Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Biologické sanační metody I BIOLOGICKÉ SANAČNÍ METODY Ing. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Biologické sanační metody I BIOLOGICKÉ SANAČNÍ METODY Ing. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize"— Transkript prezentace:

1 Biologické sanační metody I BIOLOGICKÉ SANAČNÍ METODY Ing. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize

2 Biologické sanační metody I O ČEM TO BUDE? 1.Základní informace o biologických metodách sanace, jejich principech, možnosti použití, základy biochemických reakcí, přenos hmoty, limitující faktory, výhody a nevýhody 2.Biologické technologie pro odstranění chlorovaných ethylenů, ropných uhlovodíků, aromatických uhlovodíků, přirozená atenuace, inženýrské a mikrobiologické aspekty sanací

3 Biologické sanační metody I CO TO JE HORNINOVÉ PROSTŘEDÍ ? Zvodeň, kolektor Saturovaná zóna Nesaturovaná zóna Hladina Podzemní vody

4 Biologické sanační metody I POLUTANTY – DNAPL, LNAPL LNAPL DNAPL

5 Biologické sanační metody I POLUTANTY – DNAPL, LNAPL

6 Biologické sanační metody I ZPŮSOB APLIKACE IN-SITU – na místě bez těžby pevných materiálů, bez čerpání vyčerpávání podzemní vody EX-SITU – po vytěžení pevných materiálů nebo vyčerpání podzemní vody a přemístění z kontaminované lokality ON-SITE – po vytěžení nebo vyčerpání na kontaminované lokalitě OFF-SITE – po vytěžení nebo vyčerpání mimo kontaminovanou lokalitu

7 Biologické sanační metody I ZPŮSOBY APLIKACE Nesaturovaná zóna in-situ - bioventing Saturovaná zóna in-situ – biosparging, bioslurping, bariéry, přirozená atenuace Vytěžená zemina ex-situ nebo on-site, suspenzní bioreaktory Vyčerpaná podzemní voda na povrchu (pump & treat) – čištění v bioreaktorech Čištění půdní vzduchu – čištění v biofiltrech

8 Biologické sanační metody I BIOLOGICKÉ SANAČNÍ METODY Anorganické polutanty Redukce sulfátu Fytoremediace Mokřady Biosorpce Bioimobilizace Biostabilizace Biologická redukce a oxidace kovů a radionuklidů Přirozená atenuace Biofiltrace Denitrifikace Organické polutanty Bioventing Biosparging Bioslurping Bioaugmentace Fytoremediace Bioimobilizace Biosorpce Kompostování Aerobní rozklad polutantů v zeminách Kompostování Landfarming Kometabolismus Přirozená atenuace Biofiltrace

9 Biologické sanační metody I BIOREMEDIACE IN-SITU DEFINICE bioremediace in-situ : Využití přirozených mikroorganismů k tomu, aby transformovaly, rozložily nebo imobilizovaly polutant přítomný v saturované zóně CÍL: Odstranit nebezpečné vlastnosti polutantu(ů) tak, aby vzniklé látky již nepůsobily nebezpečí pro lidské zdraví a životní prostředí

10 Biologické sanační metody I OBECNÉ SCHÉMA

11 Biologické sanační metody I BIOVENTING, BIOSPARGING

12 Biologické sanační metody I BIOVENTING

13 Biologické sanační metody I BIOVENTING

14 Biologické sanační metody I AIR SPARGING, BIOSPARGING

15 Biologické sanační metody I BIOREMEDIACE EX SITU SLURRY PHASE

16 Biologické sanační metody I BIOREMEDIACE EX SITU

17 Biologické sanační metody I BIOREMEDIACE EX SITU

18 Biologické sanační metody I LANDFARMING

19 Biologické sanační metody I PŘIROZENÁ ATENUACE BIODEGRADACE cca 95 % odstraněného znečištění

20 Biologické sanační metody I PŘIROZENÁ ATENUACE

21 Biologické sanační metody I BIOFILTRACE

22 Biologické sanační metody I BIOFILTRACE

23 Biologické sanační metody I ZÁSADA Mikroorganismy pro nás nepracují, protože to my chceme, ale proto, že jim to přináší různé výhody, především energii pro množení a tvorbu biomasy a pro nezbytné fyziologické pochody Pokud jim zlepšíme podmínky v prostředí, pracují o to lépe.

