Curilo (Bulgária) savas bányavíz kezelése 1
Környezeti kockázatmenedzsment (esettanulmány)
Bulgária bemutatása környezetvédelmi szempontból 2
Az ország területe 111 000 km2 Az ország fele mezőgazdasági terület (szántók,
gyümölcsösök, szőlők, legelők), egyharmada erdőkkel, ligetekkel borított A talajszennyezés fő forrásai:
légköri kiülepedés ipari üzemek közelében ipari hulladékok szennyvíziszapok elhelyezése mezőgazdasági tevékenységek (nehézfémet tartalmazó növényvédő szerek)
A bulgáriai talajok általában nehézfémekkel (Pb, Zn, As,
Cd), szénhidrogénekkel és radioaktív anyagokkal szennyezettek
A szennyezett terület bemutatása (1) 3
•Bulgária Curilo nevű városában •uránbánya: a területet intenzív bányászati tevékenységek (külszíni fejtéses és mélyműveléses bányászat, in situ kioldás) jellemezték (1990-ig) •Bányászott érc gazdag piritben (uránon kívül színes fémeket (Cu, Zn, Pb) tartalmaz) •A lerakatból több ponton is folyamatosan savas kémhatású bányavíz szivárog el, amely nagy veszélyforrást jelent a környező területekre és folyókra •Az AMD (savas bányavíz: „acid mine drainage”) három fő forrása: 1. 2.
3.
felszín alatti bányából elfolyó talajvíz esőzések után az in situ kioldásos technológiával kezelt területről szivárgó víz esőzések után a meddőhányókról szivárgó víz
•Ezek a szennyezett vizek egy vízmosásban összegyűlnek (Q=0,5―4,5 l/s), ami később egy kis folyót (Teina) is elér. Innen kb. 1,5 km-re a Teina folyó a nagyméretű Iskar folyóba torkollik.
http://library.thinkquest.org /05aug/00461/uraninite.htm
A szennyezett terület bemutatása (2) 4
érintett környezeti elemek: talajvíz felszíni vizek talaj
remediációs technológiák (elöljáróban): a Teina
folyóba ömlő szennyezett víz egy részét passzív módszerekkel kezelték
természetes láp mesterséges láp PRB (többfunkciós résfal – MB)
A szivárgó bányavíz (AMD) jellemzői 5
Savas kémhatású (átlagosan pH 2,5―3,5) az acidofil
kemolitotróf szervezetek működése által (oxidálják a piritet, ill. más szulfidokat és az urán tartalmú ásványokat) Szennyezőanyag tartalma: U, Ra, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Pb, As és szulfátok (átlagos mennyiségük 2―5-szöröse a megengedett koncentráció értékeknek) Feladatok: 1. Semlegesítés (pH növelése) 2. Szennyezőanyagok eltávolítása
http://conservationplanetideal.blogspot.hu/2012/02/acid-minedrainage-by-esther-moraa.html
Az egyik szennyezőanyag jellemzése: Az urán
szilárd, ezüstfehér, fémes, radioaktív, nagy sűrűségű (19,1 g/cm³) kémiai 6 elem több száz féle ásványban található a földkéregben. Leginkább savas kémhatású kőzetekben. Átlagos előfordulási gyakorisága 2―3 g/tonna urán taralmú ásványok:
Uránérc a Föld számos pontján előfordul. A legnagyobb termelő országok Kanada, Ausztrália, Nigéria, USA, Oroszország felhasználása:
Urán-szurokérc (0,5-0,8 % urán) Nasturát Torbenit (rézuranit) Metatorbenit Meta-autunit
atomerőművekben (dúsított urán-dioxid tartalmú pasztillák formájában) generátorok fűtőelemeiben nukleáris fegyverek gyártása
http://www.sg.hu/cikkek/43884/megallapita st_nyert_az_uran_dns_re_mert_hatasa
Élettani tulajdonsága:
Kémiai hatását tekintve maga a fém és vegyületei egyaránt súlyosan mérgező anyagok Az urán mint nehézfém károsítja a DNS-t, radioaktív tulajdonságaitól függetlenül Toxicitási adatok: szájon át: LD50(egér)=136 mg/testtömeg kg/nap belélegezve: LC50(egér)= 12 000 mg/m3 (10 perc), tengerimalac 62 000 mg/m3 (2 perc) NOEC és LOEC (egér)=1,360 mg/m3 (2 perc) Bőrön át: LD50 =nyúl: 28 mg/testtömeg kg, tengerimalac :1190 mg/testtömeg kg (4óra) Forrás: Canadian Soil Quality Guidelines for Uranium: Environmental and Human Health. ISBN 978-1-896997-64-3 PDF
Kockázatfelmérés 7
A szennyezett terület kockázatának jellemzése forrás: kvvm.hu
8
Groudev, S.
