A bioremediáció magában foglalja a szennyezett környezet dekontaminálását kémiai lebontásból vagy élő szervezetek egyéb tevékenységéből származó technikák alkalmazásával.
A szerves hulladékok egymásra rakása és megnedvesítése lehetővé teszi a biológiai lebontást: a szerves hulladék komposztálásának nevezett folyamatot. A technológiát kiterjesztették az élelmiszer-hulladék, a mezőgazdasági hulladék és a szennyvíz kezelésére. Újabban a bioremediációt alkalmazták a veszélyes hulladékok kezelésére. Vagyis lehetővé teszi a szennyezett talajok és szennyvizek kármentesítését.
A szennyezőanyag-szint csökkenésének passzív nyomon követése természetes folyamatok révén:
Ennek célja, hogy a talaj mikroorganizmusai természetes módon szennyezzék a környezetet. Az evolúció körülményeinek ellenőrzése és ellenőrzése megfigyelő kutakon keresztül történik.
A bioagmentáció olyan módszer, amely mikroorganizmusokat (általában baktériumokat, fonálférgeket, protozoonokat, gombákat) valósít meg az érintett területek (talaj és víz) kezelésére különféle szénszennyező anyagokkal, nitrogénnel vagy foszforral.
A talajban vagy a vízben már jelen lévő mikroorganizmusok nem képesek megtisztulni, ezért szükséges a külső mikroorganizmusok használata. Lehetséges, hogy genetikai módosításokat hajtanak végre az oltott törzseken a szennyezésmentesítés javítása vagy lehetővé tétele érdekében. A biomérés alkalmazásának fő példája a városi víz aktív iszappal történő kezelése (tisztító állomások). Az iszapban jelen lévő mikroorganizmusok a szennyező anyagokat energiaforrásként, valamint oxigénként használják fel, ezért szükséges az aktív iszap levegőztetése a mikroorganizmusok túlélésének és növekedésének lehetővé tétele érdekében.
Olyan mikroorganizmusok közvetlen hozzáadása, amelyek képesek lebontani a szennyeződéseket és felgyorsítani azok pusztulását.
A szellőztetés olyan módszer, amely alkalmas az áteresztő talajra (homokos), és főleg illékony vegyületek kármentesítésére. A talajt szívással nyomják le, a talajból érkező nedves levegőt ezután beszívják, kondenzációs kamrán vezetik át, majd egy bioszűrőn (baktériumtartó) vagy aktív szénen vezetik át, ahol a szennyező anyagok lebomlanak. A levegőt ezután szabályozzák és kifelé szívják.
A bioventálás a szellőzés egyik változata. Ebben a folyamatban, amellett, hogy a szellőztetés klasszikus végezzük egy szellőztető kényszerítette a telítetlen talaj, a levegő áramlását okozza oxigén ellátás, amely elősegíti a mikroorganizmusok a talajban és így a lebomlási a szennyező anyagok.
AlkalmazhatóságEzt az eljárást előnyösen a vadózzónában alkalmazzuk, ha ez féligáteresztő anyagokból, például homokból, kavicsból és durva iszapból áteresztő anyagot tartalmaz. A bioventálás által potenciálisan érintett szennyezők VOC-k és SCOV- k .
Bizonyos klórozott oldószerek, mint például a TCE, TCA, DCE, lebomlanak a kometabolizmus révén.
A telítetlen zónában csökkentett nyomáson történő extrakcióval történő kezelést csak a szilárd fázis és a gázfázis, esetleg az oldott fázis közötti egyensúlyban lévő szennyezők számára szánják. Nem vizes folyékony fázist is érinthet ez a kezelés, ha csak illékony szerves vegyületekből áll.
A szabad szerves fázisnak a talaj által mélységes vándorlása során visszatartott része által képzett szennyezés szintén a pórusok telítettségének oka lehet. Egy ilyen fázis jelenléte nagyon erősen korlátozhatja a kezelés hatékonyságát azáltal, hogy csökkenti a terület permeabilitását, a levegő hajlamos lesz megkerülni ezt a területet.
ÉrettségEzt a technikát általában olyan helyeken alkalmazzák, ahol illékony vagy félig illékony biológiailag lebomló szénhidrogének vannak . Ezt a technikát a színészek többsége használja. E technika elsajátítása és megbízhatósága szorosan összefügg a talaj szerkezetére vonatkozó kezdeti tanulmány minőségével és a szennyezés jellemzésével.
HatékonyságEnnek a folyamatnak a hozama nagymértékben változik a környezeti feltételektől függően, egyes esetekben elérheti a 90% -ot is.
A biodegradáció kinetikája a leginkább korlátozó tényező.
A bioüzemelés magában foglalja a levegő befecskendezését a talajvízbe a telített zónából származó szennyező anyagok elpárologtatása érdekében. Ugyanakkor a levegő oldása a vizes fázisban javítja egyes szennyezők aerob lebomlását. Ez a technika gyakran bioventálással párosul.
AlkalmazhatóságEz a technika különösen alkalmas a biológiailag lebontható vegyületek számára féligáteresztő anyagok, például homok, kavics, durva iszap áteresztésére.
