Biyoremidasyon içerir dekontaminasyon kimyasal bozulmaya veya canlı organizmaların diğer faaliyetlerden teknikler kullanılarak kirlenmiş ortamların.
Organik atığın istiflenmesi ve nemlendirilmesi, biyolojik ayrışmaya izin verir: organik atıkları kompostlaştırma olarak bilinen bir işlem. Teknoloji, gıda atıkları, tarımsal atıklar ve kanalizasyon arıtımını içerecek şekilde genişletildi. Daha yakın zamanlarda, biyolojik iyileştirme, tehlikeli atıkların arıtılmasına uygulanmıştır. Yani kirli toprakların ve atık suyun ıslahına izin veriyor.
Kirletici seviyelerindeki düşüşün doğal süreçlerle pasif olarak izlenmesi:
Bu, toprak mikroorganizmalarının çevreyi doğal olarak dekontamine etmesine izin vermek içindir. Evrim koşullarının kontrolü ve doğrulanması gözlem kuyuları ile yapılır.
Bioaugmentation uygulayan bir tekniktir mikroorganizmalar çeşitli karbon kirleticilerin, azot ya da fosfor tarafından etkilenen alanlar (toprak ve su) tedavisi için (genellikle bakteriler, nematodlar, tek hücreliler, mantarlar).
Toprakta veya suda halihazırda bulunan mikroorganizmalar temizleme yeteneğine sahip değildir, bu nedenle harici mikroorganizmaların kullanılması gereklidir. Kirliliğin giderilmesini iyileştirmek veya buna izin vermek için aşılanan suşlarda genetik modifikasyonların yapılması mümkündür . Biyoagmentasyon kullanımının ana örneği, şehir suyunun aktif çamurla (arıtma istasyonları) arıtılmasıdır. Bu çamurda bulunan mikroorganizmalar, kirleticileri bir enerji ve oksijen kaynağı olarak kullanacaklardır, bu nedenle mikroorganizmaların hayatta kalmasını ve büyümesini sağlamak için aktif çamurun havalandırılması gerekir.
Kirleticileri parçalayabilen ve yok olmalarını hızlandırabilen mikroorganizmaların doğrudan eklenmesi.
Havalandırma için bir yöntem uygun bir geçirgen toprak (kumlu) ve esas olarak uçucu bileşiklerin iyileştirme içindir. Toprağa emilerek bastırılır, zeminden gelen nemli hava daha sonra emilir, bir yoğuşma odasından geçirilir ve daha sonra bir biyofiltreden (bakteri desteği) veya kirletici maddelerin daha sonra parçalanacağı aktif karbondan geçirilir . Hava daha sonra kontrol edilir ve dışarıya atılır.
Bioventing havalandırılması bir çeşididir. Bu süreçte havalandırma klasiğine ek olarak, doymamış toprağı zorlayan bir havalandırma gerçekleştirilir , hava akımı toprakta mikroorganizmaların gelişmesini ve dolayısıyla kirletici maddelerin bozulmasını teşvik eden bir oksijen beslemesine neden olur.
UygulanabilirlikBu işlem tercihen vadoz bölgesinde, ikincisi kum, çakıl, iri silt gibi geçirgen ila yarı geçirgen malzemelerden oluştuğunda kullanılır. Biyo-havalandırmadan potansiyel olarak etkilenen kirleticiler VOC'ler ve SCOV'lardır.
TCE, TCA, DCE gibi belirli klorlu çözücüler, kometabolizma ile bozunabilir.
Doymamış bölgede, indirgenmiş basınç altında özütleme yoluyla arıtma, yalnızca katı faz ile gaz fazı ve muhtemelen çözünmüş faz arasındaki dengede bulunan kirleticiler için tasarlanmıştır. Sadece uçucu organik bileşiklerden oluşuyorsa, susuz bir sıvı faz da bu işlemle ilgili olabilir.
Toprağın derinlemesine göçü sırasında tuttuğu serbest organik fazın bir kısmının oluşturduğu bir kirlilik de gözenek doygunluğunun nedeni olabilir. Böyle bir fazın varlığı, alanın geçirgenliğini azaltarak tedavinin etkinliğini çok güçlü bir şekilde sınırlayabilir, hava bu alanı atlama eğiliminde olacaktır.
