Transcript Talajszennyező szénhidrogének bontása biokatalitikus technológiával

Talajszennyező szénhidrogének bontása
biokatalitikus technológiával
Rauch Renáta
K+F vezető
www.elgoscar.eu
Alapítva: 1991 (ELGOSCAR Int.),
2000-től 100% magyar tulajdon
65 fő munkavállaló
500-800 MFt/év árbevétel
Székhely:
Budapest
Telephelyek:
Balatonfűzfő
- Vizsgálólaboratórium,
- K+F Laboratórium
Gyöngyösoroszi
Enzimalapú technológiák
alkalmazásának előnyei
Környezeti hatások – enzimek kiválasztása növényekben és állatokban
ENZIMMIX® – földigiliszta által termelt biokatalizátorok
Technológia előnyei:
-Legtöbb szerves szennyező bontása
-a szennyezéscsökkentés közvetlenül a helyszínen ( in situ) megoldható
-a remediáció költségei csökkenthetők
-Nem jelentkezik költségként a szennyezett talaj kitermelése, szállítása, a
veszélyes hulladék esetleges tárolására és ártalmatlanítására
- a dekontamináció gyorsasága és hatásossága (évek helyett hetek, hónapok)
ENZIMMIX®
biokatalizátor
Alkalmazásának előnyei
-Biológiailag teljesen lebomlik – nem terheli a környezetet
-Nem mérgező
-A szennyezőket ökológiailag hasznosítható, természetes anyagokká
bontja
-Nem bakteriális eredetű
-Nincs potenciális fertőzésveszély
-Nem bontja fel a talaj mikrobiális egyensúlyát
-Nincs másodlagos terhelés (mikrobák felszaporításához szükséges anyagok)
-Energiatakarékos (alacsony hőmérséklet)
-Veszélytelen –nincs szükség különleges biztonsági,
munkaegészségügyi előírásokra
Szénhidrogén bázisú szennyezések
enzimatikus lebontása és bioindikálása
2012 EU támogatás
elnyerése
• Konzorcium
– ELGOSCAR-2000 Környezettechnológiai és Vízgazdálkodási Kft
– BIOCENTRUM Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kft
– Nyugat –magyarországi Egyetem
Vállalás
• Nagy szelektivitású enzimkészítmény kifejlesztése,
valamint az ezen alapuló remediációs technológia
alapjainak kidolgozása
Enzim előállítás, kivonás
Technológia alapjainak kidolgozásalaboratóriumi vizsgálatok 1.
• technológia alapjainak kidolgozása (bomlásvizsgálatok,
inhibíció, optimalizálás...)
• ezimkinetikai vizsgálatok (egyedi és egymás
jelenlétében végbemenő lebontás)
• A kinetikai görbék korrelációinak értékelése :a több
inhibíciós és/vagy enzimaktivitást fokozó hatások
jelenlétének érzékelése és mértékük jellemzése
• Korrelációs analízissel kinyerhető információ:
paraméteroptimálás
(állapotfüggő korreláció koncepció)
Technológia alapjainak kidolgozásalaboratóriumi vizsgálatok 2.
• különböző vegyületcsoportok (BTEX, klórozott
szénhidrogének, alifás szénhidrogének, PAH-ok)
ENZIMMIX hatására történő lebomlása vizes közegben
és talajon.
• modell oldat (elsősorban TPH, BTEX, VOCl, PAH),
egyedi komponensek lebontására
• erősen szennyezett mintaterületekről származó talajvíz
illetve talajmintákra.
