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
- Metals, semi-metals and their compounds
- arsenic
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- cadmium
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- copper
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- lead
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- zinc
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- arsenic
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- cadmium
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- copper
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- lead
Description of environmental risk
- Metals, semi-metals and their compounds
- zinc
Description of environmental risk
Information on the technology
A bányászati területetek talaja igen szennyezett lehet toxikus fémekkel, melyek kezelése és eltávolítása feltétlenül szükséges. Erre alkalmasnak bizonyulnak, különféle adalékanyagok, például bioszén, (biochar) melyet biomassza pirolízisével korlátozott oxigénmennyiséggel állítják elő, illetve valamilyen komposzt, jelen esetben alperujo komposzt (azaz oliva maradék) együttes alkalmazása. Az adalékok hatására a talajban lévő fémek koncentrációja jelentős mértékben csökken, mindemellett a pórusvízben lévő As koncentrációja a pH növekedés kíséretében megnő. Az arzén (As III és V) szervetlen formában volt jelen a pórusvízben. Ezzel ellentétben a Cd, Cu, Pb, Zn koncentrációja nagymértékben lecsökkent a pórusvízben, különösképpen a Cu és a Cd esetén. A kezelés különbözőképpen hatott a fémek vízoldhatóságára. Például a komposzt bioszénnel és önmagában is nagymértékben növelte a vízoldható tartalmat az As, Cd, Cu, és Pb esetén. A technológia alkalmazása során a talaj termékenysége jelentős mértékben javul (angolpernyén tesztelve).
A technológiában újdonságot jelent az, hogy az utóbbi években egyre inkább elterjedtebbé vált biomassza alapú bioszén alkalmazása mellett egy adalékanyag, az alperujo komposzt együttes alkalmazása a bioszénnel.
Technology classification
- physico-chemical remediation
- chemical stabilisation
Technology-monitoring
Costs of the technology
Mivel a technológiát még csak kísérletekben vizsgálták, nem alkalmazták nagyobb területre, ezen költségek, csak becsült értékek. A becslést 350 $/t-val azaz, 100.000 Ft/t-val végeztem, egy tanulmány alapján (http://scholarworks.umass.edu/cppa_capstones/12). Így egy hektárra vonatkoztatva, körülbelül 700 $, azaz 200.000 Ft a szükséges bioszén, illetve ez az összeg még kiegészül a különféle módszerek energiaköltségeivel, munkaköltséggel, tehát kb. 300.000 Ft-ba kerül.
SWOT (evalaution based on scores)
SWOT (evaluation in words)
Mivel a bioszén és az alperujo komposzt is szerves hulladékból készült, így tekinthető zöld technológiának. Alacsony költségigényű, alkalmazása könnyű. Serkenti a növénynövekedést a kontrollhoz képest, nem toxikus. A pórusvízben csökkenti bizonyos fémek (Cd, Cu, Pb, Zn) koncentrációját. Talaj termékenységét növeli.
A kezelések hatására a pórusvíz As koncentrációja növekedett a kezeletlenhez képest. Ez a talajban található vízkészletekre esetleges kockázatot jelenthet.
Különféle technológiák kiegészítésével a mobilizált elem (As) koncentrációja valószínűleg kezelhető (csökkenthető). Így egy kombinált technológiával csökkenthetők a környezeti kockázati tényezők.
A pH növekedésével nő az As koncentrációja a pórusvízben, amely igen veszélyes lehet a kezelt terület környezetére, a vizeket szennyezheti, mely veszélyes lehet az emberre és az élővilágra egyaránt.
Completed applications
A talaj felszínéről, véletlenszerűen 30 kg-nyi mintát gyűjtöttek össze (0-10 cm-éből). Ezeket egy kompozit mintává összekeverték, homogenizálták, majd 24 °C-on 4 napig száradni hagyták, majd leszitálták. Ehhez alperujo (olivahéj hulladék) komposztot (10%-a tehéntrágya), valamint bioszenet adtak, amit gyümölcsnyesedékből állítottak elő 500 °C-on. A bioszén és oliva komposztot 10%-ban (w/w), egyenként 5-5%-ban (w/w) adták hozzá a talajmintához. Ezt összerázták és újra homogenizálták, mielőtt kb. 1,5 kg-os mintákra választották szét, amiket 1-1 edénybe helyeztek, elegyengették, majd víztartó képességének 100%-ára hidratálták és ezután 48 órán át hagyták lecsöpögni 60%-osra, majd ezt a hidratáltsági állapotot tartva 48 óránként mérést végeztek. A kísérlet egy kontrollmintából egy talajn(S)+bioszén(BC), talaj+komposzt(C) és egy talaj+bioszén+komposztból állt. A pórusvízben a Cd, Cu, Pb, Zn akoncentrációja csökkent mindhárom esetben ((S) + (BC), talaj+(C), talaj+BC+C), így pl. a kadmium esetében S <130 μg/l, S + C = <10 μg/l, azonban az As koncentrációja a pH-val együtt növekedett S = <200 μg/l, S + C =>2500 μg/l, illetve a bioszén alkalmazása sem bizonyult hatékonynak S+BC = < 1000 μg/l. Az arzén (As III és V) szervetlen formában volt jelen a pórusvízben. A kezelés különbözőképpen hatott a fémek vízoldhatóságára a talajban. Például a komposzt BC-vel és önmagában is nagymértékben növelte a vízoldható tartalmat az As, Cd, Cu, és Pb esetén, de a bioszén egyedüli alkalmazása nem volt olyan hatékony, mint a BC és a C együttes használata (például kadmium esetére S = 0.02, S+BC=0,01, S+BC+C= 0,06). A talajhoz C-t adva az angol pernye csírázási sikeressége több mint duplájára nőtt( 15,5%-ról 35,6%-ra). A növénytesztek alapján a BC és C együttes alkalmazása 40-57%-al serkentette a növénynövekedést a kontrollhoz képest. A baktériumteszt (Vibrio fischeri) a S+C+BC kombinációjával eredményezte a toxicitás tekintetében a legnagyobb csökkenést.
Publications, references
Beesley, L., Inneh O. S., Norton G. J., Moreno-Jimenez E., Pardo T., Clemente, R., Dawson J. J. C., 2014. Assessing the influence of compost and biochar amendments on the mobility and toxicity of metals and arsenic in a naturally contaminated mine soil. Environmental Pollution 186, 195-202.
Arienzo, M., Adamo, P., Cozzolino, V., 2004. The potential of Lolium perenne for
revegetation of contaminated soil from a metallurgical site. Sci. Total Environ.
319, 13-25.
Bao, Q., Lin, Q., Tian, G.,Wang, G., Yu, J., Peng, G., 2011. Copper distribution in waterdispersable colloids of swine manure and its transport through quartz
sand. J. Hazard. Mater. 186, 1660-1666.
Clemente, R., Walker, D.J., Pardo, T., Martínez-Fernández, D., Bernal, M.P., 2012. The use of halophytic plant species and organic amendments for the remediation of a trace elements-contaminated soil under semi-arid conditions. J. Hazard. Mater. 223-224, 63-71.
Pictures
