Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
- Halogenated aliphatic organic compounds
- tetrachloroethane
- Halogenated aliphatic organic compounds
- pentachloroethane
- Halogenated aliphatic organic compounds
- 1,1,1-trichloroethane
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.
- biological
- reductive dehalogenation based biotechnology
talajvízáram
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.
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
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.
