Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Miskolci Egyetem
Műszaki Földtudományi Kar
Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék
AZ AEROB BIOLÓGIAI LEBONTÁS
ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA A
KÁRMENTESÍTÉSBEN
Szakdolgozat
Készítette: Szabó Judit
Szakirány:
Geokörnyezeti szakirány BSc.
Konzulensek: Dr. Bokányi Ljudmilla
Egyetemi docens Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézeti Tanszék
Dr. Madarász Tamás
Egyetemi docens Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék
Székely István PhD hallgató
Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék
Beadás dátuma: 2017. 12. 01.
Miskolc, 2017
MISKOLCI EGYETEM
Környezetgazdálkodási Intézet
Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai
Tanszék
UNIVERSITY OF MISKOLC
Institute of Environmental Management
Department of Hydrogeology and
Engineering Geology
——————————————————————————————————————————————————————
: H-3515 Miskolc-Egyetemváros, Hungary : (36) (46) 565-111/10-61 FAX: (36) (46) 563-465
Szabó Judit
szigorló környezetmérnök BSc hallgató záródolgozatának feladatterve
A dolgozat címe: Az aerob biológiai lebontás alkalmazhatóságának vizsgálata a
kármentesítésben
A dolgozat célja: Az aerob biológiai lebontás, ennek feltételei és korlátozó tényezőinek
részletes megismertetése. Az aerob biológiai lebontás alkalmazásának kísérleti vizsgálata
egy, a régióban tervezett kármentesítési projekt során.
A feladat részletezése:
A biológiai lebontásra vonatkozó szakirodalom tüzetes vizsgálata, szerzett tudásanyag
bemutatása: a mikroorganizmusok környezeti igényei, a természetes vizekben előforduló
szennyezők, élettani hatásaik.
A talaj bemutatása, funkcióinak, szennyezőinek ismertetése.
A talajvíz szénhidrogén szennyezés bioremediációs lebontásának kísérleti vizsgálata: a
kármentesítés folyamata, bioremediáció bemutatása, az elvégzett kísérletek ismertetése,
külön kitérve a felúszó fázis vizsgálatára.
A kísérletek eredményeinek szemléltetése, bemutatása, kiértékelése.
Összefoglalás.
A feladat készítésének helye:
Miskolci Egyetem
Műszaki Földtudományi Kar
Környezetgazdálkodási Intézet
Konzulensek:
Dr. Bokányi Ljudmilla, egyetemi docens
Nyerasnyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
Dr. Madarász Tamás, egyetemi docens
Környezetgazdálkodási Intézet
Székely István, PhD hallgató
Környezetgazdálkodási Intézet
Beadási határidő: 2017. december 04.
Miskolc, 2017. május 01.
Dr. Madarász Tamás
Intézet igazgató
Eredetiségi nyilatkozat
"Alulírott Szabó Judit, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója
büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom,
hogy ezt a dolgozatot saját magam készítettem, a benne leírt vizsgálatokat – ha ezt külön
nem jelzem – magam végeztem el, és az ismertetett eredményeket magam értem el.
Adatokat, információkat csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokból használtam fel.
Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más
forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem."
Miskolc, 2017. 12. 01.
...................................................
A hallgató aláírása
I
Tartalomjegyzék
1. Bevezetés ....................................................................................................................................1
2. A terület bemutatása .................................................................................................................2
A terület földtani jellemzői, beépítettsége ....................................................................................2
A terület éghajlata, vízrajza..........................................................................................................3
A területen elvégzett korábbi vizsgálatok és beavatkozások .......................................................3
3. A talaj jellemzői, a szennyezőanyagok viselkedése ...................................................................4
A talaj jellemzői ............................................................................................................................4
A talajflóra és fauna ......................................................................................................................6
A talaj funkciói ..............................................................................................................................7
A vizek főbb szennyezői és azok élettani hatásai ..........................................................................7
A szénhidrogén szennyezők előfordulása, eredete és élettani hatásai ..........................................9
2. Az alkalmazható műszaki beavatkozások .............................................................................. 13
A kármentesítés folyamata ......................................................................................................... 13
Az elvégezhető műszaki beavatkozások ...................................................................................... 15
In situ eljárások ............................................................................................................................ 15
Ex situ eljárások ........................................................................................................................... 16
A biológiai lebontásról ................................................................................................................ 19
A mikroorganizmusok környezeti igényei ....................................................................................... 19
5. A talajvíz szénhidrogén szennyezés bioremediációs folyamatának kísérleti vizsgálata ........ 22
Elvégzett kísérleteim bemutatása ............................................................................................... 23
Próbamérés .................................................................................................................................. 24
A második mérési sorozat .............................................................................................................. 27
Az eredményeim .......................................................................................................................... 30
A próbamérés ............................................................................................................................ 30
A második mérési kísérlet .......................................................................................................... 30
A felúszó minták vizsgálata ........................................................................................................... 37
II
A felúszó fázis lebontásához szükséges inokulum mennyiség meghatározásának vizsgálata ........... 39
6.A talajvíz mintákkal végzett kísérletek eredményeinek összegzése, konklúziók .................... 41
6.1.Az első kút ............................................................................................................................. 41
6.2.A második kút ....................................................................................................................... 42
6.3.A felúszó szennyező ............................................................................................................... 42
10. Köszönetnyilvánítás ................................................................................................................ 46
6. Mellékletek .............................................................................................................................. 47
Idézett forrásmunkák ..................................................................................................................... 56
Ábrajegyzék .................................................................................................................................... 57
1
1. Bevezetés
A környezet, és a környezeti elemek védelme kiemelkedően fontos szereppel bír
napjainkban, hiszen nem csak a jelenlegi ipari technológiákat kell úgy alakítanunk, hogy a
lehető legnagyobb mértékben környezet kímélőek legyenek, hanem a korábbi technológiák
által hátrahagyott, „örökölt” szennyezéseket is fel kell számolnunk. A jelenleg alkalmazott
környezeti eljárástechnikában illetve kármentesítésben egyre nagyobb teret hódít magának
a biológiai lebontás, ezért választottam szakdolgozatom témájául ennek vizsgálatát.
A szakdolgozatomban azt tűztem ki fő célként, hogy egy bizonyos területen érzékelt, a
talajvízben található szénhidrogén szennyezés határérték alatti koncentrációra való
csökkentésének a lehetőségeit vizsgáljam, illetve az alkalmazható műszaki
beavatkozásokat összehasonlítsam.
Elsőként megismerkedtem egy bizonyos terület földtani adottságaival, vízrajzával, az
adott terület beépítettségével. Következő lépésként megismerkedtem a szénhidrogén, mint
szennyező anyag hatásaival.
A harmadik fejezetben részletesen bemutatom a talaj fogalmát, alkotóelemeit és a
benne található élőlényeket. Jellemzem a talajban található szennyezőket és azok élettani
hatásait.
A negyedik fejezetben ismertetem a kármentesítést, mint folyamatot, illetve
érintőlegesen bemutatom az alkalmazható módszereket.
A következő fejezetben szakirodalmi áttekintésként tanulmányoztam a bioremediációt
és a biológiai lebontást. Megismerkedtem a mikroorganizmusok környezeti igényeivel.
Ezt követően bemutatom azt a kísérletsorozatot, amely során a biológiai lebontás
alkalmazhatóságát vizsgáltam a kármentesítésen belül. Vizsgálataim során az adott helyen,
a talajvízben észlelt szénhidrogén szennyezés lebonthatóságát vizsgáltam kísérletileg EM-
BIO és EM-BIO2 fantázianevű készítmények, illetve levegőztetés felhasználásával. Kapott
eredményimet részletesen ismertetem, majd az ezek alapján levont következtetéseimet is
bemutatom.
2
2. A terület bemutatása
Egy területen érzékelt szénhidrogén szennyezés megfelelő kezeléséhez,
kármentesítéséhez szükséges ismernünk az adott terület földrajzi adottságait, vízrajzát, így
meg tudjuk állapítani, hogy van-e a szennyezés környezetében védelemre szoruló terület,
például vízbázis, vagy az élővilág védelme miatt kiemelten fontos-e a terület. Így elsőként
ezeket kell megismernünk és megfelelő mennyiségű adatot gyűjtenünk.
A terület földtani jellemzői, beépítettsége
A terület, ahol megtalálható a szénhidrogén szennyezés a Kárpát-medencében,
Magyarország északkeleti részében, az Északi-középhegységben Bükk-hegység keleti
lábánál húzódó területen helyezkedik el.
Az Északi-középhegység földtana igen változatos. A Visegrádi-hegység, a Börzsöny, a
Cserhát, a Mátra és a Zempléni-hegység miocén andezites-riolitos vulkanizmus által
képződött. Salgón, Somoskőn és Medves-platón bazaltvulkanizmus nyomai figyelhetőek
meg foltokban. A Bükk és az Aggteleki karszt meghatározó kőzete a középidei mészkő és
dolomit, amely számos helyen a felszínre is bukik. Emellett megtalálható még
negyedidőszaki üledék (homokkő, homok, agyag, kavics, lösz) a Gödöllői dombságon, a
Csereháton és az Észak-borsodi dombvidéken. [1]
A terület legfontosabb ásványkincsei között egyaránt megtalálhatóak a különböző
érctípusok és az üledékes eredetű barnakőszén illetve lignit is. A hegyekben található
andezites, bazaltos kőzeteket és a mészkövet az építőiparban hasznosítják. Nem fémes
ásványkincsek közé tartozik még a Zempléni-hegység zeolitja (környezetvédelemben
használatos), perlitje (szigetelőanyagok gyártása) és kaolinja (porcelánipari alapanyag).
Az Északi-középhegység főbb résztájai: Visegrádi-hegység, Börzsöny, Cserhát, Mátra,
Bükk, Cserehát, Zempléni-hegység és az Aggteleki-karszt. [1]
Számunkra a legfontosabb részegység a fent felsoroltak közül a Bükk-hegység,
melynek a keleti lábánál húzódó Miskolci-Bükkalja területén található a szennyezés. Itt
részben folytatódik a riolittufa, melyhez miocén homok és kavics, valamint az Alföld
peremén pleisztocén lejtőanyagok és kis vastagságban felhalmozott lösz társul. Jellemző
talajtípusok a fekete nyiroktalajok, agyagbemosódásos barna erdőtalajok és a barnaföldek
továbbá az az erodált területekről származó humuszkarbonát. [1]
A szennyezett területet a magas fokú beépítettség jellemzi, amely nehezítheti a
kármentesítés során a műszaki beavatkozások elvégzését.
3
A terület éghajlata, vízrajza
A terület éghajlatáról sokéves átlagok megfigyelése alapján elmondható, hogy a
leghidegebb hónap rendszerint a január, a legmelegebb pedig a július. Az éves átlagos
csapadékösszeg 530 mm körüli, amely jellegzetes eloszlási görbét mutat. Jellemzően a
nyári félév csapadékosabb, a téli szárazabb. A napsütéses órák száma évente 1800 óra
körüli érték, melynek maximuma a nyári hónapokban van. [1]
Az éves csapadékmennyiség miatt az Északi-középhegység felszíni vízfolyásokban
gazdag. A vulkáni kőzetek alkotta helyeken jellemző a sűrűbb felszíni vízhálózat, míg a
mészköves területek jellemzője a barlangokban és karsztokban található felszín alatti víz,
karsztvíz. Egernél, Egerszalóknál és Miskolctapolcán számos természetes illetve
mesterséges gyógyforrás bukkan a felszínre. [1]
Az érintett terület a Szinva, a Hejő és a Sajó völgyében található, a legközelebb eső
felszíni vízfolyás a Szinva.
A területen elvégzett korábbi vizsgálatok és beavatkozások
A területen korábban és jelenleg is ipari tevékenység folyik, amely alapvetően a
fémmegmunkálási tevékenység, amely kiegészül különböző hőkezelési és felületkezelési
eljárásokkal. Ezen a tevékenységek során gyakran sor kerülhet a munkadarabok felületén
megtalálható hűtőfolyadék maradékok, illetve egyéb zsiradékok eltávolítására. Ezt a
zsírtalanítást oldószeres mosással végzik, ennek során szennyezett víz keletkezik.
Valószínűsíthető, hogy ez a szennyezett víz nem került begyűjtésre és megfelelő tisztításra,
így keletkezett a talajvízben található szennyezés.
Korábbi tényfeltárások során kiderült, hogy a talajvízben jellemzően a szénhidrogén
szennyezés található meg, amely a korábbi ipari tevékenységből keletkezhetett. A területet
korábban már alávetették több kármentesítési eljárásnak, de a szennyeződés többször újból
megjelent, így a megbízó cég azzal kereste meg a Miskolci Egyetem
Környezetgazdálkodási Intézetét, hogy kifejezetten a bioremediáció lehetőségét vizsgálja.
