KÖRNYEZETI MIKROBIOLÓGIA ÉS REMEDIÁCIÓ

KÖRNYEZETI MIKROBIOLÓGIA ÉS REMEDIÁCIÓ CDT esettanulmány 2016 Molnár Mónika Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A KOCKÁZATCSÖKKENTÉS ESZKÖZTÁRA Levegőtisztítás Vízkezelés Talajremediáció Hulladékkezelés, hasznosítás Zajvédelem Page 2

Innovációk a talajremediációban Természetes alapú technológiák (NA, MNA, ENA) In situ technológiák Ökomérnöki technológiák: állapotok hosszútávú fenntartására Fitoremediáció: főként fitostabilizáció, kémiaival kombinálva is Kémiai reagensek kombinálása biotechnológiákkal Speciális adalékok és kezelések: a szennyezőanyag mozgékonyságának vagy stabilitásának növelésére, vagy csökkentésére, a biológiai aktivitás növelésére vagy csökkentésére Page 3

Hozzáférhetőség növelése A bioremediáció gyakori korlátozó tényezője a szennyezőanyag korlátozott biológiai hozzáférhetősége. Hőmérséklet emelése Tenzidek Biotenzidek Ciklodextrinek http://www.mdpi.com/1422-0067/17/3/401/htm Page 4

A KUTATÁSTÓL A PIACIG 1 2 3 Új technológia / eljárás/ módszer Laboratóriumi és félüzemi kísérletek Rendeleteknek, előírásoknak való megfelelés Felhasználók igényei Kibocsátás vagy szennyezett terület kockázatának jellemzése 4 Információ továbbadása 9 Jelentés a sikeres megoldásról, verifikálás 8 Demonstráció Döntéshozatal: technológia választás 7 Finanszírozás 56 5 Piacra kerülés Page 5

A CIKLODEXTRINEK KÖRNYEZETVÉDELMI ALKALMAZÁSAI A légszennyezés csökkentése oldószergőzök megkötése jódgőz megkötése cigaretta füstszűrés Víztisztítás PAH, PCB, fenolok, tenzidek megkötése, mikro-szennyezőanyagok eltávolítása az eleven iszap védelme, iszap szárítása Talajtisztítás talajmosás a biológiai tisztítás hatékonyságának növelése Emisszió Page 6 csökkentése cals.arizona.edu

A CIKLODEXTRIN HATÁSMECHANIZMUSA A BIOLÓGIAI TALAJTISZTÍTÁSBAN Page 7 Szennyezőanyag adszorbeálódva a talajszemcséken Mikroorganizmusok a talaj vizes fázisában Oldékonyság és biológiai hozzáférhetőség javítása ciklodextrinekkel

Ciklodextrinnel intenzifikált bioremediáció NÉPLIGET LABORATÓRIUMTÓL A SZABADFÖLDI ALKALMAZÁSIG

TECHNOLÓGIA FEJLESZTÉS - CÉLKITŰZÉSEK CÉL : Innovatív, környezetbarát, biológiai bontáson alapuló technológia megalapozása és kifejlesztése, szénhidrogénnel szennyezett talaj kezelésére, random metilezett ß-ciklodextrin (RAMEB) adalék alkalmazásával: CikloDextrinnel intenzifikált Talajremediáció (CDT) Munkamódszer: Fokozatos méretnövelés Integrált metodika a remediáció követésére, az optimális technológiai paraméterek kimérésére. Eredmények alapján szabadföldi demonstráció tervezése és kivitelezése. A remediáció verifikálása többelemes értékelési módszerrel. Page 9 Zárványkomplex Gazdamolekula + Vendégmolekula

CIKLODEXTRINNEL INTENZIFIKÁLT IN SITU BIOREMEDIÁCIÓ (CDT) Technológia demonstráció 30 m 3, 50 t szennyezett talaj Technológia tervezés és fejlesztés 250 g 500 g 40 kg Page 10 50 g 250 g Technológiai kísérletek mikrokozmoszban 4 10 hét Biodegradációs kísérletek Mikrokozmosz tesztek 1 3 hét Nagylabor méretű technológiai kísérletek 42 hét Szabadföldi alkalmazás In situ ciklodextrines biotechnológia CDT (47 hét)

