Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: biorekultywacja ziemi

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Ex situ bioremediation of soil polluted with oily waste: the use of specialized microbial consortia for process bioaugmentation

Kaszycki P., Petryszak P., Pawlik M., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. S

2011

Vol. 18, nr 1

83-92

Spontaneous, natural self-attenuation of oil-derived pollution in a ground-water environment is relatively slow and for this reason several intensification actions are necessary to speed up the process. For the case of contaminated soil, the most favorable treatment method is ex situ bioremediation, in which the ground is removed from its original site and then formed into piles located in separated cleanup sites. This enables easy adjustment and control of the process parameters and allows for taking other optimization actions such as bioaugmentation with specially-prepared microorganism cultures. The experimental part of the work was done to establish optimal conditions for the development and action of soil-derived bacterial community used as inoculum to augment bioremediation of organic compounds. The study involved two specially-constructed test piles (A and B), each of 120 cm height and area of 10 m2, made of soil polluted with petroleum waste (the average contaminant content was 4300 mg ź kg–1). The soil was ground and fluffed by admixture of 10% bark, then supplemented with the necessary minerals and watered to provide conditions favoring microorganism growth. Next, the microbial consortium was inoculated. Free aeration was provided in pile (A) by frequent mechanical mixing, whereas pile (B) remained unmixed and was only re-inoculated with fresh microorganism cultures. The level of high-boiling organic contaminants as well as the cell density was monitored with standard methods. In pile (A) a rapid drop of oil-derived compounds content was observed and the value of 600 mg ź kg–1 was achieved within 6 weeks. In pile (B) the effect was poor (3240 mg ź kg–1 within 13 weeks) despite high bacterial frequency (108 cells ź g–1). These results indicate that the lack of free gas exchange was a factor hampering microorganism metabolism and thus limiting bioremediation process. The method of intensified bioremediation was applied to biodegrade high levels of recalcitrant contaminants on a large scale at the industrial ex-situ soil cleanup site. Two technological piles (150 cm high) were formed using soil mixed with oily substances: (P1), total volume of 180 m3, containing post-refinery sludges at 24000 mg ź kg–1 concentration and (P2) of 90 m3, containing oil-separator slurries at 114000 mg ź kg–1. The oxygen penetration was provided with a passive aeration system made of drainage-pipes. In order to obtain maximum process kinetics, the piles were frequently surface-sprayed with fresh microbial suspensions enriched with autochthonous bacteria. After inoculation, the soil bacteria population increased by 16 to 42 times and reached the value of 3.6 ź 106 cells ź g–1. The described optimization actions, applied for the first stage of the long-term bioremediation project, enabled to achieve significant contaminant removal rates: over 3.5-fold at the site P1 (the resultant value of 6650 mg ź kg–1 accomplished within 6 months) and over 5-fold at P2 (22900 mg ź kg–1 within 4.5 months).

