Bioaugmentáció és biostimuláció biohalomban

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 
Bioaugmentáció és biostimuláció biohalomban
Technológia angol neve 
Bioaugmentation and biostimulation in biopiles
Kifejlesztés országa 
Lengyelország
A fejlesztés fázisa  
alkalmazott
Szabadalom száma 
PL 180141B1

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztés befejezése 
2000
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • TPH (összes)
Egyéb szennyezőanyag 
dízelolaj, motorolaj, repülőgép üzemanyag

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
szennyezőanyag koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
5336
Maximális végérték 
1742
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • TPH < C20
Egyéb szennyezőanyag 
C10-C22 frakció

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
4261
Maximális végérték 
704
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • széntetraklorid = tetraklórmetán

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
5586
Maximális végérték 
1810
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Benzol és alkilbenzolok (BTEX)
  • BTEX (összes)
Egyéb szennyezőanyag 
benzol, toluol, xilol

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
22.7
Jellemző végérték 
0
Maximális végérték 
0
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa 
Kombinált
Technológia alapja 
Kémiai
Fizikai-kémiai
Biológiai
A technológia általános ismertetése 

Gázolajjal és repülőgép üzemagyaggal szennyezett talajok ex situ bioremediációja őshonos baktériumtörzsek injektálásával.
A szennyezett talajszelvényt eliminálják és úgynevezett biohalmot (biopiles) képeznek belőle. A halomban levegőztetéssel, szigeteléssel és vízelvezetéssel megfelelő mikroklímát alakítanak ki a szelvényben élő és a szennyezett területre jellemző bennszülött mikroorganizmusok számára. A kőolajtermékek összetevői szolgálnak a mikrobiális légzés tápanyagául.
Az eljárás eredményei 65 napos távlatban, többszöri injektálással a következők:
- TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) tartalma a halomnak 80%-kal csökkent
- szén-tetraklorid tartalma 79%-kal csökkent

Beinjektált mikroorganizmus fajok:
- Pseudomonas mendocina
- Acinetobacter lwoffii
- Pseudomonas alcaligenes
- Micrococcus sp.

A hőmérséklet-tartomány: 15-30°C

A technológia újdonsága 

A technológia a bioaugmentációt ötvözi a biostimulációval. A mikorbiális aktivitást őshonos mikróbák befecskendezésével növelik. A megfelelő mikroklímát és a mikroorganizmusok egy helyben tartását úgynevezett biohalmok képzésével oldják meg, ahol a szennyezett földterületet a következő módon rétegezik(alulról felfelé):
1. geomembrán
2. altalaj
3. vízelbezető cső (PVC)
4. kavics réteg (0,3 - 0,4 m)
5. kompresszált levegőztetés (270 m3/h áramlási sebességgel)
6. geotextil
7. georács
8. szennyezett talaj
9. szigetelő fólia

A körülményeket (hőmérséklet, pH, víz és levegő ellátás) a fajok szaporodási optimumán állapítják meg így lerövidítve a biológiai tisztítási folyamatot.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • biológiai
  • biológiai hozzáférhetőség növelésével intenzifikált remediáció
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Mobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
ex situ on site
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Mozgatott talajmennyiség
Anyagfogyasztás
Biológiai aktivitás
Szennyezőanyag mennyisége
Szennyezőanyagból keletkezett főtermék
Hőmérséklet
pH
Környezetmonitoring helye 
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia költségei
Beruházási költség 
500.000 - 1.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
nincs rá becslés
Fajlagos energia költség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos anyagköltség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség 
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos összköltség 
50 000 - 100 000 HUF
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések 

A technológia egyszerűsége és gyorsasága miatt kifejezetten kölcséghatékony eljárásnak tekinthető. Mivel ex situ on site megoldással dolgoznak, a hosszabb távú szállítással, tárolással és ezek költségeivel nem kell számolni.

Jelentősebb költségekként a szénhidrogén mennyiségének meghatározása és a talaj kitermelése szolgál.

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

- költség hatékony
- ex situ on site eljárás
- környezetidegen anyag injektálás nincs
- csak bennszülött mikroorganizmusokkal dolgoznak
- a hatásfok 80% és felette
- az egyik legelterjedtebb szennyezéstípusra ad jó megoldást

Gyengeségek 

- a szénhidrogének lebontását a mikroorganizmusok szaporodásával figyelik (cfu/g = kolónia-képző egység), így nem megfelelő üzemi paraméterek beállítása esetén (pl. szénhidrogéneknél kedvezőbb tápanyag betplálása) fals eredményeket is kaphatnak a szennyezőanyag mennyiségét tekintve.

