THE USE OF BIOTRANSFORMATION TO REDUCE THE TOXICITY OF POLYCHLORINATED DIBENZO-p-DIOXINS AND DIBENZO-p-FURANS



Podobné dokumenty
Gabriela Šedivcová ENVISAN-GEM, a. s. Biotechnologická divize, Radiová 7, Praha 10 Česká zemědělská univerzita v Praze Kamýcká 129, Praha 6

VYUŽITÍ INTEGROVANÝCH NÁSTROJŮ HODNOCENÍ KVALITY VYČIŠTĚNÝCH MATERIÁLŮ KONTAMINOVANÝCH PAU A PCDD/F

VYUŢITÍ BIOODPADŮ PŘI ELIMINACI ZNEČIŠTĚNÍ ŢIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

Bioremediace půd a podzemních vod

IMPLEMENTACE BIOVENTINGU

PODPOROVANÁ ATENUACE V PRAXI. Vít Matějů, ENVISAN-GEM, a.s. Tomáš Charvát, VZH, a.s. Robin Kyclt, ENVISAN-GEM, a.s.

Mgr. Šárka Tomšejová, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Vliv spalování komunálního odpadu v malých zdrojích tepla na životní prostředí v obcích

OBSAH. ČÁST VII.: TECHNOLOGIE A BIOTECHNOLOGIE PRO LIKVIDACI POPs

Transformace chlorbenzoových kyselin rostlinnými buňkami

VYUŽITÍ TESTŮ EKOTOXICITY PRO POSOUZENÍ KVALITY OŠETŘENÝCH MATERIÁLŮ (ZEMINA, PODZEMNÍ VODA, STAVEBNÍ ODPADY) A ÚČINNOSTI SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

TRANSPORT OF POLLUTANTS DURING SOLID WASTE THERMAL DESORPTION USING MICROWAVE HEATING

Chemie životního prostředí III Pedosféra (07) Znečištění půd

AEROBNÍ MIKROORGANISMY UMOŽŇUJÍCÍ BIOREMEDIACI PŮDNÍ MATRICE KONTAMINOVANÉ TCE, DCE

ÚVOD DO PROBLEMATIKY Výklad základních pojmů v oboru aplikované geochemie a kontaminační geologie

D I O X I N Y riziko pro potraviny a krmiva

Průzkumu znečištění a riziková analýza v komuně Phong My, Vietnam. Sanační technologie Třebíč, květen 2008

HODNOCENÍ SANACE NA ZÁKLADĚ VÝSLEDKŮ CHEMICKÝCH ANALÝZ CÍLOVÝCH POLUTANTŮ

výstupydlepříl.č.6vyhl.č.341/2008 Sb. zákonč.156/1998sb.,ohnojivech. 4 skupiny, 3 třídy pouze mimo zemědělskou půdu

BIOLOGICKÁ ÚPRAVA ZEMĚDĚLSKÝCH ODPADŮ A STATKOVÝCH HNOJIV

BIOLOGICKÁ REDUKTIVNÍ DECHLORACE CHLOROVANÝCH ETHENŮ S VYUŽITÍM ROSTLINNÉHO OLEJE JAKO ORGANICKÉHO SUBSTRÁTU PILOTNÍ OVĚŘENÍ

Rizikové látky v půdě Bioremediace

Vývoj a testování biodegradačních metod sanace znečištění výbušninami

STARÉ ZÁTĚŽE. ÚKZÚZ sleduje hladiny obsahů hladiny obsahů (nikoli hladiny kontaminace) RP a látek v zemědělských půdách

EKOTOXICITA V ČESKÉ LEGISLASTIVĚ. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize, Radiová 7, Praha 10 envisan@mbox.vol.

THERMAL DESORPTION WITH USE OF STEAM CURING OF CONTAMINATED SOLID MATERIALS USING CONVENTIONAL AND MICROWAVE HEATING

NOVÉ POSTUPY DEHALOGENACE PCB S VYUŽITÍM MIKROVLNNÉ TECHNIKY

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

Ochrana půdy. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

polutantů s využitím klasického ohřevu v laboratorním a poloprovozním měřítku

AGRITECH S C I E N C E, 1 1 KOMPOSTOVÁNÍ KALŮ Z ČISTÍREN ODPADNÍCH VOD

Vzorkování pro analýzu životního prostředí 5/14. RNDr. Petr Kohout doc.ing. Josef Janků CSc.

Měření PAHs a POPs na Observatoři Košetice. Adéla Holubová Šmejkalová Observatoř Košetice

Zpráva o účincích bioenzymatické směsi PTP PLUS na kvalitu povrchových vod.

