Kreozottal szennyezett talaj PAH tartalmának immobilizációja és biodegradációja bioszén és mikoremediáció kombinálásával

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 
Kreozottal szennyezett talaj PAH tartalmának immobilizációja és biodegradációja bioszén és mikoremediáció kombinálásával
Technológia angol neve 
Comb. of biochar amendment and mycoremediation for PAH immobilization and biodegradation in cresote-contaminated soil
Kifejlesztés országa 
Spanyolország
A fejlesztés fázisa  
demonstráció alatt

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztési projekt neve, száma 
Ministry of Science and Innovation of Spain, CTM2009-13140-C02-02
Fejlesztés kezdete 
2014
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
3 gyűrűs PAH vegyületek (fluorén, fenantrén, antracén)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
391
Jellemző végérték 
94
Maximális végérték 
293
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
4 gyűrűs PAH vegyületek (fluorantén, pirén, benzo(a)antracén, krizén)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
780
Jellemző végérték 
211
Maximális végérték 
718
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
5,6 gyűrűs PAH vegyületek (benzo(a)fluorantén, benzo(k)fluorantén, benzo(a)pirén, dibenzo(a,h)antracén,...)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
39.9
Jellemző végérték 
22.3
Maximális végérték 
35.5
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa 
Kombinált
Technológia alapja 
Fizikai-kémiai
Biológiai
A technológia általános ismertetése 

A technológia alkalmazásával a kreozottal szennyezett talaj PAH tartalmának biodegradációját és a PAH vegyületek immobilizációját lehet segíteni. A szennyezett talajmintákat bioszénnel, búzaszalmával valamint Pleurotus ostreatus gombával kezelték. Biodegradáció szempontjából a bioszénnel vagy búzaszalmával végzett kezelés nem volt jelentősebben hatékony módszer. Előzetes kutatási eredményeknek megfelelően a P. ostreatus-szal valamint a bioszén-P. ostreatus kombinált technológiával 58-73%-os biodegradációt lehetett elérni, emellett a kezdeti 78%-ról 55-48%-ra lehetett mérsékelni a biológiai hozzáférhetőséget. A szennyezőanyag lebontását és immobilizácóját ökotoxikológiai tesztekkel is értékelték, így vizsgálták a csírázóképességet és a teljes mikrobiális aktivitást. Mindkét vizsgálat szerint a mikoremediációs technológia hatékonyabb volt, mint a kombinált megoldás, hasonlóan a biodegradációs és immobilizációs eredményekhez.

A technológia újdonsága 

Bár a mikoremediációs technológia hatékonyabbnak bizonyult a kombinált bioszén-P.ostreatus technológiával szemben, de utóbbi növeli a gomba enzimaktivitását és a PAH degradációs kapacitást. Így a kombinált bioremediációs technológiában nagy potenciál mutatkozik a kármentesítési hatékonyság növelése terén.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • biológiai
  • biodegradáción alapuló remediáció
Egyéb remediációs technológia 
mikoremediáció és kémiai stabilizálás
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
ex situ on site
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Biológiai aktivitás
Biológiai indikátorok
Szennyezőanyag mennyisége
Ökotoxicitás
Környezetmonitoring helye 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia költségei
Beruházási költség 
2.000.000 - 5.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
50 000 - 100 000 HUF
Fajlagos energia költség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos összköltség 
100 000 HUF felett
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések 

Mivel a technológia nem valósult meg, csak laborkísérletben vizsgálták, így a költségek erősen becsült értékek.
1 tonna bioszén ár kb. 300 $ (81000 Ft), melyet a laborkísérlet szerint 2,5 %-ban kell a szennyezett talajhoz adni. A talaj kitermelése, esetleges elszállítása jelentős költségnövekményt eredményez, 1 ha-ra a bioszén, P. ostreatus bekeverése kb. 30-35000 Ft munkaköltséggel jár.
A összköltség nagyban függ attól hogy ex situ vagy ex situ on site valósul-e meg a kezelés, továbbá a szennyezett terület nagyságától és a szennyezés mértékétől.

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

Biodegradáción alapuló remediáció, így elő szervezetek végzik a szennyezőanyag átalakítást. Olcsóbb, mint a hagyományos fizikai vagy fizikai−kémiai talajtisztítási eljárások. Kevesebb másodlagos szennyeződés keletkezik, a talaj biológiai aktivitása nem szűnik meg, termékenysége megmarad.
Az alkalmazott mikoremediációs technológiával akár határérték alá is lehet szorítani a szennyezettség mértékét.

Gyengeségek 

Mivel kombinált technológia, így a bioszén bekeveréshez kitermelés szükséges, ami jelentősen megnöveli a költségeket. In situ nem végezhető, mivel levegőztetés, homogenizálás a kezelés alatt előnyös lehet, ezenfelül termosztálni kell a rendszert a hatékony lebontás végett.