4
3. A talaj jellemzői, a szennyezőanyagok viselkedése
A terület földtani illetve vízrajzi adottságainak megismerése mellett egyaránt fontos az
is, hogy megismerjük a talajvízben előforduló szennyezőanyagokat, és azok hatását az
emberi szervezetre illetve az élővilágra. Elsőként az a legfontosabb, hogy a talaj fogalmát
és az összetételét tisztázzuk.
A talaj jellemzői
A talajba jutó szennyezőanyagok viselkedését számos tulajdonságuk és egyéb
környezeti tényező befolyásolja. A legfontosabb ilyen tulajdonság ok közé tartoznak a
szennyező kémiai adottságai: oldhatósága, mozgékonysága, és, hogy milyen hatással van
az élő szervezetekre. Az egyéb környezeti tényezők közé tartoznak az adott anyag hatását
növelő illetve csökkentő egyéb anyagok, illetve az is, hogy az adott élőlény milyen
időtartamon keresztül és milyen koncentrációban van kitéve a különböző kémiai
anyagoknak. Ezek mellett az elő szervezet tulajdonságai is fontos tényezők, úgy, mint az
életkora, fejlettsége és tápláltsága. [2]
Azt, hogy milyen hatással van az élőlényekre egy adott anyag, a 1. ábra mutatja be.
Ennek értelmében minden anyag lehet toxikus, még a szervezetekben megtalálható
tápanyagok is, a hatás minden esetben a dózis függvénye. [2]
1. ábra - A tápanyagok és toxikus elemek fiziológiai hatása koncentrációjuktól
függően [2]
5
A szennyezőanyagok tulajdonságai mellett ugyanolyan fontos szerepet töltenek be a
talaj tulajdonságai is. „A talaj különböző minőségű és méretű alkotórészekből álló, három
(szilárd, folyékony és légnemű) fázisból álló heterogén diszperz rendszer.” [2] A talajban
két alrendszert lehet megkülönböztetni, amelyeket attól függően, hogy élőek vagy
élettelenek, biotikus illetve abiotikus alkotóknak nevezzük. Nagyobb részben az abiotikus
talajalkotók vannak jelen. Ezek összetevőit a következő táblázat mutatja be.
A talaj abiotikus alkotóelemei
Szilárd fázis Folyékony fázis
(talajoldat)
Gázfázis
(talajlevegő) Ásványi Szerves
Nyers ásványtörmelékek
(Kő, kavics, homok)
Átalakult és újraképződött
ásványok (agyagásványok,
vas-, aluminium-, és
mangánoxidok, illetve –
hidroxidok,
foszfátásványok, stb.)
Elhalt növényi és
állati maradványok
Szerves
bomlástermékek
Humusz (fulvosavak,
huminsavak, humin
anyagok)
Víz az oldott
szervetlen és
szerves anyagokkal
A talaj
nedvességében
oldott gázok (CO2,
O2.)
CO2, O2, N2,
vízgőz
1. táblázat – A talaj abiotikus alkotóelemei [2]
A talajalkotók aránya általában a következő:
- Szilárd: 50-60% -át adják a talaj térfogatának. A szemcsék mérete igen változatos, a
néhány mikrométernél is kisebb tartománytól a több milliméteres méretig
terjedhetnek. A szilárd szemcséket a méretük alapján a következő osztályokba
sorolhatjuk:
Szemcseméret [mm] Megnevezés
2 < kő, kavics
0,02 - 2 homok
0,002 – 0,02 iszap (vagy por)
0,002 > agyag
2. táblázat – A talajszemcsék méret szerinti osztályozása [2]
6
Az agyag legfőképpen agyagásványokból és kristályos Fe-, Al-, Mn-
oxihidroxidokból áll, és a talaj nagyobb szemcséit agglomarátumokká ragasztja össze.
Ez azért fontos, mert a levegő illetve a talajvíz áramlása az agglomerátumok és a
nagyobb részecskék között történik. [2]
- Folyékony és gáz fázisok: Együttesen a talaj teljes térfogatának mintegy 40-50%-át
teszik ki. A talajvízben különböző szerves maradványok és ásványi anyagok és gázok
vannak feloldva. Legjelentősebb oldott anyagok a kálium-, ammónium-, kalcium-, és
magnéziumsók, oldva pedig az oxigén és a széndioxid gázok találhatóak meg. [2]
- A talajlevegőben is jellemzően a talajfolyadékban oldott gázok találgatóak meg
gáznemű halmazállapotban. Ez befolyásolja a talajban található élőlények
életkörülményeit, így meghatározza, hogy aerob vagy anaerob lebontás megy végbe.
[2]
A talajflóra és fauna
A talajban található élőlények előfordulását nagyban befolyásolják olyan környezeti
tényezők, mint a hőmérséklet, nedvességtartalom, a talaj pH-ja, szerves anyag tartalma és
növénytakarója.
A talaj élő szervezeteit a következő táblázat mutatja:
Talajflóra Talajfauna
- Mikroflóra:
∙ Baktériumok
∙ Sugárgombák
∙ Mikroszkópos
gombák
∙ Algák
- Markoflóra:
∙ Magasabb rendű
növények
gyökérzete
- Mikrofauna (<0,2 mm):
∙ Egysejtűek
∙ Csaillósok
∙ Ostorosok
- Makrofauna (4 – 80
mm):
∙ Földigiliszták
∙ Csigák
∙ Pókok
∙ Százlábúak
∙ Egyéb rovarok, bogarak és
lárvák
- Mezofauna (0,2 – 4
mm):
∙ Kerekes férgek
∙ Medveállatkák
∙ Fonálférgek
∙ Atkák
- Megafauna ( 80 mm
<):
∙ Gerincesek: hüllők,
kisemlősök
3. táblázat – A talaj élő szervezetei [2]
7
A talaj funkciói
„A talaj speciális fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságokkal rendelkező sokfunkciós
rendszer, a Föld ökoszisztémájának szerves része.” [2] A talaj funkcióit több szempont
szerint csoportosíthatjuk:
- Ökológiai funkciói: biomassza termelés alapvető közege, így az élővilág létezésének
feltétele. Itt raktározódnak a különböző tápanyagok – melyek az elhalt élőlények
lebomlásából keletkeznek –, a növények számára fontos víz és hőmérséklet. A
szennyezőanyagok terjedését lényegesen lelassítja, mert képes azokat megkötni vagy
átalakítani, így azok nem kerülnek be a felszíni vagy felszín alatti vizekbe. A
biodiverzitás – vagyis a biológiai sokféleség – fenntartásának kulcsfontosságú eleme.
[2]
- Az emberi tevékenységgel kapcsolatos funkciói: A fizikai közeg – az építmények
fizikai alapja –, nyersanyagforrás és kulturális illetve geológiai örökségek hordozója.
[2]
A vizek főbb szennyezői és azok élettani hatásai
Vizsgálataimat azzal folytattam, hogy megismerkedtem a vízben található szennyező
anyagokkal és azok élettani hatásaival. [3]
- Betegségeket okozó ágensek (baktériumok, paraziták, vírusok stb.): értelemszerűen az
emberi szervezetbe kerülve különböző megbetegedéseket okozhatnak.
- Oxigénigényes hulladékok (biológiailag lebomló szerves anyagok): ezek az anyagok a
könnyen bomló szerves anyagok csoportjába tartoznak. Ilyenek például a
mezőgazdaságból bejutó természetes anyagok, növényi tápanyagok, fekália.
Lebontásukhoz szükséges feltétel a megfelelő oxigén mennyiség, a megfelelő
tartózkodási idő illetve a mikroorganizmusok jelenléte. [3]
- Vízoldható szervetlen anyagok (savak, lúgok, sók, nehézfémek és vegyületeik): a víz
savasságát a savasan, lúgosságát a lúgosan hidrolizáló sók és savak, illetve bázisok
jelenléte határozza meg. A savasság általában inkább az ipari szennyvizekre jellemző.
[3]
- Szervetlen növényi tápanyagok (foszfor, nitrogén):
∙ Foszfor: az élőlények alapvető építőeleme. Fontos szerepe van a csontképződésben,
és szükséges a csontok és az ízületek védelméhez. Fiatal korban – fejlődő
szervezeteknek – különösen fontos a fogyasztása. Túlzott bevitele során a csontépítő
folyamat megfordul, és a csontokból a túl sok foszfor kivonja a kalciumot. A
szennyvizek magas foszfortartalma felelős az eutrofizációért, vagyis azért a
8
folyamatért, amely során a vízben található növények és algák túlságosan
elszaporodnak. Ez a víz fizikai tulajdonságait, például ízét, szagát, a napsugarak
behatolási képességét károsan befolyásolja. Ennek következtében a napfény hiánya
miatt beindul az algák pusztulása, amelyek lebomlása káros gázképződéshez vezet.
[3]
∙ Nitrogén: egyik legfontosabb tápanyagalkotó. Természetes formában előfordulhat
ammónia (NH3), nitrit (NO2), nitrát (NO3) formájában. Kísérletek során
bebizonyosodott, hogy a túlzott nitrit bevitel – a laboratóriumi állatok fajtájától
függően – fulladásos halált okoz. Az emberek szervezetében methemoglobéniát
okoz. Ez a nitrit ionok túlzott jelenléte miatt kialakuló, a vér oxigénszállító
képességét károsan befolyásoló folyamat. A vízen keresztül az ammónia bejuthat az
emberi szervezetbe, ahol sejtméregként hat. Gyomron keresztül kiválasztó rendszeri,
szervi megbetegedéseket, fájdalmakat okoz, illetve halogén anyagokkal rákkeltő
anyag keletkezéséhez vezet. A nitrát-nitrit tartalom – a megfelelő foszfortartalom
jelenléte mellett – serkenti az eutrofizációs folyamatot. Az eutrofizációs folyamat
ábrája az 2. ábrán látható:
2. ábra - Az eutrofizáció folyamata [14]
9
- Szerves vegyületek (olaj és származékai, peszticidek, detergensek):
∙ Olaj és származékai: eredetük az ipari, mezőgazdasági és lakossági felhasználás,
illetve a felhasználási folyamatok során esetlegesen végbemenő haváriák, vagy nem
megfelelően gyűjtött illetve ártalmatlanított hulladék elhelyezése, csatornába
eresztése. A vízben található alacsonyabb rendű élő szervezeteken bevonatot
képeznek, ezzel gátolják a metabolikus folyamataik lejátszódását. Gátolják a légzést,
elzárják a vizeket a fénytől, oxigéntől. [3]
∙ Peszticidek: a peszticidek elnevezés a növényvédő szerek összesítő neve.
Természetes, vagy mesterséges anyagok, amelyek kifejlesztésének célja a növényi
kártevők elpusztítása. Rendeltetésüktől fogva méreganyagok, ezért az emberi
szervezetbe bejutva is különösen káros hatásúak. [3]
∙ Detergensek: mosó-, illetve tisztító szerek, ipari adalékok, nedvesítőszerek,
felületaktív anyagok, amelyek a vízben oldhatatlan zsírszerű anyagok oldódását,
pontosabban emulgeálását segítik elő, oly módon, hogy a nem poláros, vagyis
hidrofób rész a zsírszerű anyaghoz kötődik, a hidrofil molekularész pedig a vízben
való oldódást segíti elő. [3]
- Szilárd, szerves vagy szervetlen anyagok (talajrészecskék nagyon különböző
szemcsemérettel).
A szénhidrogén szennyezők előfordulása, eredete és élettani hatásai
A környezetben előforduló szennyezések észlelése után ki kell derítenünk, hogy
pontosan milyen szennyező okozza a problémát. Meg kell ismerkednünk a mennyiségi és
minőségi jellemzőivel.
Mivel a kőolaj és származékai fontos alapanyagok az energiatermelésben, illetve a
lakosság és az ipar is számos egyéb területen használja fel, így egyben a leggyakoribb
szennyező forrásnak is számítanak. Ezen szennyezők közül a legnagyobb százalékban
(37,4%) az olaj, illetve ennek származékai, a szénhidrogének fordulnak elő. Ezeknek az
anyagoknak a megjelenése a természetes vizekben és a felszíni vizekben fordul elő,
amelynek oka a számos tankhajó baleset, olajos szennyvíz, ballasztvizek, illetve az illegális
olaj leürítések. A földtani közegben viszont a megjelenés okai a korábbi iparágak közül a
peszticidgyártás, oldószer- és vegyszergyártás, fémmegmunkálás, gépgyártás, fémtisztítás-
és zsírtalanítás. Továbbá korábbi tapasztalatok alapján elmondhatjuk, hogy a kazánházak,
korábbi repülőterek, üzemanyag tárolók, benzinkutak, sérült csővezetékek, illetve a
hulladékok nem megfelelően kiképezett lerakókba történő lerakása is okozhat ilyen
szennyezést. [3]
10
Mivel ezek általában vízben gyengén, vagy nem oldódnak, így vízoldható
szennyezőkhöz képest más káros hatásuk van a környezeti elemekre. Ennek oka, hogy a
vízi élet és a vízi élőlények környezeti tényezői közül blokkolják a fizikai elemeket, így
közvetetten károsítják azokat. Ilyen folyamat például a víz levegőtől történő elzárása, ami
miatt csökken a vízben az oldott oxigén tartalom, így légzési nehézségek jelentkeznek. A
tiszta víz felületén az olajszennyezés nagyon vékony, 0,2 mm-nél is vékonyabb hártyává
alakul. Így a víz felületén történő, vékony filmszerű megjelenés elzárja a vizet a
napfénytől, illetve nem csak a víz felszínén képez bevonatot, hanem az alacsonyabb rendű
élőlényeken is. Ennek a filmrétegnek a vastagsága függ a szennyező anyag viszkozitásától.