veszély azonosítása : volt bányaterületről elszivárgó erősen szennyezett és alacsony pH-jú talajvíz, valamint a felszínen tovaterjedő bányavíz a veszélyes anyag mennyisége: a vízmosásban összegyűlő szennyezőanyag térfogatárama 0,5―4,5 L/s, szennyezőanyag tartalmát a fenti táblázat jellemzi környezetbe kerülés módja (a képen barna bekeretezéssel jelölve) érintett környezeti elemek: talaj, talajvíz, felszíni vizek (Taina és Iskar folyók) érintett receptor szervezetek: környező ökoszisztéma
A veszélyt jelentő vegyi anyagok legfontosabb tulajdonságai környezeti szempontból 9
Szennyezőanyagok mindegyike toxikus a környező ökoszisztémára Jellemzően nem illékonyak Mobilitásuk igen eltérő (pl arzén mobilitása a pH növelésével nő, de az ólomé csökken) Vízoldhatóságuk eltérő, de a legtöbbnek kicsi (Pb oldhatósága pH<5 esetén nő, Mn vegyületei vízoldhatóak, As oldhatósága redukált környezetben nő)
Vegyi anyag ipari és mezőgazdasági felhasználásra való megengedett koncentrációja (ppm) – Bulgária
szulfátok
400
U
0,6
Ra (Bq/l)
0,15
Cu
0,5
Zn
10
Cd
0,02
Pb
0,2
Co
0,5
As
0,8
Mn
0,8 Groudev, S.
Szennyezőanyagok kockázatának számszerű jellemzése 10 szennyezőanyag
PEC
PNEC
RQ
szöveges értelmezés
(szivárgó vizekben)
(Groudev, S.)
szulfátok
1062,5
400
2,66
nagy
U
2,55
0,6
4,25
nagy
Ra (Bq/l)
0,3
0,15
2
nagy
Cu
7,7
0,5
15,4
igen nagy
Zn
12,5
10
1,25
nagy
Cd
0,07
0,02
3,5
nagy
Pb
0,46
0,2
2,3
nagy
Co
3,2
0,5
6,4
nagy
As
0,3
0,8
0,375
enyhe
Mn
27,98
0,8
35
igen nagy
PEC: előre jelezhető környezeti koncentráció PNEC: előrejelzés szerint károsan még nem ható koncentráció RQ: kockázati tényező
Kockázatcsökkentés 11
Savas bányavíz remediációjának lehetőségei 12
„Prevention is better than cure” (Jobb megelőzni, mint
kezelni) elv
Abiotikus kezelés
aktív eljárások passzív eljárások
Biológiai kezelés
aktív eljárások (energiaigényes, veszélyes vegyszerek alkalmazása, drága) passzív eljárások (olcsóbb, nincs villamos energiaigénye, természetközeli megoldások)
Alapvető célok: 1. pH növelése 2. Fémtartalom (egyéb szennyezőanyagok) eltávolítása
Savas bányavíz remediációjának lehetőségei 13
Megelőzési technikák