A következő szennyező anyagokra vonatkozik:
Ezenkívül a TCE, a TCA és a DCE molekulái lebomlanak a kometabolizmus révén, különösen metáninjekcióval.
ÉrettségEzt a technikát általában olyan helyeken alkalmazzák, ahol illékony vagy félig illékony biológiailag lebomló szénhidrogének vannak. E technika elsajátítása és megbízhatósága szorosan összefügg a talaj szerkezetére vonatkozó kezdeti tanulmány minőségével és a szennyezés jellemzésével.
HatékonyságEnnek a folyamatnak a hozama nagymértékben változik a környezeti feltételektől és a szennyező anyag típusától függően; egyes esetekben meghaladhatja a 90% -ot.
A biodegradáció kinetikája a leginkább korlátozó tényező.
A biotertre (vagy biopile) a szennyezett talajok halomba rakása biológiai kezelés céljából. Ehhez általában a szennyezett talajok módosulnak, és a biotertre jellemző körülményeket ellenőrzik (levegőztetés, tápanyagok hozzáadása ...).
AlkalmazhatóságA biotertre kőolajtermékekkel, például gázolajokkal, üzemanyagokkal, kerozinnal szennyezett talajokat alkalmaznak. VOC-k, SCOV-k, peszticidek, bizonyos nehéz kőolaj-darabolatok (PAH-k, szerves olajok stb.) Szintén kezelhetők bizonyos körülmények között, de alacsonyabb tisztítási hozammal.
A biotertre adott kezelések előnyösen 15-20 000 mg / kg-nál kevesebb szénhidrogén szennyezésre vonatkoznak a „hagyományos” kőolajtermékek esetében.
ÉrettségEzt a technikát általában illékony vagy félig illékony biológiailag lebontható szénhidrogénekkel rendelkező helyeken alkalmazzák. A Biotertre-t széles körben használják a helyszíni szennyezésmentesítésre. Körülbelül húsz biocentrum (biológiai kezelőközpont) van Franciaországban.
LeírásA folyamat előzetes feltárást igényel. A szennyezett talajokat összekeverik egy módosítóval (strukturálószer), majd egy olyan kezelési területre irányítják, amely legalább egy csurgalékvíz-gyűjtőrendszert és levegőztető egységeket tartalmaz (levegőelvezetés vagy fújás) az oxigénátadás és a biodegradáció stimulálása érdekében. A biológiai lebomlás szabályozott (hőmérséklet, páratartalom, tápanyagok, oxigén, pH).
A biotertrákat leggyakrabban egy át nem eresztő geomembrán borítja annak érdekében, hogy korlátozza az esővíz beszivárgását, a szennyező anyagok elpárolgását, a hőmérséklet fenntartását / növelését. A csurgalékvizet részben újrahasznosítják, részben a helyszínen kezelik, mielőtt kidobják. A légköri emissziókat szükség esetén kezelik (különösen a VOC jelenléte).
A biológiai lebontást legtöbbször biostimulációval hajtják végre.
Általában a cölöpök magassága nem haladja meg a 3 m-t, hogy elkerüljék a tömörítést és a túl nagy rombolást.
HatékonyságEnnek a folyamatnak a hozama nagymértékben változik a környezeti feltételektől függően; egyes esetekben meghaladja a 90% -ot, ha a feldolgozási idő elég hosszú.
A bioslurping abból áll, hogy mélyedést hoznak létre az úszó szennyező anyag és a vízszint közötti határfelületen. A szennyező anyag így kivonható a helyszínen kívüli kezelés és lebontás céljából
Ez a kezelés a szennyezett részek (O 2 -ben gyenge talajok) levegőztetéséből áll) oxigénben és tápanyagokban gazdag oldat befecskendezésével vagy szórásával. Az injektált vagy szórt oldat elősegíti a kometabolizmus jelenségeit.
A Pseudomonas halodenitrificans baktérium képes lebontani a nitrátokat . A mezőgazdaságban műtrágyaként használt utóbbiak a környezetbe kerülve veszélyt jelentenek a víz minőségére. A baktérium képes lélegezni nitrátok felhasználásával, amelyeket átalakításával átalakít molekuláris nitrogénné, inert gáznemű elemgé, amely visszatér a légkörbe, és már nem jelent szennyezés veszélyt. Ez a képesség, hogy a nitrátokat molekuláris nitrogénné redukálja ( denitrifikáció ), nagyon gyakori a baktériumokban. A szennyvíztisztító telepeknél a nitrogén eltávolítása a szennyvízből a szerves és ammónium-nitrogén nitráttá nitrifikálása után.
Képesek eltávolítani az egyszerű gáznemű szennyvizeket vagy az illékony szerves vegyületeket ( VOC ): oldószereket, kén- és nitrogénvegyületeket, aldehideket, ketonokat stb., Amelyek fő hátránya kellemetlen szaguk.