Lehetőségek 

- magasabb BTEX koncentrációjú szennyezett talajok esetén is vizsgálatokat végezni a technológiai tartomány szélesítése végett

Veszélyek 

- nincs veszélyfaktor

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
nincs adat
Alkalmazás helye, ország 
Lengyekország
Alkalmazás helye, város 
nincs adat
Alkalmazás fázisa 
Demonstráció

A kezelt terület mérete

Hosszúság (m) 
33.0
Szélesség (m) 
12.0
Mélység (m) 
0.5
A szennyezettség eredete 
nincs adat
Összefoglaló az alkalmazásról 

Összességében az eljárás remek megoldása a kisebb kiterjedésű üzemanyag szennyezések költséghatékony és gyors környezeti kockázatcsökkentésének.

A módszer során emisszió vagy melléktermék nem keletkezik. A terméket a szennyezőanyagok lebontásával párhuzamosan növekvő mikróbaszám jelenti.

Az energiaigény a levegőztetésben mutatkozik meg, illetve a kitermelésben.A rendszer magára hagyva működik, 25-65 napos intervallumban, többszöri befecskendezéssel.

A talajtípus: homokos, agyagos, hordaléktalaj volt. Három különböző üzemanyag szennyezés kezelésére, különböző mikroorganizmusokat alkalmaztak:
1. dízel és motorolajhoz: Pseudomonas mendocina, Pseudomonas putida
2. csak dízelhez: Pseudomonas mendocina, Acinetobacter lwoffii
3. repülőgép üzemanyaghoz: Pseudomonas alcaligenes, Sphingomonas paucimobilis, Alcaligenes xylooxidans

A különböző szennyezéseknél különbözően alakult a hatékonyság is:
1. 25 nap alatt a TPH koncentráció 82%-kal, a TES (Szén-tetraklorid) 85%-kal a C10-C22 frakció 95,5%-kal csökkent (BTEX koncentráció nem volt mérhető).
2. 65 nap alatt a TPH koncentráció 80%-kal, a TES 78%-kal, a C10-C22 frakció és a BTEX koncentráció is 100%-kal csökkent.
3. 22 nap alatt a TPH koncentrációja 98%-kal, a TES 95%-kal, a C10-C22 frakció és a BTEX koncentráció is 100%-kal csökkent.

Szennyezőanyag 
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • TPH (összes)
Egyéb szennyezőanyag 
dízelolaj, motorolaj, repülőgép üzemanyag

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
szennyezőanyag koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
5336
Maximális végérték 
1742
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Kőolajszármazékok (TPH)
  • TPH < C20
Egyéb szennyezőanyag 
C10-C22 frakció

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
szennyezőanyag koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
4261
Maximális végérték 
704
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Halogénezett alifás szerves vegyületek
  • széntetraklorid = tetraklórmetán

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
szennyezőanyag koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
5586
Maximális végérték 
1810
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag 
  • Benzol és alkilbenzolok (BTEX)
  • BTEX (összes)
Egyéb szennyezőanyag 
benzol, toluol, xilol

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
szennyezőanyag koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mg / kg talaj
Maximális kezdeti érték 
22.7
Jellemző végérték 
0
Maximális végérték 
0
Publikáció, referencia
Publikációk 

Bioremediation of soil polluted with fuels by sequential multiple injection of native microorganisms: Field-scale processes in PolandEcological Engineering, Volume 37, Issue 11, November 2011, Pages 1895-1900Maria £ebkowska, Ewa Zborowska, Ewa Karwowska, Ewa Mia¶kiewicz-Pêska, Adam Muszyñski, Agnieszka Tabernacka, Jeremi Naumczyk, Maciej Jêczalik

Referenciák 

[1]£ebkowska, M., Kan´ ska, Z., 2000. Microbiological remediation of soils contaminated with petroleum derivatives. Polish Patent no. PL 180141B1.

[2]Boopathy, R., 2000. Factors limiting bioremediation technologies. Bioresour. Technol. 74, 63–67.

[3]Alisi, C., Musella, R., Tasso, F., Ubaldi, C., Manzo, S., Cremisini, C., Sprocati, A.R., 2009. Bioremediation of diesel oil in a co-contaminated soil by bioaugmentation with a microbial formula tailored with native strains selected for heavy metals resistance. Sci. Total Environ. 407, 3024–3032.

[4] Lin, T.-C., Pan, P.-T., Cheng, S.-C., 2010. Ex situ bioremediation of oil-contaminated soil. J. Hazard. Mater. 176, 27–34.

Képek
A biohalom elvi  felépítése
A biohalom demonstrálása
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1673
Bevivő 
Földesi Marcella
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2014-04-19
Módosítás 
2018-06-22