TALAJVÉDELEM
© Dr. Barkács Katalin 1
© Dr. Barkács Katalin 2
A TALAJ JELLEMZŐI
háromfázisú polidiszperz rendszer, amelyben szilárd, cseppfolyós és légnemű anyagok találhatók diszpergált állapotban
a bioszféra része, a szilárd földkéreg legfelső, laza, termékeny takarója
fizikai, kémiai, és biológiai folyamatok bonyolult rendszerének állandó színhelye
© Dr. Barkács Katalin 3
A TALAJ FELÉPÍTÉSE
levegőtartalma: O2 tartalma: 15% CO2 tartalma: a levegőbeni 0,03%-hoz képest 1-3%
víztartalma: Magyarország talajtakarójának egy méteres rétege mintegy 35 - 40 km3 víz befogadására és 25 - 30 km3 víz raktározására képes, amelynek kb. 40 - 45 %-a hasznosítható víz
szervetlen: ásványi anyagok, kőzetek
szerves: - élő: növényzet, állatvilág (mikroorganizmusok) - élettelen: humusz © Dr. Barkács Katalin 4
© Dr. Barkács Katalin 5
A TALAJ TERMÉSZETES ÖSSZETEVŐI
Talajlevegő: pórusokban helyezkedik el, találhatunk benne vízgőzt, továbbá különböző bomlási folyamatokból származó gázokat. CO2 tartalma: 0,2 – 14 % között ingadozik, de átlag 2 %
O2 tartalma: 12-15 % Tartalmaz még ammóniát, kén-hidrogént, metánt, merkaptánt, indolt és szkatolt is.
A talajlevegő összetétele meghatározza a talajban végbemenő folyamatok irányát, mivel az oxigéndús levegőjű talajban oxidációs és oxigénben szegény levegőjű talajban redukciós irányban tolódnak el a biokémiai folyamatok.
© Dr. Barkács Katalin 6
A TALAJ TERMÉSZETES ÖSSZETEVŐI
Talajvíz A talaj a csapadékból, a talajvízből és igen kis mértékben a talajba jutó levegő páratartalmának megkötődéséből fedezi nedvességtartalmát.
A talaj víztartalom alapján történő felosztása: - kiszáradási vagy párolgási zóna: változó víztartalmú - áteresztő zóna: a növényzet számára ez biztosítja a víztartalékot - kapilláris zóna: minimális vízkapacitással rendelkezik - talajvízgyűjtő zóna: max. vízkapacitással rendelkezik, ebből a rétegből nyerjük az ivóvizünket - impermeábilis zóna: a víz számára többékevésbé áthatolhatatlan pl. agyag, kőzet
© Dr. Barkács Katalin 7
A TALAJ TERMÉSZETES ÖSSZETEVŐI
Természetes ásványi anyagok: makroelemek: Na, K, Ca, P mikroelemek: Cu, Co, I, Mg, S
ultramikroelem: F, Zn, As, Mn,
Radioaktív izotópok: urán-238, tórium-232, kálium-40
© Dr. Barkács Katalin 8
A TALAJ TERMÉSZETES ÖSSZETEVŐI
Humusz: - szerves kolloidok keveréke - a talaj legelterjedtebb nem élő szerves anyaga, aromás karakterű három dimenziós kolloid rendszer
Fő tulajdonságai: - kitűnő víztároló képesség - a talaj vázrészeit rögökké, morzsákká ragasztja össze - a növények tápanyagait megköti, védi az eső okozta kimosódástól - C-forrás, továbbá adszorbens 150-300 mval/100g ioncsere kapacitású