Aplikace kalů z ČOV na zemědělskou půdu s ohledem zejména na obsah těžkých kovů v kalech

Kontaminace ryb v okolí Spolany Neratovice

Nespalovací technologie katalytické dehalogenace POP (Copper Mediated Destruction)

USE OF MICROWAVE ABSORBERS DURING THERMAL DESORPTION PROCESS UTILIZING MICROWAVE HEATING

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

KANALIZACE, BIOLOGICKÉ ČOV A VLASTNOSTI PRODUKOVANÝCH KALŮ MOTTO:

UMÍSTĚNÍ IMPREGNOVANÝCH DŘEVĚNÝCH SLOUPŮ EL. VEDENÍ NA ZEMĚDĚLSKÉ PŮDĚ

KOMBINOVANÁ METODA NZVI S ELEKTROCHEMICKOU PODPOROU PRO IN-SITU SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ


Zkušenosti ze sanací ve Švédsku a Nizozemí. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize

OPTIMALIZACE CHEMICKY PODPOROVANÝCH METOD IN SITU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ.

KATALOG PRODUKTŮ ODPADY.

POUŽITÍ PROPUSTNÉ REAKTIVNÍ BARIÉRY Z NULMOCNÉHO ŽELEZA V SANACI CHLOROVANÝCH ETYLENŮ A JEJÍ VLIV NA BAKTERIÁLNÍ OSÍDLENÍ PODZEMNÍ VODY

Pilotní aplikace Fentonova činidla v prostředí se směsnou kontaminací. Pavel Hrabák, Hana Koppová, Andrej Kapinus, Miroslav Černík, Eva Kakosová

Orientačně lze uvažovat s potřebou cca Kcal na vypaření 1 l kapalné odpadní vody.

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ PŮDA

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ III. Vybrané typy environmentálních polutantů (09/01)

L 320/18 Úřední věstník Evropské unie

prof. Ing. Pavel Tlustoš, CSc. Katedra agroenvironmentální chemie a výživy rostlin

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR

9 Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu (tekuté složky digestátu) pro aplikaci na půdu

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E PRTR

OBSAH ČÁST III.: VÝSKYT POPS VE SLOŽKÁCH ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ČR

Technická univerzita v Liberci fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická. Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc. ZÁKLADY EKOLOGIE.

Pesticidy PAU ClU PCB TK látky In situ biodegradace in podporovaná biodegradace

NAŘÍZENÍ VLÁDY. ze dne 29. ledna 2003

Odběrová místa vzorků zemin a půd Záznam o odběru vzorku Protokoly o analýzách

RADA EVROPSKÉ UNIE. Brusel 31. srpna 2011 (OR. en) 13558/11 DENLEG 116 PRŮVODNÍ POZNÁMKA

NAŘÍZENÍ. (Text s významem pro EHP) (4) Opatření stanovená tímto nařízením jsou nejvhodnější pro zajištění vysoké úrovně ochrany.

MITHON SP TEKUTÝ ALGICIDNÍ PŘÍPRAVEK

Biodegradace zemin kontaminovaných leteckým petrolejem v kombinaci s chemickou oxidací kolonové testy

(5) Je vhodné stanovit dostatečné období k tomu, aby se podniky a příslušné orgány mohly přizpůsobit novým požadavkům.

CONTAMINANTS SEPARATION FROM OFF-GASES GENERATED DURING THERMAL DESORPTION OF POPs POLLUTED WASTES

Aplikace technologie bioreduktivní dehalogenace

OBSAH ČÁST IV.: KONTAMINACE VETERINÁRNÍCH KOMODIT, POTRAVIN A LIDSKÉ POPULACE V ČR

VYUŢITÍ GENETICKY MODIFIKOVANÝCH ROSTLIN PRO REMEDIACI KONTAMINOVANÝCH ZEMIN

Komposty na bázi vedlejších produktů výroby bioplynu a spalování biomasy

Organické látky. Organická geochemie a rozpuštěný organický uhlík

Krajský úřad Ústeckého kraje Odbor životního prostředí a zemědělství Velká Hradební 3118/ , Ústí nad Labem Praha, 28.

Cílená konstrukce bioaugmentačních preparátů a jejich pozice v procesu efektivních bioremediací

HODNOCENÍ PŘIROZENÉ ATENUACE. Horoměřice, 30. března 2011 Petr Kozubek, Enacon s.r.o.