Transzformátorolaj-eltávolítás [%] Transzformátorolaj-eltávolítás [%] RAMEB és a technológiai paraméterek hatása a szénhidrogének biodegradációjára talajmikrokozmoszban RAMEB hatása a transzformátorolaj biodegradációjára vályog talajban 120 100 80 60 40 20 0 3 hét 5 hét 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 Szilárd 10 000 mg/kg Szilárd 30 000 mg/kg Iszap 10 000 mg/kg Iszap 30 000 mg/kg RAMEB konc. [%] EPH-tartalom (FT-IR) csökkenése RAMEB hatására transzformátorolajjal szennyezett talajban (nincs beoltás) 120 EPH-tartalom (FT-IR) csökkenése RAMEB hatására transzformátorolajjal szennyezett talajban (H10CS) 100 80 60 40 20 0 3 hét 6 hét 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 0 0,1 0,5 Szilárd 10 000 mg/kg Szilárd 30 000 mg/kg Iszap 10 000 mg/kg Iszap 30 000 mg/kg RAMEB konc. [%] Page 11

RAMEB hatása a transzformátorolaj biodegradációjára különböző textúrájú talajokban A transzformátorolaj-eltávolítás (FT-IR) a RAMEB koncentráció függvényében Minden esetben nőtt a szennyezőanyag biodegradációjának mértéke a RAMEB hatására függetlenül a talajtól. Az eredmények statisztikai értékelése (ANOVA) Page 12

Olajbontó sejtszám * 10 6 [sejt/g talaj] CO2 [tf%] Remediációs technológia megalapozása pilot méretben Biológiai vizsgálatok a szennyezett talaj aktivitásának jellemzésére 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Kontroll Transzformátorolaj RAM EB 0% Transzformátorolaj RAM EB 0,5% Transzformátorolaj RAMEB 1,0 % A CO 2 termelés változása a RAMEB-bel kezelt szennyezett talajokban 0,2 0,1 0 1 hét 1 hónap 4 hónap 8 hónap 10 hónap idő [nap] 1000 800 Page 13 A transzformátorolaj-bontó sejtszám változása a szennyezett talajokban 600 400 200 0 1 hét 1 hónap 4 hónap 8 hónap 10 hónap Transzf. olaj RAMEB 0% 150 240 15 98 750 Transzf. olaj RAMEB 0,5% 430 93 75 240 930 Transzf. olaj RAMEB 1,0 % 430 24 75 430 930

Remediációs technológia megalapozása pilot méretben Ökotoxikológiai vizsgálatok a szennyezett talaj káros hatásának jellemzésére Cu20 [mg Cu/kg talaj] 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 In dítás 1 hón ap m úl va 4 hón ap m úl va 8 hón ap m úl va 10 h ón ap mú l va RAMEB 0% 500 1140 790 340 220 RAMEB 0,5% 417 1600 505 100 76 RAMEB 1,0% 1667 1333 593 100 79 A toxicitás változása Aliivibrio fischeri biolumineszcencia-gátlási teszttel a kísérletben 6,00 A toxicitás változása a kísérlet során Sinapis alba gyökérnövekedés-gátlási teszttel Page 14 ED50 [g talaj] 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 1 hét múlva 1 hónap múlva 4 hónap múlva 8 hónap múlva 10 hónap múlva Transzf. olaj RAMEB 0% 1,75 1,40 1,61 2,36 2,68 Transzf. olaj RAMEB 0,5% 1,54 1,05 1,92 2,58 3,72 Transzf. olaj RAMEB 1,0% 1,43 1,15 1,88 3,43 5,05

Page 15 SZABADFÖLDI ALKALMAZÁS

A SZENNYEZETT TERÜLET - VESZÉLYFORRÁSOK Az in situ bioremediáció (CDT) demonstrációja: Népligeti transzformátor állomás. A szennyezőanyag: TO40A transzformátorolaj a talajban és a talajvízben Rendszerellenőrző állomás Levegő- és vízbevezető kút Transzformátor Kombinált kút Levegőelszívó Page 16