© Dr. Barkács Katalin 9
HUMUSZ SZEREPE A KÖRNYEZETBEN
A humin anyagok fontos szerepe: savasság, komplexképzés, redukálók, kolloidok kevés oldott rész
Más elemek biológiai hozzáférhetőségét befolyásolja Az élő vizek szerves anyagának fele (DOC) huminszerű pl. 8-9 mg/L C a Balaton szerves oldott anyaga fajlagos UV abszorpció A254 /DOC adat a szakirodalomban vízre átlag 12, talajeluátumra ez az érték 23-58
A humusz a vízben C-forrás, továbbá adszorbens
Toxikus vegyületek prekurzora (klórozás)
10-40 kg C/év/hektár a humusz eredetű atmoszférikus szennyezés © Dr. Barkács Katalin 10
A TALAJ TERMÉSZETES ÖSSZETEVŐI
Mikroorganizmusok: Felszín alatti 0 -15 cm mélységben: kevés mikroba 15 - 20 cm mélységben: több tíz millió mikroba/ 1 g talaj 1,5 m mélységben: anaerob baktériumok
1 gramm talajban élő mikrobák megoszlása: 1 milliárd baktérium 35 millió sugárgomba 100 ezer egyéb gomba 100 ezer kékalga 30 ezer egysejtű
© Dr. Barkács Katalin 11
A TALAJ FONTOSABB JELLEMZŐI
Pórusvolumen ( hézagtérfogat)
Permeabilitás
Kapillaritás
Vízkapacitás
Hőmérséklet
Talajvíz
Talajlevegő
© Dr. Barkács Katalin 12
A TALAJ FONTOSABB JELLEMZŐI
Vízkapacitás: az a százalékos tömegveszteség, amely a talajminta 105 oC -on tömegállandóságig történő szárításakor észlelhető. Minimális vízkapacitás: a talaj pórusaiban visszatartott víz mennyisége. pl. talajvíz-áteresztő zóna Maximális vízkapacitás: a talaj pórusterét teljesen kitölti a víztartalom. pl. tömött agyagtalaj
Hőmérséklet: a talaj hőmérséklet a Nap sugárzásától függ. A talajban a hő főleg vezetés útján terjed, és a szilárd fázis vezeti. Hőmérsékletzónák: - felszíni zóna: 0 -1,5 m, napi hőmérséklet ingadozás: 38 – 40 oC - fagymentes zóna: 1,5 - 2 m, napi hőmérséklet ingadozás: kicsiny - neutrális zóna: 2 - 24 m, napi hőmérséklet ingadozás: nincs A neutrális zóna alsó határától a Föld belseje felé haladva 35 m-enként 1oC-kal emelkedik a hőmérséklet. © Dr. Barkács Katalin 13
A TALAJ FONTOSABB JELLEMZŐI
Pórusvolumen: a talajtérfogat százalékában kifejezett pórusmennyiség. Értéke talajonként változó. pl. kerti földé: 64%
Permeabilitás: a talajnak az a képessége, amely megmutatja, hogy a víz és a levegő számára milyen mértékben járható át. Ez az érték a pórusvolumentől és a nedvességtartalomtól függ. Kapillaritás: elsősorban a pórusok átmérőjétől függ, de a talaj nedvességtartalma is befolyásolja. Kis átmérőjű pórusokban a kapilláris emelkedés nagyobb és lassan megy végbe, (pl. agyagtalaj esetén). Nagy átmérőjű pórusokban alacsonyabb és gyorsabban megy végbe. Nedvességtartalom befolyása: száraz talajban elősegíti, nedves talajban késlelteti a vízemelést.
