Rézzel szennyezett szőlőültetvények talajának kezelése bioszénnel

Adatszolgáltató

Szervezet/Adatszolgáltató neve 
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Elérhetőség

Telefon/fax 
+36-1-4632347
Technológia fő adatlapja
Technológia neve 
Rézzel 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
Szabadalom száma 
n.a.

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztési projekt neve, száma 
Carl Zeiss Stiftung finanszírozta
Fejlesztés kezdete 
2011
Fejlesztés befejezése 
2012
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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
Technológiára vonatkozó információ
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.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • fizikai-kémiai
  • kémiai stabilizálás
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
in situ
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Biológiai aktivitás
Szennyezőanyag mennyisége
Környezetmonitoring helye 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia költségei
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

SWOT (értékelés osztályzattal)
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
SWOT (szöveges értékelés)
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.

Konkrét megvalósult alkalmazások
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

A kezelt terület mérete

Mélység (m) 
10.0
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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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
Publikáció, referencia
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.

Képek
Cu, Cu-DTPA, Növénye Cu tartalmának alakulása
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1724
Bevivő 
Rohonczi Petra
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2015-03-27
Módosítás 
2018-06-22