A transzformátorállomás területének előzetes állapotfelmérése (kockázatfelmérés) Talajfúrások: a szennyezés mértékének, összetételének és kiterjedésének meghatározása TalajTesztelő Triád Transzformátorolajjal szennyezett terület (transzformátorállomás) előzetes állapotfelmérésére Kémiai analitikai módszerek A szennyezőanyag jellemzésére talajban A talaj szénhidrogén tartalmának mérése Kémiai analitikai módszerek A szennyezőanyag jellemzésére talajvízben A talajvíz szénhidrogén tartalmának mérése Talaj ultrahangos extrakció hexán-aceton (2:1) eleggyel extraktum gravimetriával Talaj összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Talajvíz extrakció n-pentánnal extraktum gravimetriával Talajvíz összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Page 17

Az előzetes kockázatfelmérés főbb eredményei A szennyezőanyag: transzformátorolaj TO40 Koncentrációja a talajban:20 000 30 000 mg/kg; talajvízben: ~1 mg/l A kockázati tényező (RQ), a mért koncentráció értékek és a határértékek figyelembe vételével (pesszimista becsléssel): A szennyezőanyag (transzformátorolaj) kockázati tényezője talajvízben RQ talajvíz = PEC talajvíz PNEC talajvíz = 2 NAGY KOCKÁZAT A szennyezőanyag (transzformátorolaj) kockázati tényezője talajban RQ talaj = PEC talaj PNEC talaj = 83 IGEN NAGY KOCKÁZAT A szennyezett terület részletes kockázatfelmérése (A megoszlások, a biológiai hozzáférhetőség, a biodegradáció és a helyszínspecifikus toxicitás figyelembevétele) Page 18

inhibition (%) TalajTesztelőTriád Fizikai-kémiai módszerek Talaj ökoszisztéma jellemzői 3T Környezettoxikológiai tesztelés 100 80 60 Együttes értékelés 40 20 0 without RAMEB 1 % RAMEB Page 19 1000 10000 transformer oil concentration in soil (mg/kg)

Integrált módszeregyüttes a kísérletek követésére és értékelésére- A CDT követésére alkalmazott módszeregyüttes TalajTesztelő Triád - Népliget transzformátor olajjal szennyezett talaj in situ komplex bioremediációjának tervezésére és követésére Kémiai analitikai módszerek A szennyezettség jellemzésére a talajban és a talajvízben Biológiai vizsgálatok A talajökoszisztéma, talajaktivitás jellemzésére Környezettoxikológiai tesztek A talaj toxikus hatásának jellemzésére Talaj ultrahangos extrakciója hexán-aceton (2:1) eleggyel Extraktum gravimetriával Talajvíz extrakciója n-pentánnal extraktum gravimetriával Talaj aerob heterotróf telepképző sejt számának meghatározása Biolumineszcencia-gátlás vizsgálata Vibrio fischeri bakteriális tesztorganizmussal Talajból összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Talajvízből összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Talaj szénhidrogén biodegradáló sejtkoncentrációjának mérése Gyökér- ill. szárnövekedésgátlási teszt Sinapis alba növényi tesztorganizmussal Talajtulajdonságok vizsgálata ph, redox, EC, CaCO 3, C, N-, P- és humusz-tartalom Talajlégzés mérése (CO 2 termelés, O 2 fogyasztás) Talajgáz analízis Letalitás vizsgálata Folsomia candida állati tesztorganizmussal Talajban sza. megoszlás és hozzáférhetőség jellemzése Page Kow 20 és biológiailag hozzáférhető frakció mérése

A SZENNYEZETT TERÜLET FELMÉRÉSE Földtani felépítés, hidrogeológia: - Közvetlenül a felszín alatt 0,7-0,8 m vastagságú barna humuszos homok feltöltés. Alatta szürkésbarna durva homok 1,5-3 m vastagságban, mely a talajvíztartó felső részét alkotja. Ezután szürke kavicsos homok, homokos kavics következik 0,9-2,1 m vastagságban. Átlevegőztethető (bioventilláció) - A telephelyen létesített megfigyelő kutakban 2,4-2,7 m mélységben állt be a talajvíz nyugalmi szintje. Page 21

