Környezettechnika
dr. Barótfi István
Mezőgazda Kiadó
Mielőtt néhány hazánkban is ismert / elismert mikrobiológiai technológiai rendszerrel részletesebben megismerkednénk, összefoglalásként nézzük meg a 4.14. ábrán az ed-dig tárgyalt olajkárelhárítási eljárások célraorientált csoportosítását, valamint a 4.15. ábrán azt a folyamatsort, amely a mai magyarországi gyakorlatban az eddigiekben bemutatott bonyolult négyfázisú rendszer (talaj, víz, olaj, gázfázisú rendszer) kezelésére kialakult és eredményesen működik.
Az eljárás alkalmas aromás és alifás, szénhidrogének biológiai lebontására. Az eljárás során kizárólag a természetben előforduló mikroorganizmusokat alkalmazzák, ha policiklikus és klórozott vegyületek vannak is vannak jelen, úgy célspecifikus kultúrákat adnak hozzá ( a hatóságokkal való szoros együttműködésben).
Az ex-situ ejárás csak részben oldja meg a vízszennyezés kérdését, ezért az esetleges szennyezett talajvíz tisztításáról külön kell gondoskodni.
Az UMWELTSCHUTZ–NORD eljárása a szennyezett talajból való mintavétellel kezdődik. A tisztítandó talaj a 4.16. ábrán feltüntetett bioteszt-és optimalizációs rendszer szerint kerül vizsgálatra, illetve kezelésre. A laboratóriumban a talaj fizikai, kémiai vizsgálata mellett meghatározzák a káros anyagok fajtáját és mennyiségét, valamint a talaj meglévő biomasszáját, ennek biológiai aktivitását és az aktivitás fejlesztéshez szükséges segédanyagokat. A laboratóriumi eredmények határozzák meg a technológia paramétereit, így a szerves adalékok, tápanyagok, nyomelemek mennyiségét, illetve a nedvességtartalmat és az átlapátolás gyakoriságát stb.
A talajkezelés sémáját a 4.17. ábra mutatja. A kiemelt talajt szortírozzák a fémhulladékok, a kövek és a talaj szétválasztásával. A fémhulladékok különválasztása után az ún. „vakond” nevű csigakerekes célgéppel történik a talaj homogenizálása.
Az időközben elkészült laboratóriumi eredmények (bioteszt-és optimalizációs program) ismeretében ebbe a homogenizálóba adagolják a szerves anyagokat (szalma, fűrészpor, faforgács stb.), szubsztrátot, a tápanyagokat, a nyomelemeket, a mikroorganizmusokat és az esetleges oxidálószereket. Az így képzett homogenizált földkeveréket a helyszínen felállított 40×20 m-es könnyűszerkezetes sátorban terítik el, célgépek segítségével. A sátrak mérete tetszés szerint növelhető.
Az optimalizációs rendszer szabja meg a bioágyak magasságát, a szükséges nedvességtartalmat és az átforgatás gyakoriságát. Újabb laboratóriumi kontroll eredményei, újabb tápanyag, mikroorganizmus és oxidálószer hozzáadását kívánhatják meg.
A sátorban való fermentálás ideje 3–5 hónap. Ekkor az ágyak tartalmát visszatelepítik a kívánt területre, ahol laboratóriumi ellenőrzés után előkészítik a talaj újrahasználatát. Biológiai vizsgálatok jelölik meg azokat a fűféleségeket, haszonnövényeket vagy gabonaféléket, melyeket már az első évben is a regenerált talajon termeszteni lehet.
Az olajbontást végző baktérium kultúra szaporítását a helyszínen 1 m3-es tartályban végezik. A tartályok levegőztetése porlasztott levegővel történik. Az Országos Közegészségügyi Intézet által jóváhagyott vegyes BIOMIX OIL baktériumkultúrát szervetlen makrotápanyagokat és nyomelemeket tartalmazó tápoldatban 1 l/m3/nap mennyiségben adagolt szubsztráton szaporítják. Kb. 10 napi folyamatos fermentációt követően a baktérium csíraszám a talaj inokulálására alkalmas koncentráció értéket éri el.
A kezelendő talajt homogenizálják, az optimális C, N, P arány biztosítására a talajhoz 33%-os NH4NO3, N, P, K és nyomelem tartalmú műtrágyát kevernek. Az első keverés során a kezelendő talajba a műtrágya mellett, 10% fakéreg egyenletes bejuttatására is sor kerül.
A kezelendő talaj kötöttségétől ill. a szennyező komponensek minőségétől és koncentrációjától függően eltérő prizmaépítési technológiát alkalmaznak. A talajkezelő rendszer szerkezeti felépítését a 4.18. ábra mutatja.
