Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára

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 
Bioszén alkalmazása bányászati meddőhányók remediációjára
Technológia angol neve 
Biachar application to hardrock mine tailings
Kifejlesztés országa 
USA
A fejlesztés fázisa  
közvetlenül demonstráció előtt

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztés kezdete 
2011
Fejlesztés befejezése 
2014
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
Egyéb szennyezőanyag 
kadmium, cink, alumínium, réz

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

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
Technológiára vonatkozó információ
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.

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

Tömegsűrűség

Környezetmonitoring helye 
Csurgalékvíz
Technológia költségei
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.

SWOT (értékelés osztályzattal)
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
SWOT (szöveges értékelés)
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.

Konkrét megvalósult alkalmazások
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
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.

Publikáció, referencia
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 tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1756
Bevivő 
Németh Kinga
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2015-04-15
Módosítás 
2018-06-22