Aktív és passzív védelem Aktív eljárás: Pl:levegőztetés és mész hozzáadás
A földalatti bányák elárasztása/szigetelése
Bányameddő víz alatti tárolása
Megelőzés
Tárolás szigetelt hulladéklerakókban a felszínen
Abiotikus Passzív eljárás: pl: anoxikus mészkő csatornák (anoxic limestone drain: ALD)
Remediáció
Aktív eljárás
Az ásványi hulladékok vegyítése A meddőanyag teljes megszilárdítása
Off-line szulfidogén bioreaktorok
Biológiai
Anionos felületaktív anyagok alkalmazása Passzív eljárások
Mikrokapszulázás Aerob lápok (aerobic wetlands)
Komposzt reaktorok/ Anaerob lápok (anaerobic wetlands)
PRB: VasPermeábilis oxidációs reaktív töltött résfalak
oszlop bioreaktor
Aktív vagy passzív kezelés? 14
pH: 2,5-3,5
0,5-4,5 L/s
http://www.crl.co.nz/downloads/geology/Trumm%202009%20ICARD%20Flow%20Charts.pdf
Passzív kezelési eljárások
Passzív rendszerek az AMD kezelésére 16
Előnyei
Hátrányai
nem kell villamos energia
az elfolyó nem mindig
befektetés nem igényel gépi berendezést (pl. szivattyúk, injektorok), veszélyes vegyszerek hozzáadását nem igényel napi karbantartást természetesebb és esztétikusabb látványt nyújt (növények, állatok) olcsóbb technológia
felel meg a szigorú határértékeknek tönkremehet (pl. télen) viszonylag új technológiák
Passzív kezelési rendszerek bemutatása AMD kezelésére 17
elsődleges passzív technológiák:
mesterséges lápok függőleges átfolyású rendszerek (SAPS) zárt csatorna rendszerek (pl ALD) tavas („pond”) megoldások (pl limestone pond) nyitott csatornák (pl OLC)
egyéb (pl. bioreaktoros rendszer)
Monitoring, fokozott ellenőrzés, karbantartás fontos!!!
Mesterséges (épített) lápok 18
aerob
anaerob
Aerob láp: • Növények szerepe • Mikrobiális oxidáció és bioszoprció • (előkezelése) • Limitált alkalmazhatóság Anaerob láp: • Biodegradálható és permeábilis szerves szubsztrát (pl komposzt) • Mészkőágy • SRB: fémek kicsapása (+bioszorpció) • Lúgosító folyamatok • (előkezelés) http://www.wvu.edu/~agexten/landrec/passtrt/passtrt.htm
http://conservancy.umn.edu/bitstream/59448/1/5.1.Reinhardt.pdf
ALD, OLD, SAPS 19
SAPS
• Mészköveket tartalmazó anoxikus csatorna • Ülepítő tó • Olcsóbb, mint az anaerob láp és SAPS • eltömődés veszély (tervezés!)
