Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvízréteg in situ biológiai helyreállításának tervezése

Hasonló dokumentumok
TCE-el szennyezett földtani közeg és felszín alatti víz kármentesítése bioszénnel

Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajok és talajvizek kezelésére alkalmazható módszerek

Káplán Mirjana Környezettudomány MSc

László Tamás (Golder Associates); dr. Soós Miklós (Auroscience Kft.); Lonsták László, Izing Imre (GeoConnect Kft.)

MTBE degradációja mikrobiális rendszerekben

az Észak-pesti Szennyvíztisztító Telepen Telek Fanni környezetvédelmi előadó

Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módszerekkel történő fertőtlenítése során

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek kimutatása környezeti mintákból

a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

KLÓROZOTT ALIFÁS SZÉNHIDROGÉNNEL SZENNYEZETT FÖLDTANI KÖZEG ÉS FELSZÍN ALATTI VÍZ KÁRMENTESÍTÉSE BIOSZÉNNEL

Új alternatív módszer fenol származékok vizsgálatára felszíni és felszín alatti víz mintákban

SZABADALMI IGÉNYPONTOK. képlettel rendelkezik:

A nitrogén körforgalma. A környezetvédelem alapjai május 3.

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Szabadalmi igénypontok

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Szerves mikro-szennyezők lebontásának vizsgálata

Ciklodextrines kezeléssel kombinált technológiák a környezeti kockázat csökkentésére

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

BŐVÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

Kőolaj- és élelmiszeripari hulladékok biodegradációja

LACTULOSUM. Laktulóz

Halmóczki Szabolcs, Dr. Gondi Ferenc, Szabó Imre BGT Hungaria Kft.

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (4) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Kromatográfiás módszerek

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

A BIOREMEDIÁCIÓ MIKROBIOLÓGIAI MEGKÖZELÍTÉSE MIKROBIOLÓGIAI KÁRMENTESÍTÉSI TECHNOLÓGIÁK ALKALMAZÁSA KŐOLAJ-SZENNYEZETT TERÜLETEKEN

Szénhidrogének II: Alkének. 2. előadás

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

A PÁLINKÁK ETIL-KARBAMÁT TARTALMÁNAK ÉLELMISZERBIZTONSÁGI KOCKÁZATAI

A víz élet, gondozzuk közösen!

Korszerű eleveniszapos szennyvízkezelési eljárások, a nitrifikáció hatékonyságának kémiai, mikrobiológiai vizsgálata

Zárójelentés. ICP-OES paraméterek

Nano méretű zéró vegyértékű használata a klórozott szénhidrogének kármentesítésére, labor és terepi (pilot) tesztek

Kerozinnal szennyezett terület hidraulikai, vízminőségi és mikrobiológiai szempontú vizsgálata

Klórbenzol lebontásának vizsgálata termikus rádiófrekvenciás plazmában

R R C X C X R R X + C H R CH CH R H + BH 2 + Eliminációs reakciók

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

BŐVÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2015 nyilvántartási számú (1) akkreditált státuszhoz

(2014. március 8.) TUDÁSFELMÉRŐ FELADATLAP A VIII. OSZTÁLY SZÁMÁRA

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Rendszeres talaj- illetve talajvízszennyezők lebontásában résztvevő anaerob mikrobaközösségek vizsgálata

Szabadföldi kísérletek

CELLULÓZTARTALMÚ HULLADÉKOK ÉS SZENNYVÍZISZAP KÖZÖS ROTHASZTÁSA

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2015 nyilvántartási számú 1 akkreditált státuszhoz

feladatmegoldásai K É M I Á B Ó L

LCA alkalmazása talajremediációs technológiákra. Sára Balázs FEBE ECOLOGIC 2010

Magyar Tejgazdasági Kísérleti Intézet Kft., Biológiai K+F+I Osztály, Mosonmagyaróvár

Kémia OKTV I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

AQUA AD DILUTIONEM SOLUTIONUM CONCENTRATARUM AD HAEMODIALYSIM. Tömény hemodializáló oldatok hígítására szánt víz