A káros hatásaikat számos tényező befolyásolja: [3]
- Párolgás: az alacsonyabb moltömeggel rendelkező szénhidrogének hajlamosabbak a
párolgásra, ezek viszont a levegőben fotokémiai reakciók útján lebomlanak. [4]
- Oldódás: az aromás szénhidrogének jobban oldódnak a vízben, így ezek a tápcsatornán
keresztül bejuthatnak az élő szervezetekbe, így betegséget okozva. Oldódás szerint
megkülönböztetünk vízben oldódó és nem oldódó szénhidrogéneket, illetve a nem
oldódók között víznél könnyebb illetve nehezebb szennyezőanyagokat. A
kőolajszármazékok a víznél könnyebb, vagyis LNAPL szennyezők közé tartoznak.
Ezeknek a szennyezőknek talajban való viselkedését mutatja a 3. ábra. [4]
3. ábra - Az LNAPL szennyezők mozgásának sematikus rajza [4]
11
- Emulzióképződés: két fajtája ismert. A „víz az olajban” emulzió esetében az olaj
fázisban jelenik meg a víz apró cseppek formájában, míg az „olaj a vízben” emulzió
ennek ellentéte, vagyis a vizes fázisban jelenik meg az olaj a lebegő anyagokon
adszorbeálódva. A természetes vizekben jellemzően így jelenik meg az
olajszennyezés. Ebben az esetben az olajcseppek megjelenése mikrométer alatti, így
ezek a felületi feszültség miatt nem tudnak összefolyni, ezáltal filmréteget alkotni.
Ennek eredményeképpen a víz teljes térfogatában diszpergálódva fordulnak elő.
- Lebegő anyagokhoz való kötődés: A vízben kolloid formában lévő szilárd szennyező
anyagok felületén való adszorbeálódás.
- Autooxidáció: A vízben oldott oxigén és tápanyagok hatására történő bomlás.
- Biológiai lebomlás: A szénhidrogének biológiailag bonthatók. A lebontó baktériumok,
mikroorganizmusok ezeket az anyagokat egyszerűbb vegyületeikre bontják le.
A felszín alatti vizekbe is bejuthatnak ezek a szennyezők a talaj felületéről, ezt a
folyamatot az áteresztőképesség befolyásolja. A talajvízzel együtt mozogva távolabbi
területekre is eljuthat, így nagyobb talajrészeket is elszennyezhet. A talajban viszont az ott
élő lebontó mikroorganizmusok lebontó munkájának köszönhetően szintén lebomlanak. [3]
Összességében elmondható, hogy a szénhidrogén szennyezések előfordulása minden
formában káros. Negatív hatásai közé tartoznak a kellemetlen szag- és íz hatás, amelyek
már egészen kis koncentrációban is jelentkeznek. A vízi élővilágban a már korábban
említett hatások miatt az élőlények pusztulását okozzák. Halak esetében viszont
beleragadhat a kopoltyúba, így gátolja az oxigénfelvételt, a bőrükön pedig elváltozásokat
okoz. Ennek folyamatát mutatja a 4. ábra. Emberi szervezetbe jutva akkumulálódnak,
rákkeltő hatásúak. [3]
12
4. ábra - A kőolajszármazékok hatása a vízben [3]
13
2. Az alkalmazható műszaki beavatkozások
Miután megismerkedtem a vízben található szennyező anyagokkal, következő lépésben
érintőlegesen áttekintettem azokat a műszaki beavatkozásokat, amelyek szóba jöhetnek
szénhidrogén szennyezés esetén. Ebben a fejezetben elsőként a kármentesítés folyamatát
mutatom be, majd ezek után a műszaki beavatkozásokat részletezem, jelezve azokat a
kritériumokat, amelyek korlátozó, esetlegesen kizáró tényezők lehetnek a korábban
ismertetett terület kármentesítése során.
A kármentesítés folyamata
Az első kármentesítési tevékenységek az Amerikai Egyesült Államokban kezdődtek, az
1950-es években. Hazánkban a kármentesítés, mint tevékenység nem volt jelen egészen az
1980-as, 1990-es évekig, majd az Országos Környezeti Kármentesítési Program
megjelenésével már szervezetten is elkezdődött a Magyarországon található szennyezett
területek kármentesítése.
De miről is szól ez a tevékenység valójában? A kármentesítés célja, hogy egy adott
szennyezett közegben – ez lehet felszín alatti víz vagy földtani közeg, legtöbbször együtt –
hátra maradt, esetleg akkumulálódott szennyező anyagok fizikai, kémiai tulajdonságait,
idő- és térbeli változását megismerjük, majd valamilyen eljárással az adott szennyezőt
eltávolítsuk onnan.
A kármentesítés négy fő lépésből áll, ezeket mutatja be az 5. ábra:
5. ábra - A kármentesítés folyamata (saját ábra, 2016.09.26)
14
A szennyezés észlelése megtörténhet a lakosság által, de esetleg különböző monitoring
kutakban is. Ezt követően a megfelelő szakemberek bevonásával elkezdődik a tényfeltárási
fázis.
A tényfeltárási fázis első lépése az előzetes tényfeltárás. Ebben a fázisban még nem
használunk méréseket, csak adatgyűjtést végzünk. Ennek célja, hogy egy előzetes becslést
adjunk az adott területen található szennyezőkről, megismerjük a múltbéli, jelenlegi és
tervezett területhasználatot, esetleges vízhasználatot. A területen már korábban végzett
vizsgálatok alapján képet alkotunk a geológiai és hidrogeológiai viszonyokról, a területen
végzett tevékenységekről, tulajdonjogviszonyokról. Ezt végezhetjük korábbi
szakvélemények kiértékelésével, légi fotók használatával, a terület növényzetének
vizsgálatával. Ennek az előzetes kutatásnak a kiértékelését követően meg kell tudnunk
állapítani, hogy a terület szennyezett-e, vagy nem, illetve, hogy szükséges-e további
vizsgálatokat végeznünk, esetleg szükség van-e azonnali beavatkozásra, amennyiben
emberi életek forognak kockán. [2]
A részletes kutatási fázis akkor következik, hogyha az előzetes fázisban
megbizonyosodtunk róla, hogy a terület valóban szennyezett. Ekkor a további vizsgálatot
kétféleképpen folytathatjuk [2]:
- célirányosan: ismerjük a szennyezőt, viszont forrását és kiterjedését nem.
- hierarchikusan: a szennyező nem ismert, mintavételezéssel szűkítjük az esetleges
szennyezőket.
A részletes kutatási fázis kiértékelése során pontosan meg kell ismernünk a
szennyezőanyagot, annak fizikai és kémiai tulajdonságait, kiterjedését, forrását. Ehhez
rendelkezésünkre állnak bizonyos geofizikai vizsgálatok, fúrások, amelyek során mintát
veszünk a talajból illetve talajvízből. A részletes kutatási fázis végén össze kell tudnunk
állítani a szennyezett terület katasztert, amely az összes eddigi összegyűjtött információt,
az elvégzett vizsgálatokat, eredményeiket, kiértékeléseket tartalmazza. Javaslatot kell
tennünk az esetlegesen szükséges műszaki beavatkozásra, a monitoring rendszer
kialakítására. Ezt követi a műszaki beavatkozás. [2]
Már az előzetes kutatási fázisban is megjelenhet a monitoring kutak kialakításának az
igénye, amennyiben nem kell beavatkoznunk, mert a koncentráció nem éri el a
szennyezettségi határértéket, de az adott szennyező a területen egyértelműen jelen van.
Ekkor érdemes figyelnünk a koncentráció változását. Ezt természetesen nyomon kell
követnünk a teljes műszaki beavatkozás alatt is, illetve utána is figyelnünk kell az esetleg
15
végbemenő rediffúziós jelenség miatt. Ennek eredménye lehet, hogy a műszaki
beavatkozás során ugyan elértük a megfelelő határértéket, de némi idő elteltével az adott
területen megint megjelenhet a szennyező, ekkor újabb beavatkozás szükséges. [2]
Az elvégezhető műszaki beavatkozások
A műszaki beavatkozások tárháza szinte végtelen, attól függően, hogy a terület milyen
mértékű tisztítást igényel. Azt, hogy milyen eljárást alkalmazunk, a területhasználat és a
költségvetés alapján döntjük el.
Amennyiben a terület nem veszélyeztet sem közeli vízbázist, felszíni vizet, és a
tervezett területhasználat sem igényli, elegendő a szennyezést valamilyen módon
inmobilizálnunk. Ez például történhet résfalas megoldással. [2]
A legradikálisabb esetben a szennyezett talaj teljes térfogatát és a talajvizet is
eltávolítjuk, majd tiszta talajjal pótoljuk. Az így kiemelt talaj veszélyes hulladéknak
minősül, így mindenképpen ártalmatlanításra kell sort keríteni, a talajvizet pedig
megtisztítani. [2]
Leggyakrabban viszont egy köztes megoldást alkalmazunk, miszerint a talajt tisztítjuk
valamilyen eljárással. Ez történhet a talaj kiemelése nélkül, ez az úgynevezett ín-situ
talajtisztítás. Ha kiemeljük a talajt vagy a talajvizet, akkor már ex-situ eljárásról beszélünk,
ami lehet on-site, amennyiben a szennyezett talaj helyben történő tisztítására kerül sor,
vagy off-site, amikor elszállítjuk, megtisztítjuk, majd ugyanazt a talajt vagy talajvizet
visszatermeljük az eredeti helyére. [2]
A következő részfejezetekben részletesen bemutatom az alkalmazható műszaki
beavatkozásokat.
In situ eljárások
- Talajlevegőztetés: egy igen széles körben elterjedt kármentesítési módszer. Lényege,
hogy a talaj telítetlen zónájába vákuum kutakat mélyítenek. Ezeken a kutakon
keresztül elszívják a talajban található levegőt, mellyel távoznak a talajban és a
talajvízben található illékony szennyezőanyagok. Az elszívás hatására a talajba friss
levegő áramlik, amely akár egy bonyolultabb megoldás alkalmazásával melegített
levegő is lehet. Utóbbi esetben a vákuum kutak mellé szükséges levegőt injektáló
kutak telepítése is. Ezen kutak szűrőzött része a talajvíz szintje alatt található, így a
meleg levegő beáramlása gyorsítja az illékony anyagok oldódását a talajlevegőbe, így
növelve az eljárás hatásfokát. [5]
16
- Talajöblítés: a talajöblítés is egy in situ kármentesítési eljárás, melynek során a
tisztítandó talajba vizet, vagy valamilyen oldószert tartalmazó oldatot juttatnak, a
szennyezett talajvizet szivattyúk segítségével eltávolítják, tisztításnak vetik alá, majd
visszaforgatják a rendszerbe. Emiatt ez a megoldás nagyobb költéséggel jár, mint a
talajlevegőztetés. A beszivárgás megvalósítható öntözéssel, vagy injektáló kutak
segítségével. Az oldószer az oldható szennyezőket a talajszemcsékről is eltávolítja, az
oldhatatlanokat pedig mobilizálja. [5]
- Bioventilláció: a talajlevegőztetéshez igen hasonló módszer. Lényeges különbség
viszont, hogy a levegő helyett oxigént juttatnak a talajba, ezzel stimulálva a talajban
található mikroorganizmusokat. Így a talaj öntisztító képességét kihasználva, azt
felgyorsítva végezhető el a kármentesítés. Az eljárás során csak annyi oxigént
juttatunk a talajba, amennyi szükséges a teljes lebontáshoz. A működés ellenőrzésére
monitoring kutakat telepítenek a szennyezett terület köré, így mérik a széndioxid és
víz mennyiségét. A terület felszínén a könnyen illó szerves anyagok koncentrációját
mérik, illetve gyűjtik, hogy a levegőt ezáltal ne szennyezze a folyamat. [5]
Ex situ eljárások
- Bioreaktorok: ex situ eljárással kezelhetjük a kitermelt talajvizet. Ez az eljárás
kiegészítheti a talajöblítést.
