In situ bioremediáció HRC-vel

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 neveIn situ bioremediáció HRC-vel
Technológia angol neve
In Situ Bioremediation Using HRC®
Kifejlesztés országa
USA
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
Fejlesztés kezdete
1999
Fejlesztés befejezése
2003
Saját forrás
130.000 Dollár
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • tetraklóretán
Egyéb szennyezőanyag
Illékony-halogén triklór-etén (TCE)
Jellemző kezdeti érték
5.000 µg/l
Maximális kezdeti érték
10.000 µg/l
Jellemző végérték
100 µg/l
Maximális végérték
1.000 µg/l
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • pentaklóretán
Egyéb szennyezőanyag
Illékony-halogén pentaklór-etén (PCE)
Maximális végérték
5 ug/kg
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • 1,1,1-triklóretán
Egyéb szennyezőanyag
metil-kloroform
Maximális végérték
200 ug/kg
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Felszín alatti víz
Technológia típusa
Kombinált
Technológia alapja
Kémiai
A technológia általános ismertetése

A felszín alatti környezetben egyik leggyakrabban előforduló talaj-, ill. talajvízszennyező anyagok az ásványolaj eredetű szénhidrogének, valamint a halogénezett szerves oldószerek. Utóbbiak in situ anaerob biodegradációján alapuló talajremediáció során elektrondonor, illetve hidrogén kieresztő adalékanyagot alkalmaznak, melyből tulajdonképpen fokozatosan tejsav kerül a szennyezett talajvízbe.
A talajvízben a klórozott szénhidrogének által képzett szennyezett csóva kezelését injektáló kutak segítségével oldják meg.
In situ remediáció során a talajt annak eltávolítása nélkül, helyben kezelik. Főleg nagyobb területeket érintő szennyeződések esetén előnyösek a kevéssé költséges biológiai módszerek, de olyankor is célszerű alkalmazni, ha a talaj, vagy vízi üledék mélyebb rétegeiben kisebb szennyezett szigetek vannak.
A klórozott szénhidrogéncsóvára alkalmazott kezelés neve in situ biobarrier technika, ami azt jelenti, hogy a szennyezett csóva útjába egy biológiailag aktív réteget állítanak, amely mikrobiológiai úton bontja le a szennyezőanyagot. A kidolgozott eljárást elsősorban klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvíz kezelésére használják.
A technológia alkalmazása során a biobarrier (biológiai gát) létrehozásáért felelős perforált csöveken keresztül juttatják le az aktív zónába a megfelelő biológiai oltóanyagot és a szükséges adalékokat. Az adalékok között kiemelt szerepe van a HRC-vegyületnek, vagyis a hidrogéndonor vegyületnek, mely lassan, folyamatosan tejsavat bocsát ki, hogy biztosítsa a talajvíz redoxpotenciáljának állandó csökkentését, hogy a reduktív deklórozáshoz szükséges kis (0 körüli) redoxpotenciál folyamatosan fenntartható legyen. A redoxpotenciál folyamatos csökkentésére azért van szükség a reaktív zónában (ahol a mikrobiológiai deklórozás folyik), mert abba folyamatosan friss talajvíz érkezik nagyobb redoxpotenciállal, ami nem előnyös a deklórozást végző szervezetek működése szempontjából.

A populációdinamikai változások követésére olyan PCR primereket terveztek, amelyekkel az alifás, halogénezett és az aromás vegyületek lebontásáért felelős enzimeket kódoló gének amplifikálhatóak, és így azok gyakoriságának változása nyomon követhető.

A vizsgált gén az alábbi enzimet kódolja:

- dehalogenáz, sMMO (soluble methane monooxygenase): A klórozott szénhidrogének
egyik leggyakrabban előforduló anaerob biodegradációja a reduktív deklorinálás, ill. a metanotróf baktériumok monooxigenázos TCE lebontása, így ezek detektálásával követhető a mikrobiális-populációk dinamikája.

A technológia újdonsága

Anaerob degradációra a legalkalmasabb anyag a tejsavat lassan kibocsátó HRC-X adalék. Jobb, mint a benzoát-laktát-os módszer, amit folyamatosan felügyelni és ellenőrizni kell, hogy a kívánt koncentráció fenntartható legyen. Ezzel ellentétben a HRC-X-et, vagyis a hidrogénleadó vegyületet elég egyszer a talajba injektálni, az hosszú ideig kitart és mindig csak annyi használódik fel belőle, amennyi szükséges. Az in situ alkalmazás és a felszíni kontrollegység szükségtelenné válása azt eredményezi, hogy az adott területen aktív ipari tevékenység mellett is lefolytatható a remediáció.