© Dr. Barkács Katalin 14
A TALAJ FIZIKAI SAJÁTSÁGAI
A talaj szemcsézettsége:
kőzettörmelék durva kavics apró kavics durva homok finom homok por iszap agyag, humusz
> 7 mm 5-7 mm 2-5 mm 0,2-2 mm 0,02-0,2 mm <0,05 mm 0,002-0,02 mm <0,002 mm
© Dr. Barkács Katalin 15
FIZIKAI SAJÁTSÁGOK (szemcseeloszlás)
1. homok, 2. vályogos homok, 3. homokos vályog, 4. vályog, 5. homokos, agyagos vályog, 6. homokos agyag, 7. iszapos vályog, 8. iszap, 9. iszapos agyagos vályog, 10. agyagos vályog, 11. iszapos agyag, 12. agyag
© Dr. Barkács Katalin 16
A TALAJ FIZIKAI TULAJDONSÁGAI
A kavics és kőzettörmelék jelenléte káros a talajban. A durva homok tiszta állapotban a vizet jól vezeti, a részecskék közötti hézagok túl nagyok ahhoz, hogy a vizet visszatartsák. A finom homoknak jó a vízvezető képessége, a víztartó képessége közepes, a termékeny homoktalajok fő alkotóeleme. Mennyisége 60-70 %-ig kedvező lehet.
Az iszap víztartó képessége jó, de lassan vezeti a vizet. A különálló iszapszemcsék közti üregek már olyan kicsik, hogy a szemcsék közé a hajszálgyökerek sem tudnak behatolni. A vályogtalajok fő alkotórésze. Az agyag szervetlen kolloid, nagyobb mennyiségben tömött, nehezen művelhető talajt alakít ki.
© Dr. Barkács Katalin 17
A TALAJOK VÍZÁTERESZTŐ KÉPESSÉGE
A talaj megnevezése
Szivárgási tényező (cm/s)
Kavics
10-1….. 1
Durva homok
10-2…...10-1
Közepes homok
10-3….. 10-2
Finom homok
10-4 …. 10-3
Tőzeges talaj
10-4 …. 10-3
Homokliszt
10-5 …..10-4
Iszap
10-6 …. 10-5
Sovány agyag
10-7 …. 10-6
Kövér agyag
k<10-7
© Dr. Barkács Katalin 18
SZENNYEZŐ ANYAGOK SAJÁTSÁGAI
A talajt ill. felszín alatti vizet szennyező anyagok tulajdonságai közt fontosak:
toxicitás, perzisztencia, migráció (vízoldhatóság), levegőszennyezés (migráció a levegőben), növényi felvehetőség (transzlokáció), talaj mikroorganizmusokra gyakorolt hatás .
© Dr. Barkács Katalin 19
A TALAJ SZENNYEZŐDÉSEI I.
A talaj szennyező ásványi anyagai: - alumínium kohók környezetében: F, Be - színesfém kohók közelében: Pb, As, Cu - benzinüzemű gépkocsik üzemelése miatt Pt és Pd juthat a talajba.
Mezőgazdasági tevékenységből eredő talajszennyeződés: szakszerűtlen trágyázás, talajjavításra, talajfertőtlenítésre és növényi kártevők ellen használt hatóanyagok (pl. klórfenoxi típusú vegyületek).
A talajban is előforduló policiklusos szénhidrogének rákkeltő hatásúak: 3,4-benzpirén, 1,2-benzantracén, 3,4-benzfluorantén Természetes tartalomként: növények, talajbaktériumok szintetizálják (µg/kg) Szennyező forrás: közlekedés, kőolaj-finomítók, gázgyárak (mg/kg)
© Dr. Barkács Katalin 20
A TALAJ SZENNYEZŐDÉSEI II.
A talaj detergens szennyeződése, pl. mosószerek, felületaktív anyagok A talaj ásványolaj eredetű szennyeződése (olajcsővezeték-repedés, tartálykocsik balesete)
Hulladékokból és hulladékkezelésből eredő talajszennyezés folyékony és szilárd hulladékok ártalmatlanítása talajon; szennyvízszikkasztás, háztartási és ipari hulladék tárolása
© Dr. Barkács Katalin 21
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
A talajerózió fő okai és korlátozásának lehetőségei
Vízerózió Ok: - természetes: heves esőzés, erős lejtésű felszín, növénytakaró hiánya, korlátozott beszivárgás - antropogén: erdőkivágás, túllegeltetés, nem megfelelő vetésszerkezet
Beavatkozási lehetőség: tereprendezés, növénytakaró állandó biztosítása, vetésszerkezet, talajjavítás, megfelelő infrastruktúra, mélylazítással a beszivárgás elősegítése
© Dr. Barkács Katalin 22
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
Szélerózió Ok: - természetes: erős szél, nem megfelelő talajszerkezet, sűrű növényzet hiánya, száraz, laza talajfelszín - antropogén: mezővédő erdősávok hiánya Beavatkozási lehetőség: mezővédő erdősávok létesítése, sűrű növénytakaró állandó biztosítása, vetésforgó, talajkondicionálás, öntözés.
