Page 1
Siófok 2006.09.20.
Ciklodextrines kezelésselkombinált technológiák
a környezeti kockázat csökkentésére
Fenyvesi Éva1, Gruiz Katalin2
1CycloLab Ciklodextrin Kutató-fejlesztı Laboratórium Kft, 2Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem,
Mezıgazdasági Kémiai Technológia Tanszék
Page 2
Siófok 2006.09.20.
Az α-, β- és γ-ciklodextrin molekuláktérszerkezete
Saját fejlesztéső technológia:Ciklodextrinnel gyorsított biodegradáció
Page 3
Siófok 2006.09.20.
komplexvendégmolekula
+
gazdamolekula komplexkomplexvendégmolekula
+
gazdamolekula
Ciklodextrinek zárványkomplex-képzési sémája
Page 4
Siófok 2006.09.20.
Ciklodextrines kezeléssel kombinált talajkezelési technológiák
Talajmosás – a keletkezı szennyvíz kezelése fizikai-kémiai, biológiai módszerekkel
Biodegradáció
A technológiák alapja:oldékonyságnövekedés
Fitoremediáció
Page 5
Siófok 2006.09.20.
Oldékonyság (mg/L) vízben
(So) * 5%
RAMEB oldatban
(SR)
5% HPBCD oldatban
(SH)
SR/So SH/So
Naftalin 32 1000 710 30 22 Antracén 0,045 65 34 1350 755
Pirén 0,14 18 3.3 110 24
* EPA Resources, Soil Screening Guidance, Supplemental Guidance of Soil Screening Levels of Superfund Sites (Peer Review Draft, March 2001)
PAH vegyületek oldékonysága vizes ciklodextrin oldatokban
Page 6
Siófok 2006.09.20.
LogKow LogKoCD LogKow-LogKoCD
Vízben
10%
HPBCD
oldatban
10%
RAMEB
oldatban
HPBCD RAMEB
p-klóranilin 1,82 1,22 1,13 0,60 0,69
p-klórfenol 2,39 1,61 1,45 0,78 0,94
diklórbenzol 3,45 2,47 2,35 0,98 1,10
1-metil-naftalin 3,79 2,58 2,34 1,21 1,45
tetraklórbenzol 3,96 2,95 2,72 1,01 1,24
fenantrén 4,67 3,02 2,47 1,65 2,20
Page 7
Siófok 2006.09.20.
A ciklodextrines talajmosás technológiai sémája
ventillátoradszorber
Page 8
Siófok 2006.09.20.
Ciklodextrines talajmosás, demonstrációs kísérlet
Page 9
Siófok 2006.09.20.
Talajmosás HPBCD oldattal (“push-pull”rendszer)In situ terepi kísérlet egy katonai repülıtéren(Utah, USA)
5 kg triklóretilénttávolítottak el 2 hónap alatt20%-os HPBCD oldattal
Boving, T.: EPA Technology News and Trends 1-2, 2003
Page 10
Siófok 2006.09.20.
A talajmosás során keletkezettCD-tartalmú szennyvíz ártalmatlanítási lehetıségei 1.
biológiai kezelés
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80
Idı (óra)
Bife
nil k
onc
. (m
g/L
)HPBCD nélkül
50x HPBCD-vel
10x HPBCD-vel
Yoshii, H.et al.Biological Journal of Armenia, 18; 226-236, 2001
Page 11
Siófok 2006.09.20.
A talajmosás során keletkezettCD-tartalmú szennyvíz ártalmatlanítási lehetıségei 2.
Fizikai kezelés
SztrippelésAktív szenes adszorpcióFotokatalitikus bontás
0
20
40
60
80
100
120
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
BCD konc. (%)
Ext
rahá
lt P
CP
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Bom
lott
PC
P (
%)
Page 12
Siófok 2006.09.20.
A talajmosás során keletkezettCD-tartalmú szennyvíz ártalmatlanítási lehetıségei 3.