VAS ÉS EZÜST NANORÉSZECSKÉK KÖRNYEZETBARÁT ELŐÁLLÍTÁSA ÉS ALKALMAZÁSÁNAK VIZSGÁLATA DOKTORI ÉRTEKEZÉS RÓNAVÁRI ANDREA

Környezeti elemek védelme II. Talajvédelem

Kémiai reakciók sebessége

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

Rendszeres talaj- illetve talajvízszennyezık lebontásában résztvevı anaerob mikrobaközösségek vizsgálata

7. gyak. Szilárd minta S tartalmának meghatározása égetést követően jodometriásan

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

1. téma A diffúziós mintavételi technika és korlátai

Remediálásra használt felületaktív anyag újrahasznosítása

a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Technológiai szennyvizek kezelése

A Lengyelországban bányászott lignitek alkalmazása újraégető tüzelőanyagként

Felszín alatti közegek kármentesítése

Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)

Mikrobiális folyamatok energetikai hasznosítása a depóniagáz formájában

Vízkezelések hatása a baktériumközösségek összetételére tiszta vizű rendszerekben- az ivóvíz

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

KUTATÁSI JELENTÉS. DrJuice termékek Ezüstkolloid Hydrogél és Kolloid oldat hatásvizsgálata

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

SZENNYVÍZ ISZAP KELETKEZÉSE,

A projekt rövidítve: NANOSTER A projekt időtartama: október december

Természetes vizek szennyezettségének vizsgálata

A Mexikói-öbölben történt olajkatasztrófa és annak környezeti hatásai esettanulmány

Collembola elkerülési teszt. Készítette: Szilágyi Szabina

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (1) akkreditált státuszhoz

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

SAVANYÚ HOMOKTALAJ JAVÍTÁSA HULLADÉKBÓL PIROLÍZISSEL ELŐÁLLÍTOTT BIOSZÉNNEL

Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan hatást, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi

SZAK: KÉMIA Általános és szervetlen kémia 1. A periódusos rendszer 14. csoportja. a) Írják le a csoport nemfémes elemeinek az elektronkonfigurációit

Minta-előkészítési módszerek és hibák a szerves analitikában. Volk Gábor WESSLING Hungary Kft.

Fémorganikus vegyületek

Megtekinthetővé vált szabadalmi leírások

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

a NAT /2007 számú akkreditálási ügyirathoz

Függelék a 90/2008. (VII. 18.) FVM rendelet 2. és 3. mellékletéhez

Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

GLUCAGONUM HUMANUM. Humán glükagon

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2011 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Átírás:

VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS SZENNYVIZEK 3.5 Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajvízréteg in situ biológiai helyreállításának tervezése Tárgyszavak: vízminőség; vízszennyezés; víztároló; klórozott szénhidrogén; biológiai tisztítás; helyreállítás. A klórozott alifás szénhidrogének, mint például a tetraklór-etilén (PCE), triklór-etilén (TCE) és a tetraklór-etán (TeCA) általánosan előforduló talajvízszennyezők oldószerként, zsírtalanítóként és kémiai alapanyagként való széles körű használatuk miatt. Ezek a szennyezők különös figyelmet érdemelnek, tekintettel feltételezett karcinogén hatásukra, ami ahhoz vezetett, hogy megállapították a talajvízben még elfogadható koncentrációjuk felső határát. A klórozott oldószerekkel szennyezett talajvíz megtisztítására a biológiai helyreállítás legfőbb előnye a mikroorganizmusoknak az a képessége, hogy a toxikus klórozott vegyületeket ártalmatlan termékekké alakítják át, szemben a kémiai fizikai technikákkal, amikor a szennyezőket gyakran csak másik fázisba viszik át. A poliklórozott vegyületek, mint például a TeCA gyakran ellenállnak az aerob biológiai lebontásnak. Ezek a vegyületek nagyobb mértékben oxidáltak, mint nem halogénezett vegyületpárjaik, az erősen elektronegatív halogén-szubsztituensek jelenléte következtében, amelyek stabilitást biztosítanak a molekulának. Ennek eredményeképpen a halogénezettség fokának növekedésével az ilyen vegyületek redukciója inkább véghezvihető, mint oxidációjuk. A redukció általában a halogén-szubsztituens hidrogénnel való helyettesítésével jár együtt. Néhány különböző anaerob mikroorganizmus fokozatosan képes eltávolítani a klór-szubsztituenseket a reduktív deklórozás (RD) folyamata során. Az elmúlt 15 évben az anaerob deklórozás kutatása arra a következtetésre jutott, hogy a klórozott szennyezők ártalmatlan, nem klórozott végtermékekké való átalakítása gyakorlatilag véghezvihető a baktériumos RD helyszínen való elősegíté-