LANDFILL LEACHATE PURIFICATION USING MEMBRANE SEPARATION METHODS ČIŠTĚNÍ PRŮSAKOVÝCH VOD ZE SKLÁDEK METODAMI MEMBRÁNOVÉ SEPARACE

Zdravotní ústav se sídlem v Pardubicích LAGUNA U BOHDALOVA

ROZLIŠENÍ KONTAMINOVANÉ VRSTVY NIVNÍHO SEDIMENTU OD PŘÍRODNÍHO POZADÍ

Problematika dioxinů v krmivech. Miroslav Vyskočil

Denitrifikace odpadních vod s vysokou koncentrací dusičnanů

Využití pyrolýzy ke zpracování stabilizovaných čistírenských kalů

P r a c o v n í n á v r h VYHLÁŠKA. č. /2008 Sb., o podrobnostech zjišťování a nápravy ekologické újmy na půdě

Ing. Dagmar Sirotková. Přístupy k hodnocení BRO

Odbourávání manganistanu draselného v horninovém prostředí

CS Úřední věstník Evropské unie L 54/97

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

Emisní standardy ukazatelů přípustného znečištění odpadních vod. A. Městské odpadní vody. (hodnoty pro citlivé oblasti a ostatní povrchové vody)

AQUATEST a.s. - sanace

INTERAKCE NULMOCNÉHO NANOŽELEZA SE SÍRANY. Pavla Filipská, Josef Zeman, Miroslav Černík. Ústav geologických věd Masarykova Univerzita

Využití metagenomiky při hodnocení sanace chlorovaných ethylenů in situ Výsledky pilotních testů

Těžké kovy ve vodních rostlinách

Výzkum procesu záchytu kontaminantů uvolněných při mikrovlnném ohřevu znečištěných ploch

Koncentrace vybraných polyaromatických uhlovodíků v půdách městských aglomerací (venkovní hrací plochy)

61_2003_Sb. 61/2003 Sb. NAŘÍZENÍ VLÁDY. ze dne 29. ledna 2003

Halogenované organické sloučeniny (jako AOX) Základní charakteristika. Použití. Zdroje emisí

Koncentrace vybraných polyaromatických uhlovodíků v půdách městských aglomerací (venkovní hrací plochy)

Koncentrace vybraných polyaromatických uhlovodíků v půdách městských aglomerací (venkovní hrací plochy)

Bioremediace ftalátů, endogenních disruptorů

Ekologické aspekty záměny fosilních paliv za biomasu

Radiační odstraňování vybraných kontaminantů z podzemních a odpadních vod

VLIV DÁVKY A FORMY DUSÍKATÉ VÝŽIVY NA VÝNOS A OBSAH DUSÍKATÝCH LÁTEK V ZRNU

Transkript:

THE USE OF BIOTRANSFORMATION TO REDUCE THE TOXICITY OF POLYCHLORINATED DIBENZO-p-DIOXINS AND DIBENZO-p-FURANS VYUŢITÍ BIOTRANSFORMACE PRO SNÍŢENÍ TOXICITY POLYCHLOROVANÝCH DIBENZO-p-DIOXINŮ A DIBENZO-p-FURANŮ Gabriela Šedivcová, Robin Kyclt, Vít Matějů, Simona Vosáhlová ENVISAN-GEM, a. s., Biotechnologická divize, Radiová 7, Praha 10, e-mail: g.sedivcova@gmail.com Abstract: The aim of the study is the use of biotransformation to reduce the toxicity of PCDDs/Fs (polychlorinated dibenzo-p-dioxins/furans) in contaminated soil. The treated material (sandy loam soil and anthropogenic backfill) contaminated by PCDDs/Fs originates from the wood impregnation plant in nothern Sweden. The modified process of controlled decontamination by the technology ENVI- BIOSTAB (the support of biological activity by the application of the bacterial preparation, the delivery of organic matter and mineral nutrients, the change in redox conditions, monitoring, technological interventions according to the results of monitoring) proceeds ex-situ. After 8 months the toxicity of the material decreased (expressed as toxic equivalent TEQ) by 37 %. The highest decrease of the concentration was observed in the congener of heptachlorodibenzofurane 1234678- HpCDF from 470 ng g -1 (w/w) to 230 ng g -1 (w/w), which was represented in the contaminated soil in the highest amount. In full scale the technology ENVI-BIOSTAB was succesfully applied for biotransformation and bioimmobilization of the PAHs in soil (decrease of the concentration by 96,8 %, respectively 98,6 %). The efficiency of the technology was verified in the pilot tests with soil contaminated with pesticides and nitrotoluenes (decrease in concentration by 98,8 % respectively 99,4 %). Keywords: dioxine, biotransformation, toxicity, ENVI-BIOSTAB Abstrakt: Podstatou příspěvku je využití biotransformace pro snížení toxicity PCDD/F v kontaminované zemině. Sanovaný materiál (písčitohlinité půdy a antropogenní navážky) znečištěný PCDD/F pochází ze zařízení na impregnaci dřeva v severním Švédsku. Modifikovaný proces řízené dekontaminace technologií ENVI-BIOSTAB (podpora biologické aktivity aplikací bakteriálního preparátu, dodání organické hmoty a minerálních živin, změna redoxních podmínek, monitoring, technologické zákroky dle výsledků monitoringu) probíhá ex-situ. Po 8 měsících došlo ke snížení toxicity materiálu (vyjádřené toxickým ekvivalentem TEQ) o 37 %. Největší pokles koncentrace byl zaznamenán u kongeneru heptachlorodibenzofuranu 1234678-HpCDF z 470 ng g -1 suš na 230 ng g -1 suš, který byl v kontaminované půdě nejvíce zastoupen. V provozním měřítku byla technologie ENVI-BIOSTAB úspěšně aplikována pro biotransformaci a bioimobilizaci PAU v zeminách (snížení koncentrace o 96,8 % resp. 98,6 %). Účinnost technologie byla ověřena při pilotních testech se zeminou znečištěnou pesticidy a nitrotolueny (snížení koncentrace o 98,8 % resp. 99,4 %). Klíčová slova: dioxin, biotransformace, toxicita, ENVI-BIOSTAB Úvod Přítomnost 2,8-dichlordibenzo-p-dioxinu v životním prostředí byla zjištěna již v roce 1941 [1]. Dosud nejtoxičtější synteticky vyrobený organický polutant 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD) je uveden ve studii zaměřené na pyrolýzu pentachlorfenolu v roce 1957 [2]. V archivovaných půdních vzorcích pocházejících z jihozápadní Anglie z let 1893 až 1986 byl v 90. letech 20. století potvrzen výskyt polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů (PCDD) a dibenzo-p-furanů (PCDF). Studie jednoznačně ukazuje, že koncentrace těchto kontaminantů se významně zvyšovala [3] a lze je považovat za starou i novodobou ekologickou zátěž. PCDD/F patří mezi perzistentní organické polutanty (POP). Mezi nejproblematičtější vlastnosti POP z hlediska nebezpečí pro životní prostředí patří toxicita,