Remediációs technológia fajtája
  • biológiai
  • reduktív dehalogénezésen alapuló biotechnológia
Egyéb remediációs technológia
HRC® („hidrogénleadó vegyület”) alkalmazása
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából
Mobilizáció
Egyéb
Remediációs technológia a kivitelezés szerint
in situ
Technológiai paraméterek
Anyagfogyasztás
Biológiai aktivitás
Biológiai indikátorok
Szennyezőanyag mennyisége
Szennyezőanyagból keletkezett főtermék
Szennyezőanyagból keletkezett melléktermék
Egyéb technológiai paraméter

talajvízáram

Környezetmonitoring helye
Felszín alatti víz
Utómonitoring időtartama
2 - 5 év
Beruházási költség
10 - 50.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
0 - 500 HUF
Fajlagos energia költség
0 - 500 HUF
Fajlagos anyagköltség
0 - 500 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
0 - 500 HUF
Fajlagos összköltség
500 - 1 000 HUF
Költség
5-nagyon kicsi
Időigény
3-közepes
Helyigény
4-kicsi
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
4-kicsi
Szakember-igény
2-nagy
Környezeti és munkahelyi kockázatok
4-kicsi
Célérték teljesítésének képessége
4-nagy
Környezethatékonyság
5-nagyon nagy
Költséghatékonyság
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség
nem
Alkalmazhatóság
4-jó
Elérhetőség
4-jó
Ismertség
2-gyenge
Erősségek

A benzoát-laktát módszerhez képest kisebb a helyigénye, gyorsabb és elég egyszer elvégezni a talajba való beinjektálást. Emellett a TCE és PCE vegyületeket biológiai bontását nagymértékben növeli.
A rutinalkalmazás kis kölségű, a talajvíz monitoringján és a HRC időszakos injektálásán kívül más nem szükséges.

Gyengeségek

A biológiához, mikrobiológiához, biotechnológiák kezeléséhez nem értő szakemberek és a biotechnológusok, talajremediációhoz értők hiánya. Olcsósága is hátrány lehet, mert nem hoz nagyon sokat a vállalkozónak.

Lehetőségek

Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvizek in situ és majdnem passzív, biológiai kezelése. Ma inkább csak a 'pump and treat' technológiát alkalmazzák, vagyis évtizedekig szivattyúzzák a szennyezett talajvizet és a felszínen kezelik, többnyire sztrippeléssel. A kihajtott klórozott szénhidrogéneket a levegőbe engedik, ami környezethatékonyság szempontjából még jobban lerontja a 'pump and treat' technológia értékét és megkérdőjelezi alkalmazhatóságát. A HRC-t alkalmazó technológiával kiváltható lenne.

Veszélyek

Rossz állapotfelmérés és helytelen transzport feltételezés esetén nem lesz hatékony. Ha a szennyezőanyag nem bontható reduktív deklórozással, vagy ha a deklórozott termék nem bontható toivább, akkor a technológia hatástalan. Ezt előre tisztázni, laboratóriumi és pilot kísérletekkel ellenőrizni szükséges.

A terület neve
régi ipari területeken
Alkalmazás helye, ország
USA
Alkalmazás helye, város
San José, CA
Alkalmazás kezdő időpontja
2000
Alkalmazás befejező időpontja
2003
Alkalmazás fázisa
Demonstráció
Hosszúság (m)
16.0
Szélesség (m)
16.0
Mélység (m)
3.0
Területhasználat
Ipari
A szennyezettség eredete
Halogénezett alifás vegyületek talajba kerülése korábbi ipari tev-ből
Összefoglaló az alkalmazásról

A HRC talajba injektálásának lényege hogy felgyorsítja a reduktív deklórozási (mikrobiológiai) folyamatot, így a mikroorganizmusok a szennyező anyagot viszonylag gyorsan természetes szerves anyagokra bontják le.
A kezelt területeken szignifikánsan csökkent klórozott szénhidrogének (TCE) koncentrációja.
A folyamat mellékhatásaként fel lehet hozni az etén koncentrációjának növekedését, de ez nem jelentős, illetve ennek bontására az fakultatav anaerob és aerob talajmikroorganizmusok képesek. A demonstrációs alkalmazás során HRC talajba juttatását követően monitoring rendszert építettek ki és ezen keresztül figyelték a lebontás folyamatát.

Szennyezőanyag
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • tetraklóretilén
Egyéb szennyezőanyag
TCE
Jellemző kezdeti érték
5.000
Maximális kezdeti érték
10.000
Jellemző végérték
100
Maximális végérték
1.000
Referenciák

1. Regenesis Bioremediation Products. 2003. TCE and VOC Remediation at Former
Industrial Property in San Jose, CA. Case History H 3.0. From www.regenesis.com.

2. Jeff Bensch, GeoTrans, Inc. 2001. In Situ Bioremediation Using HRC® Application, San Jose, CA. Powerpoint Presentation. October 19.

3. Regenesis Bioremediation Products. Not Dated. Full-Scale Application. Powerpoint Presentation.

Adatlap azonosító (eredeti)
975
Bevivő
Markó István
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás2011-05-11
Módosítás2018-06-22