Lehetőségek 

További kutatások szükségesek a bioszén-P. ostreatus kombinált technológia remediációs potenciáljának felderítésére. Szélesebb körű alkalmazása különféle talajtípusokon és szennyezettségi szinteken.

Veszélyek 

Immobilizáció csak részben valósul meg.
A kísérletet csak laboratóriumi körülmények között végezték, terepen hatékonyságcsökkenés lehetséges.

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
spanyol fafeldolgozó üzem
Alkalmazás helye, ország 
Spanyolország
Alkalmazás helye, város 
Madrid
Alkalmazás kezdő időpontja 
2014
Alkalmazás befejező időpontja 
2014
Alkalmazás fázisa 
Demonstráció
Egyéb területhasználat 
kísérleti, zárt közeg
A szennyezettség eredete 
faipari tartosítási eljárás alatt a környezetbe jut
Összefoglaló az alkalmazásról 

A kreozottal kezelt fát az impregnálás után deponálják, szárítják. Eközben jut a légkörbe, a talajra, onnan a talajvízbe a szennyezés. A kreozot 85%-ban policiklusos aromás szénhidrogénekből (PAH) áll, melyeknek toxikus, karcinogén, mutagén hatást tulajdonítanak.
A helyszínen vett talajmintát a laborkísérletet megelőzően homogenizálták, aprították, légszáraz állapotúvá tették. Öt különböző technológiát alkalmaztak a talajon:
- kontroll talaj (természetes lebontás)
- 2,5% sterilizált fenyőből előállított bioszén hozzáadása
- 25% sterilizált búzaszalma hozzáadása
- mikoremediációs technológia P. ostreatus segítségével
- bioszén és P. ostreatus kombinációja.
A technológiák hatékonyságát 3 mintán, izoterm körülmények között (28°C-on), fénytől elzárva tesztelték. A mintákat minden esetben a 21. és 42. napon vizsgálták a következő szempontok szerint: PAH biodegradáció és immobilizáció, ökotoxicitás (Lactuca sativa csírázóképesség, teljes mikrobiális aktivitás), biológiai aktivitás (ergoszterol koncentráció, lakkáz aktivitás, Mn-peroxidáz és lignin-peroxidáz aktivitás).
A kísérlet bebizonyította, hogy a mikoremediációs és kombinált technológia alkalmazásával jelentős eredmények érhetők el PAH biodegradációja esetén. Mind a 3-4, mind az 5-6 gyűrűs PAH-ok biodegradációja, immobilizációja hatékony módon megoldható a kezelésekkel. Jelenlegi kutatási eredmények szerint a kombinált módszer kevésbé hatásos, mint a szimpla P. ostreatus-szal végzett, de további vizsgálatokkal továbbfejleszthető a módszer.

Szennyezőanyag 
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
3 gyűrűs PAH vegyületek (fluorén, fenantrén, antracén)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
391
Jellemző végérték 
94
Maximális végérték 
293
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
4 gyűrűs PAH vegyületek (fluorantén, pirén, benzo(a)antracén, krizén)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
780
Jellemző végérték 
211
Maximális végérték 
718
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • egyéb policiklikus aromás
Egyéb szennyezőanyag 
5,6 gyűrűs PAH vegyületek (benzo(a)fluorantén, benzo(k)fluorantén, benzo(a)pirén, dibenzo(a,h)antracén,...)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg/kg
Jellemző kezdeti érték 
39.9
Jellemző végérték 
22.3
Maximális végérték 
35.5
Publikáció, referencia
Publikációk 

Carlos García-Delgado, Irene Alfaro-Barta, Enrique Eymar: Combination of biochar amendment and mycoremediation for polycyclic aromatic hydrocarbons immobilization and biodegradation in creosote contaminated soil, Journal of Hazardous Materials 285 (2015) 259–266

Referenciák 

Carlos García-Delgado, Irene Alfaro-Barta, Enrique Eymar: Combination of biochar amendment and mycoremediation for polycyclic aromatic hydrocarbons immobilization and biodegradation in creosote contaminated soil, Journal of Hazardous Materials 285 (2015) 259–266
L. Beesley, E. Moreno-Jiménez, J.L. Gomez-Eyles, Effects of biochar and greenwaste compost amendments on mobility, bioavailability and toxicity of inorganic and organic contaminants in a multi-element polluted soil, Environ. Pollut. 158 (2010) 2282–2287
S. Covino, K. Svobodová, M. Cvancarová, M. D’Annibale, F. Federici, et al., Inoculum carrier and contaminant bioavailability affect fungal degradation performances of PAH-contaminated solid matrices from a wood preservation plant, Chemosphere 79 (2010) 855–864

Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1751
Bevivő 
Nyilas Bálint
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2015-04-11
Módosítás 
2018-06-22