KOLONOVÉ TESTY ISCO K INTENZIFIKACI AEROBNÍ BIODEGRADACE LETECKÉHO PETROLEJE

Transkript

1 KOLONOVÉ TESTY ISCO K INTENZIFIKACI AEROBNÍ BIODEGRADACE LETECKÉHO PETROLEJE J. Macháčková, M. Stavělová Earth Tech CZ s.r.o. V. Jagošová, M. Minařík EPS s.r.o.

2 biodegradační aktivita (kg RU/den/ha) Hradčany části ploch B a F s vysokými obsahy RU P3 V N J BV O S V2 V 1 K y = -0,40x + 209,00 R 2 = 0, L I E bilance NEL (tuny/ha) F B G 2006 biodegradační aktivita / obsah NEL V plochách B a F plošně omezené části s vysokými zbytkovými obsahy kontaminantu, po optimalizaci aerace v roce 2007 přetrvávala nízká biodegradace, zvláště v poli F, západní stáčiště, kontaminace vázána na pískovce, lokláně ověřena přítomnost železitých lamin Dlouho sanované plochy otázka biodostupnosti polutantu

3 Kolonové testy pro ověření biodostupnosti a možnosti využití ISCO v květnu 2008 odběr vzorku zemin zemina vsazena do 4 kolon (cca 50 kg zeminy, vrstva 0,25 m a plně zavodněna vodou z lokality po 6 týdnech zahájena aerace po 2 týdnech aerace aplikován do testovacích kolon oxidant dle výsledků vsádkových testů týden aplikace, dávka rozdělena do čtyř dílčích aplikací (bezpečnost) pak týden na doběh reakcí vzorkování měsíc aerace další kolo vzorkování

4 úbytek NEL (%) Výsledky testu 80% 70% 60% 50% 40% 30% 71% 54% oxidace persulfát/ biodegradace 47% 59% 36% oxidace peroxid/ biodegradace 63% 58% 56% 50% 27% 43% biodegradace saturovaná zóna 40% 27% 69% 74% 72% % 10% 17% 14% biodegradace nesatturovaná zóna 0% BZ-192/I P BZ-192/I D BZ-192/I C FZ-156/I P FZ-156/I D FZ-156/I C BZ-192/II P BZ-192/II D BZ-192/II C FZ-156/II P FZ-156/II D FZ-156/II C kolona

5 KTJ/gram sušiny Vliv ISCO na mikrobiální density degradérů v zemině (kultivační metoda) KTJ/gram sušiny BZ-192/I - Mikrobiální densita v zemině 1,00E+05 1,00E+04 1,00E+03 1,00E+02 1,00E+01 1,00E dno-degradující heterotrofy povrch-dehradující heterotrofy Datum BZ-192/II - Mikrobiální densita v zemině 1,00E+06 1,00E+05 1,00E+04 1,00E+03 1,00E+02 1,00E+01 dno-degradující heterotrofy povrch-dehradující heterotrofy 1,00E Datum

6 Závěry testování ISCO Důvodem pomalé biodegradace na lokalitě byla především menší propustnost zpevněných vrstev pískovců pro aplikovaný vzduch, ne snížená biodostupnost polutantu, jak ukázal výsledek defektní kolony APLIKACE ISCO SE DLE VÝSLEDKŮ KOLONOVÝCH TESTŮ UKAZUJE JAKO VHODNÝ KROK K INTENZIFIKACI SANACE Při terénní aplikaci nutno zajistit distribuci oxidantu především do zpevněných vrstev se zbytkovou kontaminací Po aplikaci oxidačního činidla došlo k částečné sterilizaci kolon, nikoliv však úplné, po stimulaci aerací byla bioaktivita obnovena. Při oxidaci nutno věnovat pozornost ph, součástí technologie by mělo být pufrování V roce 2009 projektován pilotní test v terénu, v rámci výzkumného programu BACSIN vyhodnocení použitelnosti technologie v terénu + ověření vlivu ISCO na mikroflóru nástroji molekulární biologie

7 Remediation of the Hradcany airport 28 ha put consequently under operation in Area divided into clean-up fields (0.5 2 ha) 1650 air sparging wells, 1350 venting wells 60 compressors, 25 blowers, about 100 km of various piping Clean-up fields

8 sanované RU (tuny/rok) náklady na 1 kg RU (Kč) sanovaná plocha (ha) Clean-up efficiency , , , ,9 10,5 218,4 20, ,9 20,4 17,3 19, ,9 13,4 12, sanované tuny RU plocha sanovaných polí ha náklady na 1 kg RU