Tisztítás céljából a szennyezett levegő egy átfolyó szűrőn halad át, amelyet egy bioreaktor folyamatosan táplál, amely ezen szennyező anyagok lebontására specializálódott mikroorganizmusokat tartalmaz. A kénszármazékok hozama meghaladja a 99% -ot. Nitrogénszármazékok, szerves savak, aldehidek / ketonok és egyéb VOC-k esetében a hatásfok meghaladja a 80% -ot. További előny: teljesen organikus, ez a technika nagyon kevés maradékot eredményez.
Ez a technika elsősorban az agrár-élelmiszeripar, a szennyvíztisztító telepek és a szilárd hulladékkezelő központok számára készült.
Néhány mikroorganizmus, amely képes lebontani:
A phytoremediation olyan módszer, amely a növények padlótisztításán alapul. Bizonyos növények képesek rögzíteni sejtjeikben a szennyezett talajban található szennyeződéseket. Az a tulajdonságuk, hogy felhalmozzák és tolerálják a rendkívül magas fémszintet, például szövetekben és légrészekben.
A fitoremediációban számos stratégia létezik:
A fitostabilizáció célja a szennyezés leállítása, tehát módszer a szennyező anyagok ellenőrzésére. Ez magában foglalja a növénytakaró telepítését olyan fajokkal, amelyek tolerálják a szennyező anyagokat. A növény gyökerei a fémek immobilizálására alkalmas adalékanyagokkal kombinálva kicsapják, felszívják vagy befogják a talajban található szennyező anyagokat. Ezeknek a növényeknek a jelenléte lehetővé teszi a szennyező anyagokat hordozó részecskék eróziós és lefolyási folyamatainak, valamint ezeknek a szennyezőknek a mélyebbre való behatolásának csökkentését. Ennek a technikának köszönhetően azonban a fémek csak a növényben vannak csapdában, így a talaj végül nem igazán tisztul meg.
A fitoextrakciós : ez az, amit a hiperakkumulátor növények növények: képesek felhalmozni több mint 1% -át a fémeket szövetekben. Körülbelül 400 faj létezik. Ez a technika lehetővé teszi növények alkalmazását különösen a fémekkel szennyezett talajok kezelésére. A fémek által okozott szennyezés az egyik legnehezebben kezelhető, mivel ezek nem biológiailag lebonthatók. A szennyező anyagokat a gyökerek abszorbeálják, de azokat a légi részekre szállítják, ahol felhalmozódnak. A növényeket ezután kaszálják és az erre a célra szolgáló helyen tárolják, majd elégetik. Ezeknek a növényeknek a hamvait a kohászat felveheti, vagy újrahasznosítják. A fitoextrakciónak két típusa van: a folyamatos fitoextrakció (ami természetes úton fordul elő) és az indukált fitoextrakció (a kelátképzők jelenlétében bekövetkező). Ahhoz, hogy ez a technika hatékony legyen, a növényeknek sok biomasszát kell termelniük.
Példa:
A fitodegradáció felgyorsítja a szerves vegyületek szennyező anyagok növényekkel történő lebontását. Ezért szerves vegyületekre és szénhidrogénekre vonatkozik. A szennyező anyagok a talajban vagy a növényben végzett enzimatikus reakciók révén nem toxikus anyagokká alakulnak át.
Példa: A talaj mikroorganizmusainak stimulálása szénhidrogének és a kukorica rizofer exudátumainak együttes hatásával.
A fitovolatilizáció a fémek megtisztítása. A fitoextrakcióval ellentétben csak néhány fém, például higany, szelén és hipotetikusan arzén szennyeződésmentesítését tartalmazza. A fémeket a gyökerek elnyelik, majd átkerülnek a légi részekre, ahol tárolják őket, és várják, hogy illékony vegyületekké alakuljanak, amelyeket a növény metilezett formában a légkörben elpárologtat. Ezek a felszabaduló vegyületek általában kevésbé mérgezőek, mint a növény gyökerei által felvett talajvegyületek. A fertőtlenítést a növény egész élettartama alatt folyamatosan végzik. A talajszennyezés légszennyezéssé válik, mert csak a szennyező anyagokat párologtatjuk el.
A fitoremediáció a szennyezett talajok kezelésének módszereként tekinthető olcsónak, és sokkal tiszteletben tartja a biotóp természetes egyensúlyát. Használható fizikokémiai technikák helyettesítésére vagy kiegészítésként az akut szennyezés helyszínein. A növények ilyen használata számos előnyös tevékenységet tár fel, mint például az erózió megakadályozása a gyökérhálózatnak köszönhetően, a szerves anyagok lebontása a kapcsolódó mikroorganizmusok által, az elemek biogeokémiai körforgása, a víz körforgásának helyreállítása, de mindenekelőtt a növények koncentrációja / lebomlása. szennyező anyagok. A fitoremediáció megnyitja az utat a szennyezett városi terek növénykolonizációjához, ezáltal a táj esztétikusabbá és élhetőbbé válik.
| Technikák | Előnyök | Hátrányok |
|---|---|---|
| Ellenőrzött természetes csillapítás |
|
|
| Bioagmentáció |
|
|
| Biosparging és Bioventing |
|
|
| Biotertre |
|
|
| Baktériumok és mikroorganizmusok használata |
|
|
| Phytoremediation |
|
|