sével. A fokozott in situ RD-t sikeresen alkalmazták a klórozott oldószerekkel szennyezett helyszínek helyreállítására. Viszonylag kevés adat áll rendelkezésre a TeCA lebontásával kapcsolatban, összehasonlítva a PCE vagy TCE tanulmányozásával. Az in situ RD elősegítése vagy a természetes mikrobiológiai klórfogyasztó törzsek halogén-belélegzésének fokozásával (pl. elektrondonorok vagy olyan tápanyagok adagolásával, amelyek kedvező redukáló körülményeket biztosítanak), vagy a víztároló réteg olyan mikroorganizmusokkal való beoltásával vihető véghez, amelyek képesek a célszennyeződés lebontására (bioaugmentáció). A teljes skálájú RD-rendszer beindítása előtt fontos mikrokörnyezetben végzett tanulmányok alapján annak meghatározása, hogy vannak-e jelen olyan natív klórmentesítő baktériumok, amelyek a klórozott oldószereket ártalmatlan klórmentes termékekké alakítják át (pl. etén), vagy a deklórozás csak kevesebb klórt tartalmazó vegyületek (pl. diklór-etén, DCE) képződéséig megy végbe. Tudni kell ezen kívül, hogy a hozzáadott elektrondonorokat az eredeti populáció használja-e fel akkor, ha a metabolitikus folyamatok versengenek az RD-vel a hozzáadott elektrondonorokért (pl. nitrát-redukció, szulfátredukció, metanogenezis), és/vagy egyéb előnytelenek feltételek (pl. inhibitorok jelenléte) állnak fenn. Jelenleg az irodalomban leírt egyetlen izolált baktériumtörzs (Dehalococcoides ethenogenes) áll rendelkezésre a klór-etének (és diklór-etánok) klórmentesítésére, az ezzel való inokuláció fontos szerepet játszhat az e vegyületekkel szennyezett helyszínek teljes helyreállításában. A jelen összeállítás egy észak-olaszországi, klórvegyületekkel szennyezett helyszín helyreállítási lehetőségét vizsgálja mikrokörnyezetben. A cél annak megállapítása, hogy a natív populációval véghezvitt RD fokozható-e szubsztrátok (élesztőkivonat, laktát, butirát, hidrogén) vagy nyomnyi anyagok (pl. élesztőkivonat, B 12 vitamin) hozzáadásával. Vizsgálták továbbá a kompetitív folyamatokat és a Dehalococcoidesinokulum alkalmazását a szennyezett talajvíz kezelésében. Anyagok és módszerek A mikrokörnyezet összeállítása A mikrokörnyezetet a szennyezett helyszínről, a szennyezés forrásához közel eső részről származó talaj- és talajvízmintákból állították össze. A felhasznált talajvíz a következő vegyületeket tartalmazta: TeCA (80,2 µmól/l), PCE (7,8 µmól/l ), TCE (15,0 µmól/l), nitrát (0,6 µmól/l ) és szulfát (5,1 µmól/l), valamint nyomnyi mennyiségű klórozott alifás és