Az in-situ eljárásokat akkor alkalmazzuk, ha ezt a hidrogeológiai körülmények meg engedik, a mentesítendő területnek és az azokon lévő létesítményeknek a kárelhárítási tevékenységek ideje alatt is el kell látni eredeti funkciójukat (pl. közút, vasút, repülőtér, gyárterület, raktár.)
Megfelelő feltételek esetén ez a hatékonyabb megoldás.
Az egyszerű talajlevegőztetésre a CARO GmbH módszerét mutatjuk be. Az eljárás kizárólag a talajvíz feletti zónában lévő illékony szénhidrogének kilevegőztetésére szolgál. A feltárás során behatárolt szénhidrogén-szennyeződést levegőztető és légelszívó lándzsák segítségével távolítják el. A rendszer mozgatását szívó-nyomó ventilátor egységek végzik el. A 4.19. ábrán látható, hogy a szívólándzsák végét a szennyezés fölé, a levegőztető lándzsák végét pedig a szennyezés alá helyezik el. A szennyezett területet takaró fóliával védik a csapadékvíztől. Az elszívott levegőt bioszűrőn, majd aktívszénszűrőn vezetik keresztül.
Az in-situ rendszerre a SCHÜRFAG GmbH vízfázis forgató eljárását mutatjuk be.
A 4.20. ábrán bemutatott eljárást akkor alkalmazzák, ha a talajvíz csak oldott szénhidrogén-szennyezést tartalmaz. Az eljárás lényege, hogy a szennyezett talajvíz nyugalmi szintje alá szívókutat, illetve nyelőkútsort telepítenek. A szívókútból kiter-melt szennyezett talajvizet vas-mangántalanítón, majd egy bioreaktoron vezetik keresztül. A bioreaktorból távozó vizet különböző vegyszerek hozzáadása után a nyelő kútsoron keresztül visszanyomatják a talajba. A cirkuláció a víz és a talaj teljes, vagy igényszerinti megtisztításáig tart. Ha a talajvíz felszínén úszó olajfázis van, úgy egy fázis elválasztó rendszert iktatnak a csapadék elválasztó műtárgy elé. Hasonló rendszert használ számos magyarországi vállalkozó is. A tecnológiai sémát a 4.14. ábrán már bemutattuk.
Az eljárás felszínközeli talajrétegek esetén alkalmazható 5000 mg/kg szennyezettségi határig. A kezelendő területet (ősszel vagy kora tavasszal) 30–50 cm mélységű szántással fellazítják, N, P, K és a nyomelem tartalmú műtrágyát, szükség esetén helyszínen szaporított oltóanyagot juttatnak ki, majd boronálják. Május-június időszakában történik a fedő növény vetése. A pillangós növényfaj megválasztása a szennyezés mértékétől függ. Masszivabb szennyezés esetén a két tenyészidős pillangósok kerülnek előtérbe. A technológiai folyamat a terület szántással történő rekultiválásával végződik (4.21. ábra). Az eljárást Magyarországon a BIOKÖR alkalmazza.
Nagy lépéssel ment előre a hazai talaj és talajvíz tisztítás terén az ELGOSCAR INTERNATIONAL Kft.
Amerikai kutatók – hadiipari tapasztalatok alapján – bevezették egyes vegyületek enzimkatalizált tisztítását. Köztudott, hogy a biológiai lebontás során a mikroorganizmusok enzimet bocsátanak ki, hogy ennek segítségével a szerves anyagokból táplálékhoz jussanak.
Az ELGOSCAR INTERNATIONAL Kft. rendkívül jó eredménnyel tudta Amerikából beszerzett enzimek (ENZIM MIX) segítségével a kőolaj féleségek lebontását elvégezni, sőt szubsztituált szénhidrogéneket, PCB-ket is. Az ELGOSCAR technológia sémáját a 4.22. ábra mutatja.
A reakciót hihetetlenül meggyorsítja a hozzáadagolt enzim. A 4.23. ábrán bemutatjuk, hogy az enzimkatalizált reakciókhoz mennyivel kisebb aktivációs energia kell, mint a nem enzimkatalizáltakhoz.
Az enzimes technológia előnyei:
az enzim-katalizált folyamatok nagy reakciósebessége,
az enzim, a baktériumokkal ellentétben,
nem érzékeny a toxikus vegyületekre,
nem érzékeny a lebontandó CH vegyület koncentrációjára,
a konkurens baktériumok nem rontják egymás hatékonyságát,
baktérium mutáció nem fordulhat elő,
tápanyag adagolás nem szükséges.