A SZENNYEZETT TERÜLET FELMÉRÉSE Szennyezőanyag Szennyezőanyag TO40A transzformátorolaj: Page 22 koncentrációja a talajban 20000 30000 mg/kg, a talajvízben átlagosan 0,99 mg/l. illékony frakció nincs. Biológiai aktivitás Redoxviszonyok: jellemzőek egy régi szennyeződésű talajra. A talajgáz oxigéntartalma 20 %-nál kisebb és a nitrátot már elhasználta a mikroflóra, tehát oxigén és tápanyag szükséges a mikroflóra megfelelő működéséhez. A biológiai vizsgálatok eredményei jól működő, aktív mikroflórára utaltak. Toxicitás A toxicitási tesztek eredményei (bakteriális, növényi, állati) nagymértékű toxicitást mutattak.

SZABADFÖLDI DEMONSTRÁCIÓ TECHNOLÓGIA A szennyezett környezeti elemek kezelésére technológia-együttes: A telítetlen zóna in situ kezelése bioventillációval A talajvíz ex situ fizikai-kémiai kezelése A telítetlen zóna nedvesítése és enyhe in situ mosása a felszínen kezelt vízzel A remediáció intenzitásának növelése: Levegőztetés Tápanyagpótlás: N, P adagolása Adalékanyag: RAMEB (biológiai hozzáférhetőség-javító hatás a három fázisú talajban, és szolubilizáló képesség a talaj-talajvíz kölcsönhatás befolyásolására) Page 23

SZABADFÖLDI DEMONSTRÁCIÓ TECHNOLÓGIA A hozzáadott tápanyagok: 3 x 40 kg kerti műtrágya 15 % P 2 O 5, 15 % N és 15 % K 2 O. A mikrobiológiai lebontás gyorsítására hozzáférhetőséget javító adalékként 3 x 10 kg RAMEB-et adagoltunk a 10., 13. és 21. héten a tápanyagokkal azonos időben. Technikai minőségű 50 %-os RAMEB oldatot (CAVASOL W7 M TL, Wacker Chemie) használtunk. Az adalékokat 2 m 3 vízben feloldva juttattuk be a passzív kutakon és a kavicságyon keresztül. A nedvesség pótlása (a kezelt víz lassú visszaszivárogtatása) is itt történt. Page 24

SZABADFÖLDI DEMONSTRÁCIÓ TECHNOLÓGIA A kísérlet kezdetétől eltelt napok száma Technológiai esemény 1 levegő, víz indul 71 1. RAMEB + tápanyag adagolás, a vízkitermelés leállítása 74 A vízkitermelés és visszaszivárogtatás megindítása 90 2. RAMEB + tápanyag adagolás, a vízkitermelés leállítása 91 A vízkitermelés és visszaszivárogtatás megindítása 145 3. RAMEB + tápanyag adagolás, a vízkitermelés leállítása 148 a vízkitermelés és visszaszivárogtatás megindítása 162 Trafó eltávolítása 173 Téliesítés 257 330 Levegőztetés és víz-visszaszivárogtatás Page 25

CDT- komplex bioremediáció ciklodextrin alkalmazásával Levegő Tápanyagok és RAMEB Szivattyú Kezelt víz Levegő Víz Fázis szétválasztás Homok szűrő Aktív szén bevezetés Passzív kutak Aktív kutak Page 26

CDT - NÉPLIGET 4 2 3 1 2 3 A passzív kutak és a köztük lévő kavicságy. A fekete perforált csövön juttatjuk be a tápanyagot és RAMEB-et tartalmazó oldatot, itt csepegtetjük vissza a tisztított talajvizet. 3 m A transzformátor (1) két oldalán kialakított bioventillációs szívó- (2) és bevezető (3) kútrendszer elrendezése (4 szivattyú) A kombinált (talajvíznyerő és levegőszívó) kút Page 27