perzistence, schopnost kumulace a bioakumulace a schopnost dálkového transportu [4]. V České republice nebyly tyto polutanty klasifikovány jako jedy až do konce roku 1992. Ve většině případů se PCDD a PCDF dostávají do životního prostředí z antropogenní činnosti. Mohou zůstat ve složkách, kam byly primárně emitovány či mohou přecházet přes mezifázové rozhraní do dalších složek životního prostředí; během tohoto transportu mohou být transformovány a vytvářet sekundární znečištění [5]. Habe et al. [6] v úvodu své publikace zaměřené na využití Pseudomonas sp. při bioremediaci půdy uvádí, že PCDD přítomné v půdních sedimentech vykazují extrémně vysokou odolnost vůči degradaci. Matějů [7] se zabývá inovačními integrovanými technologiemi, které neusilují o totální destrukci těžko rozložitelných polutantů, ale o biologickou či chemickou transformaci následovanou imobilizací či stabilizací v ošetřované matrici. Forma polutantu, která vznikne biologickým působením, je silně vázána na určité složky horninového prostředí a stává se imobilní. K hodnocení snížení toxicity takto biologicky ošetřeného materiálu je vhodné využít testy ekotoxicity. Výsledky testů ekotoxicity mohou velice dobře posloužit k hodnocení vlivu pevných matric s kontaminací na rostliny a půdní organismy, pokud jsou aplikovány v kontaktním uspořádání. Sakaki et al. [8] provedli zajímavou studii o možnosti aplikace mikroorganismů využívající cytochrom P450 (enzym podílející se na 1. fázi metabolismu cizorodých látek) pro bioremediaci půd kontaminovaných dibenzo-p-dioxiny (DD). Zkoumali látkovou přeměnu PCDD v játrech savců (hlodavců), na které se podílí cytochrom P450 (CYP1A1 a CYP1A2). Zjistili, že během této látkové přeměny enzymy CYP1A1 a CYP1A2 způsobují hydroxylaci na nesubstituovaných pozicích, hydroxylaci a eliminaci substituovaného chloru a narušení dioxinového řetězce. V laboratorních podmínkách dokázali snížit za 7 dní mikrobiálním preparátem celkovou koncentraci PCDD/F v půdě ze 725 ng g -1 na 665 ng g -1 (TEQ z 11 ng g -1 na 9,4 ng g -1 ). I mnoho dalších autorů dříve potvrzuje, že za vhodných podmínek jsou mikroorganismy schopné biotransformace dioxinů [9], [10], [11], [12]. Halden and Dwyer [10] doporučují biologicky čistit půdy znečištěné dioxiny v nízkých koncentracích (řádově ppb do 10 ppm). Kromě koncentrace záleží také na počtu substituovaných chlórů více chlorované kongenery dioxinů a furanů jsou náchylnější k biodegradaci v anaerobních podmínkách, naopak méně chlorované PCDD/F v aerobních podmínkách [13]. Yoshida et al. [14] a další autoři (např. [15], [16]) potvrzují, že účinnost procesu je podmíněna zahrnutím anaerobní fáze, kdy se na dechloraci podílejí anaerobní mikroorganismy. Materiál a metoda - Sanační technologie ENVI-BIOSTAB ENVI-BIOSTAB je flexibilní biologická inovativní sanační technologie určená pro snížení znečištění způsobeného zejména organickými látkami, které jsou biologicky velmi obtížně odbouratelné (např. polyaromatické uhlovodíky (PAU), chlorované uhlovodíky, fenoláty, herbicidy, pesticidy, výbušniny, dioxiny). Základním procesem je mikrobiálně podporovaná sekvenční anaerobní - aerobní transformace polutantu na produkty, které jsou schopny pevných vazeb na matrici, čímž dojde ke snížení biologické dostupnosti a zamezení transportu v horninovém prostředí. Tím jsou eliminována rizika znečištění, sníží se toxicita materiálu. V provozním měřítku byla úspěšně aplikována pro biotransformaci a bioimobilizaci PAU v zeminách (snížení koncentrace o 96,8 % resp. 98,6 %). Účinnost technologie byla ověřena při pilotních testech se zeminou znečištěnou pesticidy a nitrotolueny (NT) (snížení koncentrace o 98,8 % resp. 99,4 %). Cílem není úplná biologická mineralizace uvedených polutantů (mnohé jsou označovány jako persistentní látky), ale jejich částečná transformace a stabilizace. Mikrobiální rozklad či transformace organických polutantů probíhá za různých redoxních podmínek. Obvykle je v materiálu na počátku vytvořeno anaerobní prostředí. Tím je umožněna biologická transformace polutantů, která by nemohla v aerobních podmínkách probíhat. Po anaerobní fázi následuje biologické ošetřování v aerobních podmínkách. V aerobním prostředí může docházet k další transformaci či rozkladu vzniklých meziproduktů biologické transformace rychleji. Současně dochází k rychlé mineralizaci přidaného organického materiálu a vzniku huminových látek [17]. Tvorba pevných komplexů mezi molekulami huminových látek a transformovanými produkty polutantů vede k imobilizaci zbytkové kontaminace. Tento postup umožňuje účinné zneškodňování i obtížně degradovatelných polutantů. Kontaminovaný materiál (písčitohlinité půdy a antropogenní navážky) pochází z bývalého zařízení na impregnaci dřevěných výrobků v severním Švédsku. K impregnaci byl využíván kreosot

