Fitoextrakció technológiára vonatkozó információ 1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható: Telítetlen (teljes) talaj 2.Remediációs technológia típusa:

Az előadások a következő témára: "Fitoextrakció technológiára vonatkozó információ 1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható: Telítetlen (teljes) talaj 2.Remediációs technológia típusa:"— Előadás másolata:

1 Fitoextrakció technológiára vonatkozó információ 1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható: Telítetlen (teljes) talaj 2.Remediációs technológia típusa: Kombinált 3.Remediáció technológia alapja: kémiai; biológiai 4.Technológia általános ismertetése: Kelátképzők (EDTA) talajba juttatásával növelik a fémek mobilitását és ezáltal a növényi felvehetőségüket. Hiperakkumuláló növényfajok (napraforgó és repce) tábláira kilocsolják az EDTA vizes oldatát, majd a növényeket begyűjtik. A kezelést a kifejlett növényeken végzik, majd 2-3 nap után a növényeket eltávolítják a talajból. A kihelyezett kelát öt nap alatt lebomlik. 5.Újdonság bemutatása: Újdonság a kelátképzővel (EDTA-val) intenzívebbé tett fitoextrakció fémekkel szennyezett talaj és üledék esetén. A módszer in situ es ex situ is alkalmazható talaj ill. földszerű anyag tisztítására.

2 Technológia besorolása 1.Remedációs technológia csoportja - Remediációs technológia konkrét fajtája: minden csoport - rizofiltráción alapuló csurgalékkezelés 2.Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából: Mobilizáció; Immobilizáció 3.Remediációs technológia a kivitelezés szerint: insitu

3 Fitoextrakció A fitoextrakció során különleges, a fémek hiperakkumulációjára képes növényeket alkalmaznak a nehézfémmel szennyezett talaj megtisztítására. Speciális fém-akkumuláló növényekkel vonják ki a nehézfémeket a talajból, melyek a növények könnyen betakarítható föld feletti szerveibe (hajtásaiba), illetve gyökerébe helyeződnek át.

4 Hiperakkumuláció fogalma Hiperakkumulációról akkor beszélhetünk, ha a növény adott szervében a fémkoncentráció meghaladja az 1000 mg/kg szárazanyag értékét, a növény tehát jóval nagyobb mennyiségben veszi fel az adott elemet, mint az annak talajbéli koncentrációjából következne. A hiperakkumuláció koncentráció kritériuma nehézfémenként változik, a fémakkumuláció pedig fajspecikus.

5 Nehézfémtűrő árvácskafaj Viola calaminaria Havasaljiarsóka Havasalji tarsóka Thlaspi caerulescens Lúdfű Arabidopsis halleri Olajrepce Brassica napus Zn Retek Raphanus sativus Zn 10 000 mg/kg Zn 30 000 mg/kg Zn 1 000 mg/kg Cd 8 000 mg/kg Pb 30 000 mg/kg Zn Hiperakkumulátor növények

6 A fém hiperakkumulációra képes vadon előforduló növényfajok nemzetségei (pl. Thlaspi, Alyssum, Sebertia) hajtásuk > 0,01% Cd; >0,1% Co, Cu, Pb, Ni, valamint >1% Mn-t és Zn-et halmoznak fel. Mezőgazdasági haszonnövények (pl. kukorica, bab) hajtásukban 1% Pb akkumulációjára képesek, a szennyezett talajból EDTA-val történő kezelése után. Egyes tarsóka (Thlaspi) fajok például cinkben, kadmiumban, ólomban gazdag talajokból 3% (30000 mg/kg) cinket, 0,1% (1000 mg/kg) kadmiumot és (8000 mg/kg) ólmot is képesek akkumulálni hajtásukban. A nehézfém tartalmú növényi biomasszát összegyűjtik és ellenőrzött körülmények között feldolgozzák

7 A fitoextrakció során is alapkérdés, hogy a termőtalajok milyen mértékben szennyezettek fémekkel, milyen fémeket kell eltávolítani, és a fémek milyen kötésformában találhatóak a talajban. A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten elszennyezett talajok tisztítása esetén lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj teljes megtisztítására, hanem az adott toxikus fém koncentrációját csak a mezőgazdasági talajokra érvényes határérték eléréséig kívánjuk csökkenteni. A növények fémakkumulációja a talajba juttatott kelátképző szerekkel elősegíthető és fokozható. Ezek a szerek a nehézfémek kötésformáit megváltoztatják és azokat könnyebben felvehetővé alakítják. A legújabb kutatások eredményei alapján pl. az EDTA igen jelentős mértékben megnövelte a szennyezett talajon termesztett kukorica és borsó ólomfelvételét.