Integrált módszeregyüttes a kísérletek követésére és értékelésére- A CDT követésére alkalmazott módszeregyüttes TalajTesztelő Triád - Népliget transzformátor olajjal szennyezett talaj in situ komplex bioremediációjának tervezésére és követésére Kémiai analitikai módszerek A szennyezettség jellemzésére a talajban és a talajvízben Biológiai vizsgálatok A talajökoszisztéma, talajaktivitás jellemzésére Környezettoxikológiai tesztek A talaj toxikus hatásának jellemzésére Talaj ultrahangos extrakciója hexán-aceton (2:1) eleggyel Extraktum gravimetriával Talajvíz extrakciója n-pentánnal extraktum gravimetriával Talaj aerob heterotróf telepképző sejt számának meghatározása Biolumineszcencia-gátlás vizsgálata Vibrio fischeri bakteriális tesztorganizmussal Talajból összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Talajvízből összes extrahálható szénhidrogén (EPH) GC alkalmazásával Talaj szénhidrogén biodegradáló sejtkoncentrációjának mérése Gyökér- ill. szárnövekedésgátlási teszt Sinapis alba növényi tesztorganizmussal Talajtulajdonságok vizsgálata ph, redox, EC, CaCO 3, C, N-, P- és humusz-tartalom Talajlégzés mérése (CO 2 termelés, O 2 fogyasztás) Talajgáz analízis Letalitás vizsgálata Folsomia candida állati tesztorganizmussal Talajban sza. megoszlás és hozzáférhetőség jellemzése Page Kow 28 és biológiailag hozzáférhető frakció mérése

CO2 [%] In situ komplex ciklodextrines biotechnológia (CDT) transzformátorállomás szennyezett talajának kezelésére O2 [%] EPH [mg/l] Page 29 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Mozgékony talajfázisok analízisének eredményei 1. adagolás CO2 [% ] O2 [% ] 2. adagolás 0 58 73 82 93 114 145 155 A talajvíz EPH-tartalma téliesítés előtt 3. adagolás Idő [nap] 21,5 21 20,5 20 19,5 19 18,5 18 17,5 17 16,5 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 A széndioxid- és oxigéntartalom a talajból kiszívott levegőben a téliesítés előtt 1. adagolás 2. adagolás 3. adagolás 0 50 100 150 Idő [nap]

In situ komplex ciklodextrines biotechnológia (CDT) transzformátorállomás szennyezett talajának kezelésére A talajminták transzformátorolaj-tartalma a kezelés indításakor, a 24. és a 47. héten Talajmintavétel Transzformátorolaj-tartalom [mg/kg] helye a felszíntől Indítás (kísérlet kezdete) 24. hét 47. hét (kísérlet vége) 10 30 cm 25 000 1 600 210 80 90 cm 25 000 800 260 A szennyezett talaj toxicitása és jellemzése a kísérlet kezdetén és végén Page 30 Tesztorganizmusok és végpontok Vibrio fischeri biolumineszcencia-gátlás ED 50 [mg] Cu 20 [mg Cu/kg talaj] Jellemzés Sinapis alba gyökérnövekedés-gátlás ED 50 [g] Jellemzés Folsomia candida mortalitás LD 50 [g] Jellemzés Mintavétel helye a felszíntől 10 30 cm 80 90 cm Vizsgálat a kísérlet előtt és után Előtte Utána Előtte Utána 22 320 toxikus 4 toxikus 12 toxikus 50 <80 nem toxikus >5 nem toxikus >20 nem toxikus 8 450 nagyon toxikus 2 toxikus 5 toxikus 65 <80 nem toxikus >5 nem toxikus >20 nem toxikus