© Dr. Barkács Katalin 23
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
Savanyodás Ok: - természetes: növényzet lebomlása, kilúgozódás - antropogén: légköri savas ülepedés, nem megfelelő műtrágyázás, savanyú kémhatású hulladékok, szennyvíziszapok elhelyezése Beavatkozási lehetőség: megfelelő műtrágyázás, kémiai talajjavítók, légszennyezés csökkentése, megfelelő hulladék elhelyezés
© Dr. Barkács Katalin 24
MAGYARORSZÁG SAVANYÚ TALAJAINAK TERÜLETI ELOSZLÁSA
© Dr. Barkács Katalin 25
pH ÉS REDOXIPOTENCIÁL VISZONYOK A TALAJBAN
© Dr. Barkács Katalin 26
pH ÉS REDOXIPOTENCIÁL HATÁSA A FELSZÍN ALATTI VÍZKÖZEG ÖSSZETÉTELÉRE
© Dr. Barkács Katalin 27
NYOMELEMEK FELVEHETŐSÉGE A TALAJ pH FÜGGVÉNYÉBEN
savanyú 4,2- 6,6 nagy közepes Cd, Hg, Ni, Zn, As, Be, Cr6+, Cu Co2+, Cr3+, F Fe2+, Mn2+ pH
kicsi Pb, Se
semleges és lúgos 6,7-7,8 As, Cr6+,Se Be, Cd, Hg, Zn Mo6+,V5+
Cu, Pb, Ni, F, Mn
Szélesebb pH intervallumban mozgékonyak: Fe, S, B, Li, Rb, Br
© Dr. Barkács Katalin 28
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
Sófelhalmozódás, szikesedés Ok: - természetes: só helyi mállásból, talajoldat migráció - antropogén: só öntözővízből, talajvízből, talajvízszint emelkedés, csatornák, tározók és egyéb létesítmények nem megfelelő kialakítása, kemikáliák
A másodlagos szikesedés megelőzésének és felszámolásának útja: - jó minőségű öntözővíz - lecsapolórendszerek kiépítése - öntöző- és lecsapolóhálózat elválasztása - káros sók eltávolítása a talajból - esetleg kémiai javítóanyagok alkalmazása („meszezés”).
