Lexikon

&search

a biológiai immobilizáció alapvetően kétféle lehet:
1. Maguk a növények vagy a mikroorganizmus sejtek vagy szervezetek immobilizálják a szennyezőanyagot a sejtjeikben vagy szöveteikben, esetleg szöveteiken kívül. Ez a biológiai lekötés az organizmus élettartamára terjed ki, a szennyezőanyag az élőlény elpusztultával visszakerül az elemkörforgalomba. Ha ezt a folyamatot remediációs technológiában kívánjuk hasznosítani, vagyis a szennyezőanyagot szegregálni, és kiküszöbölni, akkor a biomasszát külön kell választanunk a kezelt környezeti elemtől vagy fázistól pl. talajvíz kezelése szilárd hordozóra kötött mikroorganizmusokkal, talajvíz eleveniszapos biológiai kezelése.
2. A biológiai immobilizáció másik fajtája eredményét tekintve tulajdonképpen nem különbözik az enyhe fizikai-kémiai immobilizációtól, de a stabilizációhoz szükséges vegyületeket és/vagy külső körülményeket nem fizikai-kémiai ágensek, hanem maguk a mikroorganizmusok vagy a növények állítják elő. Ezek az élőlények lehetnek őshonosak vagy a technológia kedvéért betelepítettek. Immobilizáló biológiai ágensek a pH megváltoztatása, pl. baktériumok általi lúgosítás; a redoxpotenciál megváltoztatása, pl. anaerob körülmények létrehozása fakultatív anaerob mikroorganizmusokkal; kicsapódó vegyületek képzése, pl. szulfidok képzése szulfátlégző mikroorganizmusok által; szorpciót növelő anyagok, pl. bakteriális nyálkaanyagok a rizoszférában, vagy a humuszképződés elősegítése, stb.

1. mozgás, mozgékonyság megszüntetése: enzimek, reagensek, vegyi anyagok, szennyezőanyagok szilárd felülethez, pl. hordozóhoz kötése, szilárd mátrixba ágyazása vagy olyan fizikai és/vagy kémiai átalakítása, mely az illékonyságot, oldhatóságot, deszorpciós képességet csökkenti, ezzel megakadályozza a környezetben való terjedést és a fizikai-kémiai és biológiai hozzáférhetőséget.
2. immobilizáción alapuló környezetvédelmi technológiák: bármely szennyezett környezeti elem és fázis esetében alkalmazhatóak. Levegő, és vízszennyezettség esetében a szennyezőanyag immobilizációja, pl. szilárd fázison való megkötése szűréssel vagy kicsapása hűtéssel, egyúttal a levegőből, ill. a vízből való eltávolítást eredményezi. Szennyezett talajra mind in situ, mind ex situ remediációs technológiaként alkalmazható. talajnál az immobilizáció nem jár a szennyezőanyag eltávolításával, de a környezeti kockázat lényegesen csökkenthető: a továbbterjedés valószínűsége csökken és a biológiai hozzáférhetetlenség eredményeképpen a hatás kifejtése lehetetlenné válik. immobilizáción alapuló talajkezelési technológia célja annak elérése, hogy az immobilizáció nagy valószínűséggel irreverzibilis legyen. Leggyakrabban toxikus fémekkel és perzisztens szerves anyagokkal szennyezett talaj kezelésére alkalmazzák. Technológiai megoldások:
1. fizikai-kémiai stabilizálás: szilárdítással, beágyazással pl. beton, gipsz, bentonit, bitumen, polimerek felhasználásával;
2. kémiai stabilizálás: oldhatatlan kémiai forma létrehozása a pH beállításával, pl. meszezés, CaCo3 talajra alkalmazása; oxidációval, pl. ózon, hidrogénperoxid hatására szerves szennyezőanyagok kondenzációja, polimerizációja, oldhatóságuk csökkentése; reduktív körülmények biztosításával, pl. fémből oldhatatlan szulfid létrehozása;
3. termikus immobilizáció: kerámiába, téglába ágyazás, vitrifikáció;
4. biológiai stabilizálás: növényzet fizikai hatása erózió és defláció ellen, növények kémiai hatása, pl. gyökerek által kiválasztott stabilizáló vegyületek; növények biológiai folyamatai során a sejtekben történő immobilizáció, pl. bioakkumuláció; mikrobiológiai tevékenység, pl. szulfátredukció. környezeti elemek szilárd fázisában fizikailag, kémiailag vagy biológiailag immobilizált szennyezőanyagok újramobilizálódása monitorozást kioldási teszt és megelőzést igényel. A remobilizálódás elfogadhatatlanul nagy kockázatát a kémiai időzített bomba kifejezéssel szokták jellemezni. lásd még talajremediáció, bioremediáció, in situ, talajkezelés remediációs technológiák, ex situ, talajkezelés, töltőanyag.

