PAH-al és toxikus fémekkel szenyezett talaj kezelése szennyvíziszappal és szennyvíziszapból készült bioszénnel

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 nevePAH-al és toxikus fémekkel szenyezett talaj kezelése szennyvíziszappal és szennyvíziszapból készült bioszénnel
Technológia angol neve
Treatment of PAHs contaminat and potentially toxic elements contaminated soil by sewage sludge and sewage sludge biochar
Kifejlesztés országa
Kína
A fejlesztés fázisa
közvetlenül demonstráció előtt
Nemzetközi program neve
National High-Tech R&D Program of China
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
3 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
300
Maximális kezdeti érték
320
Jellemző végérték
240
Maximális végérték
200
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
16 PAH összesen
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
1050
Maximális kezdeti érték
1180
Jellemző végérték
650
Maximális végérték
600
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
2 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
130
Maximális kezdeti érték
140
Jellemző végérték
100
Maximális végérték
90
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
4 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
450
Maximális kezdeti érték
520
Jellemző végérték
320
Maximális végérték
250
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
5 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
120
Maximális kezdeti érték
125
Jellemző végérték
60
Maximális végérték
50
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
6 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
40
Maximális kezdeti érték
42
Jellemző végérték
20
Maximális végérték
15
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • arzén
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
0.2
Jellemző végérték
0.1
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
0.4
Jellemző végérték
0.4
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
4.2
Jellemző végérték
3.6
Maximális végérték
2.2
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
21
Jellemző végérték
14
Maximális végérték
11
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
30
Jellemző végérték
28
Maximális végérték
27
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Kombinált
Technológia alapja
Kémiai
Biológiai
Ökológiai
A technológia általános ismertetése

PAH-al és fémekkel szennyezett talaj remediációját vizsgálták tenyészedényes kísérletben laboratóriumi körülmények között. A vizsgálat során szennyvíziszapot, valamint szennyvíziszapból készült bioszenet kevertek össze 2, 5, és 10%-os koncentrációjú szennyzett talajjal. A kísérletkor a PAH és egyes fémek (As, Cu, Pb, Zn) koncentráció csökkenését figyelték meg. A kísérleti eredmények alapján kiderült, hogy a bioszén alkalmazásakor a szennyezőanyagok koncentráció csökkenése és a szennyezőanyag transzport csökkenése is nagyobb mértékű volt, mint a szennyvíziszap használatakor.

A technológia újdonsága

A bioszén az, ami magában hordozza a technológia újdonságát, melynek talajra való alkalmazására számos vizsgálat folyik. Ez a kísérlet is bizonyítékul szolgál arra, hogy mind a szerves és szervetlen szennyezők kezelésére alkalmas ez a technológia.

Remediációs technológia fajtája
  • egyéb
Egyéb remediációs technológia
biológiai és kémiai
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint
in situ
ex situ on site
ex situ off site
Technológiai paraméterek
Szennyezőanyag mennyisége
pH
Tápelemtartalom
Szervesanyag-tartalom
Környezetmonitoring helye
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Beruházási költség
500.000 - 1.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
nincs rá becslés
Fajlagos energia költség
nincs rá becslés
Fajlagos anyagköltség
50 000 - 100 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos összköltség
100 000 HUF felett
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések

Natalia Kulyk (2012) szerint 200-500 USD között mozog a bioszén tonnánkénti ára, ami azt jelenti, hogy ha átlag 350 dollárral számolunk, akkor kb. 95.000 forint egy tonna bioszén ára. Ennek a bioszénnek a talajba való juttatása 1 hektárra vetítve kb. 25-30 ezer forint 2015-ös bérmunkák alapján számolva.

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

A szennyvíziszap és a szennyvíziszapból készült bioszén nagyon jó hatásfokkal csökkenti a szennyezett talaj PAH tartalmát. Ezenkívül a bioszén az As, Cu, Pb toxikus fémvegyületek koncentrációját is jelentős mértékben csökkenti.
A növényi bioakkumuláció vizsgálatai alapján is pozitív hatással szolgál a technológia.

Gyengeségek

A kis molekulasúlyú (2-3 gyűrűs) PAH vegyületeknél, valamint a Cd és Zn fémvegyületeknél kisebb hatékonysággal mükődik a technológia.

Lehetőségek

A technológia lehetőséget nyújt a szerves és szervetlen szennyezők jelentős mértékű eltávolításában és pozitív eredmények érhetők el a bioakkumuláció terén is.

Veszélyek

A szennyvíziszap alkalmazása során egyes toxikus fémvegyületek (Cu, Zn) koncentrácója drasztikusan megemelkedik.