© Dr. Barkács Katalin 29
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
Szerkezetromlás, tömörödés Ok: - természetes: szerkezeti anyagok hiánya: kolloid cementáló anyagok, biológiai összetevők; nagy záporok, lefolyás, vízborítás, szikesedés - antropogén: gépesítés, művelés nem megfelelő nedvességű talajon, kémiai tulajdonságok megváltoztatása, biológiai degradáció, szerves trágyák hiánya Beavatkozási lehetőség: megfelelő agrotechnika, vetésszerkezet, szerves anyag visszajuttatás, öntözés, kémiai talajjavítás
Szélsőséges nedvességviszonyok Ok: - természetes: éghajlat, sekély termőréteg, egyenlőtlen összetétel - antropogén: nem megfelelő vízgyűjtő-terület használat Beavatkozási lehetőség: víz és szélerózió csökkentés, talajjavítás, öntözés, drénezés. © Dr. Barkács Katalin 30
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
Biológiai degradáció Ok: - antropogén: vegyszerek, szennyezések Beavatkozási lehetőség: racionális növénytáplálás és védelem, talajoltás
Tápanyagforgalom kedvezőtlen változása Ok: - antropogén: nem megfelelő trágyázás, (kilúgozódás, immobilizálás) Beavatkozási lehetőség: megfelelő műtrágya használat, talajtápanyag mobilizálása, szerves anyagok bejuttatása
A talaj tompító képességének csökkenése Ok: - antropogén: vegyszerek, szennyezések Beavatkozási lehetőség: túladagolás elkerülése, agrotechnika
© Dr. Barkács Katalin 31
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
© Dr. Barkács Katalin 32
TALAJERÓZIÓ ÉS MÁSODLAGOS SZIKESEDÉS
© Dr. Barkács Katalin 33
Talajok érzékenységét jellemző térkép
© Dr. Barkács Katalin 34
Hazai talajtérkép- talajjellemzők
© Dr. Barkács Katalin 35
Termőtalajok állapota világszerte Az ENSZ felmérése szerint a világ termőterülete csak 12%-kal nőtt az utóbbi 40 évben, az élelmiszerek előállított mennyisége ezzel szemben 50%-al emelkedett a következő 40 évben 70% élelmiszertermelés növekedés várható (kb. évente 1 milliárd tonnával több gabona, 200 millió tonnával több hús), megművelhető területnövekedés nem várható
A világ termőtalajainak eróziója 25%-a jelentősen, 8%-a közepesen, 36%-a alig erodálódott, 10%-a javuló minőségű Veszélyeztetett termőterületek: Nyugat-Európa, Himalája felföldjei Andok, Afrika déli része Etióp magasföld © Dr. Barkács Katalin 36
A FELSZÍN ALATTI VIZEK SZENNYEZÉSFORRÁSAI Szennyezések a talajban, amelyek bekerülnek a felszín alatti vizekbe
mezőgazdasági tevékenység: növényvédő szerek, műtrágyák, peszticidek beoldódása
tartálykocsi balesetből kikerülő szennyezők
utak sózása
nem zárt rendszerű emésztők
csővezeték végéből, illesztő és hibahelyeiből történő szivárgás
talajvizet vételező kút problémái
hulladék lerakás
szippantott szennyvíz lerakókból történő beszivárgás
benzinkút sérülés
felhagyott fúrt kutakba beengedett hulladékok
felszíni bányaművelés
© Dr. Barkács Katalin 37
FELSZÍN ALATTI VIZEK JELLEMZÉSE
Magyarország ivóvíz készletének jelentős részét teszik ki.
Meghatározó, hogy lehet-e belőle ivóvizet készíteni.
Ha nem felel meg a minősítési rendszernek, akkor szennyezettnek minősül, akkor is, ha geológiai eredetű a szennyezés. Jelenleg már a felszín alatti régió állapota alapján minősítik, a kárelhárítások a meghatározóak; törzshálózat, minősítés gyakorisága. Csoportosítható aszerint, hogy ivóvíz előállításához az adott víz esetén mennyire komplex technológiai eljárás szükséges:
nem kell tisztítani, csak fertőtlenítés szükséges
technológiai beavatkozás szükséges
© Dr. Barkács Katalin 38
HATÁRÉRTÉKEK MEGÁLLAPÍTÁSA
A talaj megengedhető szennyezőanyag tartalmának megállapításakor figyelembe veszik:
talaj-növény-ember, talaj-növény-állat-ember, talaj-víz-ember, talaj-levegő-ember kacsolatokat, és a „közvetlen talajfogyasztást” is .