• Önállóan nem • Al, Fe, Mn és fém oxidok kicsapása • viszonylag sok mészkő kell http://www.facstaff.bucknell.edu/kirby/ALDOLD.html
ALD
http://www.wvu.edu/~agexten/land rec/passtrt/passtrt.htm
• • • • • •
csatorna rendszer van beépítve kisebb felület és tartózko-dási idő elegendő Tisztítási mechanizmus: SRB ülepítő tó (előkezelés) nagyon savas víz esetén: több SAPS sorba kötve
20
Technológia tervezés oldott fémtartalom
mérése
pH mérés DO mérés
főbb kationok,
anionok (SO4-) mérése
Fe2+/Fe3+ savasság, lúgosság
mérése (mg/l CaCO3 ekvivalens)
térfogatáram terület topográfiai
felmérése
Nettó lúgosság=összes lúgosság - savasság
Passzív technológia tervezése: folyamatábra 21
http://wvmdtaskforce.com/proceedings/92/92HED/92HED.HTM
Reaktív résfalak (PRB) 22
Talajvíz természetes áramlási viszonyait használjuk ki Szennyezőanyagra specifikus töltet (adszorbens, kémiai reagens, biológiai szűrő, redox-rendszer, stb.) illékony vagy vízoldható szennyezőanyag eltávolításra AMD kezelése: reaktív töltet elősegíti a mikrobiális szulfát redukciót, H2S képződést, a nehezen oldható vas, egyéb fémek (Cd, Ni, Co, Cu, As, Zn) és szulfid ásványok kicsapását Nagy léptékben is alkalmazható (szemben egyéb passzív technikákkal)
http://conservationplanet-ideal.blogspot.hu/2012/02/acidmine-drainage-by-esther-moraa.html
In situ technológia Szennyezőanyag szempontjából lehet mobilizáció vagy immobilizáció fizikai (adszorpció), biológiai (biodegradáció, biológiai kicsapás), kémiai (oxidáció, redukció, kicsapás, átalakítás) folyamatok Alkalmazható: szénhidrogén, aromás szénhidrogén, nehézfém szennyezés esetén
Többfunkciós (multibarrier-MB) résfal típusok 23
http://www.multibarrier.vito.be/technical_description.asp
Több szennyezőanyag együttes eltávolítása MB résfallal 24
Felhasználása: triklóretilén (TCE) perklóretilén (PCE) fémek, nehézfémek toluol, benzol
Koncepció: terület specifikus és a jelenlévő szennyezőanyagoktól függ
A félüzemi MB rendszer építése 25
Passzív kezelési rendszerek bemutatása AMD kezelésére Technológia
Jellemzése
aerob láp
26
Tisztítás
Referencia
horizontális, felszíni áramlású rendszer, amely tulajdonképpen egy sekély vizű tó telepített növényzettel (nádas, gyékényes)
fémek (pl Fe, Mn) oxidációja és kicsapatása, biomasszához történő szorpció
Eger és Wagner (2003); USDA és EPA (2000)
OLC
a savas víz átfolyik a mészköveken (vagy egyéb lúgosító ágensen) keresztül
Al, Fe, Mn és fém oxidok kicsapása
ALD
a savas víz mészköveket tartalmazó anoxikus csatornán folyik keresztül
Fe kicsapás
anaerob láp
felszíni áramlású rendszer, atmoszférától izolálva
szulfát redukció (SRB), fém szulfidok kicsapása, bioszorpció a vegetáció által
Brenner (2001), USDA és EPA (2000)
SAPS
függőleges átfolyású rendszer mészkő és szerves anyag rétegen keresztül
szulfát redukció és fém kicsapatás
Kepler és McCleary (1994), Zipper és Jage(2001)
PRB
az áramló víz útjába az eltávolítandó anyaggal kölcsönhatató anyagból készült permeábilis gátat helyeznek el, amely kémiai reakcióba lép, illetve megköti a szennyező anyagot
szulfát redukció (SRB), fémek kicsapása, szorpció
Benner (1997); US DOE (1998)