A terület neve
Vas finomítóhoz közeli termőföld
Alkalmazás helye, ország
Kína
Alkalmazás helye, város
Fujian Province
Alkalmazás fázisa
Demonstráció
Területhasználat
Mezőgazdasági
A szennyezettség eredete
Vas finomító
Összefoglaló az alkalmazásról

Tenyészedényes kísérletben, laboratóriumi körülmények között vizsgálták PAH-al, valamint toxikus fémekkel (As, Cd, Cu, Pb, Zn) szennyezett talaj remediációját szennyvíziszap és szennyvíziszapból készült bioszén alkalmazásával. 15 kg talajból, 10 darab minta készült, melyeket 2mm-es szitán engdtek át, majd homogenizáltak. Az adalékokat 2%, 5% és 10%-os koncentrációban alkalmazták szennyezett talajon.Az eredmények alapján elmondható, hogy mindkét adalék csökkentette a vizsgált 16 össz PAH koncentrációt, ugyanis a szennyvíziszap hozzáadásával 10%-os csökkenés, a bioszén alkalmazása során pedig 43%-os koncentráció esés figyelhető meg. Külön mérés történt az alacsony (2-3 gyűrűs) és nagy (4-6 gyűrűs) molekulasúlyú PAH-okra. Az alacsony molekulasúlyú vegyületeknél kisebb mértékű volt a csökkenés, mint a nagyobb molekulasúlyú vegyületeknél. Ennek az az oka, hogy a az alcsonyabb molekulasúlyú PAH-oknak nagyobb a mobilitásuk.
A toxikus fémek mérési eredményei alapján az As (52-67%), Cu (7–48%), Pb (21–50%) koncentrációjánál volt szignifikáns koncentráció csökkenés a bioszén alkalmazásakor.
Növényen (uborka) is vizsgálták a PAH-ok és toxikus fémek bioakkumulációját, amely alapján kiderült, hogy mindkét adalékanyag visszaszorítja.

Szennyezőanyag
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
16 PAH összesen
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
1050
Maximális kezdeti érték
1180
Jellemző végérték
650
Maximális végérték
600
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
2 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
130
Maximális kezdeti érték
140
Jellemző végérték
100
Maximális végérték
90
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
3 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
300
Maximális kezdeti érték
320
Jellemző végérték
240
Maximális végérték
200
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
4 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
450
Maximális kezdeti érték
520
Jellemző végérték
320
Maximális végérték
250
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
5 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
120
Maximális kezdeti érték
125
Jellemző végérték
60
Maximális végérték
50
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) és egyéb policiklikus aromás vegyületek
  • PAH (összes)
Egyéb szennyezőanyag
6 gyűrűs PAH-ok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
µg/kg
Jellemző kezdeti érték
40
Maximális kezdeti érték
42
Jellemző végérték
20
Maximális végérték
15
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • arzén
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
0.2
Jellemző végérték
0.1
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
0.4
Jellemző végérték
0.4
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
4.2
Jellemző végérték
3.6
Maximális végérték
2.2
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • ólom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
21
Jellemző végérték
14
Maximális végérték
11
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazták|Konkrét szennyezőanyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
koncentráció
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/kg
Jellemző kezdeti érték
30
Jellemző végérték
28
Maximális végérték
27
Publikációk

Muhammad Waqas, Sardar Khan, Huang Qing, Brian J. Reid, Cai Chao. (2014) The effects of sewage sludge and sewage sludge biochar on PAHs and potentially toxic element bioaccumulation in Cucumis sativa L.,Chemosphere 105 (2014) 53-61.
www.elsevier.com/locate/chemosphere

Referenciák

Muhammad Waqas, Sardar Khan, Huang Qing, Brian J. Reid, Cai Chao. (2014) The effects of sewage sludge and sewage sludge biochar on PAHs and potentially toxic element bioaccumulation in Cucumis sativa L.,Chemosphere 105 (2014) 53-61.
www.elsevier.com/locate/chemosphere

Khan, S., Wang, N., Reid, B.J., Freddo, A., Cai, C., 2013. Reduced bioaccumulation of PAHs by Lactuca satuva L. grown in contaminated soil amended with sewage sludge and sewage sludge derived biochar. Environmental Pollution 175 (2013) 64–68.

Nataliya Kulyk, 2012. Cost-Benefit Analysis of the Biochar Application in the U.S. Cereal Crop Cultivation. Center for Public Policy Administration Capstones. Paper 12.

Adatlap azonosító (eredeti)
1727
Bevivő
gulyasistvan
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajremediációs technológia
Létrehozás
Módosítás