24 Biologické sanační metody I BEZE SLOV

25 Biologické sanační metody I BIOLOGICKÝ ROZKLAD AEROBNÍ - v přítomnosti kyslíku (alifatické uhlovodíky, některé chlorované ethyleny, aromatické uhlovodíky, fenoly) ANAEROBNÍ – bez přítomnosti kyslíku (pentachlorfenol, tetrachlorethylen, aromatické uhlovodíky, organické kyseliny, nitroaromatické sloučeniny – TNT, RDX, HRX

26 Biologické sanační metody I SCHÉMA AEROBNÍHO MIKROBIÁLNÍHO METABOLISMU CO 2 + H 2 O + biomasa

27 Biologické sanační metody I

28 MECHANISMY BIODEGRADACE

29 Biologické sanační metody I MECHANISMY BIODEGRADACE

30 Biologické sanační metody I AEROBNÍ DEGRADACE n-ALKANŮ

31 Biologické sanační metody I AEROBNÍ DEGRADACE AROMATICKÝCH UHLOVODÍKŮ

32 Biologické sanační metody I REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE

33 Biologické sanační metody I AEROBNÍ DEGRADACE NAFTHALENU

34 Biologické sanační metody I AEROBNÍ DEGRADACE POLYAROMATICKÝCH UHLOVODÍKŮ

35 Biologické sanační metody I ENERGETICKÁ NÁROČNOST ANAEROBNÍHO ROZKLADU

36 Biologické sanační metody I KDE NAJÍT INFORMACE University of Manitoba Biocatalysis/Biodegradation Database - UM - BBD metabolických cest reakcí látek enzymů mikroorganismů biotransformačních pravidel 7.50 organických funkčních skupin 8.76 reakcí nafthalen 1,2-diooxigenasy reakcí toluendiooxigenasy

37 Biologické sanační metody I University of Manitoba Biocatalysis/Biodegradation Database UB-BBD Pathway Prediction System

38 Biologické sanační metody I JAK BY TO MĚLO BÝT Energie Biomasa

39 Biologické sanační metody I JAK TO PROBÍHÁ

40 Biologické sanační metody I BIOREMEDIACE ALE JAK TO JE OPRAVDU

41 Biologické sanační metody I SOUHLASÍTE

42 Biologické sanační metody I OMEZUJÍCÍ FAKTORY Přenos hmoty do buňky Dostupnost molekul polutantu pro mikroorganismy (sorpce, rozpustnost) Enzymatický aparát mikroorganismů Tvorba toxických metabolitů Inhibiční podmínky v prostředí (toxicita polutantů, pH, teplota, nedostatek vlhkosti, nedostatek finálních akceptorů elektronů, limitace makro a mikrobiotickými prvky …..) Neschopost odourávat některé polutanty vedle sebe (např. toluen a chlorbenzen)

43 Biologické sanační metody I RYCHLOST OMEZUJÍCÍ PRVKY

44 Biologické sanační metody I BIOLOGICKÁ DOSTUPNOST POLUTANTU Vymytí povrchově aktivní látkou

45 Biologické sanační metody I ROZDĚLENÍ ZBYTKOVÉHO ZNEČIŠTĚNÍ Nenasycená zóna Saturovaná zóna

46 Biologické sanační metody I TRANSPORT HMOTY DO BUŇKY

47 Biologické sanační metody I OBOURÁVÁNÍ PAU HOUBY Cyt P-450 Peroxidasy BAKTERIE Diooxygenasa

48 Biologické sanační metody I SHRNUTÍ PŘEKÁŽEK

49 Biologické sanační metody I TRANSPORT HMOTY DO BUŇKY Biosurfaktanty, nepolární látky

50 Biologické sanační metody I DEAD-END PRODUKTY PYRENU - HOUBY

51 Biologické sanační metody I DEAD-END PRODUKTY

52 Biologické sanační metody I DEAD-END PRODUKTY PYRENU – HOUBY BÍLÉ HNILOBY

53 Biologické sanační metody I 1. PROBLÉM Stanovení PAU po extrakci nepolárními rozpouštědly Biotransformační produkty jsou polární – nestanoví se, nastává pokles koncentrace PAU - HURÁÁÁÁ !!! Skutečnost Biotransformační produkty a dead-end produkty jsou ve vodě mnohem rozpustnější a tedy mobilnější, jsou však často i toxičtější, takže zemina se sníženou koncentrací PAU po biodegradaci je z hlediska životního prostředí mnohem škodlivější, má podstatně vyšší ekotoxicitu a genotoxicitu