17
3. A bioremediációs folyamat
A bioremediáció a bioventillációhoz és a talajöblítéshez hasonló eljárás. Lényeges
különbség a talajöblítéshez képest, hogy itt nem oldószert juttatunk a talajba, hanem egy
vizes baktériumoldatot. Ennek hatására a talajban megtalálható baktériumok
életkörülményit is javíthatjuk, illetve bejuttathatunk egyéb mikroorganizmusokat is,
amelyek jó hatásfokkal végzik a lebontást. Az eljárás látható a 6. ábrán:
6. ábra - A bioremediáció folyamata [5]
Alkalmazható vadózus zónában és telített közegben is egyaránt, talaj illetve talajvíz
tisztítására is. Agyagos, erősen rétegzett illetve heterogén talaj esetében nem alkalmazható,
mert itt az oxigénátvitel csak korlátozottan valósul meg. [5]
Sikerrel lebonthatóak vele szénhidrogének, aromás szénhidrogének, oldószerek,
növényvédőszerek és szerves szennyeződések is.
- Előnyei: [5]
∙ Környezetkímélő, nem keletkezik hulladék, káros melléktermék
∙ Költségkímélő és könnyen kivitelezhető megoldás
∙ Jól kombinálható más eljárásokkal
∙ A felszíni tevékenységet csak minimálisan zavarja
∙ Vízben oldható és nem oldható szennyeződések eltávolítására egyaránt alkalmas
∙ A talaj és talajvíz tisztítására egyaránt alkalmas
- Hátrányai: [5]
∙ Megváltoztathatja a talaj geokémiai jellegét
∙ Az alacsony hőmérséklet csökkenti a hatásfokot
18
∙ A nehézfémek, sók, hosszú láncú szénhidrogének toxikusak lehetnek a
mikroorganizmusok számára
Az ismertetett eljárások közül nem alkalmazható a talajlevegőztetés és a talajöblítés,
mivel a talajvízszint az adott területen magas. Emellett fontos megemlíteni, hogy a terület
igen beépített, így mindenképpen olyan módszert kell választanunk, amely nem zavarja a
felszínen a munkavégzést, nem kell felszíni tereptárgyakat elbontani ahhoz, hogy ki tudjuk
építeni. Mivel az előzetes vizsgálatok során kiderült, hogy szénhidrogén szennyezéssel van
dolgunk, így a legjobbnak tűnő megoldás a bioremediáció.
Mint korábban már leírtam, hogy a szénhidrogénformák biológiailag bonthatóak, így
mindenképpen érdemes ezt a tulajdonságukat kihasználva a biológiai lebontás gondolatát
tovább boncolgatni. Ehhez viszont behatóan ismernünk kell magát a folyamatot.
A bioremediáció jelentése a biológiai úton történő „orvoslás”. Ez egy olyan folyamatot
jelent, amely során baktériumok segítségével tisztítjuk meg a szennyezett területet.
Ahhoz, hogy ezeknek a mikroorganizmusoknak a metabolikus folyamatai véghez
menjenek, bizonyos feltételekre van szükség: [6]
- aerob lebontás esetén levegő, anaerob lebontás esetén a levegő hiánya,
- megfelelő pH,
- megfelelő hőmérséklet,
- elegendő mennyiségű tápanyag,
- elegendő idő a folyamat végbemeneteléhez.
Eljárás során a talajon egy elegyet áramoltatnak keresztül, mely tápanyagot biztosít az
élő sejteknek vagy szervezeteknek, amelyek biológiai stabilizációs, bioakkumlációs vagy
biodegradációs képességüknek köszönhetően csökkentik a szennyezés mértékét. A szerves
szennyeződéseket lebontják, a szervetleneket inmobilizálják. A lebontási folyamat
bekövetkezhet aerob és anaerob körülmények között is. Aerob környezetben a
szennyeződésből csak víz és szén-dioxid keletkezik, anaerob esetben pedig metán, szén-
dioxid és hidrogén. Az eljárás alkalmazható talaj és talajvíz tisztítására telített és telítetlen
közegben is. Agyag vagy heterogén talajban nem alkalmazható mivel az oxigén átvitel
mérsékelten következik be, ami az eljárás hatékonyságát negatívan befolyásolja. A
módszer alkalmazható oldószerek, szénhidrogének, aromás szénhidrogének valamint
szerves szennyeződések eltávolítására. Leginkább más tisztítási folyamatokból
visszamaradó szennyezések megszűntetésére alkalmazzák. [7]
19
A bioremediáció során tehát lebontó mikroorganizmusokat használunk fel a szennyezők
lebontására. Ezen eljárásnak két válfaját különböztetjük meg, amelyek a biostimuláció, és a
bioaugmentáció. [7]
Az aerob lebontás folyamata: [6]
szennyezett talaj/talajvíz + O2 = megtisztított talaj/talajvíz + H2O + CO2 + Q
Ezek alapján a biodegradáció egy olyan exoterm folyamat, amelyet a talajban
megtalálható mikroorganizmusok enzimei katalizálnak. Ennek a folyamatnak a limitáló
tényezői a megfelelő mennyiségű oxigén és a tápanyag jelenléte. Ez a folyamat
felgyorsítható biostimulációval. [7]
A biológiai lebontásról
A biotechnológia lényege, hogy integrálja a biokémiai és a mikrobiológiai ismereteket a
mérnöki tudományokkal. Magában foglalja a mikroorganizmusok, állati és növényi sejtek
illetve szövetek alkalmazását technológiai felhasználás céljából.
Ahhoz, hogy a mikroorganizmusok lebontó tevékenységét optimalizálni tudjuk,
megfelelő életkörülményeket szükséges biztosítani nekik, vagyis ismernünk kell
környezeti igényeiket.
A mikroorganizmusok környezeti igényei
Egy adott élőlénynek, így a mikroorganizmusoknak is vannak életfeltételei, szükségesek
számukra erőforrások. Ugyanakkor vannak olyan tényezők is, amelyek szaporodásukat
befolyásolják, limitálják. A következőkben ezeket a tényezőket mutatom be. [7]
A hőmérséklet az egyik legfontosabb tényező az élőlények szempontjából, hiszen
nagymértékben befolyásolja a növekedésüket illetve szaporodásukat.
A hőmérséklet alapvetően két módon hat az élőlényekre attól függően, hogy a
hőmérsékleti optimumtól pozitív, vagy negatív irányban tér el. Hőmérsékleti optimumnak
azt a hőmérsékletet nevezzük, ahol a mikroorganizmusok a legnagyobb ütemben
szaporodnak és növekednek. [7]
Amennyiben a környezet hőmérséklete a hőmérsékleti optimumtól eltér, úgy a pozitív
eltérés felé haladva gyorsulnak a mikroorganizmusok anyagcsere folyamatai. Egy bizonyos
pont – hőmérsékleti maximum pontja – felett viszont egyes fehérjék visszafordíthatatlanul
károsodni fognak, ekkor következik be a mikroorganizmus inaktivitása. Ha az eltérés
negatív, akkor károsodhatnak metabolikus folyamataik, például a membránfunkciók.
Elmondható, hogy a mikroorganizmusok számára létezik egy minimális hőmérséklet,
amely alatt nem képesek életben maradni. Ezt a három kritikus hőmérsékleti pontot
20
összefoglaló néven kardinális hőmérsékleteknek nevezzük. A hőmérséklet hatását
befolyásolhatják egyéb tényezők, például a tápanyagtartalom. [7]
A hőmérsékleti optimumuk szerint a következő típusokba soroljuk a
mikroorganizmusokat: [7]
- pszichrofil: alacsony (15 °C alatt)
- mezofil: közepes
- termofil: magas (45 °C felett)
- hipertermofil: nagyon magas (80 °C felett)
A hőmérséklethez hasonlóan a pH is meghatározó tényező a mikroorganizmusok
életben maradásának szempontjából. Minden mikroorganizmus számára létezik egy pH
tartomány, amelyben képes életben maradni, szaporodni, és létezik egy meghatározott pH
optimum is. Ez a legtöbb esetben egy 5 és 9 közé eső érték. A 2-nél kevesebb, vagy 10-et
meghaladó pH értéket nagyon kevés mikroorganizmus képes túlélni. A pH optimum
alapján a következő csoportba sorolhatjuk őket: [7]
- acidofil: alacsony pH optimummal rendelkező mikroorganizmusok. Ezeknek egy
alcsoportja az obligát acidofilek, amelyek egyáltalán nem képesek semleges
kémhatású környezetben szaporodni.
- alkalifil: olyan mikroorganizmusok, amelyeknek extrém magas – akár 10-es, 11-es – a
pH optimumuk. Ezek többnyire olyan helyeken fordulnak elő, amelyek bázikus
kémhatásúak, például nátrontavak vagy karbonátos talajok.
Az élethez szükséges második legfontosabb környezeti elem a víz, és a benne található
oldott anyagok, például ásványi sók, cukrok. Ennek oka, hogy a vízben oldott anyagok
affinitása befolyásolja annak hozzáférhetőségét a mikroorganizmusok számára.
Ahhoz, hogy megértsük, hogy ez miért ilyen fontos, meg kell ismerkednünk az ozmózis
fogalmával. Az ozmózis egy sejtmembránon keresztül történő, koncentráció különbség
hatására beinduló áramlási folyamat. Ez azt jelenti, hogy ha a vízben oldott ásványi
anyagok koncentrációja alacsonyabb, mint ami a mikroorganizmus citoplazmájában
található, akkor a víz megpróbál a sejt belseje felé diffundálni. Ekkor a sejt vízforgalma
pozitív. Fordított esetben pedig ellenkezőleg, a víz kifelé diffundál a sejtből.
A víz, és a benne oldott tápanyagok előfordulása alapján a mikroorganizmusok a
következőképpen csoportosíthatóak: [7]
- halofil: a tengerben élő mikroorganizmusoknak a sós víz nátrium ionjaira van
szükségük a szaporodáshoz, növekedéshez. Ezek a mikroorganizmusok nem képesek
kisebb só koncentráció mellett életben maradni.
21
- halotoleráns: e baktériumok képesek elviselni a koncentráció növekedését, de
szaporodásukban limitáló tényező. A szaporodásuk akkor a leggyorsabb, ha nincs a
vízben többlet oldott anyag.
- extrém halofil: nagyon magas sótartalmú környezetben (fajtól függően 15-30% is
lehet) képesek élni és szaporodni.
- ozmofil: magas cukortartalmú helyeket kedvelő mikroorganizmusok.
- xerofil: extrém száraz (vízhiányos) környezetben élő mikroorganizmusok.
Az oxigén jelenléte vagy hiánya is nagyon fontos befolyásoló tényező a baktériumok
számára. Ez alapján a következő csoportokba sorolhatjuk őket: [7]
- aerob: olyan mikroorganizmusok, amelyek számára a szaporodáshoz és növekedéshez
levegőre, pontosabban annak oxigén tartalmára van szüksége.
- mikroaerob: csak akkor képesek életben maradni, ha a levegő oxigénkoncentrációja
alacsonyabb, mint 21%.
- fakultatív aerob: a baktériumok azon csoportja, amelyet nem befolyásol a levegő,
illetve az oxigén jelenléte, elegendő számukra a megfelelő tápanyagtartalom.
- anaerob: olyan szervezetek, amelyek nem rendelkeznek légzőszervekkel. Két további
csoportra oszthatóak: [7]
∙ aerotoleráns szervezetek: képesek a levegő jelenlétében életben maradni.
∙ obligát anaerob szervezetek: az oxigén jelenléte elpusztítja őket.
Az anoxikus élőhelyek akkor alakulnak ki, ha az aerob szervezetek felhasználják a
környezet oxigéntartalmát, ennek következtében redukáló anyagok termelődnek. Ezek
általában a tengerfenéken, tavak mélyén, esetleg élelmiszerkonzervekben illetve állatok
bélrendszerében fordulnak elő.
22
5. A talajvíz szénhidrogén szennyezés bioremediációs folyamatának
kísérleti vizsgálata
Következő lépésként egy, a régióban észlelt, talajvízben található szénhidrogén
szennyezés bioremediációjának lehetőségeit vizsgáltam.
Egy adott területen megfigyelő kutakban észlelt olajszennyezés potenciális veszélyt
jelent a közeli felszín alatti vizekre, ezért megbízták a Miskolci Egyetem Műszaki
Földtudományi Kar két intézetét – a Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai
Intézetet és a Környezetgazdálkodási Intézetet –, hogy vizsgálják meg a bioremediációs
folyamattal foglalkozó K+F projekt keretén belül a szennyezés aerob lebontásának
lehetőségét. Kísérleteimet Dr. Bokányi Ljudmilla egyetemi docens irányításával végeztem.
A kármentesítési projekt során végzett előzetes mérések alapján kiderült, hogy
szénhidrogén szennyezéssel állunk szemben. Jelen esetben arra voltunk kíváncsiak, hogy
ez a szennyező milyen hatásfokkal bontható biológiailag, és milyen eljárás alkalmazható a
szennyezett terület megtisztítására.