http://www.clu-in.org/download/techdrct/S_Doshi-SRB.pdf
Ziemkewicz (199)
Watzlaf (2000)
EGYÉB ELJÁRÁSOK
Fitoremediáció 28
Fitoextrakció Fitofiltráció (rhizofiltráció)
Fitovolatilizáció (As)
mobilizáció
Fitodegradáció (csak szerves) Fitostabilizáció
immobilizáció
A gyökérzónás talajvízkezelés és a mesterséges láp szimbolikus ábrázolása a mineralizációt végző mikroorganizmusokkal
http://rydberg.biology.colostate.edu/Phytoremediation/2006 /Pereyra-Webpage/Phyto%20of%20AMD.htm
(AMD kezelésére alkalmazható technológia)
AMD remediációjára használt növányfajták (rizofiltráció) 29
Urán rizofiltrációja: Brassica juncea és Chenopodium amaranticolor genetikailag módosított gyökereit használták az urán eltávolítására (20―23% és 13%-os eltávolítás)
http://rydberg.biology.colostate.edu/Phytoremediation/2006/PereyraWebpage/Phyto%20of%20AMD.htm
Savas bányavízzel szennyezett terület remediációja során alkalmazott technológiák (Curilo, Bulgária) 30
10 évig tartó remediáció Passzív in situ technikákkal:
természetes láp mesterséges láp MB reaktív résfal (talajvíz kezelés)
http://www.labmet.ntua.gr/Enviman/Pictures.htm
Lápok 31
Mesterséges láp
Természetes láp Teina folyó és a gyűjtőárok vizének kezelése (1998-2008) felszínük: 100–600 m2, 10–50 cm mély vízmélység: 5–30 cm Megjelenő vegetáció és változatos mikroflóra:
Typha latifolia Typha angustifolia Phagmites australis Scirpus, Juncus, Eleocharis, Carex, Potamogeton, Poa törzsek néhány képviselője különböző algafajok
Több lápot is használtak a lelőhelyen (némelyiken kevert növényi kultúra, némelyiken monokultúra) Szennyezőanyag eltávolítás két fő folyamata:
mikrobiológiai disszimilációs szulfát redukció bioszorpció
monitoring: havonta kétszer
4 db mesterséges láp (a legnagyobb egy 140 m2-es mesterséges tó volt) Az alja kis áteresztőképességű kövekből állt, amit 3050 cm vastagságban nagy szervesanyag-tartalmú talajjal, növényi és használt gombakomposzttal, tehéntrágyával, összetört mészkővel, iszappal és homokkal fedtek le Ezen kívül több permeábilis falat (melynek összetétele az előbb említett keverék) építettek a víz folyására merőlegesen Megjelenő vegetáció és változatos mikroflóra:
Typha latifolia Typha angustifolia Phagmites australis Scirpus lacustris Juncus, Eleocharis,Carex és Poa törzsek néhány képviselője különböző alga fajok
A víz mélysége 15―60 cm között változott
Q= 0.2―1 l/s
MB reaktív résfalak 32 3 db résfal (kevert és szekvenális) Jellemző folyamatok:
mikrobiális szulfát redukció bioszoprció kémiai közömbösítés
egy tó volt a talajba ásva, amelynek az alja és a falai izoláltak voltak egy
impermeábilis műanyag lap segítségével a kevert MB résfal két részből állt: mészköves lúgosító rész (2,5 m3) • •
kémiai közömbösítés töltet: összetört mészkő és sóder (1:2), a részecskeméret kisebb mint 12 mm
anoxikus rész (20,4 m3) • • •
•
mikrobiológiai szulfát redukció, további kémiai semlegesítés, bioszorpció 8 m hosszú, 1,7 m széles, 1,5 m mély töltet: biodegradálható szerves szubsztrát (tehén trágya, növényi komposzt, szalma), tört mészkő, ammónium foszfáttal telített zeolit mikrobaközösségek (főleg szulfát-redukáló baktériumokat)
Monitoring 33