54 Biologické sanační metody I 2. PROBLÉM Heterocyklické sloučeniny podléhají rovněž biotransformaci – vznikají toxičtější produkty Pentachlorfenol tvoří v technické směsi jen 30 až 35 %, jsou tedy přítomny další kongenery – ale ty se nesledují (analyticky) Vedlejší produkt z chlorace fenolu – polychlorované dioxiny!!!! Heterocyklické sloučeniny podléhají rovněž biotransformaci – vznikají toxičtější produkty

55 Biologické sanační metody I CO MIKROORGANISMY UMÍ BIOTRANSFORMACE Obměna molekuly polutantu biologickou cestou, výsledek může být pozitivní i negativní BIODEGRADACE Rozklad organických látek na menší organické či anorganické molekuly MINERALIZACE Oxidace organické látky na oxid uhličitý a vodu (za uvolnění energie a tvorby mikrobiální biomasy)

56 Biologické sanační metody I MIKROORGANISMY Bakterie Kvasinky Plísně Dřevokazné houby

57 Biologické sanační metody I MECHANISMY VYUŽITÍ POLUTANTŮ POLUTANT NE PROTO, ŽE MY CHCEME

58 Biologické sanační metody I KOMETABOLISMUS Kometabolismus je transformace organické sloučeniny organismy, které nejsou schopné tuto látku využívat jako zdroj energie. Nespecifické enzymy pro jeden substrát jsou schopné využívat i jiné látky (např. monooxygenasy)

59 Biologické sanační metody I KOMETABOLISMUS Trichlorethylen (aerobně) Trinitrotoluen 1,1,1-trichlorethan MTBE Chloroform

60 Biologické sanační metody I BAKTERIE PRO BIOREMEDIACI Pseudomonas sp. Acinetobacter sp. Micrococcus sp. Rhodococcus sp. Ralstonia metallidurans Deinococcus radiodurans Accumulibacter phosphatis Sphingomonas aromaticivorans

61 Biologické sanační metody I PSEUDOMONAS P. aeruginosa P. putida P. fluorescens

62 Biologické sanační metody I KVASINKY

63 Biologické sanační metody I HOUBY – NENAPLNĚNÉ NADĚJE

64 Biologické sanační metody I HOUBY - BIOREMEDIACE Tvorba exoenzymů – peroxidas – zrychlení biodegradace PAU – podobné ligninu, eliminace transportu do buňky Problém: kolonizace ošetřované půdy Veliké množství inokula – vysoká cena Tvorba dead-end produktů, výsledek horší než očekávání – spíše žádný

65 Biologické sanační metody I BÍLÁ A HNĚDÁ HNILOBA

66 Biologické sanační metody I HOUBY – JAK BY TO MĚLO FUNGOVAT

67 Biologické sanační metody I HOUBY – JAK BY TO MĚLO FUNGOVAT

68 Biologické sanační metody I POUŽITÍ HUB, KTERÉ FUNGUJE

69 Biologické sanační metody I BIOPULPING PŘED PO Úspora cca $ 10 na 1 tunu celulosy + úspora 30 % energie Návratnost investice až 3 roky !!!!

70 Biologické sanační metody I

71 POKUSY O PRAKTICKÉ VYUŽITÍ DŘEVOKAZNÝCH HUB PRO BIOREMEDIACI Earthfax Engineering, Dr. Lamar, Utah, USA ATE, česká pobočka, Dr. T.M. Vogel, původní technologie francouzská

72 Biologické sanační metody I NEVÝHODY BIOREMEDIACE Špatný management – neznalost biologických principů Nesnadný odhad doby sanace Závislost na klimatu Tvorba transformačních produktů a dead-end produktů Nemůže být použita pro všechny polutanty

73 Biologické sanační metody I VÝHODY BIOREMEDIACE Většinou nejlevnější technologie Řeší jinak neřešitelné situace Využívá přírodních procesů Rozkládá polutanty na neškodné produkty (někdy) Je možné ji aplikovat mnoha způsoby Velmi vhodná jako doplňková metoda k jiným sanačním metodám

74 Biologické sanační metody I TAK CO SI O TOM MYSLÍTE?

75 Biologické sanační metody I OTÁZKY ?

76 Biologické sanační metody I DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST


Stáhnout ppt "Biologické sanační metody I BIOLOGICKÉ SANAČNÍ METODY Ing. Vít Matějů ENVISAN-GEM, a.s. Biotechnologická divize"

Podobné prezentace


Reklamy Google