Talaj/talajvíz védelem X. Leggyakrabban előforduló talaj/talajvíz szennyezők

Átírás

1 Talaj/talajvíz védelem X. Leggyakrabban előforduló talaj/talajvíz szennyezők

2 Szennyezőanyagok csoportosítása Kémiai összetétel alapján: szerves, szervetlen szennyezők Halmazállapot szerint: gáz, folyékony, szilárd Szennyezők eredete szerint: ipari, háztartási, mezőgazdasági, közlekedései eredetű Károsított környezeti alrendszer szerint: levegő szennyezők, víz, talaj és bioszféra szennyezők

3 Káros anyagok leltára

4

5 Toxikus nehézfémek

6 Toxikus nehézfémek a talajban Különböző mozgékonyságú formákban lehetnek jelen Folyadék fázisban pl. hidratált ionként vagy diszperz állapotban lebegő kolloidok alkotórészeként Szilárd fázisban pl. oldhatatlan csapadék formájában, szerves vagy szervetlen kolloidok felületén adszorbeált állapotban, szilikátok kristályrácsában A különböző formák között dinamikus egyensúly alakul ki (pl. nagy mennyiségű toxikus enhézfém kerül a talajba, akkor a csapadék képződési és az adszorbciós folyamatok kerülnek túlsúlyba, a ph csökkenésekor pedig megnő a mobilis ionok aránya (kémiai időzített bomba).

7

8

9

10

11 Nem pontszerű szennyezőforrás: mezőgazdaság

12 Közlekedés eredetű nehézfém szennyezés megjelenése vonalszerű

13

14 A talaj szennyeződése szerves mikroszennyezőkkel Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) Növényvédő szerek (pl. DDT) Benzol és alkil-benzolok (BTEX) Poliklórozott bifenilek (PCB) Klórozott aromás szénhidrogének Felületaktív anyagok (detergensek)

15

16 Növényvédő szerek Elsősorban a mezőgazdaságban használják Peszticidek, fungicidek, inszekticidek DDT használata Magyarországon 1969 óta tiltva. Nagy stabilitású, nagymértékben perzisztens anyag, ma már mindenütt kimutatható a környezeti elemekben.

17 Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) nagy molekulatömegű, 4-7 benzolgyűrű összekapcsolódásából keletkező vegyületek KELETKEZÉS: főként a tökéletlen égés, kokszosítás, pirolízis során ELŐFORDULÁS: kipufogógázokban, ipari üzemek, kőolajlepárlók, olajkályhák füstgázaiban TALAJSZENNYEZÉS: felhalmozódás, megkötődés a humuszkolloidok felületén PERZISZTENCIA: 2-16 ÉV (nehézfémek fokozzák a perzisztenciát, pl. Ni) NÖVÉNYEK általi felvétel: (a benzol gyűrűk számától függ); gyökérzöldségek, gumós növények föld alatti részében halmozódnak fel TOXIKOLÓGIAI HATÁS: mutagén, daganatkeltő (pl. benzo-a-pirén), fejlődési rendellenességet okozó JAVASOLT HATÁRÉRTÉK TALAJBAN: 5-40 mg/kg (összes PAH koncentráció)

18

19 Benzol és alkil-benzolok (BTEX) benzolhomológok (monociklusos aromás szénhidrogének) JELLEMZŐ TULAJDONSÁGOK: illékonyság; kis vízoldékonyság ELŐFORDULÁS: kőszén, ásványolaj, IPARI FELHASZNÁLÁS: gyógyszeripar, festékipar, műanyagipar,olajipar (pl. motorbenzin 30-35%-a) TALAJSZENNYEZÉS: közlekedési, ipari balesetek; olajvezeték meghibásodása; helytelen anyag- és hulladéktárolás (ipari üzemek, katonai objektumok) NÖVÉNYEK általi felvétel: kevéssé ismert TOXIKOLÓGIAI HATÁS: belélegezve és bőrön át felszívódva toxikusak (vérképzőrendszeri ártalom, központi idegrendszer károsodás, légzésbénulás), daganatkeltők (benzol) JAVASOLT HATÁRÉRTÉK TALAJBAN: 0,5-5 mg/kg (benzolra)

20 Poliklórozott bifenilek (PCB) JELLEMZŐ TULAJDONSÁGOK: nehezen bomló (perzisztens), kis vízoldhatóságú (vízoldhatóságuk a klórozottság fokának növekedésével nő), kevéssé mobilis vegyületek ELŐFORDULÁS: természetes körülmények között nem fordulnak elő IPARI FELHASZNÁLÁS: transzformátorok és kondenzátorok szigetelő folyadéka (70-es évekig); lágyítók; lánggátló szerek; ragasztó és kittelő anyagok; textíliák; lakkok; tinták; kenőolajok; kenőzsírok TALAJSZENNYEZÉS: ipari balesetek; helytelen anyag- és hulladéktárolás (ipari üzemek) NÖVÉNYEK általi felvétel: növények közvetítésével kerülhetnek a táplálékláncba, emlősökben felhalmozódhatnak TOXIKOLÓGIAI HATÁS: májat károsítják, (daganatkeltő hatásúak is lehetnek) JAVASOLT HATÁRÉRTÉK TALAJBAN: 0,2-5 mg/kg (PCB összkoncentráció)