• A bemutatott laboratóriumi vizsgálatok és eredmények 1
hetes kezelési időszakra vonatkoznak
Modell oldat kísérletek
• TPH (enzim koncentráció beállítás)
Modell oldat kísérletek – 1000 mg/l-es TPH oldat koncentrációjának változása
enzimes kezelést követően
3. nap
5. nap
7. nap
Modell oldat kísérletek – 1000 mg/l-es TPH oldat koncentrációjának
változása enzimes kezelést követően
Kezelés ideje
kiindulás
3 nap
5 nap
1 hét
koncentráció
(mg/l)
1000
486
277
107
elbomlott
TPH %
0
51
72
89
Modell oldat kísérletek – BTEX
-Előfordulásuk
-Vízben jól oldódnak
-Bomlás enzim hatására
1. mintaterület – TPH szennyezés
1. mintaterület TPH koncentrációjának változása
koncentráció ug/l
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
1 minta
kezelés előtt
Enzimes kezelés: 1 hét
2. minta
3. minta
kezelés után
minta
koncentráció
(g/l)
koncentráció 1 elbomlott TPH
%
hét után (g/l)
1 minta
1550
613
60,5
2. minta
5220
2680
49
3. minta
10950
5720
48
1. mintaterület – TPH szennyezés
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem
• Szerves és szervetlen vegyületek gyártása
• Földtani közeg és a felszín alatti víz jelentős elszennyeződése –
rétegvíz szennyezés
• Fő szennyezők: BTEX, benzol, klórbenzol, VOCl, klórfenol
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem - TPH
koncentráció ug/l
2. mintaterület TPH koncentrációjának változása
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
15800
13950
9750
5670
5830
5250
4210
680
1
kezelés előtt
Enzimes kezelés: 1 hét
- Inhibíciós hatások
401
2
3
4
750
5
kezelés után
Minta TPH koncentráció (g/l) koncentráció 1 hét elbomlott TPH %
után (g/l)
1
15800
5670
64
2
5830
680
88
3
13950
5250
62
4
9750
401
59
5
4210
750
82
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem - BTEX
koncentráció ug/l
2. mintaterület BTEX koncentrációjának változása
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
30430
28760
36550
36590
32970
20500
14900
7610
935
kezelés előtt
7460
4540
2160
9
8050
2300
20
21
22
23
24
33
kezelés után
Minta BTEX koncentráció (g/l) koncentráció 1 hét
után (g/l)
elbomlott %
9
2160
935
57
20
14900
2300
85
21
7610
4540
40
22
28760
8050
72
23
30430
20500
33
24
36550
32970
11
33
36590
7460
80
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem - VOCl
2. mintaterület alifás VOCl koncentrációjának változása
Minta alifás koncentráció (g/l) koncentráció 1 hét
VOCl
után (g/l)
10000
9
313
148
53
20
531
59
89
21
365
159
56
22
678
149
78
23
3580
1180
67
24
23200
8545
63
33
1340
346
74
koncentráció ug/l
elbomlott %
8545
8000
6000
3580
4000
2000
313
148
365
531
59
0
9
kezelés előtt
20
159
21
678
1180
1340
149
22
346
23
24
33
kezelés után
koncentráció ug/l
2. mintaterület aromás VOCl koncentrációjának változása
37900
40000
35000
31100
31310
27580
30000
25000
20000
15000
10000
31300
18100
13770
10900
Minta aromás
VOCl
18800
11370
9840
7600
4515
3259
5000
0
9
kezelés előtt
20
21
kezelés után
22
23
24
33
koncentráció (g/l) koncentráció 1 hét
után (g/l)
elbomlott %
9
4515
3259
28
20
37900
10900
71
21
18100
13770
24
22
31100
7600
76
23
18800
11370
40
24
31300
27580
12
33
31310
9840
69
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem - klórfenolok
2. mintaterület klórfenolok koncentrációjának változása
3320
koncentráció ug/l
3500
3000
2550
2500
2000
1500
1000
500
614
70
48
808
410
296
240
387
275
105 191 63
0
9
kezelés előtt
20
21
22
23
24
33
kezelés után
Minta
klórfenolok
koncentráció
(g/l)
koncentráció 1
hét után (g/l)
elbomlott %
9
70
48
31
20
614
296
52
21
410
240
41
22
387
105
72
23
191
63
67
24
808
275
66
33
3320
2550
23
2. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem - klórfenolok
koncentráció ug/l
Klórfenolok csökkenése enzimes kezelés hatására
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
fenol
tertaklórfenol
triklórfenol
diklórfenolok
monoklórfenol
Össz fenol
21-es minta
kiindulási konc.
21-es minta 1
hét után
22-es minta
kiindulási konc.