aromás vegyületet (összesen mintegy 30 mg/l összes KOI). Az összegyűjtés után a talaj- és talajvízmintákat üvegedényben 4 o C-on tárolták a felhasználásig. A talaj összes szerves széntartalma 1,5 g/kg volt. 1. táblázat Kísérleti körülmények a lombikban előállított mikrokörnyezetekben és a megfigyelt deklórozó aktivitás 98 napos inkubáció után A kezelés száma A talajhoz és talajvízhez adott anyag Kumulatív kloridfelszabadulás (µmól/l) a Deklórozás Deklórozás a (%) b cisz-dce után 1 semmi (abiotikus kontroll) 0,0 (0,7) 0,0 (0,2) semmi 2 semmi (biotikus kontroll) 12,6 (1,9) 3,2 (0,48) semmi 3 semmi + g.f. c 32,1 (1,6) 8,2 (0,4) semmi 4 élesztőkiv. (180 mg/l)+g.f. 54,2 (3,0) 13,8 (0,8) semmi 5 laktát (3 mmól/l). 110,0 (11,7) 27,9 (3,0) pozitív (főleg VC) 6 laktát (3 mmól/l)+g.f. 157,8 (9,8) 40,0 (2,5) pozitív (főleg VC) 7 butirát (3 mmól/l) 48,7 (20,8) 12,3 (5,3) pozitív (főleg VC) 8 butirát (3 mmól/l) +g.f. 106,7 (20,2) 27,1 (5,1) pozitív (főleg VC) 9 hidrogén (3 mmól/l). 12,9 (0,5) 3,3 (0,1) semmi 10 hidrogén (3 mmól/l)+g.f. 60,3 (6,2) 15,3 (1,6) semmi A talajvíz javítása 11 hidrogén (3 mmól/l)+ 167,8 (14,5) 42,6 (3,7) pozitív (VC, ETH) inokulum d +g.f. A talaj javítása 12 RAMM+TCE+hidrogén 8,5 (3,9) 22,5 (10,3) semmi (3 mmól/l)+g.f. 13 RAMM+TCE+butirát ( 3mmól/l)+g.f. 35,4 (3,1) 93,7 (8,2) pozitív (ETH) a A három párhuzamos átlaga és a standard deviáció (zárójelben) b A %-os deklórozást mint a 98. napon mért kumulatív kloridfelszabadulás és a talajvíz szennyezéseivel kapcsolatos kezdeti klorid arányát számították. A 12. és 13. kezeléseknél a deklórozás % a hozzáadott TCE-re vonatkozik. 100%-os deklórozás a klórozott vegyületek halogénmentes végtermékké való teljes átalakulásának felel meg. c g.f.: növekedési faktor: élesztőkivonat (20 mg/l) és B 12 vitamin (0,05 mg/l). d A inokulum H 2 -t felhasználó, Dehalococcoides-tartalmú PCE deklórozó kultúra e RAMM: redukált anaerob ásványi közeg A mikrokörnyezet előállításához a talajmintákat, a talajvizet, az autoklávozott 250 ml-es szérumlombikokat, a szürke butil-teflonnal bevont