Havonta kétszer
Víz vizsgálata:
in situ mért paraméterek: pH, Eh, DO, TDS, T AAS és ICP analízis (szennyezőanyagok mennyiségi vizsgálata) U, Ra radioaktivitás mérése: ORTEC gamma-spektrométer mikrobiális vizsgálatok
Üledék és növényi biomassza vizsgálata:
AAS, ICP és XRD analízis (szennyezőanyagok mennyiségi vizsgálata) szekvens extrakciós eljárás (mobilizálhatóság vizsgálat) A talajban lévő összes szénhidrát meghatározása: savas hidrolízis Lignin meghatározása: sósav, majd NaOH-s oldás és Soxhlet extrakció
Curilo uránlelőhely remediációja passzív eljárásokkal 34
Mesterséges láp és sorba kötött MB résfal 35
Kevert (mixed) MB résfal 36
Kevert (mixed) MB résfal 37
Eredmények 38
Természetes láppal történő remediálás Hatékony szennyezőanyag eltávolítás Esetek többségében a megengedhető szint alatt van a kezelés utáni koncentráció
• •
•
A víz tartókodási ideje átlagosan 14―120 óra A hatékonyság jelentős mértékben függ T-től, de télen is hatékony volt! Legfontosabb eltávolítási folyamatok: Mikrobiális szulfát redukció Szorpció
Eredmények (természetes láp) 39
Mikrobiális szulfát-redukció (anoxikus zóna)
Bioszorpció U, nehézfémek, As egy része és a Ra
a szulfát redukáló baktériumok (SRB) tevékenysége során keletkező kénhidrogén oldhatatlan csapadékot képez az uránnal, a fém ionokkal és az arzénnel a természetes láp alsó részében nagy számban és sokféle SRB mikroba volt jelen (működésüket nem gátolták a szennyezőanyagok)
legnagyobb része a növényi és mikrobiális biomasszán, ill agyagásványokon adszorbeálódott
a növényi gyökérzet tartalmazta a
legnagyobb mennyiségű szennyezőanyagot A halott növényi biomassza hatékonyabb szorbens volt, mint az élő! nem volt megfigyelhető a
szennyezőanyagok negatív hatása a növényi és mikrobiáklis aktivitásra és növekedésre
Eredmények 40
Mesterséges láppal történő remediálás
Leghatékonyabb folyamat: mikrobiális disszimilációs szulfát redukció
SO42- koncentráció szignifikáns csökkenése H2S keletkezés Alacsony redoxpotenciál a láp alsó részén (<150mV) Oldott biodegradálható szerves vegyületek jelenléte Szulfátredukáló baktériumok megnövekedett száma
A savas pH semlegesítése: a mikrobiális szulfát redukciós folyamatok során ill. néhány ásvány (pl karbonátok) oldása közben a pH nőtt Az urán és a nehézfémek egy része, az As valamint a rádium nagy része bioszorpció (növények, mikrobák, agyagásvány) által került eltávolításra A legnagyobb mennyiségben a növényi gyökerek kötötték meg a szennyezőket (levelek és szár kevésbé) Néhány mikroorganizmus (Aspergillus, Penicillium, Pseudomonas, Bacillus) és alga (Pediastrum, Eudorina, Scenedesmus) szintén kötött meg szennyezőanyagokat
Eredmények MB résfallal történő remediálás 41 hatékony szennyezőanyag eltávolítás Q=1―17 m3/nap, víz tartózkodási idő 300―18 h három alapvető mechanizmus a szennyezők eltávolítására kémiai semlegesítés (alkalizing
drain: mészköves lúgosító rész)
bioszorpció mikrobiális szulfát redukció
