Nehézfémekkel szennyezett talaj mischantus alapú szénnel történő kezelése

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 
Nehézfémekkel szennyezett talaj mischantus alapú szénnel történő kezelése
Technológia angol neve 
Treatment of the heavy metals contaminated soil with biochar
Kifejlesztés országa 
Belgium
A fejlesztés fázisa  
demonstráció alatt
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
2.4
Jellemző végérték 
1.0
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
85
Jellemző végérték 
10
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
0.8
Jellemző végérték 
0.1
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Nem vegyi anyag
Egyéb szennyezőanyag 
Talajminta pH változása 10%-os kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
pH
Jellemző kezdeti érték 
6.4
Jellemző végérték 
6.90
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa 
Egyszerű
Technológia alapja 
Fizikai-kémiai
Biológiai
Ökológiai
A technológia általános ismertetése 

A bioszén alkalmazásának célja az, hogy megakadályozza a Cd, Zn és Pb táplálékláncba való bejutását a szennyezett talajból. Mindezt úgy, hogy növeli a talaj pH-t, a bioszén felületén megköti a fémeket, így akadályozva mozgékonyságukat és biológiai felvehetőségüket. Ez leghatékonyabban 5%v/v és 10%v/v-os bioszén-talaj keverékkel valósítható meg (1%v/v-os keveréknek nincs túlzott hatása) 'in situ' módon a talaj felső rétegébe keverve (5-50t/ha). Hosszútávú hatásáról nehéz következtetéseket levonni, mert kevés vizsgálatot végeztek ezidáig.

A technológia újdonsága 

A fémek biológiai hozzáférhetőségének időbeni változását a bioszénnel való kezelés hatására eddig nem vizsgálták részleteiben. A talajban lévő nehézfémek mobilitásának meghatározásához szükséges két legfontosabb paraméter a talaj pH-ja és savpuffer kapacitása, amelyeket a bioszenes technológia jó arányban javítani tud. A fémek biológiai hozzáférhetőségének időbeni változása lehetővé teszi a vizsgált toxikus fémek immobilizációjának nyomonkövetését a bioszenes kezelés hatására.

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 
Szennyezőanyag mennyisége
pH
Kation/anioncserélő kapacitás
Fajlagos felület
Növénynövekedés
Növény kémiai összetétel
Egyéb
Egyéb technológiai paraméter 

Savpuffer-kapacitás (ANC), Oldott szerves széntartalom (DOC), Teljes szerves széntartalom (TOC)

Környezetmonitoring helye 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia költségei
Beruházási költség 
100 - 200.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos energia költség 
2 000 - 5 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség 
2 000 - 5 000 HUF
Fajlagos összköltség 
20 000 - 50 000 HUF
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések 

A fajlagos értékek ha-ra vannak vetítve!
A beruházási költség tartalmazza szükség esetén a szállító berendezéseket, pirolízis egységet, raktározást és a szükséges plusz gépezeteket (betakarítás, bioszén talajba juttatását) . Bérmunka esetén az aratás ára tartalmazza a munka-, anyag- és energia költséget is, amelyhez a további folyamatok működtetésének költsége járul még hozzá.

SWOT (értékelés osztályzattal)
Költség 
3-közepes
Időigény 
3-közepes
Helyigény 
2-nagy
Munkaigény 
3-közepes
Felszerelés, műszerigény 
3-közepes
Szakember-igény 
1-nagyon nagy
Környezeti és munkahelyi kockázatok 
4-kicsi
Célérték teljesítésének képessége 
4-nagy
Környezethatékonyság 
4-nagy
Költséghatékonyság 
5-kiváló
Hasznosítható melléktermék keletkezése 
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése 
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség 
nem
Alkalmazhatóság 
4-jó
Elérhetőség 
3-közepes
Ismertség 
1-rossz
SWOT (szöveges értékelés)
Erősségek 

- A technológia nem alkalmaz vegyszert, csakis mischantus alapú bioszenet.
- A Cd, Zn és Pb nagy hányada megkötődik, így nem kerül be a táplálékláncba.
- Javul a talaj savpuffer-kapacitása.
- Nem befolyásolja hátrányosan a talaj bioszféráját.

Gyengeségek 

- Vizsgálatok hiányában nem ismerjük a hosszútávú hatásokat.
- Csak a 10%v/v-os biochar keverék jelent hatékony megoldást.
- Nem igazán elterjedt remediációs technológia fajta.
- A mischantus főként csak a nedves, nem túl hideg területeket kedveli, így nem termeszthető mindenhol.

Lehetőségek 

- Átfogó vizsgálatok elvégzése által világ szinten elterjedt alternatív talajremediációs technológia lehet.
- Javul a talaj termőképessége, így a növények terméshozama is nőhet.