22-es minta 1
hét után
3. mintaterület – vegyi anyag gyártó üzem
-Korábbi projekt keretében ezen a területen több alkalommal
használtuk
az
ENZIMMIX
készítményt
(90-es
években
szabadalmaztatva)
- Az EU projekt -Vízkezelési iszap szennyezés mentesítése
-Fő szennyezők: TPH, BTEX, PAH
3. mintaterület – TPH
3. mintaterület TPH koncentrációjának változása
493200
koncentráció ug/l
500000
400000
305100
300000
200000
86500
91020
100000
3820
59100
49800
30960 15900
44150
10500
7250
3830
16300
0
1
kezelés előtt
2
3
4
5
6
7
kezelés után
-Adszorpció – felületaktív anyag
-Vizsgálatok ideje: 3 hét
Minta TPH
koncentráció
(g/l)
koncentráció 1
hét után (g/l)
elbomlott %
1
86500
3820
96
2
493200
91020
82
3
305100
30960
90
4
15900
3830
76
5
49800
10500
79
6
59100
7250
88
7
44150
16300
63
3. mintaterület – TPH
1 hét
2 hét
3 hét
3. mintaterület – BTEX
1. minta BTEX tartalma enzimes kezelés előtt és után
1200
koncentráció ug/l
1020
1000
komponens
Kezelés előtti
konc. g/l
Benzol
Toluol
Etilbenzol
Xilolok
Egyéb
alkilbenzolok
Összes BTEX
elbomlott %
6,9
81
57
396
477
Koncentráció
3 hét után
g/l
<0,1
1,45
0,89
12
51
1020
65
94
elbomlott %
48
egyéb alkilbenzolok
800
xilolok
600
etilbenzol
400
toluol
benzol
200
65
100
98
98
97
89
0
kezelés előtt
kezelés után
koncentráció ug/l
2. minta BTEX tartalma enzimes kezelés előtt és után
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
476
egyéb alkilbenzolok
xilolok
246
etilbenzol
toluol
benzol
kezelés előtt
kezelés után
komponens
Kezelés előtti
konc. g/l
Benzol
Toluol
Etilbenzol
Xilolok
Egyéb
alkilbenzolok
Összes BTEX
<0,1
46
68
157
205
Koncentráció
3 hét után
g/l
<0,1
10,4
17,8
123
95
476
246
100
77
74
22
54
3. mintaterület – PAH
PAH koncentráció változása az 1-es és 5-ös
mintákban aenzimes kezelés előtt és után
koncentráció ug/l
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1
5
kezelés előtt
- Elsősorban a talajban
halmozódik fel
kezelés után
minta
Kezelés előtti
konc. g/l
1
5
3570
5560
Koncentráció
3 hét után
g/l
2570
3230
elbomlott %
28
42
Összegzés
•
A minták 3 mintaterületről származtak (2 talaj, 1 talajvíz minta)
– 1. mintaterület fő szennyezője TPH
– 2. mintaterület fő szennyezője TPH, BTEX, VOCl, klórfenolok
– 3. mintaterület fő szennyezője: TPH, BTEX, PAH
•
•
A készítmény nagyon jól használható talaj és talajvízszennyezők bontására.
Nagy mennyiségű szennyezés esetén is hatékony, alkalmazhatóságánál
viszont figyelembe kell venni a szennyezett közeg egyéb – elsősorban fém
és összsó – szennyezettségét is, mert ezek a komponensek inhibíciót
okozhatnak.
•
A projekt eddigi eredményi arra utalnak, hogy TPH szennyezés esetén mind
a kisebb, mind a nagyobb szénatom-számú frakcióban jól alkalmazható.
(A magas CH koncentráció egyébként mind a vizekben, mind a talajokban gátolja
biodegradációt.)
•
Jó hatásfokkal bontja
a
mind az alifás, mind az aromás VOCl-eket.
(Az illékony CH-ek – elsősorban az aromások – a mikróbák számára toxikusak lennének, de az
enzimre nem)
•
PAH és BTEX esetében is alkalmazható, de hatékonysága alacsonyabb,
mint a másik két vegyületcsoport esetében.
(A projekt egyik fő célja hogy ezt a hatékonyságot növelni tudjuk a gilisztatrenírozással.)
További feladatok
• Laboratórium:
– Inhibíciós vizsgálatok
– Paraméter optimálás
– Méretnövelés
• Terepi vizsgálatok (optimális hőmérséklet)
– Technológia telepítése,
– Félüzemi kísérletek
Köszönöm a megtisztelő
figyelmüket!
www.elgoscar.eu
Központ: 1134 Budapest, Klapka u. 1-3.
Tel: +36 1 3637231; Fax: +36 1 4670188;
E-mail: [email protected]
Amikre még büszkék vagyunk
Amikre még büszkék vagyunk
Nemzetközi Technológia
és Minőség Díj
EMAS Díj
A Környezet Védelméért Díj