Data provider
Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Contact details
Compulsory sheet of the technology
Financing of the project
Application sphere
- Halogenated aliphatic organic compounds
- tetrachloroethane
Description of environmental risk
- Halogenated aliphatic organic compounds
- pentachloroethane
Description of environmental risk
- Halogenated aliphatic organic compounds
- 1,1,1-trichloroethane
Description of environmental risk
Information on the technology
A felszín alatti környezetben egyik leggyakrabban előforduló talaj-, ill. talajvízszennyező anyagok az ásványolaj eredetű szénhidrogének, valamint a halogénezett szerves oldószerek. Utóbbiak in situ anaerob biodegradációján alapuló talajremediáció során elektrondonor, illetve hidrogén kieresztő adalékanyagot alkalmaznak, melyből tulajdonképpen fokozatosan tejsav kerül a szennyezett talajvízbe.
A talajvízben a klórozott szénhidrogének által képzett szennyezett csóva kezelését injektáló kutak segítségével oldják meg.
In situ remediáció során a talajt annak eltávolítása nélkül, helyben kezelik. Főleg nagyobb területeket érintő szennyeződések esetén előnyösek a kevéssé költséges biológiai módszerek, de olyankor is célszerű alkalmazni, ha a talaj, vagy vízi üledék mélyebb rétegeiben kisebb szennyezett szigetek vannak.
A klórozott szénhidrogéncsóvára alkalmazott kezelés neve in situ biobarrier technika, ami azt jelenti, hogy a szennyezett csóva útjába egy biológiailag aktív réteget állítanak, amely mikrobiológiai úton bontja le a szennyezőanyagot. A kidolgozott eljárást elsősorban klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvíz kezelésére használják.
A technológia alkalmazása során a biobarrier (biológiai gát) létrehozásáért felelős perforált csöveken keresztül juttatják le az aktív zónába a megfelelő biológiai oltóanyagot és a szükséges adalékokat. Az adalékok között kiemelt szerepe van a HRC-vegyületnek, vagyis a hidrogéndonor vegyületnek, mely lassan, folyamatosan tejsavat bocsát ki, hogy biztosítsa a talajvíz redoxpotenciáljának állandó csökkentését, hogy a reduktív deklórozáshoz szükséges kis (0 körüli) redoxpotenciál folyamatosan fenntartható legyen. A redoxpotenciál folyamatos csökkentésére azért van szükség a reaktív zónában (ahol a mikrobiológiai deklórozás folyik), mert abba folyamatosan friss talajvíz érkezik nagyobb redoxpotenciállal, ami nem előnyös a deklórozást végző szervezetek működése szempontjából.
A populációdinamikai változások követésére olyan PCR primereket terveztek, amelyekkel az alifás, halogénezett és az aromás vegyületek lebontásáért felelős enzimeket kódoló gének amplifikálhatóak, és így azok gyakoriságának változása nyomon követhető.
A vizsgált gén az alábbi enzimet kódolja:
- dehalogenáz, sMMO (soluble methane monooxygenase): A klórozott szénhidrogének
egyik leggyakrabban előforduló anaerob biodegradációja a reduktív deklorinálás, ill. a metanotróf baktériumok monooxigenázos TCE lebontása, így ezek detektálásával követhető a mikrobiális-populációk dinamikája.
Anaerob degradációra a legalkalmasabb anyag a tejsavat lassan kibocsátó HRC-X adalék. Jobb, mint a benzoát-laktát-os módszer, amit folyamatosan felügyelni és ellenőrizni kell, hogy a kívánt koncentráció fenntartható legyen. Ezzel ellentétben a HRC-X-et, vagyis a hidrogénleadó vegyületet elég egyszer a talajba injektálni, az hosszú ideig kitart és mindig csak annyi használódik fel belőle, amennyi szükséges. Az in situ alkalmazás és a felszíni kontrollegység szükségtelenné válása azt eredményezi, hogy az adott területen aktív ipari tevékenység mellett is lefolytatható a remediáció.
Technology classification
- biological
- reductive dehalogenation based biotechnology
Technology-monitoring
talajvízáram
Costs of the technology
SWOT (evalaution based on scores)
SWOT (evaluation in words)
A benzoát-laktát módszerhez képest kisebb a helyigénye, gyorsabb és elég egyszer elvégezni a talajba való beinjektálást. Emellett a TCE és PCE vegyületeket biológiai bontását nagymértékben növeli.
A rutinalkalmazás kis kölségű, a talajvíz monitoringján és a HRC időszakos injektálásán kívül más nem szükséges.
A biológiához, mikrobiológiához, biotechnológiák kezeléséhez nem értő szakemberek és a biotechnológusok, talajremediációhoz értők hiánya. Olcsósága is hátrány lehet, mert nem hoz nagyon sokat a vállalkozónak.
Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvizek in situ és majdnem passzív, biológiai kezelése. Ma inkább csak a 'pump and treat' technológiát alkalmazzák, vagyis évtizedekig szivattyúzzák a szennyezett talajvizet és a felszínen kezelik, többnyire sztrippeléssel. A kihajtott klórozott szénhidrogéneket a levegőbe engedik, ami környezethatékonyság szempontjából még jobban lerontja a 'pump and treat' technológia értékét és megkérdőjelezi alkalmazhatóságát. A HRC-t alkalmazó technológiával kiváltható lenne.
Rossz állapotfelmérés és helytelen transzport feltételezés esetén nem lesz hatékony. Ha a szennyezőanyag nem bontható reduktív deklórozással, vagy ha a deklórozott termék nem bontható toivább, akkor a technológia hatástalan. Ezt előre tisztázni, laboratóriumi és pilot kísérletekkel ellenőrizni szükséges.
Completed applications
Size of the treated area
Volume of the moved phase
A HRC talajba injektálásának lényege hogy felgyorsítja a reduktív deklórozási (mikrobiológiai) folyamatot, így a mikroorganizmusok a szennyező anyagot viszonylag gyorsan természetes szerves anyagokra bontják le.
A kezelt területeken szignifikánsan csökkent klórozott szénhidrogének (TCE) koncentrációja.
A folyamat mellékhatásaként fel lehet hozni az etén koncentrációjának növekedését, de ez nem jelentős, illetve ennek bontására az fakultatav anaerob és aerob talajmikroorganizmusok képesek. A demonstrációs alkalmazás során HRC talajba juttatását követően monitoring rendszert építettek ki és ezen keresztül figyelték a lebontás folyamatát.
- Halogenated aliphatic organic compounds
- tetrachloroethylene
Description of environmental risk
Publications, references
1. Regenesis Bioremediation Products. 2003. TCE and VOC Remediation at Former
Industrial Property in San Jose, CA. Case History H 3.0. From www.regenesis.com.
2. Jeff Bensch, GeoTrans, Inc. 2001. In Situ Bioremediation Using HRC® Application, San Jose, CA. Powerpoint Presentation. October 19.
3. Regenesis Bioremediation Products. Not Dated. Full-Scale Application. Powerpoint Presentation.
Pictures
