Lexikon
&search
a biológiai kioldáson alapuló technológia alatt általában kén vagy fémek kioldását értjük mikroorganizmusok segítségével. Ez az általánosan létező természetes mikrobiológiai folyamat az ember szempontjából hasznos és káros következményekkel járhat, a kőzetek mállásától a talajképződésen keresztül, a talajok savanyodásáig és a savas bányavizek problémájáig. A mikrobiológiai folyamatot kontrollált körülmények közé kényszerítve hasznos technológiák alapját képezheti fémkinyerés, remediáció. A kioldást végző mikrobák energiaigénye csekély, hatékonyak, alkalmazásuk kis környezeti kockázattal jár. Az üzemeltetési költség kicsi, bár az egyes lépések üzemesítése nehézségekkel járhat.
A Thiobacillus baktériumok a szulfidásványok oxidálásával szulfid szulfát segítik elő a fémek mobilizálását a termelt kénsav kioldó hatásán keresztül. A Thiobacillusok tevékenységén alapuló kioldást nemcsak szennyezett talaj vagy kőzetek kezelésére, de ércekből való fémkioldásra, tehát bányászati technológiaként is alkalmazzák. A Föld réztermelésének mintegy 60%-a ilyen biotechnológián alapul.
A szennyezőanyagok mobilizációján, kioldásán alapuló biotechnológiákban alkalmazhatunk mikroorganizmusokat vagy növényeket. A technológia alapját képező természetes folyamatot általában úgy hasznosítjuk, hogy a hasznosítandó folyamatot izoláljuk a környezettől a savas oldat ne kerüljön a környezetbe, hanem a technológia részeként fogjuk fel és kezeljük és eltoljuk az egyensúlyokat a kioldás domináljon a kicsapódáshoz képest.
1. A biológiai kioldás során a Thiobacillus baktériumok a fém-szulfidok szulfáttá történő oxidációját katalizálják. Eközben kénsav szabadul fel, mely elősegíti a fémek ionos formába kerülését, ezzel mobilizációját. A folyamat spontán lezajlásakor a szennyezett terület, szennyezett hulladéklerakat fokozatosan megtisztul, míg környezete, akár a teljes vízgyűjtő, elszennyeződik. Technológiaként alkalmazva a természetes környezettől elkülönítve, izolált prizmákban, töltött oszlopokban, szilár töltetű aerob reaktorokban történik a kezelés során a savtermelés és a kioldás. A csurgalékot kontrolláltan gyűjtik és kezelik. A technológia felhasználható bányászati, ércelőkészítési technológiakánt biológiai bányászat = biomining vagy fémekkel szennyezett hulladék vagy talaj kezelésére.
2. A növények által termelt gyökérsavak a pH csökkentésével mobilizálják a fémeket a talajban: ez a folyamat a növényi akkumulációval párosulva, a fitoextrakció. A mikorrhiza mikrobák által termelt anyagok még inkább mobilizálják a talajban kötött fémeket, ezért a növényi felvétel tovább növekszik. Ha a természetben spontán lezajló folyamatként értékeljük ezt a folyamatot, akkor a talaj fémtartalmának csökkenése, mint haszon mellett fellépő potenciális kár, vagyis a bioakkumulációt végző növények táplálékláncba kerülésének kockázata általában nem elfogadható. A természetes környezettől izoláltan, kontrolláltan végzett fitoextrakción alapuló technológia viszont a kontrolláltan és izoláltan történő növényi felhalmozással, tehát a környezetre veszélyt alig jelentő tevékenységgel párhuzamosan csökkentheti a talaj fémtartalmát.
3. Mikrobák alkilező tevékenysége során egyes fémek Hg, Cd illékonnyá válnak. Ez a higany esetében, melynek geokémiai ciklusa tartalmazza az atmoszférikus elemet is, képezheti egy higanymentesítési talajremediáció alapját.