BIOREMEDIJACIJA: ODRŽIVA BIO/TEHNOLOGIJA ZA SOILIFIKACIJU/REVITALIZACIJU DEGRADIRANIH PROSTORA Prof. dr Miroslav M. VRVIĆ 1,2 , dipl. hem., direktor ([email protected]; www.chem.bg.ac.rs ) Tanja JEDNAK 2,1 , master biohemije Rukovodilac upravljanja otpadom ([email protected]; www.bremgroup.com ) 1 Hemijski fakultet ,Univerzitet u Beogradu i 2 BREM GROUP doo, Beograd Lazarevac (Zgrada poslovodnog odbora RB “Kolubara”) 01. 04. 2016.
65
Embed
BIOREMEDIJACIJA: ODRŽIVA - · PDF file•Enzimologija •Metaboliti ZAGADJUJUĆA SUPSTANCA •Prenos mase •Biodostupnost •Hidrofobnost •Rekalcitrantnost •Struktura....
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BIOREMEDIJACIJA: ODRŽIVA
BIO/TEHNOLOGIJA ZA SOILIFIKACIJU/REVITALIZACIJU
DEGRADIRANIH PROSTORA Prof. dr Miroslav M. VRVIĆ1,2, dipl. hem., direktor
PRIRODNIH NAUKA BIO BI NEOMETANI PROTOK SUPSTANCI I ENERGIJE KROZ SVE EKOSFERE
NA ZEMLJI, ODNOSNO ODVIJANJE BIOGEOHEMIJSKIH CIKLUSA (BGC)
UKLJUČUJUĆI I HIDROLOŠKI
CIKLUS BEZ NEPREDVIDJENIH DOGADJAJA, REAKCIJA,
ZASTOJA!!!
6
Jedinstvo kruženja supstance i energije kod MIKROORGANIZAMA,biljaka i životinja
Transformacija, kruženje, migracija i koncentrovanje hemijskih elemenata u atmosferi, hidrosferi, litosferi i biosferi vrše se abiogenim i biogenim putevima. Posebno mesto u transformaciji i kruženju elemenata zauzimaju MIKROORGANIZMI.
Solarna konstanta = 19,1 kcal/min/m2
Otpad
Otpad
Resursi
Resursi
Potrošnja
Potrošnja
Priroda Čovek
BIO/REMEDIJACIJA
BIOREMEDIJACIJA proces koji koristi nepatogene
mikroorganizme i/ili njihove enzime da
životnu sredinu prečisti i vrati u stanje
pre zagadjenja!
BIOREMEDIJACIJA-BIOLOŠKA DEGRADACIJA I
DETOKSIKACIJA (NA MESTU ZAGADJENJA-IN SITU ILI NA
DRUGOM MESTU-EX SITU) ZEMLJIŠTA, POVRŠINSKIH, PODZEMNIH I OTPADNIH VODA I VAZDUHA (PROCESNIH I
OTPADNIH GASOVA) OD ŠTETNIH SUPSTANCI (I/ILI
NJIHOVA TRANSFORMACIJA I RAZGRADNJA PRE ZAGADJIVANJA ŽIVOTNE SREDINE, TJ. DOK SU JOŠ
USKLADIŠTENI), KAO ŠTO SU ORGANSKI ZAGADJIVAČI(NAFTA I DERIVATI NAFTE, PESTICIDI, DETERDŽENTI,
TZV. “OTPADNOG MAZUTA” ZA POTREBE JAVNOG KOMUNALNOG PREDUZEĆA BEOGRADSKE ELEKTRANE (JKP BE)
BIOREMEDIJACIJA VANBILANSNOG MAZUTA ZA POTREBE JKP BE
TPH0 = 39,9 g/kg SS TPHend < 0,5 g/kg SS
EFIKASNOST ≈ 99 %
EX SITU POSTROJENJE ZA BIOREMEDIJACIJU ZEMLJIŠTA ZAGADJENOG UGLJOVODONICIMA SA LOKALITETA “NITEKS”/”BENETTON” U
NIŠU KAPACITETA OKO 5000 KUBNIH METARA, KOJE JE USPEŠNO TRETIRANO
(DECEMBAR 2011.-JULI 2012.)
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME
NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE BUŠOTINE 69
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME
NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69-13. 04. 2011.