A megbízó cég szakemberei kifejezetten arra voltak kíváncsiak, hogy a szénhidrogén
szennyezés milyen hatásfokkal bontható bioremediációs eljárással. Ehhez első lépésben
mindenképpen szükség volt laboratóriumban végzett kísérletekre, amelyeknek a fő célja az
volt, hogy megvizsgáljuk, hogy milyen körülmények a legkedvezőbbek a lebontáshoz,
illetve a kiválasztott inokulumok alkalmasak-e a szénhidrogén formák maradványainak
lebontására, illetve melyik hatásfoka jobb.
Amennyiben a laboratóriumban a kísérleteink sikeresek voltak, akkor következik a pilot
üzem, amelyben azt teszteljük, hogy a kiválasztott inokulum az adott környezetben is
életképes-e, illetve alkalmas a szennyezőanyag lebontására. Amennyiben a pilot üzem
során kiderül, hogy a lebontásnak valamilyen korlátozó tényező az útjába áll, úgy vissza
kell térnünk a laboratóriumi kísérleteinkhez, és új készítménnyel kell tovább
kísérleteznünk.
Ha a pilot üzem során az esetlegesen adódó hibákat sikerül kiküszöbölnünk, és minden
egyéb tényező is megfelelő, akkor elkezdhetjük a műszaki beavatkozást. A folyamat elvi
ábrája a 7. képen látható:
23
7. ábra - A kísérlet folyamata (saját ábra, 2017.11.26.)
Így első lépésként a laboratóriumi kísérletekre, és ezek eredményeire volt szükségünk.
Két kútból vettünk mintát, amelyeket utána négy lebontási folyamatnak vetettünk alá. Ezek
voltak: két fajta mikroorganizmus konzorciummal (inokulummal) beoltás, levegőztetés, és
saját talajmintájával való bekeverés.
Elvégzett kísérleteim bemutatása
A mintavételek két kútból történtek, amelyek a TS1 és TS2 nevet viselik. Mindkét
kútból MSZ ISO 5667-11:2012 (Mintavétel. 11. rész: Útmutató a felszín alatti vizek
mintavételéhez) szabvány szerint kutanként nyolc-nyolc liter mintavétel történt,
amelyekből később átlagmintát képeztem. A mintákat Székely István PhD hallgató vette
perisztaltikus pumpa segítségével. Ezekből az átlagmintákból vettem egy-egy kezdeti
mintát, amelyet elemzésre küldtünk, ezután ezeket másfél literes mintákra osztottam
tovább, azzal a céllal, hogy a továbbiakban kettő, illetve négy lebontási módszer hatásfokát
vizsgáljam. Ezekből az előre meghatározott időpontokban mintákat vettem, amelyek
elemzésére később került sor. Az elemzéseket a Green Park 2000 Bt. Környezet-analitikai
laboratóriumában Dr. Kadenczki Lajos végezte. A minták jelölése megegyezés alapján a
kút számát, a vizsgálati módszernek adott sorszámot és a mintavétel dátumát tartalmazza.
Kísérletek a laboratóriumban
• Milyen inokulumot alkalmazzunk?
• Milyen körülmények szükségesek a lebontáshoz?
Pilot üzem
• Adott környezetben működik-e a válaszott inokulum? Alkalmas a lebontásra?
Műszaki beavatkozás
• A bioremediációs folyamat elvégzése
24
Próbamérés
- TS1 kútból származó minták:
A TS1 kútból vett mintákat két módszerrel vizsgáltam:
TS1 első mintájához egy EM-BIO nevű, specifikusan szénhidrogén szennyezők
lebontására kialakított baktériumokat tartalmazó oldatot adtam 1:500 keverési arányban.
Ez a minta a továbbiakban TS1/1 nevet viseli. Ezt egy hozzávetőlegesen 500 rpm
fordulatszámmal forgó mágneses keverő berendezésen tartottam a vizsgálat végéig.
A TS1 második mintáját egy másik baktériumtörzset tartalmazó, EM-BIO2
fantázianevű oldattal oltottam be 1:200 arányban, ez látható a 8. ábrán, neve TS1/2 lett. Ezt
is mágneses keverőre helyeztem.
8. ábra – A TS1/1 és TS2/2 minták (saját fotó, 2016.09.14.)
25
- TS2 kútból származó minták
A TS2 jelű kútból származó mintákat a TS1 jelű kútból vett mintákhoz hasonlóan az
EM-BIO (a minta neve a továbbiakban: TS2/1) és EM-BIO2 nevű (a minta neve a
továbbiakban: TS2/3) oldatokkal oltottam be, ezek láthatóak az 9. ábrán. Ezeket is
folyamatos keverés mellett vizsgáltam.
Az első kútból vett minták vizsgálatától eltérően a kettes kút mintáit két további
módszerrel is vizsgáltam: TS2/2 nevet viseli az a minta, amelyet csak egy egyszerű
levegőztetésnek vetettem alá. A negyedik mintát a kút mellől vett talajmintával kevertem
be 10 tömegszázalék arányban. Ez a TS2/4 nevet viseli. Ezt is mágneses keverőre
helyeztem, itt viszont magasabb fordulatszámon kevertem az ülepedés elkerülésének
érdekében. A kísérletekről készült fotókat mutatja a 10. ábra.
9. ábra - A TS2/1-es és a TS2/3-as minták (saját fotók, 2016.09.14)
26
A minták tömeg illetve térfogat szerinti összeállításai az 4. táblázatban láthatóak:
Minta neve
Mintából mért
térfogat [ml]
Adalék
megnevezése
Adalék térfogata
[ml], illetve
tömege [g]
TS1/1 1500 EM-BIO 3 ml
TS1/2 1500 EM-BIO2 7,5 ml
TS2/1 1500 EM-BIO 3 ml
TS2/2 1500 levegő -
TS2/3 1500 EM-BIO2 3 ml
TS2/4 1500 saját talaj 150 g
4. táblázat: A minták adalékai, keverési térfogatai illetve tömegei (próbamérés)
10. ábra - A TS2/2-es és a TS2/4-es minták (saját fotók, 2016.09.14)
27
A mintavételek időpontjait a mellékletek közül az 1. táblázat tartalmazza.
A második mérési sorozat
Az első mérésnél azzal nem számoltunk, hogy a lebontási folyamat nagyon gyorsan
beindul és ugyanilyen gyorsan le is játszódik, így a próbamérés során nem volt eléggé
gyakori a mintavételezés, így nem volt részletesen megfigyelhető a lebontás, illetve nem
tudtam pontosan megállapítani, hogy mennyi idő elteltével érte el a minta koncentrációja a
kármentesítési célértéket. A második mérési sorozat bekevert mintáit mutatják a következő
fotók:
11. ábra - A TS1/1-es és a TS1/2-es minták (saját fotók, 2016.09.26)
28
13. ábra - A TS1/3-as és TS2/3-as minták (saját fotó, 2016.09.26.)
12. ábra - A TS2/1-es és TS2/2-es minták (saját fotók, 2016.09.26.)
29
A második mérésemet lényegesen gyakoribb mintavételezéssel indítottam meg az 4.
táblázatban feltüntetett keverési arányokkal hasonló módon, kivéve a TS1/4F mintát,
amely az előzőleg leválasztott felúszó szennyeződést tartalmazta. Ezt 10 tömegszázalékban
kevertem desztillált vízzel. A minta változását jól szemlélteti a 14. ábra. A minták
elnevezése is ugyanazzal a metódussal történt, mint a próbamérés során. Továbbá, a
mintavételezés után a mintákat minden esetben mikrohullámmal csírátlanítottam, majd
hűtve voltak, mielőtt eljuttattuk őket az akkreditált laboratóriumba.
Minta neve
Mintából mért térfogat
ml]
Adalék megnevezése
Adalék térfogata [ml],
illetve tömege [g]
TS1/1 1500 EM-BIO 3 ml
TS1/2 1500 EM-BIO2 3 ml
TS1/3 - levegő -
TS1/4F
1000 ml desztillált víz +
200 g felúszó
EM-BIO 5 ml
TS2/1 1500 EM-BIO 3 ml
TS2/2 1500 EM-BIO2 3 ml
TS2/3 - levegő -
5. táblázat: minták adalékai, keverési térfogatai illetve tömegei (második mérés)
A felúszó olajszennyezés vizsgálata során újabb nehézségekbe ütköztem, ugyanis a
mintavétel során nem tudtam igazán reprezentatív mintát venni. Ennek oka, hogy
mintavételezést pipettával végeztem, így a pipetta falán és belsejében megragadt
szennyezők nem egyformán jutottak a vizsgálandó mintát tartó hengerbe. Ennek
kiküszöbölésére külön méréssor került kialakításra, amely során egyforma mennyiségű
14. ábra - A TS1 Felúszó változása az idő függvényében (saját fotó, 2016.09.26-27-28.)
30
minták ugyanakkor kerültek beoltásra, és utána nem mintavételezés történt, hanem
mindegyik minta külön - külön lett vizsgálva megadott időpontokban.
Itt érdemes megemlíteni, hogy a már előzetesen leválasztott felúszó olajszennyezést
nem feltétlenül szükséges biológiai lebontásnak alávetni, ha már egyszer lefölözésre került.
Más módszerrel is ártalmatlanításra kerülhet, például elszállítható égetésre is. Erre
dolgozatomban külön nem szándékozok kitérni.
Az eredményeim
A próbamérés
Az első terepi mintavétel során vett vízminták vizsgálatainak tapasztalatai:
- A TS2 kútból származó vízminták nagyon alacsony koncentrációban tartalmaztak csak
TPH szennyeződést (kimutatási határérték alattiak voltak), így a bomlási folyamatok
vizsgálata nem volt értékelhető.
- A TS1 kútból származó vízminták már megfelelő mennyiségben tartalmazták a
vizsgálat elvégezéséhez és a bomlási folyamatok vizsgálatához szükséges TPH
koncentrációt, viszont az előzetesen becsült bomlási időtartamhoz képest a bomlás
gyorsabban játszódott le, ezáltal a napi szintű mintavétel nem volt alkalmas annak
pontos megfigyelésére.
- A kutak alacsony TPH szennyezettsége feltehetően a mintavételezést megelőző
lefölözés miatt tért el a korábban tapasztaltaktól.
A második mérési kísérlet
- TS1 kútból származó talajvíz kísérleti eredményei
Az alábbi diagramon jól látható, hogy a hatósági határértéket hozzávetőlegesen 18 óra
alatt értük el az EM-BIO inokulum használatával. A TS1-es kútból vett minták
mindegyikénél a kiinduló koncentráció 481,5 µg/l, ugyanis a kútból vett mintákból
átlagmintákat képeztünk. A második méréssorozat TS1 EM-BIO keverékének mérési
eredményeit a mellékletekben található 4. táblázat tartalmazza, és az 15. ábrán látható.
31
A következő diagramon megfigyelhető, hogy az EM-BIO2 inokulum használatával is
sikeresen végbe ment a szénhidrogének lebontása, habár ez láthatóan lassabb, ugyanis
ebben az esetben 24 óra alatt érte el a határértéket a 481,5 µg/l-es koncentrációról indulva.
Valójában még ez is az elfogadható határon belül van, ugyanis a lebontás megtörtént, csak
lassabban. A kezdeti koncentrációemelkedés oka az lehet, hogy az EM-BIO2 inokulumban
a mikroorganizmusok életben maradásához szükséges egy minimális mennyiségű
tápanyag, ami ebben az esetben oldott állapotban megtalálható az inokulumban. Így
amikor megtörtént a beoltás, a baktériumokkal a vízbe juttattunk némi rövid szénláncú
szénhidrogént is, ami később az eredeti koncentrációval lebontásra került. A második
méréssorozat TS1 EM-BIO2 keverékének mérési eredményeit a mellékletek közül az 5.
táblázat tartalmazza, és az 16. ábrán látható.
481,5
283,7
234,6
101,2
33,6 10 10 0
100
200
300
400
500
600
0 10 20 30 40 50
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS1 mintájának EM-
BIO-val történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
15. ábra - TS1/1 TPH koncentrációjának alakulása
32
A következő esetben az a feltűnő, hogy a TPH koncentráció lebontása csak puszta
levegőztetéssel csökkent a leggyorsabban. Ennek oka az lehet, hogy a talajvízben eleve
megtalálhatóak a lebontó mikroorganizmusok, viszont ezek a levegőtől elzárva, anaerob
közegben tartózkodtak addig, amíg a kúton keresztül ki nem termeltük őket. Amikor
megtörtént a mintavétel, és elhelyeztük a levegőztető berendezést, ezek a baktériumok
aerob környezetbe kerültek, és beindult a rohamos mértékű lebontás. A kiinduló
koncentráció ebben az esetben is 481,5 µg/l volt.
A második méréssorozat TS1 levegőztetett kísérletének mérési eredményeit a
mellékletek közül 6. táblázat tartalmazza, és a 17. ábrán látható.
