Kadmiummal szennyezett rizsföld kezelése bioszénnel

Data provider

Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group

Organisation/Data provider's nameBudapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Name of contact
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Contact details
Telephone/fax
+36-1-4632347
Compulsory sheet of the technology
Technology Hungarian nameKadmiummal szennyezett rizsföld kezelése bioszénnel
Technology name
Biochar soil amendment as a solution to prevent Cd-tainted rice from China
Country of origin
Kína
Stage of development
developed, proven by demonstration
Start of the development
2010
End of the development
2013
Financing of the project
Application sphere
Contaminant group|Contaminant typically treated
  • Metals, semi-metals and their compounds
  • cadmium
Description of environmental risk
Typical measured/quantitative value of environmental risk
Kadmium koncentrációja a rizsszemekben
The metric unit of measurement of the typical environmental risk
mg/kg
Typical initial value
>0.2
Maximum initial value
3.13
Typical final value
<0.2
Information on the technology
Environmental element/phase the method may be applied to
Saturated soil
Technology type
simple
Basis of the technology
Physical- chemical
Technology description

A cél a rizsszemek kadmium tartalmának egészségügyi határértéknek megfelelő 0,2 mg/kg-os koncentráció elérése. Ehhez szükséges a talaj remediációja bioszénnel. A bioszenet 350-550°C-on állítják elő szalmaszál pirolízisével függőleges helyzetű égetőkemencében. Az így előállított bioszén magas (467g/kg) szerves széntartalmú. Fajlagos felülete: 8,92 m2/g és pH-ja 10,4 körüli, amely tulajdonságainak köszönhetően a talajban levő fémszennyezés, jelen esetben a kadmium immobilizálására alkalmas a bioszén, a kadmium megkötésével. Így a növényi szövetekbe való felszívódás és a kadmium akkumulációjának kockázatát erősen tudjuk csökkenteni bioszén alkalmazásával.

Description of the novelty of the technology

A leghatékonyabban (szennyezőanyag megkötés hatásfoka és költség szempont) alkalmazható a talaj kadmiumszennyezésének eltávolítására. Ökoszisztéma-károsító hatása nincs. A tanulmány egyértelműen alátámasztja, hogy a talaj kadmiumtartalmának csökkenését legfőképpen a talajba kerülő bioszén okozta pH növekedés segíti.

Technology classification
Remediation technology type
  • chemical remediation
Remediation technology from contaminant point of view
immobilisation
Remediation technology from execution point of view
in situ
Technology-monitoring
Technological parameters
Material consumption
Contaminant amount
pH
Specific surface
Other technological parameter

Talaj szerves széntartalma

Monitored environmental element
Saturated soil
Costs of the technology
Capital costs
4.000 - 8.000 Euro
Specific operation costs
no estimation
Specific energy costs
no estimation
Specific material costs
above 400 Euro
Specific labour costs
no estimation
Specific total costs
above 400 Euro
Remarks on cost calculation

A jelen tanulmány által ismertetett talajremediációs technológia egyetlen meghatározó költsége a felhasznált bioszén mennyiségéből adódik, amely így a beruházási költségünknek tekinthető. A rizsföldek művelése a hagyományos módszerek szerint történik, plusz munkaerő ráfordítást és berendezések felállítását sem igényli. A költség (12.000 USD) hektáronként értendő.

SWOT (evalaution based on scores)
Costs
2-high
Time requirement
4-low
Space requirement
0-non relevant
Workload requirement
4-low
Equipment, apparata requirement
4-low
Qualified labour
5-very low
Environmental risk and workplace risks
5-very low
Ability to meet the target value
4-high
Environmental efficiency
4-high
Cost efficiency
5-excellent
Generation of any recyclable byproduct
no
Generation of any byproduct to be treated
no
Automation/remote control
no
Feasibility
5-excellent
Availability
4-good
Well known
2-weak
SWOT (evaluation in words)
Strengths

Mivel a felhasznált bioszenet szalma pirolízisével állítják elő, könnyen elérhető, zöld technológiát alkalmazunk.
Költségigénye lényegesen alacsonyabb, mint a talaj kadmiummentesítése esetében alkalmazható technológiák költsége.
A bioszén hatékonyan és nagy mennyiségben képes megkötni a kadmiumot. A technológia nem igényli nagy mennyiségű plusz munkaerő ráfordítását.