dugókat, a spatulákat és egyéb anyagokat egy anaerob dobozba helyezték, nitrogénatmoszférában. Mikrokörnyezetben 13 kezelést indítottak el, és mindegyik kezeléshez párhuzamosan három lombikot készítettek elő. A kísérleti körülményeket az 1. táblázat mutatja. Az 1.-10.-ig terjedő kezeléshez 60 g (száraz tömegű) talajt helyeztek el 250 ml-es lombikban és 150 ml talajvízzel egészítették ki. A talajvízhez először reszazurin redox indikátort kevertek (a végső koncentráció 1 mg/ml volt). Az előkészítés után a lombikokat lezárták a teflonbevonatú butil-gumi dugókkal, majd a kiválasztott elektrondonorokat juttatták a lombikokba (pl. élesztőkivonat, laktát, butirát, hidrogén vagy egyik sem). Mindegyik elektrondonort növekedési faktorral (pl. 20 mg/l élesztőkivonat és 0,05 mg/l B 12 vitamin) vagy anélkül adagolták. Az élesztőkivonatot, laktátot, butirátot és a növekedési faktorokat egy törzsoldatból adták hozzá fecskendő segítségével. A hidrogént a szérumos üvegek felső terébe adagolták 3 mm névleges koncentrációban (az összes mólok számát a folyadékfázissal elosztva) gázt át nem eresztő fecskendővel. Az előkészítés után az 1. kezelést 121 o C-on 1 órán át autoklávozták (abiotikus kontroll). A 11. kezeléshez (bioaugmentációs mikrokörnyezet) 35 ml H 2 - fogyasztó, PCE-t deklórozó, Dehalococcoides tartalmú kultúrát juttattak 250 ml-es szérumlombikba és 150 ml talajvízzel egészítették ki (talajminta távollétében). Ezután a lombikot lezárták, és H 2 -t, valamint növekedési faktort adagoltak hozzá. A 12-es és 13-as kezeléseknél 60 g (száraz tömegű) talajmintát adagoltak egy 250 ml-es szérumlombikba, és 150 ml redukált anaerob ásványi közeget (RAMM) adtak hozzá. Ezután a lombikokat lezárták, TCE-t és H 2 -t adtak hozzá (12. kezelés), illetve TCE-t és butirátot (13. kezelés). Valamennyi mikrokörnyezetet statikusan inkubálták sötétben, szobahőmérsékleten (18 22 o C). A felhasznált vegyszerek analitikai minőségűek voltak. Az analitikai standardok céljára használt folyékony klórozott oldószerek Aldrich-gyártmányúak voltak. Analitikai eljárások és a monitorozás tervezése Az összeállításnál az előállított mikrokörnyezet bíborszínű volt (amit a talajvízhez adott reszazurin idézett elő), mutatva a nem-redukált viszonyokat. Néhány nap után valamennyi mikrokörnyezet kivéve az autoklávozott abiotikus kontrollt (1. kezelés), valamint a biotikus kontrollt (2. kezelés) kitisztult, jelezve a redukált körülményeket. A mikrokörnyezeteket 14 naponként elemezték klórozott oldószerekre és elektrondonorokra nézve. Az elektrondonorokat minden esetbe újra adagolták, ha az elemzés teljes elhasználódásukat mutatta. A klór-eté-

neket, az ETH-t és a metánt mennyiségileg határozták meg 100 µl-es headspace-mintákban gázkromatográfiás módszerrel, lángionizációs detektorral. A klór-etánok meghatározásánál a szérumlombik headspacerészéből 50 µl-t injektáltak Carlo Eba 5300 Mega Series gázkromatográfiás készülékbe (HP-5 kapilláris oszlop, hossza 30 m, belső átmérő 0,53 mm, a film vastagsága 5 µm; hélium vivőgáz 3 ml/min; a fűtőtér hőmérséklete 50 o C 2 percen át, majd 210 o C-ra emelték a hőmérsékletet 10 o C/min sebességgel; a lángionizációs detektor hőmérséklete 260 o C volt). A hidrogént 500 µl-es headspace-mintákban elemezték gázkromatográfiás módszerrel, hővezetőképességi detektorral. A klórozott vegyületek, ETH, CH 4 és H 2 standardjait úgy készítették, hogy minden egyes vegyület ismert mennyiségeit adagolták szérumlombikba, ugyanazzal a headspace-folyadék aránnyal, amelyet a mikrokörnyezet lombikjaiban alkalmaztak. Az illékony vegyületek koncentrációit mint nominális koncentrációt fejezték ki, azaz lombikban található összes mólok számát osztották a folyadékfázissal. A szűrt (0,22 µm) folyadékmintákat laktátra és illékony zsírsavakra gázkromatográfiás módszerrel, lángionizációs detektorral elemezték (Perkin-Elmer 8400 gázkromatográf, 2 m 2 mm üvegoszlop Carbograph 1 AL 80/120 töltettel), nitrátra, szulfátra és kloridra pedig ionkromatográfiával (Dionex DX-100, Ionpac As9-Sc oszlop). Az adatok közlése A TeCA anaerob körülmények között klórmentes vagy kevésbé klórozott etánokká és eténekké alakul háromféle mechanizmus szerint (1. ábra). Két mechanizmus, a hidrogenolízis és a diklór-elimináció két elektron bevitelét igényli, az eredmény egy, illetve két klóratom felszabadulása. A harmadik mechanizmus, a dehidroklórozás nem redox reakció, amelynél HCl szabadul fel, és kettős kötés alakul ki két szomszédos szénatom között. Másrészt azonban a PCE és a TCE általában hidrogenolízis útján deklórozódik (1. ábra). Így a klór-etánok és klór-etének megoszthatják közös reakció-intermedierjeiket (pl. TCE, DCE és vinil-klorid, VC) a klór-etán-lebomlási úttól függően. A DCE képződése például mind a TeCA diklór-eliminációjából, mind a TCE hidrogenolíziséből keletkezhet. Ebben a tanulmányban integrált paramétert vezettek be (pl. a kumulatív kloridfelszabadulás), hogy mérni lehessen minden egyes mikrokörnyezet teljes deklórozó aktivitását. A kumulatív kloridfelszabadulás az a deklórozó folyamatoknál keletkezett kloridmennyiség, amelyet minden időpontban a gázkromatográfiásan mért deklórozási intermedierek öszszegéből számítanak, figyelembe véve kezdeti és megmaradó kló-

