Fémekkel szennyezett talaj remediációja vörösiszappal az arnoldsteini ólom/cink kohó környékén

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 neveFémekkel szennyezett talaj remediációja vörösiszappal az arnoldsteini ólom/cink kohó környékén
Technológia angol neve
Immobilising of Cd, Pb, and Zn contaminated arable soils close to a former Pb/Zn smelter
Kifejlesztés országa
Ausztria
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
Fejlesztés kezdete
2004
Fejlesztés befejezése
2008
Fejlesztési projekt neve, száma
INTERLAND
Nemzeti program neve
Austrian Ministry
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
ammónium-acetáttal kiextrahálható mennyiség koncentrációja (2004)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg kg ^ -1
Jellemző kezdeti érték
48.15
Maximális kezdeti érték
48.8
Jellemző végérték
0.44
Maximális végérték
5.61
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
ammónium-acetáttal kiextrahálható mennyiség koncentrációja (2004)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg kg ^ -1
Jellemző kezdeti érték
5.585
Maximális kezdeti érték
8.65
Jellemző végérték
0.09
Maximális végérték
0.79
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
ammónium-acetáttal kiextrahálható mennyiség koncentrációja (2004)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg kg ^ -1
Jellemző kezdeti érték
1.11
Maximális kezdeti érték
1.13
Jellemző végérték
0.06
Maximális végérték
0.22
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Kombinált
Technológia alapja
Kémiai
Biológiai
A technológia általános ismertetése

A technológia egyik célja az volt, hogy a számos vidéki kohó területen az ólom, kadmium illetve cink nagyméretű szennyezéseire reális megoldást találjanak. Korábbi kísérletek nagy lehetőséget mutattak a fémek élelmiszerláncba történő bejutásának csökkentésére a kohók által szennyezett talajokon termesztett növényeken keresztül, immobilizációs módosításokat használva. Az immobilizáció a mozgás, mozgékonyság megszüntetését jelenti, megakadályozva a szennyezőanyag továbbterjedését, fizikai-kémiai, biológia hozzáférhetőségét. A szennyezett talajterületeket mésszel, vörösiszappal és kavicsos iszap + vörösiszap keverékkel kezelve vizsgálták azok hosszútávú hatékonyságát, talaj és talaj pórusvíz minták vizsgálatával. A kémiai stabilizálást fitostabilizálással kombinálták, két fajta árpa kultúrát ültettek, majd különböző monitoring növényi mintákkal vizsgálták a növényi fémfelvételt.

A technológia újdonsága

A vörösiszap alkalmazása. A vörösiszap a bauxit tömény lúggal történő feltárása során keletkezik. A visszamaradó NaOH miatt erősen bázikus tulajdonságú, melynek
köszönhetően rövid idő alatt képes a mozgékony fémionokat oldhatatlan csapadékká alakítani. Ugyanakkor nagyon sok értékes oxidot (pl. TiO2), hidroxidot, illetve oxihidrátot tartalmaz, melynek köszönhetően erősen adszorbeálja a toxikus fémeket.

Remediációs technológia fajtája
  • fizikai-kémiai
  • kémiai stabilizálás
Egyéb remediációs technológia
fitostabilizáció
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint
in situ
Technológiai paraméterek
Szennyezőanyag mennyisége
pH
Egyéb
Egyéb technológiai paraméter

fitotoxicitás

Környezetmonitoring helye
Telítetlen (teljes) talaj
Pórusvíz
Beruházási költség
50.000 - 100.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
1 000 - 2 000 HUF
Fajlagos energia költség
500 - 1 000 HUF
Fajlagos anyagköltség
500 - 1 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
500 - 1 000 HUF
Fajlagos összköltség
2 000 - 5 000 HUF
Költség
4-kicsi
Időigény
3-közepes
Helyigény
2-nagy
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
4-kicsi
Szakember-igény
4-kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
3-közepes
Célérték teljesítésének képessége
4-nagy
Környezethatékonyság
4-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

Nagy méretű szennyezett terület stabilizálása lehetséges. A mezőgazdaságban általánosan használt munkagépeket igényel, amelyek könnyen hozzáférhetőek, ezért viszonylag olcsó technológia. Azokban az esetekben ahol a növényzet a nagy toxicitás miatt nem tud kifejlődni, a technológia végrehajtása esztétikai javulást eredményez, illetve csökkenti a szél és a víz okozta eróziót. A használt adalékanyag (vörösiszap) ipari hulladék, így alkalmazása újrahasznosítást jelent..

