagy mobilizálásán. 2.  Remediálási módszerek környezeti elemek szerint: levegő, víz, talajvíz, talaj vagy üledékremediálási módszer lehetnek 3. A talajremediálási módszer a talaj fázisai szerint jelentheti a talajlevegő, talajnedvesség, a talajvíz, a talaj szilárd fázisa, a különálló szennyezőanyag fázis vagy több fázis együttes kezelését, pl. talajvíz és szilárd fázis, vagy háromfázisú (telítetlen) talaj kezelését.

A remediációs technológiák csoportosítási lehetőségei 4. A remediáció alapulhat a talajban spontán lejátszódó folyamaton. 5. A remediáció lehet in situ vagy ex situ módszer vagy ezek kombinációja. 6. A talajremediáció alkalmazhat fizikai-kémiai, termikus vagy biológiai módszert. …  

A szennyezett talajok kezelésére alkalmazott módszerek – osztályozása 1. Rendezett biztonságos lerakás (Containment) Szennyezett talajtérfogat „kapszulálása” Környezettől való elszigetelés Kockázatcsökkentés nem végleges

A szennyezett talajok kezelésére alkalmazott módszerek – osztályozás 2. Ex situ Kezelés a talaj (talajfázisok) eredeti helyéről való eltávolítás után Kiszívott talajgáz v. pára kezelése is Gyakran csak a szilárd fázisra vonatkoztatják On site Kezelés a talaj eredeti helyéről való eltávolítás után a helyszínen Technológiai szempontból kevés a különbség az ex situ -hoz képest Megkülönböztetés: a kapcsolódó műveletek, időtartam In situ Kezelendő talajfázisokat nem távolítjuk el (vagy egyiket sem, vagy csak a szilárdat nem) „Kvázi reaktor” (Nyitott reaktor: faltalan, de nem végtelen) További megkülönböztetés: a rendszer zavartalansága

A talajremediálási módszerek csoportosítási szempontjai In situ, ex situ, on site  sok a félreértés, újra kell értelmezni Funkcionális csoportosítás szükséges Osztályozás a szennyezőanyag tulajdonságai és a szennyezett közeg, ill. fázis szerint Mobilizálás Immobilizálás

A szennyezőanyag által meghatározott szempontok és technológiaosztályozás A szennyezőanyag fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságai (illékony-e, vízoldható-e vagy azzá tehető, szorbeálódó, biodegradálható, biológiai úton immobilizálható-e…) egykomponensű vagy többkomponensű talajfázisok közötti megoszlás (becsülhető)

Technológiák csoportosítása a szennyezőanyag mobilizálása/immobilizálása alapján A szennyezőanyagon végbemenő változások szerinti csoportosítás A szennyezőanyag mobilisabbá, mozgékonyabbá (illékonyabbá, vízoldhatóbbá, biológiailag felvehetőbbé, deszorbeálódóbbá) tétele, vagy teljes immobilizálása Funkcionális csoportosítás

Szennyező-anyag kémiai tulajdonsága Talaj szilárd fázisa Talajvíz Talajlevegő Illékony Bioremediáció Talajgőz kiszívása és felszíni kezelése Termikus deszorpció Sztrippelés Talajgáz kiszívása és felszíni kezelése Vízoldható Fitoremediáció Talajmosás Elektrokinetikai eljárások Talajvíz kiszívás & felszíni kezelés Aktív résfalak Szorbeálódó Biológiai kioldás Extrakció Szemcseméret szerinti frakcionálás Talajégetés/Pirolízis Vitrifikáció Elektrokinetikai eljárás Biodegradáción alapuló remediáció Talajvíz kiszívás és felszíni kezelés

Szennyező-anyag kémiai tulajdonsága Talaj szilárd fázisa Talajvíz Talajlevegő Illékony Gázadszorpció szilárd fázison Kémiai immobilizáció Biológiai immobilizáció Izoláció Vízoldható Fitostabilizáció Szorpció növelése Kémiai oxidáció/redukció Fizikai-kémiai stabilizáció Rhizofiltráció Kicsapás, oldhatóság csökkentése Kémiai ox./redukció Fizikai-kémiai immobilizáció (kicsapás, szorpció növelése) Szorbeálódó Vitrifikáció, kerámiába ágyazás Kicsapás, oldhatóság csökkentés

Fizikai, kémiai és biológiai folyamatokon alapuló talajkezelési technológiák - fizikai Leggyakoribb fizikai talajkezelési technológiák a szennyezett talajgáz elszívása és a víz kiszivattyúzása a talajból és felszíni kezelése. Következmény: új kémiai és biológiai folyamatok, új egyensúlyi helyzet Új víz, új levegő - szorpciós-deszorpciós, oldódás-kicsapódás, elpárolgás-gőzfázisból, mikroorganizmusok friss levegőellátottsága

