In situ aerob bioremediáció

Az előadások a következő témára: "In situ aerob bioremediáció"— Előadás másolata:

1 In situ aerob bioremediáció
Készítette: Cseri Olívia Környezetmérnök Bsc.

2 Talajszennyeződések kialakulásának okai
Kőolajszármazékok, ipari vegyi anyagok nagy mennyiségben történő használata, környezetbe kerülése A talaj szennyezőanyagkötő képessége A talaj három fázisának sajátos kölcsönhatásai, a szennyezőanyag fázisok közötti megoszlása Éghajlati, domborzati paraméterek

3 Talajtulajdonságok, melyek befolyásolják a kőolajszármazékok talajban történő mozgását
Humusztartalom, kémiai összetétel Textúra Hidraulikus vezetőképesség Nedvességtartalom Porozitás Térfogattömeg Kapillaritás Fajlagos felület

4 Aerob biológiai remediációs technológia (definíció)
Mikroorganizmusok által katalizált oxidációs folyamat Szerves vegyületekből szervetlen állítódik elő - mineralizáció Előny: gyors és intenzív biológiai bontási folyamat, ha korlátlan az oxigén mennyiség Ha nincs elég oxigén, anaerob folyamatok, erjedés lép fel Ha a szennyezőanyag csak szénforrásul szolgál, és a vízben nincs elég biogén elem, a folyamat gyorsítható nitrogén, foszfor vagy mikroelemek biztosításával

5 Aerob oxidáción alapuló talaj bioremediáció (definíció)
Mikroorganizmusok energiatermelése Szennyezőanyag=szubsztrát, oxidáció -energiatermelés Ezért az oxigénkoncentrációt magas szinten kell tartani: talajszellőztetés, talajvízbe injektálás, víz levegőztetés Alternatív megoldás: hidrogénperoxid, peroxidvegyületek szolgáltatják az oxigént, de vigyázni kell, mert ez mérgezően hat a talaj mikroorganizmusaira

6 In situ remediáció (definíció)
A szennyezett környezeti elemek remediációjának az a módja, hogy a szennyezett fázis kezelését eredeti helyén, kitermelés nélkül oldja meg. Az in situ remediációs technológiát, a műveleteket, berendezéseket a szennyezett környezeti elembe/fázisba helyezi bele. Az alkalmazott művelet hatótávolsága jelenti a kezelt térfogatot, a „reaktor” határát. A technológia módszerei : biológiai, fizikai, kémiai, ökológiai, vagy ezek kombinációja. A technológia tervezéséhez a szennyezőanyag és a környezeti elem jellemzőinek ismeretén kívül technológiai kísérleti eredmények is szükségesek.

7 Besorolás Biológia remediációs technológiai csoport
Aerob biodegradáción alapuló technológia Szennyezőanyag szempontjából mobilizálás jellemzi Kivitelezés szerint in situ remediációs technológia Fázis amelyre alkalmazható:telítetlen (teljes) talaj

8 Szennyezőanyag, amelyre alkalmazható
Benzol és alkilbenzolok (BTEX) , technológia által kezelt szennyezőanyag jellemzése: max. kezdeti konc.:1430mg/kg, max. végkonc.: 1,4mg/kg Kőolajszármazékok (TPH) - egyéb kőolaj származék (ásványolajok) , technológia által kezelt szennyezőanyag jellemzése: max. kezdeti konc.: 1800mg/kg, max. végkonc.: 85mg/kg

9 Alkalmazhatósági korlátok
Figyelembe kell venni: bizonyos hőmérsékleten a bontás csökken, vagy megáll a mikroszervezetek szennyezőanyag-tűrő képességét (a szennyező anyagok bizonyos koncentráció felett gátolhatják a mikroszervezetek szaporodását, vagy elpusztíthatják őket) a biodegradációs módszerek alkalmazása előtt a szabad fázisban lévő szennyező anyagokat el kell távolítani a mikroszervezetek szennyezőanyag-bontási képességét (kevert szennyezés esetén képesek-e valamennyi szennyezőanyagot lebontani) a patogén, vagy fakultatív patogén mikroszervezetek helyben, vagy tartályokban jelen lehetnek

10 Kockázatok Környezetre, levegőre, talajra, felszíni, és talajvizekre nézve az alkalmazott berendezések és a szükséges energia, a technológiában használt adalékanyagok, a technológiában használt mikroorganizmusok, a degradáció (biodegradáció) során keletkező toxikus (közti)termékek, a degradáció során megnövekedett hozzáférhetőség, vízoldhatóság, a szennyezőanyagok és metabolitok megváltozott terjedése és hatása

11 Kockázatok: Humán egészségkockázat:
a kikerülő vegyi anyagok toxikus, karcinogén, mutagén, teratogén hatásai és az expozíciós utak (belégzés, bőrkontakt, emésztőrendszeren keresztül) alapján. In situ technológia esetében: az összetételben, tápanyag-ellátottságban, mikroflórában megváltozott terület a metabolitok, szennyezőanyag- és adalékanyag maradékok kockázata a remediált terület használattól függő kockázatai (ökológiai és humán egészségkockázat). Humán egészségkockázat:

12 SWOT - analízis Erősség: in situ biotechnológia, olcsó, ökohatékony
Gyengeség: gyakori ellenőrzés, kötött talaj esetén az átlevegőztetés korlátolt, időigényes lehet Lehetőségek: levegőinjektálás helyett talajszellőztetés -> olcsóbb Veszélyek: heterogenitások

13 Konkrét megvalósítás Wierden, Hollandia
A beavatkozás oka: határérték feletti szennyezettség Szennyezést okozó (forrás) :egy régebbi benzinkút Alkalmazás fázisa: demonstráció Alkalmazás időpontja: A hely mérete: 0.24 ha Remediálandó fázisok: talaj- és felszíni víz

14 Bioremediációs technikák tervezése
Talaj ill. talajvíz mintavétel a szennyezett területről A minták teljes biológiai és kémiai analízise- szennyezettségi és vízkémiai paraméterek, a degradációban résztvevő mikroorganizmusok specifikus kimutatása (DNS-, RNS-izolálás,PCR), az autochton baktérium közösség degradációs képességének vizsgálata, pl.katabolikus gének molekuláris analízisével ( PCR) Mikrokozmosz kísérlet adalékanyagok hozzáadásával Mintavétel A minták analízise és tesztelése Javaslat adalékanyag alkalmazásra Az in situ beavatkozás nyomon követése biológiai és kémiai paraméterek monitorozásával

15 Hínár és nádvágó, bioremediáció

16

17 Olajszennyezés sorsa felszíni vízben

18