Weaknesses

Ahhoz, hogy a határértékeknek megfelelő, vagy attól kisebb kadmium koncentrációjúak legyenek a rizsszemek, nagyon nagy mennyiségű (40 t/ha) bioszén felhasználása szükséges.
A hántolatlan rizsszemek esetén nem sikerült elérni nagyobb mértékű kadmium-koncentráció csökkenést.

Possibilities

A bioszén széles körben alkalmazható, nem csak kadmium, más fémszennyezések megkötésére a nagy fajlagos felülete és a bioszénben levő funkciós csoportoknak köszönhetően, ez egy jó alapot ad a ahhoz, hogy széles körben elterjedjen.

Threats

Veszélyes lehet a bioszén szénhidrogén tartalma.

Completed applications
Site name
Talajremediáció bioszénnel
Location of the application, country
Kína
Location of the application, town
Dél-Kína
Start date of the application
2010
Alkalmazás befejező időpontja
2011
Application stages
Demonstration
Size of the treated area
Length (m)
5.0
Width (m)
4.0
Volume of the moved phase
Air (m3)
0.0
Water (m3)
0.0
Soil (m3)
0.0
Landuse
Agricultural
Summary of the charasteristic parameters of application

Dél-Kínában öt szabadföldi kísérletet végeztek el a rizs kadmiumkoncentrációjának csökkentése érdekében. A területek a következő városokat érintették: Yixing, Yueyang, Guaghan és Longyan. A területeken előzetes felméréseket végeztek, mely során a talajok pH-ját, kadmium-koncentrációját, szerves széntartalmát mérték. Ezekre rendkívül eltérő adatokat kaptak a különböző földterületek esetén (1. kép). A kijelölt területeken 4 m x 5 m nagyságú parcellákat hoztak létre, amelyek a későbbi vizsgálatok tárgyát képezték. 3 esete volt a vizsgálatnak: C0 = nem alkalmaztak bioszenes kezelést; C20 = 20 t/ha mennyiségű bioszenet szórtak ki a talajra; C40 = 40 t/ha bioszenet szórtak ki a talajra. A kezelés során meghagyták a hagyományos művelési kultúrákat, további beavatkozásokat nem végeztek. A bioszén kijuttatása még a rizs ültetése előtt megtörtént. A rizsszezonban, a szüret idején a talajból és a rizsszemekből is vettek mintát, az analízis központjában a kadmium-koncentráció állt. A vizsgálatok igazolták, hogy a bioszén a kadmium immobilizációjára képes anyag, a kadmium mennyiség csökkenését, 5 földterületre bontva, a 2. kép mutatja. A bioszenes eljárás nélkül a rizs kadmium-koncentrációja 0,31 - 3,13 mg/kg között változott. A kísérlet során megállapították, hogy a kadmium akkumulációja a rizsszemekbe a talaj pH-tól, a talaj szerves széntartalmától valamint a rizs fajtájától is függ.

Publications, references
Publications

Jelen tanulmány:
Rongjun Bian, De Chen, Xiaoyu Liu, Liqiang Cui,
Lianqing Li, Genxing Pan, Dan Xie, Jinwei Zheng, Xuhui
Zhang, Jufeng Zheng, Andrew Chang: Biochar soil
amendment as a solution to prevent Cd-tainted rice from
China: Results from a cross-site field experiment,
Ecological Engineering 58 (2013) 378–383

References

Rongjun Bian, De Chen, Xiaoyu Liu, Liqiang Cui,
Lianqing Li, Genxing Pan, Dan Xie, Jinwei Zheng, Xuhui
Zhang, Jufeng Zheng, Andrew Chang: Biochar soil
amendment as a solution to prevent Cd-tainted rice from
China: Results from a cross-site field experiment,
Ecological Engineering 58 (2013) 378–383

Pictures
Properties of the datasheet
Datasheet id (original)
1754
Creator
Rubos Nikolett Emese
Status
Verified
Adatlap típusaSoil remediation technology
Létrehozás2015-04-14
Módosítás2018-06-22