rozottsági fokukat. Mivel a TCE egyaránt lehet natív szubsztrátum vagy a TeCA deklórozásának terméke, a kumulált kloridfelszabaduláshoz való hozzájárulását pozitívnak vagy negatívnak tekintették a háttérértékhez viszonyított növekedésétől vagy csökkenésétől függően. 1,1,2,2-TeCa PCE 1,1,2-TCA TCE 1,2-DCA DCE CA VC ETA ETH dehidroklórozás hidrogenolízis diklór-elimináció 1. ábra A klór-etánok és klór-etének anaerob lebomlási reakcióútjai Eredmények és értékelésük A 1. táblázat mutatja a kumulatív kloridfelszabadulást a különböző kezeléseknél 98 napos inkubáció után (a három párhuzamos átlagát és standard deviációját adják meg). Az abiotikus kontroll kivételével valamennyi mikrokörnyezet deklórozó aktivitást mutatott, utalva a natív deklórozó populációk talajban való jelenlétére.

kumulatív kloridfelszabadulás, µmól/l 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 idő, nap laktát (6. kezelés) butirát (8. kezelés) hidrogén (10. kezelés élesztőkivonat (4. kezelés) biotikus kontroll (2. kezelés) A szulfát, mg/l 800 600 400 200 laktát (6. kezelés) butirát (8. kezelés) hidrogén (10. kezelés B 0 0 20 40 60 80 100 idő, nap élesztőkivonat (4. kezelés) biotikus kontroll (2. kezelés) 60 50 C nitrát, mg/l 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 idő, nap laktát (6. kezelés) butirát (8. kezelés) hidrogén (10. kezelés élesztőkivonat (4. kezelés) biotikus kontroll (2. kezelés) 2. ábra A különböző adalékok hatása a kumulatív kloridfelszabadulásra (A), szulfátredukció (B), nitrátredukció (C). Három párhuzamos átlaga és standard deviációja. Laktát (6. kezelés, ) butirát (8. kezelés, ), hidrogén (10. kezelés, ), élesztőkivonat (4. kezelés, ), valamint biotikus kontroll (2. kezelés, )