a pentachlofenol (PCP). PCDD/F vznikaly jako vedlejší produkty výroby PCP. Proces dekontaminace probíhá v uspořádání ex-situ v hale. Zemina o hmotnosti 108 t tvoří jednu hromadu. První vzorkování proběhlo ihned po navezení materiálu v červnu 2009. Byly odebrány vzorky pro stanovení PAU, PCP, PCDD, PCDF a obsahu rizikových prvků: As, Cr, Cu. Dále byl proveden mikrobiologický a chemický rozbor: stanovení celkového počtu aerobních heterotrofních bakterií (AHB), amonného dusíku (NH 4 -N), dusičnanového dusíku (NO 3 -N), fosforečnanů (PO 4 -P), ph, sušiny a ztráty žíháním. Po vzorkování byla kontaminována půda smíchána s lignocelulózovým materiálem, zdrojem organické hmoty a biologicky dostupného dusíku. Zemina byla obohacena minerálními živinami. Ke zvýšení mikrobiální aktivity na počátku byla směs inokulována. Připravená směs byla nakonec zvlhčena. Proces byl dále řízen na základě výsledků monitoringu. Na základě výsledků analýz byl materiál dále obohacován o minerální živiny, byl upravován obsah organické hmoty a vlhkost materiálu. V materiálu byly nejprve navozeny anaerobní podmínky. Cílem anaerobní fáze, která trvala přibližně 1 rok, byla biologická dehalogenace. Druhé vzorkování proběhlo 8 měsíců po začátku zásahu (stále ještě v anaerobní fázi). Po anaerobní fázi byly upraveny podmínky pro nástup aerobní fáze. V této fázi by mělo docházet k biotransformaci a degradaci částečně dehalogenovaných molekul PCDD/F. Stanovení PAU, PCP, PCDD, PCDF a As, Cr, Cu zajišťovala akreditovaná laboratoř ANECLAB, s. r. o., České Budějovice. Ostatní stanovení provedla laboratoř společnosti ENVISAN-GEM, a. s. Výsledky a diskuze Výsledky zjištěných koncentrací PCDD/F prvního (úvodního) a druhého (cca po 8 měsících) vzorkování jsou uvedeny v obr. 1. Z grafu je patrný trend snížení koncentrací, který vypovídá o biologické aktivitě. Dioxiny jsou v materiálu obsaženy ve velmi nízkých koncentracích řádově v ng g -1. Biologická eliminace polutantů v nízkých koncentracích je náročná na technologii a obvykle se prodlužuje i doba sanace. Je nutné si uvědomit, že hlavní biotransformační a degradační fáze teprve nastupuje a že druhé vzorkování proběhlo již po 8 měsících zahrnujících zimní období, kdy je mikrobiální aktivita částečně utlumena. Jedná se o zahajovací část dekontaminace technologií ENVI- BIOSTAB, výsledky jsou proto velmi příznivé. Další poklesy koncentrací jsou očekávány z výsledků analýz 3. vzorkování. Obr. 1 Pokles koncentrace vybraných PCDD/F Koncentrace všech stanovovaných PCDD/F prvního i druhého vzorkování jsou uvedeny v tab. 1. Největší pokles koncentrace byl zaznamenán u kongeneru 1234678-HpCDF z 470 ng g -1 suš na 230 ng g -1 suš, který byl v kontaminované půdě nejvíce zastoupen.