248,7
458,7
372,5
10 10 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 10 20 30 40
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS1 mintájának EM-
BIO2-vel történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
481,5
163,2
10 10 10 10 10 0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg
/l]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS1 mintájának
levegőztetéssel történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
16. ábra - TS1/2 TPH koncentrációjának alakulása
17. ábra - TS1/3 TPH koncentrációjának alakulása
33
- TS2 kútból származó talajvíz kísérleti eredményei
Az ebben az esetben is megfigyelhető koncentrációemelkedés a kezdeti órákban
ugyanarra az okra vezethető vissza, mint EM-BIO2-vel való beoltás esetében. A korábban
kifejtett okok miatt az itt kapott eredményeket nem vettem reprezentatívnak. További
problémát jelent az is, hogy ezek a szennyezők vízoldhatósága kicsi. Így a lebontás sem
mehetett végbe olyan intenzíven a vízben található baktériumok segítségével. Később a
Green Park 2000 Bt. laboratóriumában a felúszó szennyezők vizsgálata külön kísérlet
keretein belül történt. A második méréssorozat TS1 felúszó szennyezőt tartalmazó
kísérletének mérési eredményeit a mellékletekben a 7. táblázat tartalmazza, és a 18. ábrán
látható.
Az 19. ábrán szemléltetem a TS1 kútból vett mintákkal végzett kísérletek eredményeit
összehasonlítva. A felúszó szennyezővel végzett kísérlet során a mérési eredményeket nem
találtam reprezentatívnak, ezért ezek nem is kerültek ábrázolásra. Az összesített diagramon
az az eljárás mondható a legjobbnak, amely esetében a TPH koncentráció a
legmeredekebben csökken. Ezek alapján jól megfigyelhető, hogy a levegőztetésnél történt
a legjobb hatásfokkal a lebontás. Ezt mindenképpen fontolóra kell venni a megfelelő
talajvíz tisztítási technológia kiválasztásánál.
10458,8
12157,2
9740,7
6490,8
2352,1
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg
/l]
Idő [h]
A második méréssor TS1 felúszó szennyezőjének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
18. ábra - TS1/4 TPH koncentrációjának alakulása
34
19. ábra - TS1 eredményei összegezve
- TS2 kútból származó talajvíz kísérleti eredményei
A TS1 EM-BIO2-val történő bekeverésénél is megfigyelhető kezdeti
koncentrációnövekedés. Mivel itt a kiinduló koncentráció eleve egy nagyságrenddel
nagyobb, 4539 µg/l, ezért a lebontás is csak jóval lassabban ment végbe, és nem is sikerült
határérték alá szorítani. Ennek oka az lehet, hogy a szennyezés nagyobb koncentrációban
tartalmaz hosszú szénláncú szénhidrogéneket is, amelyek nagy valószínűséggel nem
bonthatóak sikeresen az EM-BIO inokulum alkalmazásával. A második méréssorozat TS2
EM-BIO keverékének mérési eredményeit a mellékletek közül a 8. táblázat tartalmazza, és
a 20. ábrán látható.
481,5
248,7
458,7
372,5
10 10 10
481,5
283,7
234,6
101,2
33,6 10 10
481,5
163,2
10 10 10 10 10 0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
TS1 eredményei összegezve
TS1 + EM-BIO2 TPH koncentráció - TS1 + EM-BIO
(B) szennyezettségi határéték [µg/l] TPH koncentráció - TS1 + levegőztetés
35
A második méréssorozat TS2 EM-BIO2 keverékének mérési eredményeit a mellékletek
közül a 9. táblázat tartalmazza, és a 21. ábrán látható. A TS2-es kútból vett minta esetében
is megfigyelhető a kezdeti emelkedés, ugyanúgy, mint az előző esetekben, ennek oka is
ugyanaz. A nagyobb koncentráció miatt a lebontás itt sem ment teljesen végbe.
A második méréssorozat TS2 levegőztetett kísérletének mérési eredményeit a
mellékletek közül a 10. táblázat tartalmazza, és a 22. ábrán látható. A TS1-es kútból vett
mintákhoz hasonlóan, itt is a levegőztetés volt a leghatásosabb.
2930,3
3870
2700,2
371,3 323,7 421,4
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS2 mintájának EM-BIO-
val történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
3111,3
4112,9
4095,5
451,4 796,6
261,5 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg
/l]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS2 mintájának EM-
BIO2-vel történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
20. ábra - TS2/1 TPH koncentrációjának alakulása
21. ábra - TS2/2 TPH koncentrációjának alakulása
36
22. ábra - TS2/3 TPH koncentrációjának alakulása
A 23. ábrán szemléltetem a TS2 kútból vett mintákkal végzett kísérletek eredményeit
összehasonlítva. Lényegében a TS2-es kútból vett minták vizsgálatai során arra a
következtetésre jutottam, mint a másik kút mintáival kapcsolatban. A magasabb
koncentrációjú szennyezések esetében a két említett inokulummal történő beoltás nem
eredményes azért, mert az összetettebb szénláncú szénhidrogének lebontására vagy nem
alkalmasak, vagy pedig több ideig tart nekik, mint amennyi ideig a vizsgálatot folytattam.
A levegőztetés bizonyult itt is a legjobb megoldásnak, így kijelenthető, hogy
mindenképpen alkalmaznunk kell a kármentesítés során.
4539
3715
808,1
199,3 10 10 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
A szennyezett talajvíz második méréssorának TS2 mintájának
levegőztetéssel történő kezelésének eredményei
TPH koncentráció (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
37
A felúszó minták vizsgálata
A felúszó fázis EM-BIO- és EM-BIO2 inokulummal történő laboratóriumi kezelési
lehetőségének vizsgálata során egy-egy mérési sorozat került kialakításra. A kísérletet a
Green Park 2000 Bt. Környezet-analitikai laboratóriumában Dr. Kadenczki Lajos végezte.
A méréssorozatok az alábbiak szerint került kivitelezésre mindkét esetben:
- 10 db küvettába 40ml desztillált víz került bemérésre.
- A 40ml desztillált vízhez minden esetben 100mg tömegű felúszó fázisú
szennyezőanyag hozzáadására került sor.
- A mesterségesen elszennyezett mintákhoz rendre 20μl EM-BIO vagy EM-BIO2
inokulumot adagoltunk.
- A TPH koncentráció meghatározásakor alkalmanként egy teljes küvettányi minta
került bemérésre, és a felúszó szennyeződés teljes mennyisége került meghatározásra.
- Mintánként összesen 10-10 időpontban történt a TPH koncentráció meghatározása.
2930,3
3870
2700,2
371,3 323,7 421,4
3111,3
4112,9 4095,5
451,4 796,6
261,5
3715
808,1
199,3 10 10 10 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
TP
H k
on
cen
trác
ió [
µg/l
]
Idő [h]
TS2 eredményei összegezve
TS2 + EM-BIO (B) szennyezettségi határéték [µg/l]
TS2 + EM-BIO2 TS2 + Levegőztetés
23. ábra - TS2 eredményei összegezve
38
- Mindkét mérési sorozat esetében 3 alkalommal többlet inokulum adagolását végeztük
el, amelyet a bomlási folyamat nagymértékű lassulása tett indokolttá.
Az EM-BIO-val beoltott minta mérési eredményeit a mellékletek között a 11. táblázat
tartalmazza, ábrázolva látható a 24. ábrán.
24. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai kezelése EM-BIO-val
A felúszó szennyezők vizsgálatánál látható, hogy ahhoz, hogy a lebontás végbe menjen,
időről időre adagolni kellett újabb adagot az EM-BIO inokulumokból, mert a lebontás
idővel lelassult. A hatósági határértéket 160 óra (6 nap és 16 óra) után sem sikerült elérni.
28821,2
26967,3
17433,6
16264,3
13070,8 11286,5
9147,4 8215,8 5694,4
3795,4
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
TP
H k
on
cen
trác
ió [
μg/l
]
Idő [h]
Felúszó szennyeződés biológiai kezelése EM-BIO-val
28455,8
24375,7
15485,6
14238,9
14330,3
11639,8 10719,1 8515,3
5171,6 4848,4
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
TP
H k
on
cen
trác
ió [
μg/l
]
Idő [h]
Felúszó szennyeződés kezelése EM-BIO2- vel
25. ábra - Felúszó szennyeződés kezelése EM-BIO2-vel
39
A felúszó fázis lebontásához szükséges inokulum mennyiség meghatározásának
vizsgálata
A fentebb bemutatott mérési sorozatoknál mindkét inokulum esetében megfigyelhető
volt, hogy a lebontás egyenletes végbemeneteléhez nem volt elegendő a kiinduláskor
hozzáadott mennyiség, a lebontás fenntartásához folyamatos utóadagolásra volt szükség.
Annak érdekében, hogy meghatározzuk a szennyező lebontásához szükséges kellő
inokulum mennyiségét, két méréssorozatot készítettünk elő. Mindkét mérési sorozat
esetében az EM-BIO elnevezésű inokulumot alkalmaztuk, két különböző kiindulási
mennyiséggel.
A vizsgálandó mintákat ebben az esetben is 40ml desztillált vízből és 100mg felúszó
szennyezőanyagból állítottuk elő, a mérési sorozatoknál a korábbi méréseknél alkalmazott
inokulum mennyiség tízszeresét (200µl), míg a másikhoz a százszorosát (2ml) adagoltuk.
A 200µl és 2ml EM-BIO inokulum adagolásával mindkét mérési sorozat esetében a
korábbi mérésekhez hasonló lebomlási folyamat volt megfigyelhető. Eltérés annyiban
mutatkozott, hogy itt egyik esetben sem volt szükség további inokulum hozzáadására. Az
eltérő mennyiségű inokulum adagolás hatása a folyamat sebességében volt megfigyelhető
csak. A 2ml EM-BIO inokulummal kezelt minták TPH koncentrációjának csökkenése a
vizsgálat első szakaszában gyorsabban ment végbe és hamarabb elérte a tovább már nem
bontható szennyezőanyag mennyiséget. A 200µl EM-BIO-val kezelt minták TPH
koncentrációjának csökkenése a vizsgálat szakaszában lassabban ment végbe, de
végeredményül ugyan azt a TPH koncentrációt sikerült elérnünk, mint a nagyobb
mennyiség alkalmazásával.
Ezen mérések eredményeit a mellékletek közül a 13. és 14. táblázat tartalmazza, ezek a
26. és 27. ábrán láthatóak.
40
26. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai bontása 200μl EM-BIO inokulummal
29328,1
6486,7
4089,5 4671,3 2730,4
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 1 2 3 4 5 6 7 8
TP
H k
on
cen
trác
ió [
μg/l
]
Idő [nap]
Felúszó szennyeződés biológiai bontása 200µl EM-BIO inokulummal
29328,1
6341,1
3329,4 3495,4 2681,9
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 1 2 3 4 5 6 7 8
TP
H k
on
cen
trác
ió [
μg
/l]
Idő [nap]
Felúszó szennyeződés biológiai bontása 2ml EM-BIO inokulummal
27. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai bontása 2ml EM-BIO inokulummal
41
6. A talajvíz mintákkal végzett kísérletek eredményeinek összegzése,
konklúziók
Az elvégzett laboratóriumi mérések kiértékelése után következő feladat az volt, hogy
olyan technológiát találjunk, amely alkalmazásával a kútban található, szennyezett talajvíz
sikeresen tisztítható. Erre azt a megoldást láttuk a legmegfelelőbbnek, hogyha a talajvíz
megtisztítása során megfelelő arányban keverve alkalmazzuk mind az EM-BIO
készítményeket, mind pedig a levegőztetést. Ennek legfőbb célja, hogy a talajvízben
található mikroorganizmusok munkáját elősegítsük a lebontás teljes időtartama alatt. Így
biztosíthatunk számukra tápanyagot, továbbá azt is, hogy a bioremediációs folyamat
egésze alatt megfelelő a mennyiségű oxigén biztosítva legyen a számukra. A
következőkben bemutatom azt az elképzelést, amely segítségével ezek a feltételek
teljesíthetőek, és a kútban található víz megtisztításra kerülhet.
Első, és legfontosabb feltétel az, hogy a szennyezett talajvizet nem kezelhetjük egy
fázisban. Ennek oka, hogy az egyik szennyező típus oldott fázisban a vízben található, míg
a másik felúszó, nem víz-fázisú szennyező anyag.
Ennek következtében mindenképpen le kell választanunk a felúszó fázist, amit külön
kell ártalmatlanítanunk. Ezt elvégezhetjük biológiai lebontással, aminek hatására
koncentráció ugyan csökken, de az összetettebb láncú szénhidrogének lebontása ezeknek a
mikroorganizmust tartalmazó oldatoknak problémát okoz. Ezért a lefölözött olajat célszerű
lenne energetikai hasznosításra átadni.
A kútban található szennyezett víz kezelésére viszont kiválóan alkalmasak a vizsgált
oldatok, így alkalmazásuk mindenképpen javallott. A megfelelő lebontás érdekében
valamilyen levegőztető berendezés alkalmazása mindenképp szükséges mindkét kútban.
