Transcript Növényvédőszerrel szennyezett terület mikrobiológiai felmérése és

Növényvédőszerrel szennyezett
terület mikrobiológiai felmérése és
részleges beavatkozás
Bay Zoltán Nonprofit Kft. Biotechnológiai
Intézet
Dr. Kesserű Péter, Portörő Péter, Antal Péter
Előzmények
2002-ig növényvédőszerek raktározása, átrakodása a területen
Sugár= 13.9 m
Terület= 612.3 m2
Kerület= 87.9 m
2002-ben kezdődött a terület felmérése,2 figyelőkút, évenkénti minta
2002
2007. BAYBIO terepi munka megkezdése
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
A szennyezett terület jellemzése
Talajvíz
• Nyugalmi talajvízszint
3 - 3,4 m között
• Nitrát ion koncentráció
90 – 1400 mg/l között
• TOC=15-25 mg/l,
TN=17-170 mg/l
• pH=6,3 - 6,8
Talaj
Sugár= 13.9 m
Terület= 612.3 m2
Kerület= 87.9 m
• 1.5 m-ig, feltöltött talaj
1,18 ± 0,3 % humusz
• 1.5-3 m-ig ,agyag+feltöltött
0,76 ± 0,1 % humusz
• 3 m-től, agyag
0,74 ± 0,1 % humusz
Mezőgazdasági Szakszolgáltató Kft.
MSZ-08 0240:1977,2.1
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
.
Mintavételi és beavatkozási pontok
A mintavételi kutak elhelyezkedése a kijelölt területen
A dréncsővel ellátott mintavételi kutak elhelyezkedése a kijelölt területen
A szennyezés mértéke és típusa
Talajvíz
metolaklór
chloroacetanilide
herbicide
chlorotriazine
herbicide
atrazin
2g/l
WHO, 201/2001. (X. 25.) Korm. Rendelet
5 g/l
0,1g/l EU
201/2001. (X. 25.) Korm. Rendelet
0,8 – 16,4 g/l
12,2 - 246 g/l
pirimikarb
dimethylcarbamate
insecticide
metribuzin
3 – 8,9 g/l
triazolone
herbicide
4,8 – 44 g/l
Csongrád Megyei Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Növény és Talajvédelmi Igazgatóság
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
A szennyezés mértéke és típusa
Talaj
atrazin
metolaklór
terbutrin
methylthiotriazine
herbicide
3,6 – 82,5 g/kg
trifluralin
8,4 – 48 g/kg
5,7 – 13 g/kg
dinitroaniline
herbicide
propaklór
0,4 – 1,6 g/kg
2,9 g/kg
Csongrád Megyei Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Növény és Talajvédelmi Igazgatóság
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
chloroacetanilide
herbicide
A szennyezés mértéke és típusa
Metolaklór koncentráció (g/kg talaj)
Metolaklór megoszlása a talajban
1,5 méter
90
3 méter
4,5 méter
6,5 méter
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
5
7
8
Metolaklór maximumok 4,5 méternél
Atrazin pontszerű szennyezések
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
11
A szennyezett terület jellemzése
Folyamatos nitrát szennyezés
3
1076 mg/l
1
12
722 mg/l
203 mg/l
1088 mg/l
7
14
1760 mg/l
Minták talajból és talajvízből
Peszticidek nem kimutathatók
Szennyezés lokális talajban lefelé terjed
Kármentesítés aktuális kérdései, Budapest 2013. 03. 21-22.
8
659 mg/l
Mintavételi és beavatkozási pontok
Alacsony aktivitás
Atrazin mikrobiális lebontása
Anaerob
Cl
N
N
H
Reduktív deklorinálás
N
N
N
H
Atrazin klorohidroláz
Atrazin
Aerob
Cl
Metabolikus bontás
N
N
H
N
N
N
H
Atrazin monooxigenáz
Atrazin mikrobiális lebontása
Anaerob
OH
N
N
H
Reduktív deklorinálás:
N
N
• elektron donor szükséges
N
H
• nincs klórozott intermedier
• hasznosulhat C és N forrásként
Hidroxi-atrazin
Aerob
Cl
Metabolikus bontás:
N
2HN
• elektron akceptor szükséges
N
N
N
H
Deizopropil-atrazin
• van klórozott intermedier
• C és N forrásként hasznosul
Atrazin mikrobiális lebontása


