Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára

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 neveBioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára
Technológia angol neve
Biachar application to hardrock mine tailings
Kifejlesztés országa
USA
A fejlesztés fázisa
közvetlenül demonstráció előtt
Fejlesztés kezdete
2011
Fejlesztés befejezése
2014
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag
kadmium, cink, alumínium, réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Pb koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µl/l
Jellemző kezdeti érték
56
Jellemző végérték
11.2
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • alumínium
Egyéb szennyezőanyag
kadmium, cink, ólom, réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Al koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µl/l
Jellemző kezdeti érték
128
Jellemző végérték
32
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Zn koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µl/l
Jellemző kezdeti érték
405
Jellemző végérték
160
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Cu koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µl/l
Jellemző kezdeti érték
26
Jellemző végérték
3
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Cd koncentráció csökkenés a csurgalékban 30% bioszén hatására
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µl/l
Jellemző kezdeti érték
1.65
Jellemző végérték
0.6
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
pH növekedés bioszén hatására
Jellemző kezdeti érték
3.33
Maximális kezdeti érték
4.04
Jellemző végérték
3.63
Maximális végérték
4.77
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telítetlen (teljes) talaj
Csurgalékvíz
Technológia típusa
Egyszerű
Technológia alapja
Kémiai
A technológia általános ismertetése

A bányászati hulladékkal szennyezett talaj remediációja során célunk a különböző fémekkel szennyezett, savas kémhatású talaj környezeti kockázatát elfogadható mértékűre csökkenteni. A fenyő alapú bioszén talajba keverésével a meddőanyagban csökken a toxikus fémtartalom.
A bioszén a biomassza oxigénmentes, magas hőmérsékleten történő elégetése során keletkezik. A bioszén adagolásnak köszönhetően a szennyezőanyagok immobilizálódnak, a pH nő, nő a szerves anyag tartalom és csökken a tömegsűrűség.

A technológia újdonsága

A bioszén alkalmazása az utóbbi időben kezd elterjedté válni, ami előnyös a fenntartható fejlődés szempontjából, használata csökkentheti a szintetikus műtrágyák és kemikáliák használatát. További előny, hogy az állati és mezőgazdasági melléktermékek újrahasznosítását is lehetővé teszi.

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
pH
Kibocsátott víz/mosóvíz/szennyvíz szennyezőanyag-koncentrációja
Szervesanyag-tartalom
Egyéb
Egyéb technológiai paraméter

Tömegsűrűség

Környezetmonitoring helye
Csurgalékvíz
Beruházási költség
500.000 - 1.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
500 - 1 000 HUF
Fajlagos energia költség
2 000 - 5 000 HUF
Fajlagos anyagköltség
2 000 - 5 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
2 000 - 5 000 HUF
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések

A technológia költséghatékony, mivel a talajt kiásás és eltávolítás nélkül, helyben kezelik.

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

A bioszén alkalmazása remediációra környezetbarát technológia, hiszen biomasszából, különböző eredetű szerves hulladékokból állíthatjuk elő. A savas csurgalékvizek pH-ját növeli, a talaj szerves anyag tartalmát és víztartóképességét növeli, a toxikus fémek koncentrációját csökkenti.

Gyengeségek

Nagyon nagy toxikus fémkoncentrációjú talaj esetében a bioszén csak nagyon kis mértékben csökkenti a fémtartalmat.
A remediáció időtartama jelentős mértékben függ a talajviszonyoktól, és a fémkoncentrációtól.

Lehetőségek

Lehetőség van a bioszén alkalmazást talajra más technológiával, pl. fitoremediációval kombinálni a megfelelő hatásfok elérése érdekében.

Veszélyek

A bioszén elemtartalma miatt.

A terület neve
San Juan Mountains
Alkalmazás helye, ország
Colorado, USA
Alkalmazás helye, város
Bonner Mine, Joe and John Mine
Alkalmazás kezdő időpontja
2011
Alkalmazás befejező időpontja
2012
Területhasználat
Ipari
A szennyezettség eredete
Bányászati tevékenység
Összefoglaló az alkalmazásról

Két különböző, eltérő szennyezettségű, Silverton település közeli meddőhányóról vettek talajmintákat, majd rovarfertőzésben elhalt fenyőből készült bioszénnel keverték össze. Átfolyásos oszlopreaktorban töltötték a 0:100, 10:90, 20:80 és 30:70% arányú bioszén:talaj mintákat.
A mintákat 65 nap alatt 7 alkalommal folyatták át csapadékvizet pótló oldattal. A keletkezett csurgalékvízben mérték az Al, Cd, Cu, Fe, Pb és Zn fémek koncentrációját és a pH-t. Vizsgálták továbbá a mikrobiális aktivitást, a talaj szerves anyag, nátrium és foszfor tartalmát, a tömegsűrűségét, és a nedvességtartalmat.
A kezelés hatására mindkét esetben nőtt a pH, az egyik talaj esetében a fémion koncentráció is csökkent, azonban a szennyezettebb mintánál nem volt tapasztalható csökkenés bizonyos fémek esetében. Az ECOplate mérések alapján, a talaj mikrobiológiai aktivitása (AWCD szubsztrát hasznosítás) nem változott a kezelések hatására.

Publikációk

Charlene N. Kellya, Christopher D. Peltzb, Mark Stantonc, David W. Rutherforda, Colleen E. Rostada (2014) Biochar application to hardrock mine tailings: Soil quality, microbial activity, and toxic element sorption. Applied Geochemistry 43, 35-48

Referenciák

Charlene N. Kellya, Christopher D. Peltzb, Mark Stantonc, David W. Rutherforda, Colleen E. Rostada (2014) Biochar application to hardrock mine tailings: Soil quality, microbial activity, and toxic element sorption. Applied Geochemistry 43, 35-48

Adatlap azonosító (eredeti)
1756
Bevivő
Németh Kinga
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás
Módosítás