© Dr. Barkács Katalin 39
ELEMTARTALOM ADATOK mg/kg Hg
Mo
Zn
Pb
Co
Cd
Ni
Cr
Cu
Litoszféra átlagos elemtartalma
0,5
2,3
80
16
40
0,2
100
200
70
40
100
20
1000
3000
100
1,0
40
100
100
0,20,8
1
0,2-1
4-15
Talaj jellemző átlagos elemtartalma
0,03
2,0
50
10
8
0,06
Maximum értékek a talajban
0,3
5,0
300
200
40
0,7
Talaj határértékek
0,5
10
250
100
30
Növényekben
0,02
1-10
8-100
0,110
0,5-5
© Dr. Barkács Katalin 40
HATÁRÉRTÉK A SZENNYVÍZISZAP ELEMTARTALMÁRA MEZŐGAZDASÁGI HASZNOSÍTÁSKOR Hg
Zn
Pb
Cd
Ni
Cr
Cu
Szennyvíziszap (mg/kg szárazanyagban)
15
2000
1000
10
100
1000
800
szerves anyagok esetén: fenol, detergens, ásványolaj, kátrány, benzol, metanol, oldószer-extrakt, PAH tartalomra stb. írnak elő határértékeket
© Dr. Barkács Katalin 41
SZENNYEZÉSEK HATÁRÉRTÉKEI I. talajra és felszín alatti vízre
Fémek
mg/kg
µg/L
Cr
800
200
Co
300
Szervetlen szennyezők
mg/kg
µg/L
NH4+
-
3000
F–
2000
4000
CN– (szabad)
100
100
CN– (kötött)
500
200
S
200
300
200
Ni
500
-
Cu
500
200
As
50
100
Hg
10
2
Br−
300
2000
Pb
600
200
Foszfát
-
700
© Dr. Barkács Katalin 42
SZENNYEZÉSEK HATÁRÉRTÉKE II. talaj és felszín alatti víz
mg/k g
µg/L
Aromás vegyületek
mg/kg
µg/L
Naftalin
50
30
Benzol
5
5
Antracén
100
10
Etilbenzol
50
-
Fenantrén
100
10
Toluol
30
50
Fluorantén
100
5
Xilol
50
60
Pirén
100
5
Fenol
10
50
3,4benzpirén
10
1
Össz. aromás
70
100
Össz. PAH
200
40
Rovarírtó szerek
20
5
Policiklusos szénhidrogének
© Dr. Barkács Katalin 43
A határértékek nem csupán fizikai-kémiai paraméterekre, biológiai paraméterekre is vonatkoznak;
a talaj ill. felszín alatti régió higiénés állapotának megítélésére ilyenek pl. Fecal coliform, Streptococcus, Salmonella, vagy bélféreg-pete szám / gramm talaj adatok
© Dr. Barkács Katalin 44
A TALAJ ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEK VÉDELMÉT SZOLGÁLÓ HATÁRÉRTÉKRENDSZER
A érték: átlagos magyar viszonyoknak megfelelő, tiszta közeg anyagtartalma B érték: tényleges határérték, az anyag ilyen mennyiségben nem jelent adott közeget terhelő kockázatot C értékek: intézkedési határértékek. Ezen értékek meghaladása esetén beavatkozásra van szükség.