8 A legkomolyabb megoldandó probléma, hogy a FITOEXTRAKCIÓ során nagy tömegű, toxikus fémekkel enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely takarmányként nem hasznosítható. A legkomolyabb megoldandó probléma, hogy a FITOEXTRAKCIÓ során nagy tömegű, toxikus fémekkel enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely takarmányként nem hasznosítható. A toxikus fémeket tartalmazó biomassza tömegét komposztálással, elégetéssel lehetne csökkenteni. A toxikus fémeket tartalmazó biomassza tömegét komposztálással, elégetéssel lehetne csökkenteni. Égetés után a hamuban 10-20%-ban jelenlévő fémeket kohósítás után már gazdaságosan ki lehet nyerni. Termesztett növényeink között is találunk toxikus fém akkumuláló növényfajokat (hiperakkumulációról itt nem beszélhetünk), melyek főként a keresztesvirágúak (káposztafélék) és a fészekvirágúak közé tartoznak.

9 A növény különböző életszakaszaiban eltérő mennyiségű fémet képes felvenni(a növekedésével egyre többet)

10 SWOT (értékelés osztályzattal) Erősségek/gyengeségek Erősségek/gyengeségek 1.Költség:4-kicsi 2.Időigény:3-közepes 3.Helyigény:2-nagy 4.Munkaigény:4-kicsi 5.Felszerelés, műszerigény:4-kicsi 6.Szakember-igény:4-kicsi 7.Környezeti és munkahelyi kockázatok:5-nagyon kicsi 8.Célérték teljesítésének képessége:3-közepes 9.Környezethatékonyság:3-közepes 10.Költséghatékonyság:4-jó 11.Hasznosítható melléktermék keletkezése:nem 12.Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése:igen 13.Automatizálhatóság/távvezérelhetőség:nem 14.Alkalmazhatóság:4-jó 15.Elérhetőség:4-jó 16.Ismertség:3-közepes

11 SWOT (szöveges értékelés) 1.Erősségek: Kis költség a többi remediációs technológiához képest, a fitoremediációhoz képest valamivel nagyobb költség, ami a hatékonyságnövekedés miatt megtérül. Az adalék a természetben gyorsan lebomlik. 2.Gyengeségek: Hosszabb kezelési idő a többi technológiához képest (az adalék nélküli fitoremediációhoz képest rövidebb kezelési idő), a keletkező növényi anyagok további kezelést igényelnek. 3.Veszélyek: A növényi anyagokon keresztül a toxikus fémek táplálékláncba kerülése nem reális veszély, mert a kelátkezeléssel együttesen termesztett növényeket nem emberi fogyasztásra, hanem energia növényként hasznosítanánk. Környezeti veszélyt jelent a nem gondosan megválasztott kelát mennyiség, a talajt kelátos oldattal túlöntözve fennáll a veszéálye az oldatba vitt szennyezők talajvízbe mosása, ill. az alsóbb talajrétegek elszennyezésének. A megfelelő kelátos öntözővíz mennyiséget kiszámítva ez nem fordul elő. 3.Veszélyek: A növényi anyagokon keresztül a toxikus fémek táplálékláncba kerülése nem reális veszély, mert a kelátkezeléssel együttesen termesztett növényeket nem emberi fogyasztásra, hanem energia növényként hasznosítanánk. Környezeti veszélyt jelent a nem gondosan megválasztott kelát mennyiség, a talajt kelátos oldattal túlöntözve fennáll a veszéálye az oldatba vitt szennyezők talajvízbe mosása, ill. az alsóbb talajrétegek elszennyezésének. A megfelelő kelátos öntözővíz mennyiséget kiszámítva ez nem fordul elő.

12 A fitoextrakció alkalmazása, hatásainak értékelése Az alkalmazók többsége a fitoextrahálást hatékony és költségkímélő talajtisztításnak tartja. Felvetődött – de cáfolatra is talált – a talajt kezelő vegyi anyagok fémkilúgozó és a talaj-mikroorganizmusokra káros hatása. Még a talajkezelőként leggyakrabban használt EDTA-ról is kimutatták talajenzimek gátlását és fonalférgek pusztítását. Mindenképpen szükség volna más kelátok hasonló célú módszeres kipróbálására. A fitoextrakció rendszeres és sikeres alkalmazása nyomán nagy mennyiségben képződik mérgező nehézfémekkel szélsőségesen terhelt növényi tömeg. Pl. 6 t/ha ólommal szennyezett terület indukált fitoextrahálásakor indiai mustárral (Brassica funcea) a növényt 10 000–15 000 mg Pb/kg szennyezéssel gyűjtötték be. A szennyezett növényi hulladék kezelése, elhelyezése viszonylag szerényen képviselt téma, ugyanakkor bőséges szakirodalma van pl. – egyes növényfajok használati előnyeinek, – a felhalmozott nehézfémek szövetek és növényi részek közötti, – valamint celluláris és szubcelluláris megoszlásának vagy – a fémek felszívódási és áthelyeződési mechanizmusának.

13 Hivatkozás: www.omikk.bme.hu Dr. Lakatos Gyula tanszékvezető egyetemi docens a Debreceni egyetemen és az ő általa készített tanulmány a fitoremediációról Wikipedia www.mokkka.huwww.mokkka.hu adatbázis www.mokkka.hu