OlgunlukBu teknik genellikle uçucu ila yarı uçucu biyobozunur hidrokarbonların bulunduğu sahalarda kullanılır . Bu teknik, oyuncuların çoğu tarafından kullanılmaktadır. Bu tekniğin ustalığı ve güvenilirliği, toprağın yapısı ve kirliliğin karakterizasyonu üzerine yapılan ilk çalışmanın kalitesi ile yakından bağlantılıdır.
VerimlilikBu işlemin verimi, çevre koşullarına bağlı olarak büyük ölçüde değişir, bazı durumlarda% 90'ın üzerine çıkabilir.
Biyolojik bozunmanın kinetiği en kısıtlayıcı faktördür.
Biyo-parlatma, doymuş bölgedeki kirleticileri uçucu hale getirmek için yeraltı suyuna hava enjekte etmeyi içerir. Aynı zamanda, sulu fazdaki havanın çözülmesi, belirli kirleticilerin aerobik bozunmasını iyileştirir. Bu teknik genellikle bioventing ile birleştirilir.
UygulanabilirlikBu teknik özellikle kum, çakıl, iri silt gibi geçirgen ve yarı geçirgen malzemeler üzerinde biyolojik olarak kolayca parçalanabilen bileşikler için uygundur.
Aşağıdaki kirleticiler için geçerlidir:
Dahası, TCE, TCA ve DCE molekülleri, özellikle metan enjeksiyonu yoluyla kometabolizma tarafından parçalanabilir.
OlgunlukBu teknik genellikle uçucu ila yarı uçucu biyobozunur hidrokarbonların bulunduğu sahalarda kullanılır. Bu tekniğin ustalığı ve güvenilirliği, toprağın yapısı ve kirliliğin karakterizasyonu üzerine yapılan ilk çalışmanın kalitesi ile yakından bağlantılıdır.
VerimlilikBu işlemin verimi, çevre koşullarına ve kirletici maddenin türüne bağlı olarak büyük ölçüde değişir; bazı durumlarda% 90'dan fazlasına ulaşabilir.
Biyolojik bozunmanın kinetiği en kısıtlayıcı faktördür.
Biotertre (veya biopile), kirli toprakları biyolojik arıtma için yığınlara koymaktan ibarettir. Bunu yapmak için, kirlenmiş topraklar genellikle bir değişikliğin konusudur ve biyotertrdeki koşullar kontrol edilir (havalandırma, besin ilaveleri…).
UygulanabilirlikBiotertre, gaz yağları, yakıtlar, gazyağı gibi petrol ürünleri ile kirlenmiş topraklara uygulanır. VOC'ler, SCOV'lar, pestisitler, belirli ağır petrol kesimleri (PAH'lar, organik yağlar, vb.) De belirli koşullar altında, ancak daha düşük saflaştırma verimleriyle işlenebilir.
Biyotertrede arıtmalar, tercihen "geleneksel" petrol ürünleri için 15-20.000 mg / kg'dan daha az hidrokarbon kirliliğine uygulanır.
OlgunlukBu teknik genellikle uçucu ila yarı uçucu biyobozunur hidrokarbonların bulunduğu sahalarda kullanılır. Biotertre, yerinde kirlilik için yaygın olarak kullanılmaktadır. Fransa'da yaklaşık yirmi biyomerkez (biyolojik arıtma merkezleri) bulunmaktadır.
Açıklamaİşlem, önceden kazı yapılmasını gerektirir. Kirlenmiş topraklar bir tadilat (yapılandırma ajanı) ile karıştırılır ve daha sonra oksijen transferini ve biyolojik bozunmanın uyarılmasını optimize etmek için en az bir sızıntı suyu toplama sistemi ve havalandırma üniteleri (hava çıkarma veya üfleme) içeren bir arıtma alanına yönlendirilir. Biyolojik bozunma kontrol edilir (sıcaklık, nem, besinler, oksijen, pH).
