Rézzel szennyezett szőlőültetvények talajának kezelése bioszénnel

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Technológia neveRézzel szennyezett szőlőültetvények talajának kezelése bioszénnel
Technológia angol neve
The effects of biochar and compost amendments on copper immobilization and soil microorganisms in a temperate vineyard
Kifejlesztés országa
Svájc, Németország
A fejlesztés fázisa
kifejlesztett, demonstrációval igazolt
Fejlesztés kezdete
2011
Fejlesztés befejezése
2012
Szabadalom száma
n.a.
Fejlesztési projekt neve, száma
Carl Zeiss Stiftung finanszírozta
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
127
Maximális kezdeti érték
150
Jellemző végérték
102
Maximális végérték
95
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
Egyéb szennyezőanyag
Cu-DTPA (biológiailag hozzáférhető Cu)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
30
Maximális kezdeti érték
34
Jellemző végérték
22
Maximális végérték
23
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Növényben mért Cu koncentrációja
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
22
Maximális kezdeti érték
18
Jellemző végérték
35
Maximális végérték
45
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Egyszerű
Technológia alapja
Kémiai
A technológia általános ismertetése

A bioszén növényi vagy állati eredetű hulladék pirolízisével előállított anyag, amely segítségével javíthatóak a talajok fizikai, kémiai vagy biológiai tulajdonságai.
Gombaölőből származó rézzel szennyezett szőlőültetvény talajára előzetesen fedő növényt ültettek majd bioszén, és bioszén-komposzt keveréket szórtak ki rá, melyet 10 cm mélyen rotációs kapával a földbe forgattak. Várhatóan a bioszén megköti a réz egy részét, a komposzt pedig a talaj mikrobáinak aktivitását és sokféleségét javítja.

A technológia újdonsága

Ez a kutatás az első tanulmányok egyike, amelyik a bioszén hosszabb idő alatt kifejtett hatását vizsgálja a mikrobák jelenléte, aktivitása és sokfélesége szempontjából. Az eddigi kutatásokkal ellentétben, a bioszén, a komposzt és a bioszén-komposzt keveréke sem immobilizálta a biológiailag hozzáférhető, mobilis rezet a talajban ezen a szőlőültetvényen. A kezelések nem csökkentették a növény által akkumulált réz tartalmat és a felvehető réz frakciókat a talajban. Ezzel ellentétben a fedőnövényzet jelentős mennyiségű rezet vett fel két növekedési szakaszban, ezzel csökkentve a talaj réztartalmát.

Remediációs technológia fajtája
  • fizikai-kémiai
  • kémiai stabilizálás
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint
in situ
Technológiai paraméterek
Biológiai aktivitás
Szennyezőanyag mennyisége
Környezetmonitoring helye
Telítetlen (teljes) talaj
Beruházási költség
50.000 - 100.000 HUF
Fajlagos anyagköltség
50 000 - 100 000 HUF
Fajlagos összköltség
100 000 HUF felett
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések

Bioszén ~90000Ft/tonna
Alkalmazott mennyiség: 8 tonna/ha
Terület: 0,096 ha
Az anyagköltség így: ~70000Ft

Költség
4-kicsi
Időigény
0-nem releváns
Helyigény
0-nem releváns
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
4-kicsi
Szakember-igény
5-nagyon kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
4-kicsi
Célérték teljesítésének képessége
0-nem releváns
Környezethatékonyság
3-közepes
Költséghatékonyság
0-nem releváns
Hasznosítható melléktermék keletkezése
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség
nem
Alkalmazhatóság
1-rossz
Elérhetőség
5-kiváló
Ismertség
2-gyenge
Erősségek

Korábbi kutatások alapján az alkalmazott bioszén megköti a talaj Cu szennyeződését. Könnyen hozzáférhető, gazdaságilag kedvező eljárás.Bioszén komposzttal való felhasználása növeli a talaj mikrobáinak aktivitását és sokféleségét,illetve javítja a talaj termékenységét, a víztartó kapacitását és a tápanyag visszatartását. Fedő növény ültetésével segíteni lehet a Cu megkötődést.

Gyengeségek

Az alkalmazott bioszén csak olyan közegben csökkenti jelentősen a Cu szennyeződést, melynek pH értéke nagyobb, mint 8.

Lehetőségek

Egyéb szerves hulladékból előállított bioszén alkalmazása.

Veszélyek

A bioszén PAH és egyéb toxikus szennyezőanyag tartalma bioakkumulálódhat a mezőgazdasági termékekben.