Tehát összességében elmondhatjuk, hogy ha a talajvízbe juttatjuk az EM-BIO
készítmények vizes oldatát, akkor jóval nagyobb sebességgel fog lejátszódni a lebontás.
Erre inkább az EM-BIO fantázianevű készítmény alkalmas. Ahhoz, hogy ehhez minden
feltétel, így a megfelelő oxigén jelenléte is adott legyen, mindenképpen érdemes
valamilyen levegőztető berendezést alkalmazni.
6.1. Az első kút
1. A biológiai lebontás mindhárom esetben megtörtént. Az első két esetben – EM-BIO és
EM-BIO2 adagolásával – bioaugmentációt végeztünk, a harmadik esetben –
levegőztetéssel – biostimulációt.
42
2. A lebontás során megfigyelhető, hogy az EM-BIO-val történő kezelés eredményesebb
volt, mint az EM-BIO2-vel történő kezelés. Az EM-BIO esetén a lebontás 16 óra alatt
történt meg, míg ez az idő az EM-BIO2 esetén 20 óra volt.
3. A legkedvezőbb eredményt a biostimuláció hozta. A határérték elérése itt 2 óra alatt
bekövetkezett.
6.2. A második kút
1. A biológiai lebontás mindhárom esetben megtörtént. Az első két esetben – EM-BIO és
EM-BIO2 adagolásával – bioaugmentációt végeztünk, a harmadik esetben –
levegőztetéssel – biostimulációt.
2. A lebontás során megfigyelhető, hogy az EM-BIO-val történő kezelés eredményesebb
volt, mint az EM-BIO2-vel történő kezelés, habár a hatósági határértéket egyik esetben
sem értük el a megfigyelés ideje alatt.
3. A legkedvezőbb eredményt a biostimuláció hozta. A határérték elérése itt 18 óra alatt
bekövetkezett.
6.3. A felúszó szennyező
EM-BIO-val kezelt minták
1. Az EM-BIO-val kezelt minták TPH koncentrációja a mérés elején, 21 óra alatt
egyharmadával csökkent, viszont a 27. órában vizsgált mintáké már nagyságrendileg
nem követte az eddigi bomlási tendenciát ezért 20μl inokulumot adagoltunk a mérési
rendszerhez
2. A 27. órát követő inokulum adagolás következtében a bomlási folyamat újra beindult
és a 117. óráig egyenletesen zajlott, ekkor egy újabb inokulum adagolást végeztünk.
Ennek hatására a vizsgálat elején bemért felúszó szennyeződés koncentrációja a 165.
órára 85%-kal csökkent.
3. Az EM-BIO inokulummal kezelt minták TPH koncentrációja a 165. órát követően már
nem csökkent, ennek valószínűsíthető oka, hogy a rendszerben maradt
szénhidrogénformákat az inokulum tovább már nem képes bontani.
EM-BIO2-vel kezelt minták
1. EM-BIO2-vel kezelt minták TPH koncentrációjának feleződése 27 óra alatt ment
végbe, ezt követően viszont a 45. óráig nem folytatódott a szennyezőanyag
mennyiségének csökkenése, ezért újabb 20μl inokulumot adtunk a rendszerhez
2. A 45. órában hozzáadott inokulum hatására újabb egyenletes koncentrációcsökkenés
volt megfigyelhető egészen a 93. óráig, ekkorra már a kiindulási TPH érték a
43
kétharmadára csökkent, a folyamat újbóli beindítása érdekében ismételten 20µl
inokulum hozzáadást végeztük.
3. A 165. órára az EM-BIO inokulummal kezelt minták TPH koncentrációja is, akár csak
az EM-BIO esetében közel 85%-kal csökkent.
4. A 165. óra után megfigyelhető volt, hogy a minták TPH koncentrációja tovább nem
csökkent, valószínűsítjük, hogy a hátra maradt szénláncokat az inokulum nem tudta
tovább bontani.
A kapott eredményekből láthatjuk, hogy az alkalmazott módszerekből feltehetően
mindhárom eljárással a határérték alá csökkenthető a szénhidrogén szennyeződés,
amennyiben a vízben kisebb az oldott szennyezők koncentrációja. Méréseink alapján a
biostimuláció hatékonyabb lehet a bioaugmentációnál, mert mindkét esetben a levegőztetés
bizonyult a leggyorsabb eljárásnak, így nagy valószínűséggel gyorsabban megtisztítható
vele a talajvíz. Viszont figyelembe véve, hogy felszín közeli szennyeződésről van szó
ahova könnyedén beszivárogtatható az alkalmazott baktériumos oldat, ezért valószínűleg
ez gazdaságosabban és környezetkímélőbben kivitelezhető. Az általunk használt kétfajta
mikroorganizmusokat tartalmazó oldat közül az EM-BIO bizonyult hatékonyabbnak, ezért
végül ennek alkalmazását javasoljuk a talajvíz szénhidrogén-szennyezés aerob
bioremediációjára. Minden esetben a keletkező anyagok a víz és széndioxid, így hulladék
nem termelődik.
44
6. Összefoglalás
Szakdolgozatom megírásának folyamán elsődleges célom az volt, hogy behatóan
tanulmányozzam a szénhidrogén szennyezés kármentesítésének lehetőségeit, ezen belül
biológiai lebontást, ennek feltételeit. Célom volt továbbá, hogy megvizsgáljam, hogy egy
adott területen, a talajvízben található szénhidrogén szennyezés milyen hatásfokkal
bontható bioremediációval.
A kísérleteimet a Miskolci Egyetem Környezetgazdálkodási Intézetének illetve
Nyersanyagelőkészítési- és Környezeti Eljárástechnikai Intézetének laboratóriumaiban
végeztem.
Munkám során megismerkedtem a talaj fogalmával, funkcióival, majd a biológiai
lebontást befolyásoló tényezőkkel, a mikroorganizmusok alapvető létfeltételeivel, illetve az
azok szaporodását befolyásoló tényezőkkel. A szennyvíztisztításban döntő szerepet játszik
a mikroorganizmusok tevékenysége, viszont a megfelelő tartózkodási idő hiánya miatt a
szakirodalomban kerestem a biológiai lebontás intenzifikálási lehetőségeit.
Ezután a kármentesítés témakörében folytattam vizsgálataimat. Kísérleteket végeztem
két mikrobiológiai készítménnyel, az EM-BIO-val, és az EM-BIO2-vel, továbbá
vizsgáltam, hogy levegőztetés mellett mennyire intenzív és hatékony a lebontás. A beoltott
talajvíz mintákból megfelelő időközönként mintavételre került sor, majd ezeket
mikrohullámmal csírátlanítottam, majd hűtve tároltam az analitikai laboratóriumba való
eljutásukig.
Dolgozatomat összegezve elmondható, hogy a kármentesítésben, a különböző műszaki
beavatkozások során az EM-BIO és EM-BIO2 nevű készítménnyel történő biológiai
lebontás rövid szénláncú szénhidrogének esetében jó hatásfokkal alkalmazható, a vizsgált
inokulumok hatásosak.
Szabó Judit
Környezetmérnök BSc. hallgató
2017.11.27.
45
Summary
While writing my thesis, my primary goal was to study thoroughly the process of
biological degradation and its conditions. Also, my aim was to examine the effectiveness
of biodegradable hydrocarbon contamination in the groundwater.
My experiments were carried out in the laboratories of the Institute of Environmental
Management of the University of Miskolc and the Raw Materials Preparation and
Environmental Process Engineering Institute.
During my work, I studied the factors influencing biodegradation, the basic living
conditions of microorganisms and factors influencing their growth. The activities of
microorganisms play a decisive role in wastewater purification, but due to the lack of
adequate residence time I have sought the possibility of intensification of biodegradation in
the literature.
Then I continued my studies on remediation. I made experiments with two
microbiological preparations, EM-BIO and EM-BIO2, and examined how intensive and
efficient the digestion was during aeration. I took samples from the groundwater mixtures
at appropriate intervals, then germinated with microwaves and then stored refigerated until
they reached the analytical laboratory.
In summary, it can be said that in remediation, in various technical interventions the
biodegradation can be applied with high efficiency in the case of short-chain hydrocarbons,
and the tested microbiological solutions are effective.
Judit Szabó
BSc student in Environmental Engineering
2017.11.27.
46
7. Köszönetnyilvánítás
Ezúton szeretném megragadni az alkalmat arra, hogy köszönetemet és tiszteletemet
fejezzem ki mindenkinek, aki a dolgozatom elkészítéséhez nagyban hozzájárult.
Rendkívül inspirálónak találtam az eljárástechnikával és a kármentesítéssel kapcsolatos
tanulmányaim előadóinak tudását és előadásmódját. Szeretném tehát megköszönni Dr.
Bokányi Ljudmilla Tanárnőnek és Dr. Madarász Tamás Tanár Úrnak az előadásaim
keretében átadott tudásanyagot, a dolgozatírás során nyújtott rendkívüli segítőkészséget és
a temérdek építő jellegű információt.
Ezúton szeretném kinyilvánítani köszönetemet Székely István PhD hallgatónak, aki
rugalmasságáról, precízségéről és segítőkészségéről bizonyságot téve a kísérletek során a
mérések elvégzésében irányította munkámat, és kérdéseimmel bármikor fordulhattam
hozzá.