Biyoterler, yağmur suyunun infiltrasyonunu, kirleticilerin buharlaşmasını, sıcaklığın muhafaza edilmesini / artmasını sınırlandırmak için çoğunlukla geçirimsiz bir geomembran ile kaplanır. Sızıntı suyu kısmen geri dönüştürülür ve atılmadan önce kısmen sahada arıtılır. Atmosferik emisyonlar gerekirse işlemden geçirilir (özellikle VOC'lerin varlığı).
Biyolojik bozunma çoğu zaman biyostimülasyon ile gerçekleştirilir.
Genel olarak, sıkışmayı ve çok büyük bir tahribatı önlemek için yığınların yüksekliği 3 m'yi geçmez.
VerimlilikBu işlemin verimi büyük ölçüde çevre koşullarına bağlı olarak değişir; bazı durumlarda işlem süresi yeterince uzunsa% 90'dan fazlasına ulaşabilir.
Biyolojik bulanıklaştırma, yüzen kirletici ile su tablası arasındaki arayüzde bir çöküntü oluşturmayı içerir. Böylece kirletici, saha dışı arıtma ve bozunma için çıkarılabilir
Bu işlem, kirli kısımların havalandırılmasından oluşur (O 2 bakımından fakir topraklar) oksijen ve besinler açısından zengin bir çözelti enjekte ederek veya serperek. Enjekte edilen veya serpilen çözelti, kometabolizma fenomenini destekleyecektir.
Bakteri Pseudomonas halodenitrificans edebilen kırılma aşağı nitratlar . Tarımda gübre olarak kullanılan ikincisi, çevreye salındığında su kalitesi için bir tehdit haline gelir. Bakteri, atmosfere geri dönen ve artık kirlilik tehlikesi oluşturmayan inert bir gaz elementi olan moleküler nitrojene indirgeyerek dönüştürdüğü nitratları kullanarak nefes alabilir. Nitratları moleküler nitrojene ( denitrifikasyon ) indirgeme yeteneği , bakterilerde çok yaygındır. Atık su arıtma tesislerinde, organik ve amonyaklı nitrojenin nitrata nitrifikasyonunun bir aşamasından sonra atık sudan nitrojeni gidermek için uygulanır.
Basit gaz halindeki atıkları veya uçucu organik bileşikleri ( VOC'ler ) giderebilirler : ana dezavantajı hoş olmayan kokuları olan çözücüler, kükürt ve nitrojen bileşikleri, aldehitler, ketonlar vb.
Arıtılmak için, kirli hava , bu kirleticilerin parçalanmasında uzmanlaşmış mikroorganizmaları içeren bir biyoreaktör tarafından sürekli olarak beslenen bir damlama filtresinden geçer . Kükürt türevleri için verim% 99'dan fazladır. Azotlu türevler, organik asitler, aldehitler / ketonlar ve diğer VOC'ler için verimlilik% 80'den fazladır. Diğer bir avantaj: tamamen organik olan bu teknik, çok az kalıntı üretir.
Bu teknik esas olarak tarımsal gıda endüstrileri, atık su arıtma tesisleri ve katı atık işleme merkezleri için tasarlanmıştır.
Kirletme yeteneğine sahip bazı mikroorganizmalar:
Fitoremediasyon bir zemini temizlemek için bitkilerin kullanımına dayalı bir yöntemdir. Nitekim bazı bitkiler, hücrelerinde kirlenmiş topraklarda bulunan kirleticileri sabitleyebilmektedir. Son derece yüksek seviyelerde metalleri biriktirme ve tolere etme özelliğine sahiptirler, örneğin, dokularında ve hava kısımlarında.