Vizsgálatok:
• Lebontási hatékonyság
• Konzorcium stabilitás
• Lebontási útvonal
Feltisztulási zóna az atrazin
minimál agaron
Laboratóriumi eredmények
Vizsgálati módszerek, analitika
I. Aerob, rázatott tenyészetek
HPLC
Levonható következtetések:
• Atrazin szerkezete megbomlik
bontás elkezdődik igen/nem
• Nem reduktív degradáció
első lépésének sebessége
II.Mikroaerofil, anaerob tenyészetek
Szcintillációs detektor
• Atrazin teljes degradációja
CO2-ig
• A teljes lebontás
hatékonysága
Laboratóriumi eredmények
Konzorciumok működése, bontási hatékonyság
I. Aerob, rázatott tenyészetek

HPLC

1. pont konzorciumai
8. pont konzorciumai
0 -18 % aktivitás
20 -100 % aktivitás
10 mg/l atrazin, 14 - 30 nap inkubációs idő
Laboratóriumi eredmények
Konzorciumok működése, bontási hatékonyság
II.Mikroaerofil, anaerob tenyészetek

Szcintillációs detektor

1. pont konzorciumai
8. pont konzorciumai
CO2
CO2
2,8 -7,8 % aktivitás
0,04 -0,6 % aktivitás
10 mg/l atrazin, 83-105 nap inkubációs idő
Laboratóriumi eredmények
Konzorciumok működése, bontási hatékonyság
Az atrazin 4-5 hónappal a mintavevő kutak
kialakítása után nem kimérhető a talajvíz mintákból!
kiindulás
1.
Hatékony endogén mikroflóra !
Első lépés vsz. reduktív deklorinálás,
majd teljes degradáció CO2-ig
8.
Első lépés vsz. amino-alkil csoportok leválasztása,
majd deklorinálás és degradáció CO2-ig
Laboratóriumi eredmények
Metolaklór?
Lebontását a jelenlévő nitrát ionok gátolják
Anaerob módon elektron donor melletti biodegradáció
Metolaklór mint elektronakceptor hasznosul
Reduktív, abiotikus módszerrel a metolakór bontható
Technológia kihelyezése
11.
1.
10.
8.
9.
6.
7.
5.
2.
3.
Reduktív technológia és elektrondonor kijuttatása
14.
Terepi eredmények
.kút
11 .kút
TN
TOC
metolaklór
120
TN (mg/L)
150
100
80
100
60
40
50
20
0
0
0
75
150 225 300 375 450 525 600 675 750 825
Idő (nap)
Technológia,elektrondonor Elektrondonor kihelyezése
kihelyezése
TOC (mg/L)
140
Metolaklór (µg/L)
200
Terepi eredmények
77..kút
kút
metolaklór
300
140
250
120
100
200
80
150
60
100
40
50
20
0
0
0
75 150 225 300 375 450 525 600 675 750 825
Idő (nap)
Technológia,elektrondonor Elektrondonor kihelyezése
kihelyezése
TOC (mg/L)
TOC
Metolaklór (µg/L)
TN (mg/L)
TN
Terepi eredmények
55..kút
kút
metolaklór
140
300
120
250
100
200
80
150
60
100
40
50
20
0
0
0
75
150 225 300 375 450 525 600 675 750 825
Idő (nap)
Technológia,elektrondonor Elektrondonor kihelyezése
kihelyezése
TOC (mg/L)
TN (mg/L)
TOC
Metolaklór (µg/L)
TN
350
Eredmények összefoglalása
Aktív atrazin bontó konzorciumok a terepen
Atrazin bontását a nagy nitrát koncentráció nem befolyásolta
Metolaklór elektron akceptorként hasznosul
Nitrát gátolja a metolaklór lebontását
Reduktív technológia és az elektron donorok hatékonyan
működtek
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
www.bayzoltan.hu