Kémiai kezelés (katalitikus vagy gátló hatás)
A talajvíz elektrokémiai kezelése Fenton oxidációval
0
20
40
60
80
100
120
0 4 6 8 10
C M BC D k onc . ( %)
CH2OCH2C
CH2OCH2C
O O
Fe
OO
Cl
Cl
Cl
Cl
H2O2HO
.
CH2OCH2C
CH2OCH2C
O O
Fe
OO
Cl
Cl
Cl
Cl
H2O2HO
.
Fe2+ + H2O2 Fe3+ +OH- +.OH
Page 13
Siófok 2006.09.20.
A szennyezıanyag a talajszemcséken adszorbeálódottA mikroorganizmusok a talaj vizes fázisában élnek
mikroorganizmus
Szerves szennyezıanyag
Talaj részecskék
Oldékonyság és biológiai hozzáférhetıség javítása ciklodextrinekkel
A ciklodextrin hatásmechanizmusaa biológiai talajtisztításban
Page 14
Siófok 2006.09.20.
Transzformátor alatti szennyezett talaj tisztítása kombinált technológiával:In situ bioremediáció(bioventilláció, tápanyag pótlás, RAMEB adalék)A talajvíz ex situ kezelése
Page 15
Siófok 2006.09.20.
Transzformátor
Talajvíz
Transzformátorolajszennyezıdés
Levegı Víz Levegı beszívás
Talaj
Transzformátor
Talajvíz
Transzformátorolajszennyezıdés
Levegı Víz Levegı beszívás
Talaj
Az in situ kísérlet technológiai folyamatainak vázlata
Page 16
Siófok 2006.09.20.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 5 10 15 20Idı (hét)
EP
H in
wa
ter
(mg
/dm
3)
RAMEB
RAMEB
-1
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20
Idı (hét)
CO 2 (%)
17
17.5
18
18.5
19
19.5
20
20.5
21O 2 (%)
RAMEB RAMEB
A talaj szénhidrogén-tartalma (mg/kg) mélység start 24. hét 47. hét 10-30 cm 25000 1600 210 80-90 cm Nem mértük 800 260
A talajlevegı CO2-tartalma megnıtt a mikrobiális aktivitás miattA kiszivattyúzott talajvíz szénhidrogéntartalma csökkentA talaj szénhidrogén-tartalma és toxicitása csökkent
Page 17
Siófok 2006.09.20.
Fitoremediáció
BCD jelenléte elısegíti PAH vegyületek felvételét és transzlokációját a növényekbe
Megnövekedett PAH-tartalom a szójababban
BCD hatására felgyorsult mikrobiológiai degradáció
Bardi L. et al J. Incl. Phenom. Közlés alatt
Page 18
Siófok 2006.09.20.
A technológia neve
CD-vel javított talajmosás
CD-nel gyorsított, talajmosás + biodegradáció
Bioremediáció BCD adalék alkalmazásával
CD-nel gyorsított kombinált bioremediáció)
Az alkalmazott CD típusa
HPBCD RAMEB BCD BCD
Az alkalmazott CD koncentrációja
20 % a mosóoldatban (össz. 936 kg)
150 +75 g/m2 (össz. 45 kg)
1 g/m2 (össz. 50 kg)
170 g/ m2
(össz. 10 kg)
Egyéb adalékok - N, P N, P, a felszaporított mikroflora
N (karbamid 250 g/m2
A demonstrációs kísérlet helyszíne
Virginia USA Kaba Kutricamajor
Doria Riparia Olaszország
Piemonte, Olaszország
A terület nagysága kb. 9000 l víz 200 m2 (3 m mélyen)
46.174 m2 (1,7 m mélyen)
60 m2 (0,8 m mélyen)
Jellemzı szennyezıanyagok
15 mg/l triklóretilén
TPH 3 000– 28 800 mg/kg
TPH 310-660, PAH: 300 ppm