In situ komplex ciklodextrines biotechnológia (CDT) transzformátorállomás szennyezett talajának kezelésére Főbb eredmények összefoglalása A kombinált technológia: levegőztetés, tápanyagok és RAMEB együttes adagolása, a felszíni vízkezelés és a kezelt vízzel történő időszakos talajmosás következtében gyorsan csökkent a talajvízben mérhető olajtartalom. A talajgáz analízis: az aktiválódott mikroflóra tevékenységének köszönhető. A mozgékony talajfázisok, a talajgáz és talajvíz analízise megfelelő információt szolgáltat alkalmazható technológia-monitoringra. Az integrált módszergyüttessel kapott eredmények bizonyították, hogy, megfelelő technológiát alkalmaztunk, megfelelően működtetve. A CDT-vel egy év alatt sikerült a kiválasztott szennyezett területen az erősen szennyezett talajok szennyezőanyag-tartalmát határérték alá csökkenteni. A kezelés végén a három trófikus szint tesztorganizmusainak alkalmazásával végzett toxicitási vizsgálatok is igazolták a CDT hatékonyságát: a vizsgált talajok egyike sem mutatott már toxikus hatást. Page 31

Technológia verifikálás TECHNOLÓGIA VERIFIKÁCIÓ Technológiahatékonyság Környezethatékonyság Gazdaságitársadalmi hatékonyság SWOT analízis Anyagmérleg Multikritériumos értékelés Maradék kockázat Technológia-alkalmazás kockázata Regionális és globális kockázatok Időigény Költség-hatékonyság v. költség-haszon felmérés Összefoglaló jellemzés Erősségek, gyengeségek lehetőségek, veszélyek Page 32

Verifikáció - A CDT anyagmérlege A talajgáz és talajvíz-monitoring eredményei alapján közelítő számításokkal meghatároztuk a vízben és a talajban lévő összes szénhidrogénből, a fogyott szennyezőanyag mennyiségét. S mikroorganizmusok, víztisztítás T S: szubsztrát (szennyezőanyag) T: termék (sejttömeg, CO 2, eltáv. CH) A szubsztrát oldal (S) meghatározása A termék oldal (T) meghatározása eltávolított szennyezőanyag mennyiség Kezelt talaj: 50 t Szénhidrogén koncentráció: 25 000 mg/kg Szénhidrogén mennyiség: 1 250 kg / 50 t talaj C 7 H 12 + 5 O 2 + NH 3 = C 5 H 7 N + 2CO 2 + 4 H 2 O Mólsúlyok 96 160 14 113 (sejttömeg) Kezelt talajvíztérfogat: 1 000 m 3 Talajból biodegradációval fogyott: 1 149 kg Olajtartalom a vízben: 1 mg/dm 3 Talajvízkezeléssel fogyott: 2 kg Vízben oldott CH: 1 000 g /1000 m 3 talajvíz Eltávolítandó összes szénhidrogén: 1 251 kg Összes fogyott szénhidrogén: 1 151 kg Remediáció befejezése után vett magmintákból: talajban visszamérhető maradék: 12 kg Page 33

Verifikáció A szennyezett talaj és talajvíz kezdeti és végső kockázata A talajvíz lokális kockázata a transzformátor állomásnál: RQ kezdeti = 1,0 mg/dm 3 / 0,5 mg/dm 3 = 2 RQ végső = 0,3 mg/dm 3 / 0,5 mg/dm 3 = 0,6 A talajvíz lokális kockázata a transzformátor állomás területén kívül, Népliget: konzervatív becslés; hígulást, szorpciót és biodegradációt nem figyelembe véve: RQ kezdeti = 1,0 mg/dm 3 / 0,2 mg/dm 3 = 5 RQ végső = 0,3 mg/dm 3 / 0,2 mg/dm 3 = 1,5 A talajvíz lokális kockázata a transzformátor állomás területén kívül, Népliget: hígulás, szorpció és biodegradáció figyelembe vételével: RQ kezdeti = 1,0 mg/dm 3 / 0,2 mg/dm 3 = 5 RQ végső = 0,1 mg/dm 3 / 0,2 mg/dm 3 = 0,5 Page 34 A talaj lokális kockázata a transzformátor állomásnál: RQ kezdeti = 25 000 mg/kg / 300 mg/kg = 83 RQ végső = 250 mg/kg / 300 mg/kg = 0,8