vas eltávolítása kicsapással (a megnövekedett pH által) a többi fém, U, As és Al eltávolítása szintén a lúgosító részben („alkalizing drain”) hidrolízis, majd kicsapás által, ill szoprció által a kémiai lúgosító kezelés hatákonysága idővel erőteljesen csökkent (a mészkövek deaktiválódtak a felületükön kicsapódott vas szemcsék által) a résfal elfolyója oldott szerves vegyületekben gazdag volt illetve sok esetben a megengedhető koncentráció feletti mangánt tartalmazott természetes lápokon kezelték a résfalról elfolyó vizet Nyáron jobb hatékonyság
Eredmények MB résfallal történő remediálás 42
Technológia verifikálás 43
Anyagmérleg és kockázat szennyező
L Á P
P R B
kezeletlen víz szennyező tart. (ppm)
kezelt víz szennyezőanyag tart. (ppm)
átlagos eltávolítási hatékonyság (%)
RQkezdeti
RQvégső
kezelés utáni szennyezőanyag veszélyeztetési szint
44
PNEC
szulfátok
1062,5
767
U
2,55
<0,1
Ra (Bq/l)
0,3
<0,05
Cu
7,7
<0,1
Zn
12,5
<0,5
Cd
0,07
<0,01
Pb
0,46
<0,1
Co
3,2
<0,1
As
0,3
<0,01
28 96 83 99 96 86 78 97 97
400
2,66
1,9
nagy
0,6
4,25
0,2
enyhe
0,15
2
0,3
enyhe
0,5
15,4
0,2
enyhe
10
1,25
0,1
enyhe
0,02
3,5
0,5
enyhe
0,2
2,3
0,5
enyhe
0,5
6,4
0,2
enyhe
0,8
0,375
kicsi
35
0,01 0,6
Mn
27,98
<0,5
98
0,8
enyhe
szulfátok
906
620
32
400
2,3
1,6
nagy
U
0,195
<0,03
85
0,6
0,3
0,1
enyhe
Cu
1,01
0,07
93
0,5
2
0,1
enyhe
Zn
0,97
0,07
93
10
0,1
0,01
kicsi
Cd
0,13
<0,004
97
0,02
6,5
0,2
enyhe
Pb
0,175
<0,04
77
0,2
0,9
0,2
enyhe
Co
0,115
0,055
52
0,5
0,2
0,1
enyhe
Mn
3,95
3,5
11
0,8
4,9
4,4
nagy
Gazdasági elemzés - Költségbecslés 45
Értékelési szempontok
Mesterséges/ természetes láp
PRB
költség (ált.)
nagy
nagy
közepes
közepes
jó
jó-kiváló
20―40 millió euro
2―4 millió euro
(Forrás:: http://mokka.hu)
időigény (ált.) (Forrás:: http://mokka.hu)
költséghatékonyság (ált.) (Forrás:: http://mokka.hu)
beruházási költség (Forrás:http://www.cluin.org/ottawa/downloa d/former_mining_sites/NATO-CCMSOttawa-Multibarrier.pdf)
Ez esetben a remediáció időtartama 10 év volt!
SWOT (mesterséges és természetes lápok) 46
Erősségek: Savas bányavíz hatékony tisztítására, semlegesítésére alkalmas technológia.
Természetes energiaforrásokat használ: mikrobák metabolikus energiája, fotoszintézis, kémiai energia. Viszonylag alacsony a fenntartási, illetve kezelési költség. Jól beilleszthetőek a tájba, ökológiai megoldás, természetközeli megoldás. A láp kialakításával élőhelyet teremt. Nincs vegyszerhasználat. Nincs melléktermék. Nem igényel sok karbantartást, automatizálható.
Gyengeségek: Magas a létesítési költség, és területigény sem hanyagolható el. Az
esővizek esetleges elvezetésére fel kell készülni, valamint a hordalékot is kotorni kell a láp bejárata előtt. Ha nem megfelelő a hordalék eltávolítási foka, akkor eltömődhetnek a rétegek. Télen fenn áll a befagyás veszélye. Toxikus is lehet az élővilág számára. Időigénye nagy lehet. A módszer hatékonysága nagyban függ a talaj, talajvíz, szennyezőanyagok összetételétől, pH-tól, hőmérséklettől, meteorológiai viszonyoktól.
Lehetőségek: Kombinált alkalmazása más rendszerekkel. A mérések alapján melegebb éghajlaton még hatékonyabb a működés.
Veszélyek: A rendszer feltöltődhet a nehézfémek csapadékaival, továbbá a toxikus
anyagok felhalmozódhatnak a vízi élőlényekben. Sok az előre nem látható, ki nem küszöbölhető veszély: pl.: fertőzések kialakulása.
