Skip to main content

In situ bioremediáció HRC-vel

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 nameIn situ bioremediáció HRC-vel
Technology name
In Situ Bioremediation Using HRC®
Country of origin
USA
Stage of development
after application
Start of the development
1999
End of the development
2003
Financing of the project
Own resources
130.000 Dollar
Application sphere
Contaminant group|Contaminant typically treated
  • Halogenated aliphatic organic compounds
  • tetrachloroethane
Other contaminants
Illékony-halogén triklór-etén (TCE)
Description of environmental risk
Typical initial value
5.000 µg/l
Maximum initial value
10.000 µg/l
Typical final value
100 µg/l
Maximum final value
1.000 µg/l
Contaminant group|Contaminant typically treated
  • Halogenated aliphatic organic compounds
  • pentachloroethane
Other contaminants
Illékony-halogén pentaklór-etén (PCE)
Description of environmental risk
Maximum final value
5 ug/kg
Contaminant group|Contaminant typically treated
  • Halogenated aliphatic organic compounds
  • 1,1,1-trichloroethane
Other contaminants
metil-kloroform
Description of environmental risk
Maximum final value
200 ug/kg
Information on the technology
Environmental element/phase the method may be applied to
Subsurface water
Technology type
combined
Basis of the technology
Chemical
Technology description

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.

Description of the novelty of the technology

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
Remediation technology type
  • biological
  • reductive dehalogenation based biotechnology
Other remediation technology
HRC® („hidrogénleadó vegyület”) alkalmazása
Remediation technology from contaminant point of view
mobilisation
other
Remediation technology from execution point of view
in situ
Technology-monitoring
Technological parameters
Material consumption
Biological activity
Biological indicators
Contaminant amount
Main product resulted from the contaminant
By-product resulted from the contaminant
Other technological parameter

talajvízáram

Monitored environmental element
Subsurface water
Duration of post monitoring
2 - 5 év
Costs of the technology
Capital costs
40.000 - 200.000 Euro
Specific operation costs
0 - 2 Euro
Specific energy costs
0 - 2 Euro
Specific material costs
0 - 2 Euro
Specific labour costs
0 - 2 Euro
Specific total costs
2 - 4 Euro
SWOT (evalaution based on scores)
Costs
5-very low
Time requirement
3-medium
Space requirement
4-low
Workload requirement
4-low
Equipment, apparata requirement
4-low
Qualified labour
2-high
Environmental risk and workplace risks
4-low
Ability to meet the target value
4-high
Environmental efficiency
5-very high
Cost efficiency
4-good
Generation of any recyclable byproduct
no
Generation of any byproduct to be treated
no
Automation/remote control
no
Feasibility
4-good
Availability
4-good
Well known
2-weak
SWOT (evaluation in words)
Strengths

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.

Weaknesses

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.

Possibilities

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.

Threats

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
Site name
régi ipari területeken
Location of the application, country
USA
Location of the application, town
San José, CA
Start date of the application
2000
Alkalmazás befejező időpontja
2003
Application stages
Demonstration
Size of the treated area
Length (m)
16.0
Width (m)
16.0
Depth (m)
3.0
Volume of the moved phase
Water (m3)
1.0
Landuse
Industrial
Origin of the pollution
Halogénezett alifás vegyületek talajba kerülése korábbi ipari tev-ből
Summary of the charasteristic parameters of application

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.

Contaminant
Contaminant group|Contaminant the method was applied to
  • Halogenated aliphatic organic compounds
  • tetrachloroethylene
Other contaminant
TCE
Description of environmental risk
Typical initial value
5.000
Maximum initial value
10.000
Typical final value
100
Maximum final value
1.000
Publications, references
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
Properties of the datasheet
Datasheet id (original)
975
Creator
Markó István
Status
Verified
Adatlap típusaSoil remediation technology
Létrehozás
Módosítás