9 The Clean-up Efficiency Monitoring of extracted air - O 2, CO 2, volume monthly quantification of TPH biodegraded, based on stochiometry C 10 H ,5 O 2 10 CO H 2 O Technology average efficiency 22 tons of TPH biodegraded/ha/year, maximum 60 t/ha/year Background respiration (uncontaminated area 2.3 t/ha/year) Point respiration testing of soil and groundwater 1 2 times a year Control soil sampling 2-4 year period, quantification of TPH mass Groundwater sampling, oil phase monitoring

10 Hodnocení účinnosti sanace Měření respirační aktivity půdních mikroorganismů (1x měsíčně, spotřeba kyslíku, produkce oxidu uhličitého) stochiometrická bilance odbouraných RU, poměr bilance oxid uhličitý/kyslík na lokalitě v průměru 0,9 kontrola úplného odbourání RU Kvantifikace obsahu kontaminantu v sanované ploše bilance NEL na základě vzorkování zemin (1x za dva tři roky) uzavírání podlimitních ploch, kontrola sanace

11 petroleum hydrocarbons (tons) petroleum hydrocarbons removed (kg/day) contamination removed total (tons) Sanační a zeminová bilance pole I Jan-98 Jan-99 Jan-00 Jan-01 Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan biodegradation rate (kg/day) vacuum LNAPL extraction (kg/day) venting (kg/day) total removal (tons) Jan-98 Jan-99 Jan-00 Jan-01 Jan-02 Jan-03 Jan-04 Jan-05 petroleum hydrocarbons removed - remediation balance (a=0,05) petroleum hydrocarbons removed - soil balance maximum soil removal (a=0,1) minimum soil removal (a=0,1)

12 Sanační a zeminová bilance lokality Hradčany odstraněné RU (t/rok) odstraněné RU (t celkem) Bilance kontaminace v zeminách (P 90%) rok tun ropných látek rok tun ropných látek odstraněné množství tun ropných látek (střed tun) Sanační bilance (chyba měření 15%) odstraněné množství tun ropných látek (střed 4.047) 93% biodegradace, 5% volná fáze, 2% venting celkem/rok (t) celkem od zahájení sanace (t)

13 Lokalita Hradčany použití nástrojů molekulární biologie k hodnocení sanace projekt BIOTOOL 5 vzorkovacích míst, vzorky zemin odebírány 3x v rozmezí dvou let bod NEL BTEX HRB-1 (5-6 rok sanace) HRB-2 (3 4 rok sanace) HRB- 3 (0 1 rok sanace) HRB-5 po dokončení mg/l mg/l mg/l 0,01 49 mg/l (výrazný pokles v průběhu projektu) 0,04 10 mg/l (kolísání) mg/l 2 7 mg/l 0,7 1,1 mg/l HRB-0 <0,1 mg/l <0,5 ug/l

14 Detekce taxonomického složení půdní mikroflóry a její metabolické kapacity metodami nezávislými na kultivaci

15 Složení půdní mikroflóry na lokalitě Hradčany

16 Detekce genů kódujících enzymy klíčové pro biodegradaci (TBItoluen- bifenyl oxygenáza)

17

18 Fosfolipidy jako biomarkery v procesu bioremediace fosfolipidy jsou sloučeniny tvořící cytoplazmatickou membránu buněk látky specifické pro živé organismy, možno využít ke kvantifikaci biomasy jednotlivé typy druhově specifické

19 Adaptace na stres změna viskozity membrány Nasycené mastné Kyseliny High Melting Point C16:0/C16:0 = 63 O C Low Temp. High Temp. Solvents Nenasycené mastné kyseliny Low Melting Point C16:1/C16:1 = -34 O C málo viskózní membrána vysoce viskózní membrána Model máslo Model olivový olej

20 degree of saturation area counts of PLFA 1,20E+07 1,00E+07 8,00E+06 Obsah fosfolipidových mastných kyselin na kultivaci nezávislá kvantifikace biomasy 6,00E+06 4,00E+06 2,00E+06 0,00E+00 0,0 1,0 3,0 4,0 5,5 6,5 finished cleanup background years of treatment/ status of soil Stupeň nasycení mastných kyselin míra stresu mikroorganismů finished cleanup Years of treatment/ soil status background

21 Děkuji za pozornost!