Fizikai, kémiai és biológiai folyamatokon alapuló talajkezelési technológiák - kémiai A talajvízben oldott és a szilárd talajfázishoz kötött, szorbeált formában jelenlévő szennyezőanyagokra. Az alkalmazott kémiai reakciók: a hidrolízis, az oxidáció, a redukció, a szubsztitúció, a kondenzáció, a polimerizáció, stb. A kémiai átalakítás célja lehet: a mobilitás növelése (illékonnyá tétel, vízoldhatóvá tétel, biológiai hozzáférhetőség növelése), immobilizálás (oldhatatlanná tétel, kicsapás), teljes vagy részleges bontás, toxikusság csökkentés, toxicitásért felelős csoportok elbontása, lecserélése (pl. deklórozás).

Fizikai, kémiai és biológiai folyamatokon alapuló talajkezelési technológiák - termikus a kismértékű hőmérsékletemeléstől a közepes, a magas és az extrém magas hőfokokig, gőz, meleg levegő, elektromos erőtér, rezgések segítségével. A hőmérséklet kismértékű emelése (60 oC-ig) intenzifikálja a biológiai folyamatokat, és egyben növeli az illékonyságot, a nem gázok vízoldhatóságát és a deszorpciós folyamatokat valamint minden kémiai és biokémiai folyamatot a talajban. 100–600 oC hőmérséklettartomány:deszorpció intenzifikálására, elsősorban ex situ technológiai megoldásokban, zárt reaktorokban, levegő kizárásával Égetés, pirolízis Vitrifikáció

Fizikai, kémiai és biológiai folyamatokon alapuló talajkezelési technológiák - biológiai Alapja természetes folyamat: biodegradáció Fokozatok beavatkozástól függően A mikroflóra működésének optimálása, aktivitásának növelése Enyhe beavatkozás: nedvesítés, levegőztetés,tápanyag adagolás, pH állítás Erőteljesebb beavatkozás: adalékanyagok alkalmazása, mikrobiális oltóanyagok, hőmérséklet emelése Helyszínspecifikusság In situ, ex situ Talajgáz, talajvíz, teljes talaj BIOREMEDIÁCIÓ

Döntési folyamat Technológiai szempontok: szóbajövő technológiai alternatívák kijelölése A megfelelő technológiai alternatívák rangsorolása (ökomérnök): ökoszisztéma és az emberi egészség védelme, kockázatkommunikációs és szociális szempontok, területfejlesztés, területhasználat, gazdasági szempontok. De a terület tulajdonosa ettől eltérő prioritásokat jelölhet meg (1. Területhasznosítás, bevételszerzés)!

A beavatkozás sürgőssége A beavatkozás sürgősségét a terület érzékenysége és a szennyezőanyag veszélyessége (toxicitás, mobilitás, vízoldhatóság, stb.) együttesen szabja meg. A beavatkozás sürgősségét, - több remediálandó terület esetén a prioritások meghatározását - az alábbi sorrend határozza meg: 1. Vízbázisok veszélyeztetettsége 2. Potenciális vízbázisok veszélyeztetettsége 3. A szennyezőanyag gyors terjedése 4. Felszíni befogadóhoz közeli szennyeződés A területhasználatokhoz kapcsolódóan is megadhatjuk a fontossági sorrendet. Prioritást élveznek azok a területek, ahol a szennyeződés veszélyezteti a terület jelenlegi használatát, azután következnek azok, ahol a terület jövőbeni használata veszélyeztetett. Ezután következnek a városi, a tengerparti és az ipari területek.

In situ vagy ex situ Nagyság, kiterjedés: nagy kiterjedés az in situ felé tolja a döntés mérlegének nyelvét Terjedés, toxicitás, veszélyesség: ennek nagy volta az ex situ felé tolja a döntésünket Szennyezett elemek és fázisok: víz, levegő: ex situ, talaj: in situ Terület jövőbeni használata: pl. lesz-e építkezés, megbolygatják-e a terület felszínét. Ha igen, ex situ. Természetvédelmi terület és nem várható területhasználat változás: in situ. A kettő között folyamatos átmenet szerinti döntés. A beavatkozás sürgőssége: sürgős: ex situ felé, nem sürgős: in situ felé tolja. Kapcsolható és kapcsolandó technológiák: pl. megelőzésre: résfal: aktív résfal: kezelés + megelőzés, szivattyúzás: ex situ vízkezelés + vízzel tovaterjedése

IRODALOM KÖRINFO adatbázis (www.körinfo.hu) : Talaj és felszín alatti víz környezeti kockázatának csökkentése- http://www.enfo.hu/drupal/hu/node/795