Tab. 1: Koncentrace všech stanovovaných PCDD/F Koncentrace všech stanovovaných PCCD a PCDF [ng g -1 suš ] PCCD/F 1.vzorkování 2.vzorkování 2378-TCDD < 0,012 < 0,012 12378-PeCDD 0,027 < 0,025 123478-HxCDD 0,06 0,023 123678-HxCDD 0,68 0,37 123789-HxCDD 0,073 0,052 1234678-HpCDD 9,5 5,4 OCDD 42 30 2378-TCDF 0,029 0,041 12378-PeCDF 0,11 0,097 23478-PeCDF 3,3 2,4 123478-HxCDF 13 11 123678-HxCDF 4,7 3,7 123789-HxCDF 0,088 0,072 234678-HxCDF 2,1 1,7 1234678-HpCDF 470 230 1234789-HpCDF 4 3,2 OCDF 85 80 Významným ukazatelem škodlivosti látek je toxický ekvivalent (TEQ = hodnota koncentrace jednotlivých sledovaných látek přepočtená na ekvivalentní množství 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-pdioxinu). Z obr. 2 je patrné, že důsledkem imobilizace těchto polutantů došlo ke snížení TEQ z 8,7 ng g suš -1 na 5,4 ng g suš -1 (37,9 %) a tím i snížení nebezpečnosti ošetřované zeminy. Obr. 2 Pokles toxického ekvivalentu -1 U PCP byl zaznamenán významný pokles koncentrace z 1580 mg kg suš na 476 mg kg -1 suš. Koncentrace PAU se zatím významně nezměnily. Z rizikových prvků došlo ke snížení koncentrace Cr. Koncentrace Cu se mírně zvýšila, což lze přisoudit změnám oxidačního stavu kovů. U ostatních prvků nebyly pozorovány výrazné změny. Výsledky mikrobiologických a chemických rozborů demonstruje tab. 2. Nízký celkový počet aerobních heterotrofních bakterií v materiálu a snižující se hodnota ph vypovídá o dodržení anaerobních podmínek. Po 1. vzorkování byly do kontaminovaného materiálu