C1: fokozottan érzékeny területek: pl. karsztok
C2: érzékeny területek: hidrogeológiai védőövezetek
C3: egyéb területek
D határérték: kármentesítési határérték, kockázatelemzéssel határozzák meg az adott területre
© Dr. Barkács Katalin 45
A TALAJ ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEK VÉDELMÉT SZOLGÁLÓ HATÁRÉRTÉKEK (mg/kg) A
B
C1
C2
C3
K
Co
15
30
100
200
300
K2
Ni
25
40
150
200
250
K2
Cu
30
75
200
300
400
K2
Zn
100
200
500
1000
2000
K2
As
10
15
20
40
60
K1
Mo
3
7
20
50
100
K2
Cd
0,5
1
2
5
10
K1
© Dr. Barkács Katalin 46
A TALAJ ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEK VÉDELMÉT SZOLGÁLÓ HATÁRÉRTÉKEK (mg/kg)
A
B
C1
C2
C3
K
benzol
0,1
0,2
0,5
3
5
K1
toluol
0,05
0,5
5
15
25
K1
fenol
0,05
1
10
30
50
K1
krezol
0,05
0,5
1
3
5
K1
© Dr. Barkács Katalin 47
TALAJSZENNYEZÉSI KÁROK ELHÁRÍTÁSA
A talaj öntisztulása:
a napsugárzás baktericid és hőhatása, a felszíni rétegekben érvényre jutó kondenzáció és adszorpció valamint a mikroorganizmusok révén jön létre
Károk elhárítása: - a talaj kitermelése nélkül (in situ) - a talaj kitermelésével és a kezelést követő visszajuttatásával (ex situ)
© Dr. Barkács Katalin 48
KÖRNYEZETI KÁRELHÁRÍTÁS
A talaj és a talajvíz szennyezettségét csökkentő eljárások
A kárelhárítás alapvetően kétféle módon oldható meg:
in situ: a kármentesítés az adott helyen történik, ahol a kár bekövetkezett, ex situ: a szennyezett talajt, vizet kitermelik és elszállítják egy kezelő telephelyre.
Mindkét esetben fizikai-, kémiai- és biológiai módszereket ill. ezek kombinációját alkalmazzák.
In situ fizikai-kémiai módszerek
talajpára extrakció: illó komponensek eltávolítása talajlevegőztetéssel(csőrendszer, vákuum ill. hőkezelés) talajmosás: öblítő folyadékkal gyűjtik a szennyezést (záróréteg, szivattyú, mosóvíztisztítás) megkötés és stabilizálás: oldékonyság csökkentés (elektrolízis, üvegesítés)
© Dr. Barkács Katalin 49
KÁRELHÁRÍTÁS
előbbiek mellett további ex situ fizikai-kémiai módszer:
oldószeres extrakció
termikus deszorpció
dehalogénezés
kémiai oxidáció/redukció
égetés
pirolízis
In situ biológiai módszerek: biokémai lebontás, átalakítás, hasznosítás
biodegradáció
bioventilláció (talajművelés)
talajoltás (mikrobák, enzimek adagolása)
az ex situ biológiai módszerek az in situ változatokkal megegyezőek, az oltási módszerek alkalmazása azonban ex situ esetben gyakoribb (bioreaktorok, prizmák, stb.)
© Dr. Barkács Katalin 50
A KÁRELHÁRÍTÁSI ELJÁRÁSOK ÖSSZEFOGLALÓ FOLYAMATÁBRÁJA
© Dr. Barkács Katalin 51
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSE NÉLKÜL
Az eljárások feltételei: - jó áteresztőképesség - a szennyezőanyag homogén eloszlása
Az in situ talajtisztítási eljárások leggyakrabban az - átlevegőztetés - talajmosási (extrakciós) - biológiai lebontási - rögzítési, lekötési módszereket alkalmazzák
© Dr. Barkács Katalin 52
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSE NÉLKÜL
Átlevegőztetés: a könnyen illó szennyező anyagok, pl. oldószerek eltávolítására használható előnyösen A szennyezett talajba injektálócsövekkel meleg levegőt vezetnek, amely a talajon jól elosztva átáramlik. A szennyezett levegőt elszívócsövekkel távolítják el, s a felszínen aktív szenes adszorpcióval tisztítják. A bevezető- és szívócsöveket mélyebb talajvízszintnél függőlegesen, magasabb talajvízszintnél vízszintesen telepítik. Klórozott szénhidrogénekkel szennyezett talajból az oldószer 99%-át tudják pl. ezzel a módszerrel eltávolítani.