SWOT (reaktív résfal rendszer-MB) 47
Erősségek: Savas bányavizek tisztítására alkalmas. Hosszútávon lecsökkenti a
szennyezőanyagok koncentrációját, és nincs károsanyag kibocsátás. Természetes energiaforrásokat használ: topográfiai gradiens, mikrobák metabolikus energiája, fotoszintézis, kémiai energia. Kevés fenntartást igényelnek, fenntartási költség kicsi. Jól beilleszthetőek a környező tájba, a felszín felett szinte semmi sem látszik.
Gyengeségek: Beruházási költség nagy. Ritka, de rendszeres kezelést igényel.
Megfelelő gradiens szükséges hozzá. Megfelelő hidrogeológiai viszonyok szükségesek, hogy a talajvíz áramlása a PRB-n keresztül történjen. A keletkezett csapadék könnyen eltömődést okozhat a töltetben. Eltömődés esetén a töltet cserélhető. Évtizedekig tartó beruházás, ebből következően a monitoring és utómonitoring költségei nagyok.
Lehetőségek : Kombinált alkalmazása más rendszerekkel. Különböző töltettel
különböző problémákra alkalmazható. A töltet tartalmazó tartály cserélhető kivitelben is készülhet és akkor egyetlen mozdulattal kicserélhető eltömődés vagy kimerülés esetén.
Veszélyek: A rendszer feltöltődhet a csapadékkal és eldugulhat. Ekkor a töltetet cserélni kell. Veszélyt jelenthet a korróziós termékek miatti áteresztő képesség romlás a PRB töltetében. Megemeli a talajvíz pH-ját, de ez még mindig jobb, mintha savas maradna.
Összefoglalás 48
Radionukliddal, nehézfémmel és arzénnel szennyezett
AMD hatékonyan kezelhető megfelelő méretű természetes és mesterséges lápokkal (abban az esetben, ha azon megfelelő a mikroflóra és a növénytakaró, valamint ha optimálisak a geológiai, hidrogeológiai és klimatikus feltételek). Hatékony AMD tisztítás érhető el reaktív résfalak (MB) segítségével is.
A mészköven kívül a ZVI (Fe°) és zeolit-ammónium foszfát növelik a hatékonyságot Idővel szükséges a töltet (szubsztrátok) kicserélése
A leghatékonyabb tisztítást az előzőek kombinációjával
(azokat sorba kötve) érhetjük el.
Felhasznált irodalom 49
Groudev, S.N., Nicolova, M.V. (2001) Treatment of acid mine drainage from an uranium deposit by means of a natural wetland. ISEB 2001 Phytoremediation Conference, Leipzig, Germany Groudev, S., Georgiev, P. Case study: Bioremediation of acid mine drainage in the uranium deposit Curilo, Bulgaria, http://biutec.at/safemanmin/DST/DST_files/SAFEMANMIN/WP3/chapter4/4.7.%20Case%20study .pdf http://www.blm.gov/nstc/library/pdf/TN390v04.pdf Barrie, J.D., Hallberg, K.B. (2005) Acid mine drainage remediation options: a review. Science of the Total Environment 338, 3-14 Zipper, C., Skousen, J. (2011) Passive treatment of Acid-mine drainage http://pubs.ext.vt.edu/460/460-133/460-133_pdf.pdf http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1018&context=usblmpub Groudev, S., Georgiev, P. (2008) Bioremediation of acid mine drainage in a uranium deposit. Hydrometallurgy, 94., 93-99. http://www.kvvm.hu/szakmai/karmentes/annotaciok/csop5/05.htm http://hu.wikipedia.org/wiki/Ur%C3%A1n http://www.cluin.org/ottawa/download/former_mining_sites/NATO-CCMS-OttawaMultibarrier.pdf http://www.wvu.edu/~agexten/landrec/passtrt/passtrt.htm Reaktorszemlélet: http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/Reaktorszeml%C3%A9let.PDF Canadian Soil Quality Guidelines for Uranium: Environmental and Human Health. ISBN 978-1896997-64-3 PDF Körinfo mokka.hu
Köszönöm a figyelmet! 50