A CDT környezeti kockázata 1. A szennyezett terület maradék kockázata (célkockázat 2. A technológia-alkalmazás kockázatai 2.1. Lokális kockázatok: a technológia kibocsátásai és más potenciális káros hatásai: pl. zaj, szállítás, szennyezőanyag-transzport talajvízzel, levegővel, talajban, toxikus intermedier, talajélet veszélyeztetés, stb. - Az in situ kezelt talajtérfogat- nincs izolálva (nyitott reaktor): korlátozni kell az esetleg mobilizálódó szennyezőanyag terjedését. - Illó szennyezőanyag esetén, a kiszívott gáz összegyűjtése és kezelése (nincs) - Vízoldható szennyezőanyag esetén a vízzel való terjedés korlátozása a talajnedvesítés a vízmegkötő-képesség határáig talajvízszint süllyesztés (CDT). - Az adalékanyagok (tápanyagok, RAMEB) kockázatának megismerése és csökkentése - Az eredetileg nem vízoldható szennyezőanyag mobilizálódás: a talajvíz kiszivattyúzása és felszínen kezelése. 2.2. Globális kockázatok: a technológia energiafelhasználása, időigénye Page 35

Verifikáció - A technológia gazdasági értékelése Költség-haszon felmérés: kvantitatív döntéstámogató rendszer, amely pénzértékben fejezi ki a döntési változatok költségeit és hasznait. A technológián kívül a jövőbeni területhasználat, a terület értéke és haszna is befolyásolják. Költség-hatékonyság felmérés: technológia-alternatívák értékelésére használható, konkrét jövőbeni területhasználatot feltételezve Azonos célértékhez és jövőbeni használathoz tartozó alternatívák összehasonlítására Fajlagos költségek alapján választunk a technológiai alternatívák között A fajlagos mutatók vonatkozhatnak a szennyezett terület nagyságára, a szennyezett talajtérfogatra vagy a kezelt talajmennyiségre. Page 36 A technológia időigénye kiemelt fontosságú és meghatározó

Verifikáció - A CDT időigénye és gazdasági értékelése Nehezen biodegradálódó talajszennyező anyag bioremediációja: 2 5 év A CDT technológia időigénye: 1 1,5 év Nehezen bomló szennyezőanyagok esetén az időnyereség: 1 3,5 év Költség-hatékonyság felmérés: transzformátorállomás remediációs alternatívái MNA: monitorozott természetes szennyezőanyag csökkenés (15 év) Talajcsere: kitermelés, talajkezelő telepen kezelés + talajvíz kezelése (0) Ex situ: on site talajkezelés + tavas vízkezelés (2,5 év) Pump and treat : in situ talajmosás + ex situ vízkezelés (10 év) * Pump and treat alternatívája ciklodextrines mosással (USA példa) (5 év) In situ bioventilláció (2,5 év) In situ bioventilláció + RAMEB (1,5 év) Page 37

A CDT költség-hatékonysága A kockázatcsökkentési alternatívák becsült fajlagos költsége Page 38 "0" MNA Talajcsere ex situ off site Ex situ on site In situ talajmosás+ ex situ vízkez. In situ bioventilláció In situ bioventilláció +RAMEB Kezelés ideje 15 év 0 2,5 év 10 év 2,5 év 1,5 év Talajmennyiség (t ) 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 Állapotfelmérés 300 300 300 300 300 300 Kockázatfelmérés 300 300 300 300 300 300 Technológia tervezés - 100 1 000 1 000 1 000 1 000 Kitermelés - 3 000 3 000 - - - Szállítás - 5 000 - - - - Póttalaj - 10 000 - - - - Beruházás - - 1 500 1 500 2 500 2 500 Működtetés - - 5 000 20 000 3 000 1 800 Talajmosás alternatíva* *10 000 Telepre befogadás - 5 000 - - - - Technológiamonitoring 15 év mon. - 750 450 750 450 Utómonitoring 4 500 300 300 3 000 900 900 CD/ (egyéb adalék) - - - - (*2 000) - 5 400 Kutas vízkezelés beruházás - 3 000-3 000 3 000 3 000 Kutas vízkezelés működés - 3 000-20 000 5 000 3 000 *10 000 Tavas vízkezelés beruházás - - 1 000 Tavas vízkezelés működés - - 2 500 Összes költség (eft) 5 100 30 000 15 650 49 550 27 550 16 750 18 650 Fajlagos költség (eft/t) 1 tonna talajra vonatkoztatva 5,10 30,00 15,65 49,55 27,55* 16,75 18,65