talajkezelési technológia alapját képező mikrobiológiai és növényi együttműködés. mikroorganizmusok és növények képesek mind szerves, mind szervetlen szennyezőanyagok immobilizálására, stabilizálására. Az immobilizáció történhet az élőlény szervezetében vagy a szervezeten kívül, magában a talajban. Az immobilizáció egyik formája az, amikor az élőlények sejtjeikbe építik be a szennyezőanyagot miután kivonták a talajból, üledékből. Ez a folyamat a természetben izolálatlanul nem hasznos, hiszen a szennyezőanyag az élőlény pusztulásával visszakerül a körforgalomba, de még káros is lehet, ha körforgása közben bekerül a táplálékláncba. Ugyanakkor mesterségesen izolálva a folyamatot a környezettől, hasznos technológia válhat belőle: ezen alapul a fitoextrakció és a rizofiltráció: ilyenkor a növényben immobilizált fémek egy kapcsolódó technológiában ártalmatlaníthatóak.
Spontán is lejátszódó, de akár tudatosan használható és irányítható folyamat a redoxpotenciál csökkentése a levegő oxigén párhuzamosan történő felhasználása révén. Mesterséges adalékként talajba juttatott energiaforrás mindig aktiválja a helyi mikroflórát. Ha nem gondoskodunk levegőztetésről, akkor először elfogy a talajlevegő oxigénje, majd az alternatív légzési formák beindultával elfogynak az alternatív légzésformák oxigénforrásai nitrát, szulfát, végül teljesen anaerob körülmények teremtődnek. A negatív redoxpotenciál mellett eltolódnak a kémiai formák egyensúlyai, ez bizonyos szennyezőanyagoknál, pl. toxikus fémeknél kémiai immobilizációhoz, mozgékonyságcsökkenéshez, biológiai hozzáférhetetlenséghez vezet.
A növények extracelluláris anyagot termelve képesek bizonyos szennyezőanyagok rhizoszférában történő kicsapására.
Egyes mikroorganizmusok extracelluláris poliszaccharidokat termelve csapják ki a fémeket a sejten kívüli térben. Vízkezelés, vagy in situ talajkezelés során hasznosíthatjuk ezt a folyamatot, ha a fémeket megkötő növényzetet el tudjuk távolítani gyökerestől a környezeti elemből.
Más mikroorganizmusok a sejten belül kötik meg, majd a sejtfalba és a membránba építik be a szennyezőanyagokat, ezáltal védve saját magukat a toxikus hatású szennyezőanyag anyagcseréjükbe kerülésétől. Ez a környezetben haszontalan folyamat - a védekező organizmustól eltekintve - akkor használható technológiaként, ha a sejtek elkülöníthetőek a szennyezett környezeti elemtől, tehát elsősorban vizek kezelésére ajánlható.
Szennyezett vizek üledékének felszínén egy idő után humuszréteg alakul ki a belehullott szerves anyagoktól humuszlepény, mely kettős hatású. Egyrészt fizikailag izolálja az alatta lévő szennyezett réteget, másrészt az így létrejövő anaerob körülmények közt a redoxpotenciál megváltozásával a fémek oldhatatlan szulfid formába MeS kerülnek. Utóbbi állapotot stabilizálhatják a szulfátlégzést alkalmazó baktériumok, melyek vagy honosak, vagy oltóanyagként betelepíthetőek a szulfát-veszélyt jelentő talajokba vagy üledékekbe, az izoláció alá. A Thiobacillusok tevékenységének megakadályozására szulfátredukáló baktériumok telepíthetőek a szennyezett területre, a talajba vagy az üledékbe. Ilyen mikroorganizmusok az obligát anaerob Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfuromonas autooxidans, amelyek a szulfátot oldhatatlan szulfiddá alakítják. A baktériumok működéséhez anaerob körülményekre van szükség, tehát ez vagy felszíni vizek mélyebb rétegeiben, mocsaras területeken vagy légmenetesen lezárt talajokban alkalmazható mikrobiológiai stabilizálási módszer.
fitostabilizáció céljából a területet a szennyezőanyagot tűrő növényfajokkal ültetik be, megakadályozva ezzel a szennyezőanyag szél vagy víz útján történő továbbterjedését. Rhizofiltráció esetén a felszíni vizekből és/vagy a vízzel elárasztott talajból a gyökérzóna kiszűri, felveszi, elbontja, vagy megköti a szennyezőanyagot. A növények gyökérrendszere igen nagy területet hálóz be, nagy felületet biztosít a gyökér-mikroflóra működésének. A gyökjérmikroflóra által mineralizált szerves anyagokat a növények flhasználják. Ha akkumulálható toxikus fémek is vannak a rendszerben és ezek a növény föld feletti részében akkumulálódnakk, akkor a növényi anyagot veszélyes hulladékként kell kezelni: betakarítás után égetés, majd a hamu veszélyes hulladéklerakóban történő elheyezése vagy más módon történő ártalmatlanítáa, esetleg hasznosítása. A hamuból a fémtartalom kioldható vagy stabilizálandó.