Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- réz
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- ólom
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- cink
Szerves és szervetlen szennyezőanyagokkel szennyezett talajokban a szennyezőanyagok megkötése, valamint a vegetáció újra megjelenésének segítése. A megtelepedő vegetáció megköti a talajt, így megakadályozza, hogy a szennyezők száraz időszakokban a szél segítségével terjedjenek tovább.
A technológia alkalmazható in-situ, ex-situ, vagy on site módon, a hatóanyagok talajban való egyenletes elkeverésével, további adalékanyagok hozzáadása nem szükséges.
Kísérleti megvalósításban 132 napon keresztül monitorozták a komposzttal és bioszénnel elkevert szennyezett talajt, melyhez az első 77 nap után földigilisztákat, 28 nappal később pedig Cérnatippan(Agrostis Capillaris)magvakat adtak, további 28 napra.
Ez alatt az idő alatt jelentős növényi biomassza növekedés volt megfigyelhető, a földigiliszták stressz nélkül túlélték a kísérletet, de ami a legfontosabb, sikerült elérni, hogy a vízben oldott fémek mennyisége a töredékre csökkenjen.
Együtt alkalmazza a talajremediáció és a talajjavítás eszközeit. Mind a komposzt, mind a bioszén alkalmas a szennyezők koncentrációjának csökkentésére, illetve a talaj termőképességének javítására. Együttes alkalmazásuk során a bioszén leginkább a szennyezőmegkötésben, a komposzt pedig a talajjavításban bizonyult hasznosabbnak. A technológia így kettős célt szolgál: a szennyezőanyag megkötést, valamint a növények megtelepedésének segítését. A megtelepedő növények további akadályt állítanak a szennyezőanyagok terjedése elé.
Újdonság továbbá, hogy a technológia fontos fenntarthatósági szempontokból is igen eredményes. Mind a bioszén, mind pedig a komposzt hulladék újrahasznosítás terméke, alkalmazásuk környezet hatékony (hiszen a bioszénnek a szén-dioxid megkötésben is igen nagy szerepe lehet) valamint költség hatékony is egyben.
- több technológia komplex alkalmazása
A bioszén tonnánkénti árának megbecslése igen nehéz, sok mindentől függ, például: gyártási eljárás, gyártott mennyiség, szállítás, kezelés és még sok más. Kulyk, 2012 szerint azonban körülbelül 300-500 dollárral számolhatunk tonnánként (80-140.000 forint).
A bioszén eloszlatása a talajban, a különböző módszerek költségeit átlagolva kb. 1000 dollárba kerül hektáronként (276.000 forint). Ilyen ár mellett 150 tonna bioszén juttatható 1 hektárnyi földbe. Körülbelül ennyi bioszén szükséges ahhoz, hogy a pH 2,2-ről 6,6-ra változzék.
150 tonna bioszén ára így: 45-75 ezer dollár.
költség: 46-76 ezer dollár, azaz 13-20 millió forint hektáronként.
Ha fél méter mélységig szeretnénk komposztálni egy hektár területet, ahhoz körülbelül 5.000 köbméter komposztra van szükségünk, melynek köbméterenkénti ára átlagosan 5000 forint körül van.
Így a komposztálás ára 2,5 millió forint.
A bioszén és komposzt együttes alkalmazásával sikerült elérni, hogy a talajon kifejlődő növényi biomassza szennyező tartalma a legkisebb legyen.
Pozitívum továbbá, hogy a komposzt hozzáadása nem csökkentette a bioszén oldott szennyező tartalomra gyakorolt hatását.
Az együttes alkalmazás során egyes paraméterek rosszabbul alakultak, mintha csak az egyik vagy csak a másik anyagot adták volna a talajhoz. A bioszén például csökkentette a talajon kifejlődő növényi biomassza mennyiségét, ahhoz képest, mint ami a csak komposzttal kezelt talajon jött létre.
Ugyanígy, a pH növekedés kisebb mértékű volt az együttes hozzáadás során annál, amit a bioszén egymaga ért el.
A hatóanyagok hozzáadása során a komposzt és a bioszén megfelelő arányának beállítása segíthet elérni a lehető legjobb hatásfokot.
Az eljárást nem jelent közvetlen veszélyt a talajra vagy annak lakóira nézve. A kísérlethez adott Lumbicrus terrestris (közönséges földigiliszta) közösség stressz, éhezés nélkül élte túl a kísérlet 28 napját.
A területen található Cu-Pb-Zn érctelepen főleg rézérc bányászat zajlott. A hagyományos bányászati tevékenység során keletkezett csurgalékvízből az erre a célra létrehozott tavakban nyerték ki a felhasználható réz tartalmat, vashulladékon kicsapatva azt. Ezekből a tavakból szivárgott be a szennyezés a talajba, valamint a felszín alatti vizekbe, illetve szárazabb időszakokban a szél által szállított üledékben is emelkedett réz, cink és ólom mennyiséget mértek, így tehát az ülepítő tavakból két szennyezőanyag terjedési útvonal azonosítható.
A remediációs eljárások fő célja a fémtartalom immobilizációja, valamint növényesítés, hogy a telepített vegetáció a talaj megkötésével megakadályozza a deflációt.
Kísérletképpen a szennyezett talajt bioszénnel és komposzttal keverték össze, emellett a referencia minta értékeit is monitorozták, valamint azokét a mintákét, amibe vagy csak bioszenet, vagy csak komposztot raktak.
A legfontosabb eredmények:
Bár mindkét anyag csökkenti a vízben oldható fémek mennyiségét, a bioszénnel nagyobb mértékű csökkenést sikerült előidézni.
Cu: 5,6-ról 0.016 mg/kg,
Zn 3.3-ról 0.036 mg/kg,
Pb 0.17-ről kevesebb, mint 0.007 mg/kg (kimutatási határ alatt).
A komposzt főként a növények növekedésére, a létrejövő biomassza tömegére volt kedvező hatással:
míg a bioszén hatására a biomassza mennyisége: 0.012 g/ edény
addig a komposzt hatására a biomassza mennyisége: 0.22 g/edény
komposzt és bioszén együttes hatására a biomassza mennyisége: 0.026 g/edény
Mindkét anyag növelte továbbá a talaj pH-t, azonban nagyobb mértékben itt is a bioszén érvényesült:
ph 2,2-ről 6,9-re.(A komposzt 3,1-re emelte, együttes eredményük: 6,6).
Tom Sizmur, Jeremy Wingate, Tony Hutchings, Mark E. Hodson: Lumbricus terrestris L. does not impact on the remediation efficiency of compost
and biochar amendments, 2011, Pedobiologia - International Journal of Soil Biology
Nataliya Kulyk: Cost-Benefit Analysis of the Biochar Application in
the U.S. Cereal Crop Cultivation, 2012, Center for Public Policy
Administration Capstones. Paper 12.