Fogalmak: biodegradáció, biotranszformáció, biostimuláció, bioaugmentáció, biológiai hozzáférés, biodegradációs potenciálHatékonyságát számos tényező befolyásolja (lásd később)környezeti tényezőkmikróba populációkenzimek Bioremediáció

Bioremediáció

Technológiai eljárás, mely biológiai rendszereket használ a környezet megtisztítására a (toxikus) hulladékoktól

Fogalmak: biodegradáció, biotranszformáció, biostimuláció, bioaugmentáció, biológiai hozzáférés, biodegradációs potenciál Hatékonyságát számos tényező befolyásolja (lásd később)

környezeti tényezők

mikróba populációk enzimek

Technológiák

Ex situ on site

off site In situ

A talajt a helyszínről eltávolítva kezelik:

- extrakció - hőkezelés

- biológiai kezelés:

• landfarming (agrotechnikai elj.)

• talajforgatás, levegőztetés,

• adalékanyagok

• bioágyas-, prizmás kezelés, komposztálás

• bioreaktorok alkalmazása

A talajt helyben kezelik:

- talajszellőztetés - talajmosás

- biológiai tisztítás:

• természetes mikroflóra intenzifikálása

• bioaugmentáció,

• adalékanyagok

• bioszűrők (illékony szennyezések esetén)

• fitoremediáció Figyelembe kell venni:

tovaterjedés kockázatát,

rendelkezésre álló időt, pénzt,

a talaj hidrogeológiai adottságait, mennyiségét, homogenitását, a talaj későbbi felhasználását

• Mennyire biztonságos

- természetes mikroflóra (organizmusai) - veszélyes vegyszert nem használnak - tápanyag sem veszélyes (trágya)

- a folyamat során a veszélyes anyagok átalakulnak

•

Előnye

- természetes folyamatok

- a szennyezett terület, talajvíz az eredeti helyen (in/on site) tisztítható (megfelelő körülmények mellett nincs szükség a talaj kiásására, talajvíz szivattyúzására)

- veszélyes gázok levegőbe jutása elkerülhető - kevés hulladék keletkezik

- más módszerekhez képest nem igényel annyi felszereltséget - olcsóbb, mint a legtöbb fizikai-kémiai eljárás

•Hátránya

rossz hatékonyságú lehet:

- összetett szennyezések esetén

- nehezen hozzáférhető szennyezések esetén

- ha a talaj humuszanyagait is bontják a mikroorganizmusok

Bioremediáció körülményei

• közeg

– Talajszerkezet, szennyezőanyagösszetétel

• hőmérséklet

• tápanyag utánpótlás

• oxigénellátottság

• időigény

Meghatározó faktorok:

- jelenlevő veszélyes vegyületek típusa és mennyisége - szennyezett terület mérete: kiterjedés, mélység

- talaj típusa, állapota

- tisztítási folyamat talaj felszínen vagy alatta zajlik

Bioremediáció körülményei

• közeg:

talajszerkezet, szennyezőanyagösszetétel

• hőmérséklet:

biológiai aktivitás hőmérsékletfüggő

• pH:

hozzáférhetőséget befolyásolja

• H

₂

O:

szállítóközeg - túl magas víztartalom gátolja az oxigén talajba jutását

- túl alacsony nedvességtartalom a mikróbák aktivitását, túlélését korlátozza

• tápanyag:

a sejtek életfunkcióihoz szükséges ásványi anyagok:

nitrogén, foszfor, kén, kálium, magnézium, kálcium, mikroelemek, vitaminok

• Oxigénellátottság:

a talaj mélyebb rétegeiben kevés az oxigén ha az aerob lebontó folyamatokat akarjuk

stimulálni: levegőbefúvatás, talajforgatás szellőztetéssel,

vagy: H₂O₂ befecskendezés, nitrát, szulfát utánpótlás

Mikrobiológiai tényezők

• Természetes mikroba populáció

• Biofilm

• Konzorciumok esetén az összeférhetőséget vizsgálni kell egymással és az alkalmazás helyével

• Élettani, biokémiai tulajdonságok

• A laboratóriumi kísérletek az adott területen felhasználhatóak-e

• A mikrobiális aktivitás valós hatásfoka

• A metabolitok hatása az enzimekre, mikrobákra

• Oxigén hiányában alkalmazhatók-e alternatív elektronakceptorok (nitrát, szulfát, karbonát, klorid, Fe(III)…)

• A szennyezés összetettsége

• A szennyezés kora – talajmátrixhoz kötött anyagok nehezen hozzáférhetők

Fitoremedi

In situ talaj-, üledék- és víztisztítás növények segítségével áció

talaj- növény- mikroorganizmus kölcsönhatás Alkalmazása:

• nagy területen eloszló szennyezés esetén, ahol más megoldások nagyon költségesek

• alacsony szennyezettségű területeken

• más technológiákkal kapcsoltan Növényi fajok:

• fák – pl. nyárfa

• füvek – pl. Festuca spp.

• nitrogén kötők – pl. Trifolium spp., Medicago sativa, lóhere

•Vízi növények – pl. Myriophyllum spicatum, Saggitaria latifolia

Fitodegradáció, fitotranszformáció: enzimatikus folyamatok

Fitostabilizáció: nehézfém toleráns növények a

nehézfémek mozgását gátolják Fitoextrakció: fémek hiperakkumulációjára képes

növényekkel

Fitovolatilizáció: illékony szervesanyagok felvétele, majd átalakítás nélküli elpárologtatása Rhizofiltráció: fémek eltávolítása vízből

A fitoremediáció nagy mennyiségű olajszennyezés eltávolítására nem alkalmas Az illékony anyagok fitovolatilizációval az atmoszférába juttathatók, de átalakulás nélkül ez nem környezetbarát módszer

CO₂ O₂

fotoszintézis

^H2O

párologtatás

H₂O + tápanyagok

transzport

szervesanyagok

H₂O + tápanyagok CO₂ + H₂O

gyökérlégzés

‘izzadás’

^metabolit

CO₂ + H₂O

kometabolizmu s

mineralizáció