ERŐSSÉGEK Az általunk alkalmazott adalékok az alkalmazott technológiai paraméterek mellett a környezetre nem kockázatosak. Technológiai paraméterek optimumon működtetése megoldható. Ciklodextrinek alkalmazása szerves szennyezőanyaggal szennyezett talajoknál újszerű, hatékony. A RAMEB biodegradálhatóságának mértéke ideális, nagyságrendben azonos a technológiaalkalmazás időtartamával, tehát az alkalmazás során hat, annak végeztével eltűnik. A ciklodextrinek növelik a biológiai hozzáférhetőséget, alkalmazásukkal a lassan bomló szennyezőanyagok biodegradálhatósága számottevően meggyorsítható, veszélyes anyagok toxikus hatása csökkenthető. LEHETŐSÉGEK A bioremediáció hatékonyságának növelésével versenyképes technológia lehet. A biotechnológiák fejlődésével a technológia alkalmazás költsége is csökkenhet, egyes adalékok (RAMEB) ára szintén csökkenő tendenciát mutat. Versenyképes alternatívává válik a jövőbeni használatokból eredő hasznok, és a kockázatcsökkenés figyelembevételével. A talajvédelem felerősödésével, komolyabb szabályozásával a tiszta környezetvédelmi Page 39 technológiák nagyobb szerepet kaphatnak. GYENGESÉGEK A ciklodextrinek viszonylag magas ára rontja költséghaszon mérleget. Az adalékanyagok engedélyeztetése problémát jelenthet, Magyarországon nem szabályozott. A technológiából történő kibocsátás kontrollját technológiailag meg kell oldani és monitorozni kell. A területen hosszú időn keresztül utómonitoringot kell folytatni, ennek többletköltsége rontja a költség-haszon mérleget. VESZÉLYEK A természetes folyamatokra alapozó biotechnológia nagyon elhúzódhat. A szennyezőanyag mobilizálásán alapuló in situ technológiák veszélyeztethetik a környezetet. A megfelelő monitoring-rendszerrel azonban az in situ technológiák kibocsátása is jól kontrollálható. A bontás során toxikus, kockázatot jelentő termékek keletkezhetnek. Ez a probléma elkerülhető a biodegradáció mechanizmusának ismeretében.

IRODALOM, REFERENCIÁK Molnár, M., Leitgib, L., Gruiz, K., Fenyvesi, É., Szaniszló, N., Szejtli, J., Fava, F. (2005) Enhanced biodegradation of transformer oil in soils with cyclodextrin from the laboratory to the field, Biodegradation, 16, 159 168 Fenyvesi, E., Csabai, K., Molnár, M., Gruiz, K., Murányi, A., Szejtli, J. (2002) Quantitative and Qualitative Analysis of RAMEB in Soil, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 44, 413 416 Molnár, M., Fenyvesi, É., Gruiz, K., Leitgib, L., Balogh, G., Murányi, A., Szejtli, J. (2002) Effects of RAMEB on Bioremediation of Different Soils Contaminated with Hydrocarbons, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 44, 447 452 Fenyvesi, É., Balogh, K., Oláh, E., Bátai, B., Varga, E., Molnár, M., Gruiz, K. (2011) Cyclodextrins for Remediation of Soils Contaminated with Chlorinated Organics. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 70:(3-4) pp. 291-297. DOI: 10.1007/s10847-010-9839-8 Gruiz, K., Molnár, M., Fenyvesi, É., Hajdú, Cs., Atkari, Á., Barkács, K. (2011) Cyclodextrins in Innovative Engineering Tools for Risk-based Environmental Management. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry (ISSN: 1388-3127) 70:(3-4) pp. 299-306. DOI: 10.1007/s10847-010-9909 Page 40

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!