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME
NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69
BIOREMEDIJACIJA (SANACIJA) PRIMARNE ISPLAČNE JAME
NA NAFTNOM POLJU TURIJA SEVER KOD ZATVORNE BUŠOTINE-Tus 69-09. 11. 2012.
STANJE NA SANIRANOJ ZAULJENOJ PRIMARNOJ ISPLAČNOJ JAMI KOD ZATVORENE BUŠOTINE Tus-69 POSLE PROLEĆNE SETVE KUKURUZOM-28. 05. 2012.
ŠEMA IN SITU BIOREMEDIJACIONOG TRETMANA ZAGADJENIH PODZEMNIH VODA U “BIPOLARNOM” MODELU
IN SITU BIOREMEDIJACIJA IZDANSKIH I PODZEMNIH VODA NA LOKACIJI “NITEKS”/”BENETTON” U NIŠU, KOJOM JE
USPEŠNO TRETIRANO OKO 2500 + 2300 KUBNIH METARA
(MART-JUNI 2012. GODINE)
I do 30x brža od prirodnog procesa samoprečišćenja!
Čini oko 20-25 % ukupnih remedijacionih postupaka u svetu, što
se procenjuje da je trenutno na svetskom tržištu vredno oko 20milijardi EUR!
Prosečna cena samog procesa bioremedijacije u Evropi je oko 115 €/t (za nivo kontminacije do 5 gTPH/kgSS)!
Mobilni bioreaktor za bioremedijaciju štedi vreme, štedi prostorpošto nema skladištenja, štedi transport, ŠTEDI NOVAC !!!
ANALIZA USPEŠNOSTI BIOREMEDIJACIJE:
NE ZABORAVITI:
☺BIOREMEDIJACIJA JE TEHNOLOGIJA KOJA NE GENERIŠE OTPAD
VEĆ GA U POTPUNOSTI REŠAVA ! ! !
☺ PRAKTIČNO NE POSTOJI ZAGADJUJUĆA SUPSTANCA KOJU
MIKROBI NE MOGU DA RAZLOŽE UKLJUČUJUĆI I ZLOGLASNE POPs !!!
IZOLOVANJE , SELEKCIJA I ADAPTACIJA
UMNOŽAVANJE MIKROORGANIZAMA
BIOREAKTOR
SADAŠNJE STANJE TEHNOLOGIJE
U PRIMENI !
NIS TRANSNAFTA
EMS EPS
JKP BEOGRADSKE ELEKTRANE MINISTARSTVO ODBRANE MINISTARSTVO PRAVDE
MINISTARSTVO FINANSIJA-NBSKOMERCIJALNA BANKA, Beograd
GSP, Beograd FAM, TRAYAL, Kruševac
TIGAR TIRES, Pirot NITEKS-BENETTON, Niš
VALY/GOLDEN LADY, Loznica/Valjevo METALAC, Gornji Milanovac
TENT, Obrenovac ......
NEKE VAŽNIJE REFERENCE
DA LI POSTOJI VEZA IZMEĐU
SOILIFIKACIJE/HUMIFIKACIJE I BIOREMEDIJACIJE?
EKSPERIMENTI SOILIFIKACIJE/HUMIFIKACIJE Praćenje procesa bioremedijacije složenih kontaminanata (mešavina mazuta i katalizatora) iz naftne industrije izvedeno je takođe u sloju veštačkog zemljišnog supstrata, kao i drugi eksperiment, ali prirazličitim uslovima, kako bi se utvrdilo koji od faktora najviše utiče na brzinu razgradnje i transformacije zagađivača. Eksperiment se sastojao iz pet haldi, pri čemu je masa svake halde iznosila oko 45 kg (pesak ~33,75 kg; piljevina ~3,75 kg; složeni kontaminant (katalizator+mazut) ~7,49 kg). Sve halde su sadržale
navedene sastojke u istoj količini kao i slepa proba, samo su se razlikovale u uslovima pod kojima jeizvedena biodegradacija. Eksperiment bioremedijacije je trajao 170 dana. • Prva halda (I) se sastojala iz peska, piljevine i zagađivača, nazvana je sirova halda, i predstavlja slepu probu. • Druga halda (II) je predstavlja aerisanu haldu, sastojala se iz istih komponenata kao i prva, i mešana jejednom mesečno, kako bi se postigao efekat aeracije. • Treća halda (III) je biostimulisana halda, jer je pored peska, piljevine i zagađivača sadržala i izvore azota, fosfora i kalijuma (amonijum-nitrat, kalijum-difosfat i kalijum-hlorid). Količine azota, fosfora i kalijuma koje su dodata u skladu su sa odnosom COrg:NUkupni:PDostupni:KDostupni =100:10:1:0,1. • Četvrta halda (IV) predstavlja je biostimulisanu i aerisanu haldu. Sastojala se iz peska, piljevine, zagađivača, amonijum-nitrata, kalijum-difosfata i kalijum-hlorida, i mešana je jednom mesečno. • Peta halda (V) je predstavlja inokulisanu haldu, u kojoj je bilo sve zastupljeno kao i u četvrtoj haldi, uzdodatak umnoženog konzorcijuma mikroorganizama, izolovanog iz složenog kontaminanta. Reinokulacija je rađena svakih trideset dana.