Fitoremediasyonda birkaç strateji vardır:
Phytostabilisation bu kontrol kirletici için bir yöntemdir, bu yüzden kirliliği durdurmaktır. Bu, kirleticileri tolere eden türlerin bulunduğu bir bitki örtüsü kurmaktır. Bitkinin kökleri, metalleri hareketsizleştirebilen katkı maddeleriyle birleştiğinde, toprakta bulunan kirleticileri çökeltecek, emecek veya hapsedecektir. Bu bitkilerin varlığı, kirletici maddeler taşıyan partiküllerin erozyon ve akma süreçlerini ve bu kirleticilerin derinlemesine sürüklenme süreçlerini azaltmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, bu teknik sayesinde, metaller yalnızca bitkide hapsolur, bu nedenle toprak nihayetinde gerçekten temizlenmez.
Bitkisel özütleme : bu nedir toplayıcı bitkilerin: onların dokularda metallerin% 1'den fazla birikir edebiliyoruz. Yaklaşık 400 tür var. Bu teknik, bitkilerin özellikle metaller tarafından kirletilen toprakları arıtmak için kullanılmasına izin verir. Metallerin neden olduğu kirlilik, biyolojik olarak parçalanamadıkları için başa çıkılması en zor olanlardan biridir. Kirleticiler kökler tarafından emilir ancak biriktikleri hava kısımlarına taşınır. Bitkiler daha sonra biçilir ve bu amaç için ayrılmış bir yerde depolanır ve daha sonra yakılır. Bu bitkilerin külleri daha sonra metalurji ile alınabilir veya geri dönüştürülecektir. İki tür fito-ekstraksiyon vardır: sürekli fito-ekstraksiyon (doğal olarak meydana gelen) ve indüklenmiş fito-ekstraksiyon (şelatörlerin varlığında meydana gelen). Bu tekniğin etkili olabilmesi için bitkilerin çok miktarda biyokütle üretmesi gerekir.
Misal:
Phytodegradation bitkiler ile organik bileşikler kirletici maddelerin bozunmasını hızlandırmaktır. Bu nedenle organik bileşikler ve hidrokarbonlarla ilgilidir. Kirleticiler, toprakta veya bitkide enzimatik reaksiyonlarla toksik olmayan maddelere dönüştürülür.
Örnek: Toprak mikroorganizmalarının, hidrokarbonların ve mısır rizoferinin eksüdalarının ortak etkisiyle uyarılması.
Phytovolatilisation metallerin bir temizleme olan. Fito ekstraksiyonun aksine, yalnızca cıva, selenyum ve varsayımsal olarak arsenik gibi birkaç metalin temizliğini içerir. Metaller kökler tarafından emilir ve daha sonra atmosferde metillenmiş formda bitki tarafından buharlaştırılmak üzere uçucu bileşiklere dönüştürülmek üzere bekletilmek üzere depolanacakları hava kısımlarına aktarılır. Açığa çıkan bu bileşikler, genellikle bitkinin kökleri tarafından alınan toprak bileşiklerinden daha az toksiktir. Tesisin ömrü boyunca sürekli olarak dekontaminasyon yapılır. Toprak kirliliği hava kirliliğine dönüşüyor çünkü biz sadece kirleticileri buharlaştırıyoruz.
Fitoremediasyon, kirli toprakları tedavi etmenin, ucuz ve bir biyotopun doğal dengesine çok daha saygılı bir yöntem olarak görülebilir. Fizikokimyasal tekniklerin yerine veya akut kirlilik alanlarında tamamlayıcı olarak kullanılabilir. Bitkilerin bu şekilde kullanılması, kök ağı sayesinde erozyonun önlenmesi, organik maddenin ilişkili mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılması, elementlerin biyojeokimyasal döngüsü, su döngüsünün restorasyonu, ancak her şeyden önce konsantrasyon / bozunma gibi birçok yararlı eylemi ortaya çıkarmaktadır. kirleticiler. Bitki ıslahı, kirlenmiş kentsel alanların bitki kolonizasyonunun yolunu açarak, manzarayı daha estetik ve içinde yaşamak için keyifli hale getirir.
Teknikler | Faydaları | Dezavantajları |
---|---|---|
Kontrollü doğal zayıflama |
|
|
Bioaugmentation |
|
|
Biosparging ve Bioventing |
|
|
Biyotertre |
|
|
Bakteri ve mikroorganizmaların kullanımı |
|
|
Fitoremediasyon |
|
|