© Dr. Barkács Katalin 53
© Dr. Barkács Katalin 54
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSE NÉLKÜL
Talajmosási eljárásoknál a szennyezett talajt pl. felületaktív anyagot tartalmazó vízzel átmossák, majd a mosóoldatot kezelik. Az eljárás lépései: - a víz és felületaktív anyag keverékét a talajba injektálják - az oldatot a talajvíz kiszivattyúzásával gyűjtik vissza és a felszínen tisztítják - a megtisztított talajvizet a talajba visszavezetik
A rögzítési, lekötési eljárások egyik változatánál a talaj pórusaiba polimerizálódó vagy kocsonyásodó anyagot injektálnak, amely a szennyezőket a talajhoz köti, így kioldódásukat megakadályozza. A kezelt talaj 10-20%-át kitevő vegyszerrel a talaj megszilárdul.
© Dr. Barkács Katalin 55
© Dr. Barkács Katalin 56
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSE NÉLKÜL
A szennyezett talajok biológiai tisztításánál injektálóés kiemelő kutakkal a talajvizet cirkuláltatják, a leszívatott vízhez mikroorganizmusokat és tápanyagokat (N,P, nyomelemek) adnak, miközben a talajvízbe levegőztető kutakkal oxigént juttatnak. Ilyen lebontó eljárás enzimkészítménnyel is megvalósítható.
© Dr. Barkács Katalin 57
© Dr. Barkács Katalin 58
Talajtisztítás fizikai kémiai módszerrel: elektrolízis
© Dr. Barkács Katalin 59
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSÉVEL
Előny:
- az eljárásmód kiválasztása rugalmasabb - kevésbé érzékeny a talaj áteresztőképességére, homogenitására - a szennyezők talajbani eloszlásának egyenletességére
Az ex situ talajtisztítási eljárások is leggyakrabban a - termikus - talajmosási - biológiai lebontási
- szilárdítási módszereket alkalmazzák.
© Dr. Barkács Katalin 60
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSÉVEL
A talajmosási eljárásokban mosófolyadékként vizet, víz és vegyszer keverékét, szerves oldószereket használnak az olajjal, oldószerrel, esetleg cianidokkal, nehézfémekkel szennyezett talajok extrahálására.
A mosófolyadékot a szennyezőktől való megtisztítás után recirkuláltatják. A kezelt talajban mosófolyadék maradhat, egyes talajalkotók is kimosódhatnak, így a talaj tulajdonságai megváltozhatnak.
A szilárdítási eljárásoknál rögzítő anyagokat (pl. cement, mész, szerves polimerek) kevernek a talajba, amely ezután régi helyére visszatehető. Hátránya, hogy a rögzítéssel a talajmennyiség növekszik.
© Dr. Barkács Katalin 61
TALAJTISZTÍTÁSI ELJÁRÁSOK A TALAJ KIEMELÉSÉVEL
A termikus eljárások égetéssel (600 -1200oC) és hőbontással egyaránt üzemeltethetők. Az égető berendezések zöme forgódobos tűztérből és utóégető térből áll. A kiégetés hőigényét gáz vagy olaj támasztóégők fedezik. A berendezéseket hőcserélővel, füstgáz- és szükség esetén szennyvíztisztítóval látják el. Többségük mobil vagy áttelepíthető kivitelben készül. Az eljárással aromás és klórozott szénhidrogénekkel, poliklórozott bifenilekkel, dioxinokkal és nehézfémekkel szennyezett talajok tisztíthatók. Az eljárás költséges és komoly hátránya, hogy a teljesen kiégett talaj biológiailag halott.
A biológiai lebontási eljárások olajszennyezések, aromás szénhidrogének és fenolok eltávolítására használatosak. Előnyük a kis energiaszükséglet és kezelési költség, de csak kisebb szennyezőanyagkoncentrációnál alkalmazhatók. Hátrányos, hogy a lebontás lassú és nem tökéletes. További fejlesztésre van szükség nagy hatékonyságú olajlebontó törzsek kitenyésztéséhez, illetve géntechnikai módszerekkel történő kialakításához. © Dr. Barkács Katalin 62