Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
- Halogénezett alifás szerves vegyületek
- tetraklóretilén
- Halogénezett alifás szerves vegyületek
- triklóretilén
- Halogénezett alifás szerves vegyületek
- 1,1,1-triklóretán
Az anaerob reduktív dehalogénezésen alapuló, növényi olajjal elősegített in situ anaerob biodegradáció talajvízben oldott klórozott oldószerek lebontására alkalmazható technológia. Az eljárás előnye, hogy képes teljesen lebontani a szennyezőanyagokat, anélkül, hogy a talaj szerkezetében változás állna be, illetve nem szükséges további, másodlagos kezelés sem. Emiatt költsége általában alacsonyabb mint más, egyéb remediációs technológiáké.
Szerves szubsztrát adagolása a talajba stimulálja a mikrobiális növekedést, anaerob körülményeket teremtve, mely alapvető fontosságú a klórozott oldószerek eltávolításához. Különböző anyagok használhatók fel erre a célra, melyek közül az egyik lehetőség a növényi olaj alkalmazása, melynek fő oka az alacsony költsége, és mert lassan felszabaduló szénforrásnak számít.
Miután a talajnedvességben oldott oxigén elfogy, a redoxpotenciál csökkenésével az anaerob mikroorganizmusok egyéb elektronakceptorokat kezdenek felhasználni.
A szennyezőanyag lebomlásában legfontosabb szerepet játszó kémiai folyamat a reduktív deklórozás. Ennek folyamán a mikroorganizmus elektronakceptorként használja a klórozott szénhidrogént, és az egyik klóratomját hidrogénre cseréli. Ez a folyamat több lépésben játszódik le egymás után. Például tetraklóretilénből először triklóretilén keletkezik, melyekből diklóretilén izomerek keletkeznek. A folyamat következő lépéseiben vinilklorid keletkezik, majd etilén, mely adott esetben tovább alakulhat etánná. Ezt a lebontási útvonalat próbálták elősegíteni az alkalmazott eljárás során is.
Egyéb anaerob degradációs folyamatok is lejátszódhatnak, mint például vas-szulfiddal történő reakció során mineralizálódik a klórozott oldószer (Butler and Hayes, 1999), és anaerob oxidáció. Ez a folyamat a kisebb klórozottsági fokú szennyezőanyagok biológiai lebontása közvetlenül széndioxiddá, hidrogénné, és klorid ionra(Bradley and Chappelle, 1997; Bradley et al., 1998a and 1998b).
A növényi olaj egy élelmiszeripari eredetű, olcsó szénforrás. Ezt alkalmazták klórozott szénhidrogének reduktív dehalogénezésére, a mikrobiális aktivitás növelésére.
A növényi olaj fizikai tulajdonságai miatt nagyon kis mértékben oldódik a talajnedvességben, mely következtében lassan terjed szét a közegben, ezáltal válik elérhetővé a mikrobák számára.
- biológiai
- intenzifikált bioremediáció
Kedvező ár.
In situ technológia.
Helyi mikrobák lebontó képességének kihasználása, és intenzifikálása.
Nagy hatékonyságú szennyezőanyag lebomlás.
Könnyű nyomon követni a lebomlás folyamatát.
Biotechnológiákhoz képest gyors eredmény.
Egyszerű a megismételt beavatkozás elvégzése: könnyű újabb adag pótszénforrást juttatni a talajba, ha a deklórozás nem ment végbe teljesen.
Csak a talajvízben oldott klórozott szénhidrogéneket tudja eltávolítani. A talaj többi fázisában lévő szennyezőanyagokat nem.
A technológia alkalmazásához már vannak tapasztalok, széles körben alkalmazható
Könnyen kiterjeszthető nagy területekre.
A talajvízszint emelkedésével a már megtisztított terület visszaszennyeződik a mélyebben lévő szennyezőanyag-forrásokból.
Anaerob reduktív dehalogénezésen alapuló, növényi olajjal elősegített in situ anaerob bioremediációt alkalmaztak talajvízben oldott klórozott oldószerek lebontására.
1.fázis:
-növényi olaj, lecitin és helyi talajvíz emulzió injektálása 3 sekély és 3 mély kútba (920 l sekély kútakba, 2400 l mély kutakba). Az emulzió után további talajvíz injektálása (200 l sekély kútakba, 600 l mély kutakba)
-az emulzió hozzávetőleges összetétele: 25% növényi olaj és lecitin, 75% talajvíz
-az emulzióképzés statikus mixerben történt (Koflow™ static in-line mixers)
-az injektálás Ingersol-Rand ARO membránszivattyúkkal történt. A térfogatáramok és
nyomások szabályozásával elérhető volt, hogy minden kútba különböző térfogatú emulziót juttassanak
-maximális térfogatáram a sekély kutakban: 40l/perc
maximális nyomás a sekély kutakban: 0.7 bar
maximális térfogatáram a mély kutakban: 26l/perc
maximális nyomás a mély kutakban: 1,2 bar
2.fázis:
-2400 liter emulzió injektálása további 4 kútba, ahol az 1. fázis után sem csökkent határérték alá a szennyezőanyag koncentráció. Az emulzió szétterjedését elősegítendő 400 liter talajvizet injektáltak a kutakba az emulzió után
Az alkalmazás során azt is vizsgálták, hogy növényi olaj egyszeri, víz-olaj emulzió injektálása a talajba tud-e elegendő szubsztrátot biztosítani a reduktív deklórozáshoz, legalább 3 évig.
FINAL COST AND PERFORMANCE REPORT:
ENHANCED IN-SITU ANAEROBIC BIOREMEDIATION OF CHLORINATED SOLVENTS AT FF-87, FORMER NEWARK AIR FORCE BASE, OHIO June 2007
Prepared by: PARSONS, 1700 Broadway, Suite 900 Denver, Colorado 80290
[1]Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEE), Naval Facilities Engineering Service Center (NFESC), and Environmental Security Technology Certification Program (ESTCP) (2004) Principles and Practices of Enhanced Anaerobic Bioremediation of Chlorinated Solvents. Prepared by Parsons Infrastructure & Technology Group, Inc., Denver, Colorado
[2] Bradley, P.M., and F.H. Chapelle. (1997) Kinetics of DCE and VC Mineralization under Methanogenic and Fe(III)-reducing Conditions. Environmental Science & Technology, Vol. 31:2692-2696
[3] Bradley, P.M., J.E. Landmeyer, and R.S. Dinicola (1998a) Anaerobic Oxidation of [1,2-14C]Dichloroethene under Mn(IV)-reducing Conditions. Applied Environmental Microbiology, Vol. 64:1560-1562
[4] Bradley, P.M., F.H. Chapelle, and J.T. Wilson (1998b) Anaerobic Mineralization of Vinyl Chloride in Fe(III)-reducing, Aquifer Sediments. Journal of Contaminant Hydrology, Vol. 31(1-2):111-127
[5] Butler, E.C. and K.F. Hayes (1999) Kinetics of the Transformation of Trichloroethylene and Tetrachloroethylene by Iron Sulfide. Environmental Science & Technology, Vol. 33(12):2021-2027
[6] IT (2001) Amended Closure Plan, Former Facility 87, Newark Air Force Base, Ohio. December.