přidány živiny, ale hodnoty chemických ukazatelů (NH 4 -N, NO 3 -N, PO 4 -P) pocházející z druhého vzorkování jsou velice nízké. Došlo k vysoké spotřebě živin a pokračující sanační proces by s takto nízkými hodnotami neprobíhal optimálně, proto bylo nutné živiny co nejdříve opět dodat. Ztráta žíháním 10,1 % vypovídající o obsahu organických látek odpovídá momentální fázi procesu. Celkový přídavek organického materiálu na počátku byl mnohem vyšší. V materiálu se podařilo vytvořit podmínky pro zvýšenou biologickou aktivitu. Dochází k eliminaci polutantů, současně se i snižuje obsah dodaného organického materiálu. Mineralizace dodané organické hmoty je významná z praktického hlediska dalšího nakládání s materiálem. Po ukončení procesu je plánováno jeho využití na skládce. Zde platí legislativní omezení pro celkový obsah organiky (ztráta žíháním nižší než 10 %). Tab. 2 Mikrobiologický a chemický rozbor Mikrobiologické a chemické ukazatele ukazatel 1.vzorkování 2.vzorkování AHB [KTJ g -1 suš ] 2,1.10 7 2,0.10 7 NH 4 -N [mg kg -1 ] 4,3 5,0 NO 3 -N [mg kg -1 ] 0,2 6,3 PO 4 -P [mg kg -1 ] 0,44 2,5 ph 7,9 7,3 sušina [%] 80,9 78,4 ztráta žíháním [%] 7,7 10,1 Možnosti a některé dosažené výsledky biodegradace a biotransformace PCDD/F jsou diskutovány v úvodu článku. Dodání organické hmoty, minerálních živin a zajištění aerobních podmínek (ve 2. fázi) biotransformaci/biodegradaci znatelně urychlí [18]. Dalším důležitým faktorem je kvalita kontaminované půdy, což mimo jiné potvrzují např. Bulle et al. [19] ve studii zabývající se migrací PCDD/F (vyskytujících se též na místech, kde byla prováděna impregnace dřeva s využitím PCP a kreosotu) v různých půdních druzích. Technologie ENVI-BIOSTAB byla již úspěšně aplikována na dekontaminaci půdy znečištěné PAU i NT (TNT) a prozatím dosažené výsledky biotransformace PCDD/F inovační modifikovanou technologií ENVI-BIOSTAB jsou srovnatelné a velice uspokojivé. Výsledky dalších projektů aplikací technologie ENVI-BIOSTAB Biologická technologie ENVI-BIOSTAB je flexibilní a v různých modifikacích využitelná pro eliminaci znečištění těžko degradovatelnými organickými polutanty. Vedle znečištění dioxiny byla využita pro dekontaminaci zemin znečištěných PAU a nitrotolueny (NT). Ukončená biologická dekontaminace PAU technologií ENVI-BIOSTAB Na lokalitě ve Švédsku společnost ENVISAN-GEM, a. s. dekontaminovala 1550 t zeminy. Sanace proběhla v letech 2006 až 2007. Počáteční koncentrace karcinogenních PAU (např. benzo(a)antracen, chrysen, benzo(a)pyren, benzo(b)fluoranten) byla 74,9 mg kg suš -1, nekarcinogenních PAU (např. fluoranten, pyren) 172,25 mg kg suš -1. Cílem bylo snížit koncentraci PAU klasifikovaných jako karcinogenní na nejvýše 4,0 mg kg suš. -1, ostatních analyzovaných PAU pod 40 mg kg suš. -1. Po dosažení těchto limitů bylo možné materiál využít pro technologické účely místní skládky. Po 18 měsících sanace (biologické dekontaminace) bylo dosaženo vysokého snížení koncentrací, a to o 96,8 % karcinogenních PAU a 98,6 % nekarcinogenních PAU na hodnoty 2,39 mg kg suš -1 resp. 2,42 mg kg suš -1 [20]. Ukončená biologická dekontaminace NT technologií ENVI-BIOSTAB V rámci projektu FT-TA/002 řešeného v letech 2004 2007 společnost ENVISAN-GEM, a. s. ve spolupráci s dalšími organizacemi dekontaminovala směs organických materiálů s kontaminovanou zeminou (70,8 % hm. zemina s TNT, 19,4 % hm. bramborový odpad, 9,8 % hm. piliny). Řízená biodegradace probíhala 4 měsíce. Počáteční koncentrace TNT byla 1,08 % sušiny a aplikací biodegradační technologie poklesla na 0,007 % sušiny. Již po 2,5 měsících celková koncentrace NT klesla o 98,8 %. Po dalších 3 týdnech se zvýšila účinnost biodegradace na 99,4 % [20].