HEMIJSKI POKAZATELJI PROCESA
BIOREMEDIJACIJE/SOILIFIKACIJE/HUMIFIKACIJE
IZOLOVANJE HUMINSKIH KISELINA
Dan %C %H %N %S %O* H/C atomski
odnos
O/C atomski
odnos E4/E6
0 60,27 8,51 3,35 1,62 26,25 1,69 0,33 1,97
90 58,52 7,64 3,49 1,42 28,93 1,56 0,37 2,30
Karakterizacija huminskih kiselina
Talasna dužina [cm-1] Dan
0 90
1600/2924 (aromatični C/alifatični C) 0,084 0,158
1600/2850 (aromatični C/alifatični C) 0,126 0,254
1600/1707 (aromatični C/alifatični C) 0,114 0,179
Elementarna organska mikroanaliza i parameter E4/E6
Na slici se može uočiti da se tokom bioremedijacije povećava
puferski kapacitet huminskih kiselina, što znači da je došlo do
porasta u sadržaju funkcionalnih grupa koje su odgovorne za
ukupnu kiselost, tj. hidroksilnih i karboksilnih grupa.
SUPSTRAT PRE I POSLE BIOREMEDIJACIJE/SOILIFIKACIJE/
HUMIFIKACIJE
PROJEKAT MPNTR: III 43004 Nove tehnologije u zaštiti-2011-06. 2016.
“SIMULTANA BIOREMEDIJACIJA I SOILIFIKACIJA DEGRADIRANIH PROSTORA, ZA OČUVANJE PRIRODNIH RESURSA BIOLOŠKI AKTIVNIH
SUPSTANCI I RAZVOJ I PROIZVODNJU BIOMATERIJALA I DIJETETSKIH PROIZVODA”
Miroslav M. VRVIĆ Rukovodilac projekta
Participanti
“NRK INŽENJERING” doo, Beograd “BREM GROUP” doo, Beograd
Podprojekat 1: “SIMULTANA BIOREMEDIJACIJA I
SOILIFIKACIJA DEGRADIRANIH PROSTORA” Rukovodilac: Prof. dr Miroslav M. VRVIĆ
Hemijski fakultet, Beograd Podprojekat 2:
“ZAŠTITA GEO- I BIOSREDINA KAO PRIRODNIH RESURSA I IZVORA BIOLOŠKI
AKTIVNIH SUPSTANCI” Rukovodilac: Prof. dr Petar J. PAPIĆ
Rudarsko-geološki fakultet, Beograd
BUDUĆNOST !
Jalovište starih rudarskih radova RTB Bor
Jalovište starih rudarskih radova RTB Bor
Acidithiobacillus sp. B2 - KC691309
Hemolitautotrofna gvoždje i sumpor oksidujuća acidofilna bakterija roda Acidithiobacillus je izolovana iz tečnog
uzorka iz jezera Robule (RTB Bor, Srbija). Molekulska karakterizacija ukazuje da izolovana vrsta pripada rodu Acidithiobacillus, sa 99,28% sličnosti sa Acidithiobacillus ferrivorans, 98,54% saAcidithiobacillus ferridurans i 98,21% sličnosti sa Acidithiobacillus ferrooxidans Sekvenca gena 16S rRNK uzorka Acidithiobacillus sp. B2 je deponovana u genskoj banci NCBI, GenBank, Holandija, pod brojema KC691309.
“ANTROPOGENI-TEHNOGENI MINERALNI SUPSTRAT (PEPEO I ŠLJAKE) NASTAO SAGOREVANJEM LIGNITA, KAO MATIČNA