Veszélyek 

- A hosszú távú hatás ismeretlensége miatt akár környezetkárosító hatás is felmerülhet az alkalmazás során.
- Az alkalmazás ellenére is kémiai bombáknak minősülnek a Cd, Zn és Pb szennyezett talajok.

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
Sclaigneaux
Alkalmazás helye, ország 
Belgium
Alkalmazás helye, város 
Namur Province
Alkalmazás kezdő időpontja 
1850
Alkalmazás befejező időpontja 
1970
Alkalmazás fázisa 
Rutin

A kezelt terület mérete

Hosszúság (m) 
20.0
Szélesség (m) 
20.0
Mélység (m) 
0.1
A szennyezettség eredete 
Szomszédos cink és ólomöntöde
Összefoglaló az alkalmazásról 

56 napos talajinkubációs kísérletet végeztek azért, hogy meghatározzák a bioszén hatását a talaj fizikai-kémiai tulajdonságaira állandó nedvesség-tartalom mellett, aerob környezetben. A mintát CaCl2-os extrakció alá vetették, megmérték a pH-t, majd centrifugálás után ICP-AES-el mérték a nehézfém koncentrációt. Erdeményként nőtt a talaj pH, valamint csökkent a talaj mobilis Cd-konc. 5, 20, 35%-kal, a Zn-konc. 5, 28, 48%-kal és a Pb-konc. 19, 52, 77%-kal.

Szennyezőanyag 
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
2.4
Jellemző végérték 
1
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
85
Jellemző végérték 
10
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag 
a talaj 0.01 M CaCl2 által extrahált mobilis fémtartalom változása 10%-os bioszenes kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
0.8
Jellemző végérték 
0.1
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Nem vegyi anyag
Egyéb szennyezőanyag 
Talajminta pH változása 10%-os kezelés esetén

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
pH
Jellemző kezdeti érték 
6.4
Jellemző végérték 
6.9
A terület neve 
Sclaigneaux
Alkalmazás helye, ország 
Belgium
Alkalmazás helye, város 
Namur Province
Alkalmazás kezdő időpontja 
1850
Alkalmazás befejező időpontja 
1970
Alkalmazás fázisa 
Rutin

A kezelt terület mérete

Hosszúság (m) 
20.0
Szélesség (m) 
20.0
Mélység (m) 
0.1
A szennyezettség eredete 
Szomszédos cink és ólomöntöde
Összefoglaló az alkalmazásról 

Műanyag kaspóban is elvégezték a kísérletet azért, hogy megvizsgálják a talajban kimutatott toxikus fémek biológiai hozzáférhetőségét a talajba kevert bioszén arányában. Megfelelő talajkörülmények és üvegházi körülmények között olasz perjét vetettek a talajba, hajtásaikat pedig 4 és 8 hét után levágták, aszárítás és feloldás követően ICP-AES-el mérték a növény Cd, Zn, Pb koncentrációját. Eredményként az 1%-os keverék nem idézett elő csökkenést, az 5%-os esetében 1. vágás után 40, 53, 30%, 2. vágás után 53, 57, 37% volt a csökkenés, 10%-os keveréknél pedig 1. vágás után 67, 73, 50%, 2. vágásnál 75, 74, 59% volt a csökkenés (százalékok sorrendje: Cd, Zn, Pb)

Szennyezőanyag 
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
Egyéb szennyezőanyag 
Első vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált kadmium koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
12
Jellemző végérték 
3
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
Egyéb szennyezőanyag 
Első vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált cink koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
900
Jellemző végérték 
300
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag 
Első vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált cink koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
45
Jellemző végérték 
30
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Nem vegyi anyag
Egyéb szennyezőanyag 
Biomassza hozam első vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
Biomassza hozam időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
g
Jellemző kezdeti érték 
1
Jellemző végérték 
3
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
Egyéb szennyezőanyag 
Második vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált Cd koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
30
Jellemző végérték 
8
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
Egyéb szennyezőanyag 
Második vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált Zn koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
1600
Jellemző végérték 
400
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag 
Második vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
növény által akkumulált Pb koncentráció időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
95
Jellemző végérték 
45
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Nem vegyi anyag
Egyéb szennyezőanyag 
Biomassza hozam második vágás alkalmával

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
Biomassza hozam időbeni változása 10% bioszén kezelés hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
g
Jellemző kezdeti érték 
1.6
Jellemző végérték 
3
Publikáció, referencia
Publikációk 

David Houben, Laurent Evrard, Philippe Sonnet:
Mobility, bioavailability and pH-dependent leaching of
cadmium, zinc and lead in a contaminated soil amended
with biochar. Chemosphere 92 (2013) 1450–1457

Referenciák 
Képek
Amiből a mischantus bioszén képződik, a Mischantus Giganteus
A mischantus bioszén mikroszkópikus felvétele
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1738
Bevivő 
Szedmák Krisztina
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2015-04-08
Módosítás 
2018-06-22