Závěr Dosud získané výsledky z provozní aplikace technologie ENVI-BIOSTAB pro eliminaci znečištění dioxiny jsou velmi příznivé. Cílem je ověřit využitelnost technologie pro dekontaminaci zemin v provozním měřítku. Aktuální koncentrace dioxinů v zemině umožňují uložení materiálu po biologické stabilizaci na řízené skládce odpovídající kategorie. Ošetřování materiálu však pokračuje, snahou je dále řádově snížit koncentrace dioxinů v materiálu. Hodnotí se nejen účinnost technologie, ale i náklady spojené s její aplikací. Z praktického, ale i ekonomického hlediska je biologická technologie výhodná. Biologické remediační technologie patří z hlediska polutantu společně s termálními a chemickými technologiemi mezi destruktivní metody (rozkládají polutant). Destruktivní metody jsou preferovány před technologiemi založenými na jiných principech (zkoncentrování polutantů do menšího objemu, prostá imobilizace polutantů bez jejich transformace či degradace). Uvažujeme-li dioxiny, je prakticky jedinou spolehlivou metodou jejich odstranění řízené spalování za vysokých teplot. To je však proveditelné jen za cenu velmi vysokých nákladů. Biologická metoda je pro dekontaminaci zemin ekonomicky mnohem výhodnější a šetrnější k životnímu prostředí. Technologie však musí být v provozním měřítku dostatečně spolehlivá a robustní. Z toho vychází i technologie ENVI-BIOSTAB. Pouţitá literatura [1] UEO, S. (1941): 2,6-Dichlordiphenyle dioxide. Bull. Chem. Soc. Japan 13: 177 [2] SANDERMAN, W., STOCKMAN, H., CASTON, R. (1957) Pyrolysis of pentachlorophenol. Chem. Ber. 90: 960 [3] KJELLER, L. O., JONES, K. C., JOHNSTON, A. E., RAPPE, C. (1991): Increases in the polychlorinated dibenzop-dioxin and -furan content of soils and vegetaion since the 1840s. Environmental Science & Technology, 25: 9, p. 1619 1627. 61 ref. ISSN: 0013-936X [4] FRANKLIN, J. (2006): Long Range Transport of Chemicals in the Environment. Science dossier, Euro Chlor, Brussel, 71 p., dostupné z www.eurochlor.org [5] HOLOUBEK, I. (2000): Klinická onkologie, Zvláštní číslo 2000, s. 21 24 [6] HABE, H., IDE, K., YOTSUMOTO, M., TSUJI, H., HIRANO, H., WIDADA, J., YOSHIDA, T., NOJIRI, H., OMORI, T. (2001): Preliminary examinations for applying a karbazole degrader, Pseudomonas sp. Strain CA10, to dioxin contaminated soil remediation. Appl. Microbiol. Biotechnol. 56: 788 795 [7] MATĚJŮ, V. (2009): Zneškodnění biologicky těžko rozložitelných polutantů v pevných matricích. Sborník konference Inovativní sanační technologie ve výzkumu a praxi II, Vodní zdroje Ekomonitor, ISBN: 978-80-86832-45-6, 168 s [8] SAKAKI, T., SHINKYO, R., TAKITA, T., OHTA, M., INOUYE, K. (2002): Biodegradation of polychlorinated dibenzo-p-dioxins by recombinant yeast expressing rat CYP1A subfamily. Archives of Biochemistry and Biophysics, Vol. 401, p. 91 98, ISSN: 0003-9861 [9] ARMENGAUD, J., HAPPE, B., TIMMIS, K. (1998): J. Bacteriol., Vol. 179, p. 3954 3966 [10] HALDEN, R. U., DWYER, D. F. (1997): Biodegradation of Dioxin Related Compounds: A Review. Bioremediation Journal, Vol. 1, Issue 1, p. 11 25 [11] KASAI, N., IKUSHIRO S., SHINYO, R., YASUDA, K., HIROSUE, S., ARISAWA, A., ICHINOSE, H., WARIISHI, H., SAKAKI, T. (2010): Metabolism of mono- and dichloro-dibenzo-p-dioxins by Phanerochaete chryososporium cytochromes P450. Appl. Microbiol. Biotechnol., Vol. 86, p. 773 780 [12] NOJIRI, H., NAM, J. W., KOSAKA, M., MORII, K., TAKEMURA, T., RURIHATA, K., YAMANE, H., OMORI, T. (1999): J. Bacteriol., Vol. 181, p. 3105 3113 [13] ČERNOHLÁVKOVÁ, J. (2007): Effects of persistent organic pollutants (POPs) on soil microorganisms. Rigorozní práce, Masarykova univerzita, Brno, 40 s. [14] YOSHIDA, N., TAKAHASHI, N., HIRAISHI A. (2005): Phylogenetic Characterization of a Polychlorinated - Dioxin -Dechlorinating Microbial Community by Use Microcosm Studies. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 71, No. 8, p. 4325 4334 [15] FIELD, J. A., SIERRA-ALVAREZ, R. (2007): Biodegradability of chlorinated aromatic compounds. Science dossier, Euro Chlor, Brussel, 116 p., dostupné z www.eurochlor.org [16] FIESELER, C., NOLL, B. (1995): Bioremediation of dioxin contaminated soil. Bioremediation: the Tokyo 94 Workshop, OECD Documents, p. 169 179, ISBN: 92-64-14634-2 [17] SÁNCHEZ-MONEDERO, M. A., CEGARRA, J., GARCÍA, D., ROIG, A. (2002): Chemical and structural evolution of humic acids during organic waste composting. Biodegradation, Issue 13, p. 361-371

[18] NARIHIRO, Z., KAIYA, S., FUTAMATA, H., HIRAISHI, A. (2010): Removal of polychlorinated dioxins by semi aerobic fed batch composting with biostimulation of Dehalococcoides. Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol. 109, No. 3, p. 249 256 [19] BULLE, C., SAMSON R., DESCHENES, L. (2010): Enhanced migration of polychlorodibenzo-p-dioxins and furans in the presence of pentachlorphenol treated oil in soil around utility poles: Screening model validation. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 29, Issue 3, p. 582 590, ISSN: 07307268 [20] VOSÁHLOVÁ, S., MATĚJŮ, V., KYCLT, R., KYSLÍKOVÁ, E., VÍTOVCOVÁ, L., VÁCHOVÁ, V., JANOCH, T., PETŘINOVÁ, L., JÍROVCOVÁ, I. (2006): Průběžná zpráva za projekt FT-TA/002 Výzkum inovačních biotechnologických a kombinovaných chemickobiologických metod pro odstraňování starých ekologických zátěží a snižování rizik pro životní prostředí, Praha, 80 s.