47
8. Mellékletek
1. táblázat: A próbamérés mintavételeinek időpontjai
Mintavételezés időpontja/Minta jele
2016.09.14 2016.09.15 2016.09.16
TS1/0/0914 TS1/1/0915 TS1/1/0916
TS2/0/0914 TS1/2/0915 TS1/2/0916
TS2/1/0915 TS2/1/0916
TS2/2/0915 TS2/2/0916
TS2/3/0915 TS2/3/0916
TS2/4/0915 TS2/4/0916
2. táblázat: A második mérési sor mintavételeinek időpontjai
Mintavételezés időpontja/Minta jele
2016.09.26
14:00
2016.09.26
15:30
2016.09.26
17:00
2016.09.27
9:00
2016.09.27
16:30
2016.09.28
9:00
TS1/0/0926 TS1/1/09261
5:30
TS1/1/09261
7:00
TS1/1/0927
9:00
TS1/1/09271
6:30
TS1/1/0928
9:00
TS2/0/0926 TS1/2/09261
5:30
TS1/2/09261
7:00
TS1/2/0927
9:00
TS1/2/09271
6:30
TS1/2/0928
9:00
TS1/1/09261
4:00
TS1/3/09261
5:30
TS1/3/09261
7:00
TS1/3/0927
9:00
TS1/3/09271
6:30
TS1/3/0928
9:00
TS1/2/09261
4:00
TS1/4F/0926
15:30
TS1/4F/0926
17:00
TS1/4F/092
79:00
TS1/4F/0927
16:30
TS1/4F/092
89:00
TS1/3/09261
4:00
TS2/1/09261
5:30
TS2/1/09261
7:00
TS2/1/0927
9:00
TS2/1/09271
6:30
TS2/1/0928
9:00
TS1/4F/0926
14:00
TS2/2/09261
5:30
TS2/2/09261
7:00
TS2/2/0927
9:00
TS2/2/09271
6:30
TS2/2/0928
9:00
TS2/1/09261
4:00
TS2/3/09261
5:30
TS2/3/09261
7:00
TS2/3/0927
9:00
TS2/3/09271
6:30
TS2/3/0928
9:00
48
Mintavételezés időpontja/Minta jele
TS2/2/09261
4:00
TS2/3/09261
4:00
3. táblázat: A próbamérés eredményei
Minta jele Kezelés Mintavétel időpontja TPH koncentráció [μg/l]
TS2/0/09.14 átlagminta 2016.09.14 12,2
TS1/0/09.14 átlagminta 2016.09.14 15802,3
TS1/1/09.15 EM-BIO (1:500) 2016.09.15 54,8
TS1/2/09.15 EM-BIO2 (1:200) 2016.09.15 nincs adat
TS2/1/09.15 EM-BIO (1:500) 2016.09.15 <12
TS2/2/09.15 Levegő 2016.09.15 <12
TS2/3/09.15 EM-BIO2 (1:500) 2016.09.15 <12
TS2/4/09.15 Talaj (10 tömegszázalék) 2016.09.15 <12
TS1/1/09.16 EM-BIO (1:500) 2016.09.16 <12
TS1/2/09.16 EM-BIO2 (1:200) 2016.09.16 <12
TS2/1/09.16 EM-BIO (1:500) 2016.09.16 <12
TS2/2/09.16 Levegő 2016.09.16 <12
TS2/3/09.16 EM-BIO2 (1:500) 2016.09.16 <12
TS2/4/09.16 Talaj (10 tömegszázalék) 2016.09.16 <12
TS1/1/09.19 EM-BIO (1:500) 2016.09.19 <12
TS1/2/09.19 EM-BIO2 (1:200) 2016.09.19 <12
TS2/1/09.19 EM-BIO (1:500) 2016.09.19 <12
49
Minta jele Kezelés Mintavétel időpontja TPH koncentráció [μg/l]
TS2/2/09.19 Levegő 2016.09.19 <12
TS2/3/09.19 EM-BIO2 (1:500) 2016.09.19 <12
TS2/4/09.19 Talaj (10 tömegszázalék) 2016.09.19 <12
Hatósági határérték 100
4. táblázat: A második méréssor TS1+EM-BIO eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS1/0/09.26 481,5 2016.09.26 -
TS1/1/09.26/14.00 283,7 2016.09.26 0
TS1/1/09.26/15.30 234,6 2016.09.26 1,5
TS1/1/09.26/17.00 101,2 2016.09.26 3
TS1/1/09.27/9.00 33,6 2016.09.27 16
TS1/1/09.27/16.30 10 2016.09.27 23,5
TS1/1/09.28/9.00 10 2016.09.28 40
50
5. táblázat: A második méréssor TS1+EM-BIO2 eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS1/0/09.26 481,5 2016.09.26 -
TS1/2/09.26/14.00 248,7 2016.09.26 0
TS1/2/09.26/15.30 458,7 2016.09.26 1,5
TS1/2/09.26/17.00 372,5 2016.09.26 3
TS1/2/09.27/9.00 10 2016.09.27 16
TS1/2/09.27/16.30 10 2016.09.27 23,5
TS1/2/09.28/9.00 10 2016.09.28 40
6. táblázat: A második méréssor TS1+levegőztetés eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS1/0/09.26 481,5 2016.09.26 -
TS1/3/09.26/14.00 163,2 2016.09.26 0
TS1/3/09.26/15.30 10 2016.09.26 1,5
TS1/3/09.26/17.00 10 2016.09.26 3
TS1/3/09.27/9.00 10 2016.09.27 16
TS1/3/09.27/16.30 10 2016.09.27 23,5
TS1/3/09.28/9.00 10 2016.09.28 40
51
7. táblázat: A második méréssor TS1 felúszó szennyezőjének eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS1F/1/09.26/14.00 10458,8 2016.09.26 0
TS1F/1/09.26/15.30 12157,2 2016.09.26 1,5
TS1F/1/09.26/17.00 9740,7 2016.09.26 3
TS1F/1/09.27/9.00 6490,8 2016.09.27 16
TS1F/1/09.27/16.30 2352,1 2016.09.27 23,5
8. táblázat: A második méréssor TS2+EM-BIO eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS2/0/09.26 4539 2016.09.26 -
TS2/1/09.26/14.00 2930,3 2016.09.26 0
TS2/1/09.26/15.30 3870 2016.09.26 1,5
TS2/1/09.26/17.00 2700,2 2016.09.26 3
TS2/1/09.27/9.00 371,3 2016.09.27 16
TS2/1/09.27/16.30 323,7 2016.09.27 23,5
TS2/1/09.28/9.00 421,4 2016.09.28 40
52
9. táblázat: A második méréssor TS2+EM-BIO2 eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS2/0/09.26 4539 2016.09.26 -
TS2/2/09.26/14.00 3111,3 2016.09.26 0
TS2/2/09.26/15.30 4112,9 2016.09.26 1,5
TS2/2/09.26/17.00 4095,5 2016.09.26 3
TS2/2/09.27/9.00 451,4 2016.09.27 16
TS2/2/09.27/16.30 796,6 2016.09.27 23,5
TS2/2/09.28/9.00 261,5 2016.09.28 40
10. táblázat: A második méréssor TS1+levegőzetés eredményei
Minta jele TPH koncentráció [μg/l] Mintavétel ideje A vizsgálat indításától
mért idő [h]
TS2/0/09.26 4539 2016.09.26 -
TS2/3/09.26/14.00 3715 2016.09.26 0
TS2/3/09.26/15.30 808,1 2016.09.26 1,5
TS2/3/09.26/17.00 199,3 2016.09.26 3
TS2/3/09.27/9.00 10 2016.09.27 16
TS2/3/09.27/16.30 10 2016.09.27 23,5
TS2/3/09.28/9.00 10 2016.09.28 40
53
11. táblázat: A felúszó és EM-BIO eredményei
Minta jele Megjegyzés TPH koncentráció
[μg/l]
Mintavétel
ideje
A vizsgálat
indításától
mért idő [h]
TS1/0/EM-
BIO vak 29107,9
2016.10.10. 11
40
-
TS1/1/EM-
BIO kiindulási állapot 28821,2
2016.10.10.
1140
0
TS1/2/EM-
BIO - 26967,3
2016.10.10. 14
00
2,33
TS1/3/EM-
BIO - 17433,6
2016.10.11.
0900
21,33
TS1/4/EM-
BIO plusz 20μl inokulum 16264,3
2016.10.11. 15
00
27,33
TS1/5/EM-
BIO - 13070,8
2016.10.12.
0900
45,33
TS1/6/EM-
BIO plusz 20μl inokulum 11286,5
2016.10.13. 09
00
69,33
TS1/7/EM-
BIO - 9147,4
2016.10.14.
0900
93,33
TS1/8/EM-
BIO plusz 20μl inokulum 8215,8
2016.10.15. 09
00
117,33
TS1/9/EM-
BIO - 5694,4
2016.10.16.
0900
141,33
TS1/10/EM-
BIO - 3795,4
2016.10.17. 09
00
165,33
12. táblázat: A felúszó és EM-BIO2 eredményei
Minta jele Megjegyzés TPH koncentráció
[μg/l]
Mintavétel
ideje
A
vizsgálat
indításától
mért idő
[h]
TS1/0/EM-
BIO2 vak 27338,1
2016.10.10.
1158
-
TS1/1/EM-
BIO2 kiindulási állapot 28455,8
2016.10.10.
1100
0
TS1/2/EM-
BIO2 - 24375,7
2016.10.10.
1400
2
TS1/3/EM-
BIO2 - 15485,6
2016.10.11.
0900
21
TS1/4/EM-
BIO2 - 14238,9
2016.10.11.
1500
27
TS1/5/EM-
BIO2 plusz 20μl inokulum 14330,3
2016.10.12.
0900
45
54
Minta jele Megjegyzés TPH koncentráció
[μg/l]
Mintavétel
ideje
A
vizsgálat
indításától
mért idő
[h]
TS1/6/EM-
BIO2 - 11639,8
2016.10.13. 09
00
69
TS1/7/EM-
BIO2 plusz 20μl inokulum 10719,1
2016.10.14.
0900
93
TS1/8/EM-
BIO2 - 8515,3
2016.10.15. 09
00
117
TS1/9/EM-
BIO2 plusz 20μl inokulum 5171,6
2016.10.16.
0900
141
TS1/10/EM-
BIO2 - 4848,4
2016.10.17. 09
00
165
13. táblázat: A 200µl EM-BIO-val kezelt minták TPH koncentráció változásának
eredményei
Minta jele TPH koncentráció
[μg/l]
Mintavétel
ideje
A vizsgálat
indításától
mért idő [nap]
TS1/0/EM-
BIO/10 29328,1 2016.10.17 0
TS1/1/EM-
BIO/10 6486,7 2016.10.18 1
TS1/2/EM-
BIO/10 4089,5 2016.10.21 4
TS1/3/EM-
BIO/10 4671,3 2016.10.22 5
TS1/4/EM-
BIO/10 2730,4 2016.10.23 6
TS1/5/EM-
BIO/10 * 2016.10.24 7
*a mérési eredmény a jelentés leadásának napjáig nem érkezett meg a laborból
55
14. táblázat: 2ml EM-BIO-val kezelt minták TPH koncentráció változásának eredményei
Minta jele TPH koncentráció
[μg/l]
Mintavétel
ideje
A vizsgálat
indításától
mért idő [nap]
TS1/0/EM-
BIO/100 29328,1 2016.10.17
0
TS1/1/EM-
BIO/100 6341,1 2016.10.18
1
TS1/2/EM-
BIO/100 3329,4 2016.10.21
4
TS1/3/EM-
BIO/100 3495,4 2016.10.22
5
TS1/4/EM-
BIO/100 2681,9 2016.10.23
6
TS1/5/EM-
BIO/100 * 2016.10.24
7
*a mérési eredmény a jelentés leadásának napjáig nem érkezett meg a laborból
56
Idézett forrásmunkák
[1] J. Kátai, Alkalmazott talajtan, Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon
Egyetem, 2011.
[2] G. Filep, B. Kovács, J. Lakatos, T. Madarász és I. Szabó, Szennyezett Területek Kármentesítése,
Miskolci Egyetemi Kiadó, 2002.
[3] P. Szűcs , F. Sallai , B. Zákányi és T. Madarász , Vízkészletvédelem, Bíbor Kiadó, 2009.
[4] B. Zákányi, A DNAPL (Dense Non-Aqueous Phase Liquid) típusú szennyeződések felszín alatti
transzport-folyamatainak szimulációja. PhD értekezés., 2013.
[5] T. Madarász és R. Tóth, In Situ Talajtosztítási Eljárások, 2010.
[6] J. Dr Takács, A szennyvízek biológiai tisztítása, Hulladekonile Elektronikus Folyóirat.
[7] K. Dr Lájer, A környezeti biotechnológia alapjai, Hulladekonline Elektronikus Folyóirat.
[8] J. Szabó és A. Milánkovich, Talajvíz szénhidrogén- szennyezés aerob bioremediálásának
kísérleti vizsgálata, Konzulensek neve: Dr. Bokányi Ljudmilla, Dr. Madarász Tamás, Székely
István: Tudományos Diákköri Dolgozat, 2016.
[9] A. Makó és H. Hernádi, Talajfizikai kutatások, 2012.
[10] G. Delin, I. Cozzarelli, M. Lahvis és B. Bekins, Ground Water Contamination by Crude Oil near
Minnesota, 1998.
[11] J. Dr Takács, Kommunális szennyvízek tápanyagtartalmának csökkentési lehetőségei,
Hulladekonline Elektronikus Folyóirat, 2013.
[12] Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia, Szaktudás Kiadó Ház ZRt.,
(2008).
[13] J. Szabó, Szennyvízből ivóvíz, Konzulens neve: Dr. Bokányi Ljudmilla: Tudományos Diákköri
Dolgozat, 2015.
[14] C. Pregun és C. Juhász, „Vízminőségvédelem,” http://www.agr.unideb.hu.
[15] B. E. Rittman, E. Seagren, B. A. Wrenn, A. J. Valocchi, C. Ray és L. Raskin, In Situ
Bioremediation, 1992.
57
Ábrajegyzék
1. ábra - A tápanyagok és toxikus elemek fiziológiai hatása koncentrációjuktól függően (2) ...........4
2. ábra - Az eutrofizáció folymata (14) ...........................................................................................8
3. ábra - Az LNAPL szennyezők mozgásának sematikus rajza (4) ................................................ 10
4. ábra - A kőolajszármazékok hatása a vízben (3) ........................................................................ 12
5. ábra - A kármentesítés folyamata (saját ábra, 2016.09.26) ........................................................ 13
6. ábra - A bioremediáció folyamata (5) ....................................................................................... 17
7. ábra - A kísérlet folyamata (saját ábra, 2017.11.26.) ................................................................. 23
8. ábra – A TS1/1 és TS2/2 minták (saját fotó, 2016.09.14.) ......................................................... 24
9. ábra - A TS2/1-es és a TS2/3-as minták (saját fotók, 2016.09.14) ............................................. 25
10. ábra - A TS2/2-es és a TS2/4-es minták (saját fotók, 2016.09.14) ........................................... 26
11. ábra - A TS1/1-es és a TS1/2-es minták (saját fotók, 2016.09.26) ........................................... 27
12. ábra - A TS2/1-es és TS2/2-es minták (saját fotók, 2016.09.26.) ............................................. 28
13. ábra - A TS1/3-as és TS2/3-as minták (saját fotó, 2016.09.26.) ............................................... 28
14. ábra - A TS1 Felúszó változása az idő függvényében (saját fotó, 2016.09.26-27-28.) .............. 29
15. ábra - TS1/1 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 31
16. ábra - TS1/2 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 32
17. ábra - TS1/3 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 32
18. ábra - TS1/4 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 33
19. ábra - TS1 eredményei összegezve ......................................................................................... 34
20. ábra - TS2/1 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 35
21. ábra - TS2/2 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 35
22. ábra - TS2/3 TPH koncentrációjának alakulása ....................................................................... 36
23. ábra - TS2 eredményei összegezve ......................................................................................... 37
24. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai kezelése EM-BIO-val .................................................. 38
25. ábra - Felúszó szennyeződés kezelése EM-BIO2-vel .............................................................. 38
26. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai bontása 200μl EM-BIO inokulummal .......................... 40
27. ábra - Felúszó szennyeződés biológiai bontása 2ml EM-BIO inokulummal ............................. 40