A terület neve
Wallis kanton
Alkalmazás helye, ország
Svájc
Alkalmazás helye, város
Wallis kanton
Alkalmazás kezdő időpontja
2011
Alkalmazás befejező időpontja
2012
Alkalmazás fázisa
Demonstráció
Mélység (m)
10.0
Területhasználat
Mezőgazdasági
Egyéb területhasználat
szőlőültetvény
A szennyezettség eredete
gombaölőszer
Összefoglaló az alkalmazásról

Az alkalmazott bioszén 80% fából és 20% tobozból készült, Schottdorf reaktorban, 750 °C-on, 36 órás ciklusban. A kezelt terület 960 m2 nagyságú szőlőültetvény. A bioszén alkalmazása előtt a szőlősorok között növénytakarót telepítettek, mely a következőkből állt: 50% szarvaskerep, 22% komlós lucerna, 25,4% vöröshere, 2% réti nyúlhere. 0,1% patkócím és 0,5% gyógynövény. Az alkalmazott komposzt főleg tehén, ló, csirke trágya és szalma aerob fermentálásával készült. A bioszén, és bioszén-komposzt keverék kiszórása után, 7-10 cm mélyre rotációs kapával a földbe forgatták. A talajból és a fedő növényekből négy alkalommal vettek mintát: 2011. novemberében, 2012 áprilisában, augusztusában és novemberében. Vizsgálatok alapján a kezelés során alkalmazott bioszén és bioszén-komposzt nem kötötte meg a talaj Cu tartalmát. A gyenge megkötés oka lehet, a felhasznált alapanyag típusa. A kutatás magas hőmérsékleten kezelt keményfa bioszenet alkalmazott, amely bár laboratóriumi körülmények közt megkötött a rezet, kevésbé volt hatékony, mint a gázosításból származó bioszén és komposzt keveréke. Megfigyelések alapján csak azokon a területeken csökkentette a talaj Cu szennyezettségét, melyek pH-ja nagyobb mint 8, a foszfátok és karbonátokból kialakuló hidroxid komplexeknek köszönhetően, lehetséges, hogy a talaj lúgossága csökkentette a bioszén megkötőképességét. Valójában a hipotézissel (hogy a bioszén és a bioszén komposzt csökkenti a növények Cu felvételét) ellentétben a takarónövényzet Cu felvétele jelentősen nőtt az idő előrehaladtával, függetlenül a kezeléstől. Ezért, miközben a CuT és a CuDTPA szignifikánsan csökkent 2011 novemberétől 2012 novemberéig, a növényi Cu tartalom folyamatosan növekedett. A komposzt és a bioszén komposzt az alkalmazást követő 20 hónapban növelte a mikrobiális aktivitást a talajban. Ez hasznos a tápanyag körforgásban, azonban ezek a mikrobiális tulajdonságok az idő előrehaladtával csökkentek.

Szennyezőanyag
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
Egyéb szennyezőanyag
összes réztartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
127
Maximális kezdeti érték
150
Jellemző végérték
102
Maximális végérték
95
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
Egyéb szennyezőanyag
Cu-DTPA (biológiailag hozzáférhető Cu)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentáció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
30
Maximális kezdeti érték
34
Jellemző végérték
22
Maximális végérték
23
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Növény által akkumulált Cu koncentráció (szár)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
22
Maximális kezdeti érték
18
Jellemző végérték
35
Maximális végérték
45
Publikációk

K.A. Mackie, S. Marhan, F. Ditterich, H.P. Schmidt, E. Kandeler: The effects of biochar and compost amendments on copper immobilization and soil microorganisms in a temperate vineyard. Agriculture, Ecosystems and Environment 201 (2015) 58–69

Referenciák

Brewer, C.E., Brown, R.C., 2012. Biochar. Earth Planet. Sci. 5, 357–384.
Beesley, L., Moreno-Jiménez, E., Gomez-Eyles, J.L., Harris, E., Robinson, B., Sizmur, T., 2011. A review of biochars’ potential role in the remediation: revegetation and restoration of contaminated soils. Environ. Pollut. 159, 3269–3282.
Namgay, T., Singh, B., Singh, B.P., 2010. Influence of biochar application to soil on the availability of As, Cd, Cu, Pb, and Zn to maize (Zea mays L.). Aust. J. Soil Res. 48, 638–647.

Adatlap azonosító (eredeti)
1724
Bevivő
Rohonczi Petra
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás
Módosítás