Gyengeségek

A szennyezőanyagok nem kerülnek eltávolításra a talajból, így bár a környezeti kockázat jelentősen csökken, teljesen nem szűnik meg. Ezért a területet később is monitorozni kell, hogy kiderüljön, hogy a stabilizációs körülmények továbbra is
fennállnak-e.

Lehetőségek

A vörösiszap más fémek immobilizálására is alkalmas lehet. Lúgos pH-jának köszönhetőek egyben a savanyú talajokat is javítja.

Veszélyek

A növények által felvett fémek kockázatot jelentenek a táplálékláncra, ezért olyan növényeket kell választani amelyek föld feletti részeikbe nem akkumulálják a fémeket.
A vörösiszap alkalmazása nagy körültekintést igényel. Kis szemcsemérete miatt lehet veszélyes, kiporzást okozhat, illetve szem-és bőrirritáló hatása lehet.

A terület neve
Stossau
Alkalmazás helye, ország
Ausztria
Alkalmazás helye, város
Arnoldstein /Hohenturn
Alkalmazás kezdő időpontja
2004
Alkalmazás befejező időpontja
2008
Hosszúság (m)
1000.0
Szélesség (m)
1000.0
Területhasználat
Ipari
A szennyezettség eredete
Pb/Zn kohó
Összefoglaló az alkalmazásról

A technológia egyik célja az volt, hogy a számos vidéki kohó területen az ólom, kadmium illetve cink nagyméretű szennyezéseire reális megoldást találjanak. A szennyezett területek kezelését 2004 májusában kezdték el, mésszel, vörösiszappal és kavicsos iszap + vörösiszap keverékkel, kb. 15 cm mélyen a talajba keverve. 2005 májusában az adalékanyagokat már 25 cm mélyre keverték. A kémiai stabilizálást fitostabilizálással kombinálták, két árpa kultúrát alkalmaztak (BODEGA és HELLANA). A projekt befejeztével passzív monitoringként keskenylevelű útifű és bársony fű mintákat használtak a növényi fémfelvétel vizsgálatára. A növényi mintákon kívül talajmintákat is vettek a pH változás és a szennyezőanyag koncentráció méréséhez (NH4NO3-extraktum).
Az adalékanyagok már 15 cm mélyre való helyezésével a NH4NO3-al kiextrahálható Zn, Pb, Cd 90-99%-os mobilitás-csökkenését érték el, de ezt nem erősítették meg a növényi felvételi értékek. A kísérlet végén a következő következtetésekre jutottak:
Ahhoz hogy a növényi felvételi értékeket is megfelelően csökkenteni lehessen, az adalékanyagokat a talaj mélyebb részébe kell bekeverni.
Hosszútávon a kavicsos iszappal kombinált vörösiszap volt a leghatékonyabb a stabilizációban.
A megfelelő, fémeket nem akkumuláló növénykultúra (jelen esetben a BODEGA) alkalmazásával a növényi fémfelvételi értékek tovább csökkenthetőek.

Referenciák

W. Friesl-Hanl Æ K. Platzer Æ O. Horak Æ M. H. Gerzabek: Immobilising of Cd, Pb, and Zn contaminated arable soils close to a former Pb/Zn smelter: a field study in Austria over 5 years, Environ Geochem Health (2009) 31:581–594

Adatlap azonosító (eredeti)
1345
Bevivő
Kordisz Virág
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás
Módosítás