Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- kadmium
A cél a rizsszemek kadmium tartalmának egészségügyi határértéknek megfelelő 0,2 mg/kg-os koncentráció elérése. Ehhez szükséges a talaj remediációja bioszénnel. A bioszenet 350-550°C-on állítják elő szalmaszál pirolízisével függőleges helyzetű égetőkemencében. Az így előállított bioszén magas (467g/kg) szerves széntartalmú. Fajlagos felülete: 8,92 m2/g és pH-ja 10,4 körüli, amely tulajdonságainak köszönhetően a talajban levő fémszennyezés, jelen esetben a kadmium immobilizálására alkalmas a bioszén, a kadmium megkötésével. Így a növényi szövetekbe való felszívódás és a kadmium akkumulációjának kockázatát erősen tudjuk csökkenteni bioszén alkalmazásával.
A leghatékonyabban (szennyezőanyag megkötés hatásfoka és költség szempont) alkalmazható a talaj kadmiumszennyezésének eltávolítására. Ökoszisztéma-károsító hatása nincs. A tanulmány egyértelműen alátámasztja, hogy a talaj kadmiumtartalmának csökkenését legfőképpen a talajba kerülő bioszén okozta pH növekedés segíti.
- kémiai
Talaj szerves széntartalma
A jelen tanulmány által ismertetett talajremediációs technológia egyetlen meghatározó költsége a felhasznált bioszén mennyiségéből adódik, amely így a beruházási költségünknek tekinthető. A rizsföldek művelése a hagyományos módszerek szerint történik, plusz munkaerő ráfordítást és berendezések felállítását sem igényli. A költség (12.000 USD) hektáronként értendő.
Mivel a felhasznált bioszenet szalma pirolízisével állítják elő, könnyen elérhető, zöld technológiát alkalmazunk.
Költségigénye lényegesen alacsonyabb, mint a talaj kadmiummentesítése esetében alkalmazható technológiák költsége.
A bioszén hatékonyan és nagy mennyiségben képes megkötni a kadmiumot. A technológia nem igényli nagy mennyiségű plusz munkaerő ráfordítását.
Ahhoz, hogy a határértékeknek megfelelő, vagy attól kisebb kadmium koncentrációjúak legyenek a rizsszemek, nagyon nagy mennyiségű (40 t/ha) bioszén felhasználása szükséges.
A hántolatlan rizsszemek esetén nem sikerült elérni nagyobb mértékű kadmium-koncentráció csökkenést.
A bioszén széles körben alkalmazható, nem csak kadmium, más fémszennyezések megkötésére a nagy fajlagos felülete és a bioszénben levő funkciós csoportoknak köszönhetően, ez egy jó alapot ad a ahhoz, hogy széles körben elterjedjen.
Veszélyes lehet a bioszén szénhidrogén tartalma.
Dél-Kínában öt szabadföldi kísérletet végeztek el a rizs kadmiumkoncentrációjának csökkentése érdekében. A területek a következő városokat érintették: Yixing, Yueyang, Guaghan és Longyan. A területeken előzetes felméréseket végeztek, mely során a talajok pH-ját, kadmium-koncentrációját, szerves széntartalmát mérték. Ezekre rendkívül eltérő adatokat kaptak a különböző földterületek esetén (1. kép). A kijelölt területeken 4 m x 5 m nagyságú parcellákat hoztak létre, amelyek a későbbi vizsgálatok tárgyát képezték. 3 esete volt a vizsgálatnak: C0 = nem alkalmaztak bioszenes kezelést; C20 = 20 t/ha mennyiségű bioszenet szórtak ki a talajra; C40 = 40 t/ha bioszenet szórtak ki a talajra. A kezelés során meghagyták a hagyományos művelési kultúrákat, további beavatkozásokat nem végeztek. A bioszén kijuttatása még a rizs ültetése előtt megtörtént. A rizsszezonban, a szüret idején a talajból és a rizsszemekből is vettek mintát, az analízis központjában a kadmium-koncentráció állt. A vizsgálatok igazolták, hogy a bioszén a kadmium immobilizációjára képes anyag, a kadmium mennyiség csökkenését, 5 földterületre bontva, a 2. kép mutatja. A bioszenes eljárás nélkül a rizs kadmium-koncentrációja 0,31 - 3,13 mg/kg között változott. A kísérlet során megállapították, hogy a kadmium akkumulációja a rizsszemekbe a talaj pH-tól, a talaj szerves széntartalmától valamint a rizs fajtájától is függ.
Jelen tanulmány:
Rongjun Bian, De Chen, Xiaoyu Liu, Liqiang Cui,
Lianqing Li, Genxing Pan, Dan Xie, Jinwei Zheng, Xuhui
Zhang, Jufeng Zheng, Andrew Chang: Biochar soil
amendment as a solution to prevent Cd-tainted rice from
China: Results from a cross-site field experiment,
Ecological Engineering 58 (2013) 378–383
Rongjun Bian, De Chen, Xiaoyu Liu, Liqiang Cui,
Lianqing Li, Genxing Pan, Dan Xie, Jinwei Zheng, Xuhui
Zhang, Jufeng Zheng, Andrew Chang: Biochar soil
amendment as a solution to prevent Cd-tainted rice from
China: Results from a cross-site field experiment,
Ecological Engineering 58 (2013) 378–383