A biotikus kontrollban (2. kezelés) kis mértékű deklórozást figyeltek meg (12,6 µmol felszabadult Cl - /l) és a TCE koncentrációjának lassú, de állandó növekedése ment végbe, valószínűleg a TeCA dehidroklórozása következtében, amely nem redox reakció és nem igényel elektronbevitelt. Valamennyi elektrondonor (pl élesztőkivonat, laktát, butirát, hidrogén, 4 10. kezelések) növelte a biotikus kontrollhoz viszonyított deklórozást, leginkább a laktáttal és butiráttal javított mikrokörnyezetekben (2/A ábra). A laktáttal kezelt mikrokörnyezetekben volt a legrövidebb a várakozási idő a deklórozás megindulásáig, valamint itt volt legmagasabb a kezdeti deklórozási sebesség (2/A ábra). A cisz-dce deklórozása csak a laktáttal és butiráttal javított mikrokörnyezetekben volt megfigyelhető, ahol VC keletkezett. A 98 napos inkubáció után a fő termékek a laktáttal kezelt mikrokörnyezetekben a következők voltak: TCA (77,5 µmól/l), DCA (20,2 µmól/l), DCE (20,9 µmól/l) és VC (2,3 µmól/l), az ETH nyomnyi mennyiségeivel együtt (0,22 µmól/l). A keletkezett TCA, amely moláris alapon leginkább a kezdeti TeCA-ra vezethető vissza, világosan jelzi, hogy a hidrogenolízis a TeCA bomlásának fő útja. A DCE felhalmozódása azonban azt is mutatja, hogy a TeCA diklór-eliminációja is aktív. Ezzel ellentétben a TCE abiotikus képződése (a dehidroklórozási út) csak kis mértékű bomlási mód. Egyes szerzők a TeCA átalakulását metanogén körülmények között is vizsgálták. A butiráttal javított mikrokörnyezetekben a termékek megoszlása hasonló volt a laktáttal kezelteknél talált értékekhez. A VC és az ETH jelenléte a laktáttal, illetve butiráttal javított mikrokörnyezetekben azt mutatják, hogy 98 napos inkubáció után a szennyezések nem klórozott végtermékekké való teljes deklórozását nem korlátozzák a mikrobiológiai hiányosságok (pl. a mikroorganizmusok olyan felszín alatti részének hiánya, amely képes a szennyezések metabolizálására), és hosszabb inkubációs idő alatt végbemegy a folyamat. A H 2 -nel javított mikrokörnyezetekben a klórozott szennyezések átalakulásának erősen különböző útját figyelték meg: TCA (a TeCA hidrogenolíziséből) nem keletkezett, és csak kis mennyiségű DCE (29,9 µmól/l) halmozódott fel. Valamennyi vizsgált donor esetében a növekedési faktor (pl. élesztőkivonat vagy B 12 vitamin) hozzáadása előnyös hatást gyakorolt a deklórozási aktivitásra (1. táblázat). Ez arra enged következtetni, hogy a talaj mikroorganizmusainak aktivitását valószínűleg a mikrotápanyagok hiánya korlátozza. Az irodalomban több utalás található arra, hogy a B 12 vitamin és egyéb mikrotápanyagok jelentősen növelik a klórozott oldószerek bomlásának sebességét és mértékét egyes anaerob kultúrákban.

Ezen túlmenően arra is rámutattak, hogy a B 12 katalizálja az abiotikus deklórozást, ha külső redukálóanyagot adnak hozzá (titánium-citrát jelenlétében végzett kísérlet). A 13. kezelés eredményei megerősítik, hogy a talajban olyan natív mikroorganizmusok vannak jelen, amelyek képesek a teljes deklórozás véghezvitelére (legalábbis a klór-etének esetében). Ennél a kísérletnél a talajt RAMM-mal hígították, és butirátot, valamint TCE-t (mintegy 15 µmól/l) adtak hozzá egyetlen szennyezőként; az ETH-ig való teljes deklórozás kevesebb mint 100 nap alatt ment végbe, a cisz-dce és a VC csupán átmeneti felhalmozódásával (3. ábra). 20 etének, µmól/l 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 idő, nap TCE DCE VC ETH TCE (abiotikus kontroll) 3. ábra A TCE reduktív deklórozása talaj-mikrokörnyezetben a következő anyagok hozzáadása után: RAMM+butirát+élesztőkivonat+B 12 vitamin+tce (13. kezelés) Ezzel szemben a TCE-nek cisz-dce-vé való, csak részleges deklórozását figyelték meg, ha a RAMM-mal hígított talajhoz H 2 -t adtak (12. kezelés). Ez megerősíti, hogy a szerves szubsztrátumok (pl. laktát, butirát) hatásosabbak a natív deklórozó populációk stimulálásában, mint a H 2. A TeCA és TCE deklórozását nitrát és szulfát jelenlétében is megfigyelték (2/A C ábra). A megelőző tanulmányok azt mutatták, hogy nitrát és szulfát jelenlétében a reduktív deklórozás gátolt, mivel versengés alakul ki az elérhető elektrondonorért a deklórozók, valamint a nitrát- és szulfátredukálók között, sőt a nitrát és szulfát redukciója során keletke-