21 Klórozott aromás szénhidrogének JELLEMZŐ TULAJDONSÁGOK: apoláros, nehezen illó, víznél nagyobb sűrűségű; talajban erős hidrofób kötésekkel kötődik; PERZISZTENS (2 év) ELŐFORDULÁS: természetes körülmények között nem fordulnak elő IPARI FELHASZNÁLÁS: olaj, bakelit és kaucsuk oldószerei; gyógyszergyártás; peszticidek (főként régebben) TALAJSZENNYEZÉS: ipari légszennyeződésekkel, kipufogógázokkal, műanyagok égetéses megsemmisítése során kerülnek a LÉGTÉRBE, majd onnan kiülepedve a TALAJBA, ahol a nagyfokú perzisztencia miatt feldúsulhat NÖVÉNYEK általi felvétel: növények közvetítésével kerülhetnek a táplálékláncba; zsírban, tejben, tojásban felhalmozódhat TOXIKOLÓGIAI HATÁS: daganatkeltő JAVASOLT HATÁRÉRTÉK TALAJBAN: 5-30 mg/kg (halogénezett aromás szénhidrogén összkoncentráció)

22 Felületaktív anyagok FELHASZNÁLÁS: mosó-, tisztító-, emulgeáló-, diszpergálószerek és habképző anyagok TALAJSZENNYEZÉS: talajba kerülve önmagukban általában nem veszélyesek, általában könnyen lebomlanak DE megváltoztatják az egyéb szennyeződések mobilitását, elősegítik az egyéb szerves mikroszennyezők, nehézfémsók táplálékláncba kerülését TOXIKOLÓGIAI HATÁS: mérgező JAVASOLT HATÁRÉRTÉK TALAJBAN: -

23 Szerves makroszennyezők

24

25 SZERVES MAKROSZENNYEZŐK Szénatomszám: 1-4: gázok 5-17 folyadék 17- nagy viszkozitású, vagy szilárd

26 Összetett szennyezések: határérték probléma 6/2009. (IV.14.) együttes rendelet Talaj Összes alifás szénhidrogén (C5-C40) B érték 100 mg/kg Felszín alatti víz B érték 100 µg/l

27 Olaj terjedése a talajban A talajba kerülő olaj behatol a pórusokba és ott gravitációs és/vagy kapilláris erők hatására terjed A beszivárgási zóna mélységét és az olajjal átitatott zóna, az ún olajtest alakját számos tényező befolyásolja: A talaj fizikai tulajdonságai (rétegzettség, olajvisszatartó képesség, olajáteresztő képesség stb) Olaj mennyisége, minősége Az adott térfogatú szennyezőanyag mennyi idő alatt került a talaj felszínére.

28 Olaj szennyezés előfordul:

29

30

31 szivárgó sáv Az olaj gyorsan távozik kapillárids sáv hónapokig, akár évekig marad az olaj

32 Szennyezés csóva függ pl: Érintett felülettől Víz áramlás sebessége, iránya Éghajlat, csapadék Olajfajta milyensége Talaj vízzel való telítettsége Talaj fizikai tulajdonságai (porozitás, tömörödöttség, szemeloszlás stb )

33

34

35

36 Olajpárna: A könnyen illó üzemanyagok párolognak. Szénhidrogén gőzökből álló olajpárna alakul ki. Üzemanyag gőz nehezebb mint a levegő, ezért a kapilláris sáv felett helyezkedik el.

37 DNAPL: (Dense non aqueous phase liquid) LNAPL: (Light non aqueous phase liquid

38 A LNAPL áramlása Szennyezőforrás párolgás LNAPL: (Light non aqueous phase liquid) Víznél kisebb sűrűségű, vízzel rosszul elegyedő folyadékok LNAPL olajlencse L < 1 kg/l Talajvíz áramlás oldódás agyag réteg olaj, benzin, aromás vegyületek Többfázisú folyadékáramlás: - NAPL - Gáz - Víz

39 A DNAPL áramlása Szennyezőforrás párolgás DNAPL: (Dense non aqueous phase liquid) Víznél nagyobb sűrűségű, vízzel rosszul elegyedő folyadékok L > 1 kg/l DNAPL Talajvíz áramlás kioldódás elmerült réteg Kármentesítés? agyag réteg

40 Szennyeződés szállítódás Melyek a vegyületek fontos tulajdonságai? - adszorpciós paraméterek - biotranszformációs paraméterek - vízoldhatóság - illékonyság - viszkozitás - a folyadék sűrűsége - diffúziós + diszperziós koefficiens

41 A szárazföldi ökoszisztémákban három fő helye van a talajszennyeződések előfordulásának: a talajfelszín, a telítetlen talajréteg és a víztelített talajréteg. Az oxigén és a szerves anyag hozzáférhetősége lényegesen különbözik e három rétegben: mennyiségük a mélységgel csökken. Ennek megfelelően felülről lefelé haladva a biodegradációs aktivitás is csökken.

42 Biodegradáció természetes lebomlás Környezeti feltételek: O 2 aerob : olaj, benzol, aromás vegyületek anaerob: klórozott vegyületek C-forrás Tápelemek (N, P, S) ph Hőmérséklet Nedvesség Szennyezések Megfelelő mikroorganizmusok

43