zett nitrózus oxidok és a szulfidok is gátolják a klórozott oldószerek reduktív deklórozását. Vizsgálták a szulfátredukáló baktériumok szerepét is. A deklórozásnak a jelen összeállításban ismertetett végbemenetele annak tulajdonítható, hogy elegendő elektrondonort adtak a rendszerhez, amely minimálisra csökkentette a deklórozás és a metabolikus folyamatok közötti versengést. Nem zárható ki azonban, hogy a TeCA kezdeti deklórozása előre nem látott folyamat, amelyet a szulfátredukáló baktériumok szabályoznak. Valamennyi hozzáadott elektrondonor elősegítette a nitrát gyors redukcióját, míg a szulfátredukciót csak a laktát és a butirát támogatta (2/B, C ábra). A nem javított biotikus kontrollban (2. kezelés) sem a szulfát, sem a nitrát redukciója nem volt megfigyelhető, mutatva, hogy a talajban lévő szerves szén valószínűleg nem elég a natív mikroorganizmusok aktivitásának támogatásához. A hozzáadott szubsztrátumokat mindenesetre hatékonyan használták fel a natív talajmikroorganizmusok. Főleg a laktát és a butirát alakult át gyorsan acetáttá, amely 6 mm mennyiségig fel is halmozódott, míg a hidrogénből csak kevés acetát keletkezett (<0,4 mm). A metanogén aktivitás hiánya valamennyi mikrokörnyezetben valószínűleg a klórozott oldószereknek a metanogén populációkra kifejtett gátló hatásából adódott. Az is lehetséges azonban, hogy a metanogének kezdetben is olyan kis számban voltak jelen a talajban, hogy hosszabb inkubációs időre lett volna szükség jelentős metanogénaktivitás létrejöttéhez. Azokban a mikrokörnyezetekben, amelyekben a talajvíz PCEdeklórozó, Dehalococcoides tartalmú kevert kultúrákkal volt bioaugmentációnak kitéve (11. kezelés), a klórozott szennyezések (TeCA, PCE és TCE) nagyobb arányban bomlottak le, mint a talajszimbiózisokban és főleg VC-vé (45,0 µmól/l), cisz-dce-vé (22,1 µmól/l), illetve ETH-vá (5,5 µmól/l) alakultak. A 10. kezeléssel összehasonlítva az látszik, hogy a bioaugmentáció hatékony volt a deklórozási sebesség növelésében, legalábbis H 2 mint elektrondonor alkalmazása esetében. Következtetések A kísérletek alapján tehát a következő megállapítások tehetők: Valamennyi élő mikrokörnyezet pozitív volt a deklórozásra nézve, utalva a natív deklórozó populációk helyszínen való jelenlétére, a deklórozó aktivitás azonban a nem javított mikrokörnyezetekben (biotikus

kontroll) nagyon lassú volt, és csak a TeCA deklórozásából származó TCE felhalmozásához vezetett. Valamennyi vizsgált elektrondonor (élesztőkivonat, hidrogén, laktát, butirát) fokozta a deklórozást a biotikus kontrollhoz viszonyítva, és valamennyi vizsgált donor esetében a növekedési faktorok (pl. élesztőkivonat vagy B 12 vitamin) kedvező hatást fejtettek ki a deklórozásra. Nagyfokú deklórozó aktivitást figyeltek meg a laktáttal és butiráttal javított mikrokörnyezetekben, valamint a Dehalococcoides-tartalmú kultúrával beoltott mikrokörnyezetekben. A fentiek alapján tehát megvan a lehetőség klórozott oldószerekkel szennyezett helyszíneken a teljes deklórozás elősegítésére, megfelelő elektrondonor (laktát vagy butirát) kellő adagolásával és/vagy Dehalococcoides-tartalmú tenyészetekkel történő bioaugmentáció révén. Összeállította: Dr. Bidló Gáborné Aulenta, F.; Bianchi, A. stb.: Assessment of natural or enhanced in situ bioremediation at a chlorinated solvent-contaminated aquifer in Italy: a microcosm study. = Environment International, 31. k. 2. sz. 2005. p. 185 190. Fennel, D. E.; Carroll, A. B. stb.: Assessment of indigenous reductive dechlorinating potential at a TCE-contaminated site using microcosm, polymerase chain reaction analysis, and site data. = Environmental Science and Technology, 2001. 35. k. p. 1830 1839.