Procesy spontanicznego samooczyszczania środowiska gruntowo-wodnego, zanieczyszczonego związkami ropopochodnymi, przebiegają wolno i dlatego, w celu przyśpieszenia procesu rekultywacji skażonych obszarów, jest konieczne stosowanie zabiegów intensyfikacyjnych. W przypadku oczyszczania skażeń w gruncie uzyskuje się najkorzystniejsze efekty, stosując metodę bioremediacji ex situ, tzn. umieszczenia gruntu na wydzielonych stanowiskach oczyszczania. Możliwe jest wówczas efektywne i w pełni kontrolowane ustalanie parametrów procesowych. Jednym z zabiegów optymalizacyjnych jest bioaugmentacja procesu z wykorzystaniem specjalnie przygotowanych mikroorganizmów. W eksperymentalnej części pracy określono warunki optymalnego działania drobnoustrojów glebowych, wchodzących w skład konsorcjum stosowanego do wspomagania bioremediacji skażeń organicznych. Badania prowadzono w dwóch specjalnie skonstruowanych pryzmach testowych (A i B) o wysokości 120 cm i powierzchni 10 m2, usypanych z zaolejonej ziemi (średnia zawartość zanieczyszczeń wynosiła 4300 mg ź kg–1). Grunt został rozdrobniony, spulchniony ok. 10% domieszką kory, zasilony niezbędnymi substancjami mineralnymi oraz nawodniony tak, aby stworzyć optymalne warunki dla mikroorganizmów, a następnie zaszczepiony biopreparatem. W pryzmie (A) zapewniono wymianę gazową poprzez częste mechaniczne mieszanie, podczas gdy do pryzmy (B) jedynie doszczepiano świeże kultury drobnoustrojów. Zawartość skażeń monitorowano według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. W pryzmie (A) nastąpiło dynamiczne zmniejszenie koncentracji związków ropopochodnych (do 600 mg ź kg–1 w ciągu 6 tygodni), natomiast w pryzmie (B) zaobserwowany spadek był niewielki (do 3240 mg ź kg–1 po 13 tygodniach), pomimo dużej liczebności bakterii (ok. 108 kom. ź g–1). Wynik ten wskazuje, że warunkiem ograniczającym bioremediację był brak swobodnej wymiany gazowej hamujący metabolizm drobnoustrojów. Metodę intensyfikowanej bioremediacji zastosowano w celu biodegradacji dużych stężeń uciążliwych zanieczyszczeń na przemysłowym stanowisku oczyszczania gruntu ex situ. Utworzono pryzmy technologiczne o wysokości 150 cm i objętości 180 m3 (P1) i 90 m3 (P2), w których ziemia została zmieszana, odpowiednio z osadami porafineryjnymi (24 000 mg ź kg–1) oraz ze szlamami z separatorów olejowych (114 000 mg ź kg–1). Penetrację tlenu zapewniono poprzez system biernej aeracji, utworzony z sieci rur drenarskich. Pryzmy wielokrotnie zraszano powierzchniowo zawiesiną biopreparatu wzbogaconego o drobnoustroje autochtoniczne w celu uzyskania maksymalnej szybkości procesu. Liczebność drobnoustrojów w glebie wzrosła, po zaszczepieniu, od 16 do 42 razy, osiągając wartość 3,6 ź 106 kom. ź g–1. Opisane zabiegi optymalizacyjne, stanowiące pierwszą fazę projektu bioremediacji, pozwoliły na uzyskanie znaczącego obniżenia poziomu zanieczyszczeń: ponad 3,5-krotnego na stanowisku P1 (do 6650 mg ź kg–1 w ciągu 6 miesięcy) oraz ponad 5-krotnego na pryzmie P2 (do 22 900 mg ź kg–1 w ciągu 4,5 miesiąca).

Aerobic Process for in Situ Bioremediation of Petroleum-Derived Contamination of Soil: a Field Study Based on Laboratory Microcosm Tests

Kaszycki P., Pawlik M., Petryszak P., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. A

2010

Vol. 17, nr 4-5

405-414

The on-site ground-water recultivation project was established in April 2007 and lasted till August '07. The work was carried out in the area of a fuel station of the chemical industry-production plant, after dismantling and scrapping of three corroded and leaking oil-storage tanks, each of 50 m3 capacity. Geochemical analyses revealed that the area of approximately 150 m2 was affected by a significant pollution of ground with migrating oily products whose concentration exceeded permissible standard levels. The average content of high-boiling (Tb > 105 °C) organic compounds was 3 655 mg o kg-1 and the hydrocarbon contamination reached the level of 5.5 m of underground water. Possible pollutant migration with the aqueous phase caused high risk of affecting the nearby river that served as a drinking-water resource. The aim of the study was to optimize the in situ cleanup biotechnology to enable pollution biodegradation within one season of 2007. The treatment was based on biological activities of soil-derived microorganisms. The occurrence of soil autochthonous bacteria was established as 0.8 o 106 cells o g-1. Tests carried out in microcosm models revealed that contaminant bioremediation was effective only in the presence of oxygen that proved to be a limiting factor for indigenous bacteria proliferation. Then, the additional soil inoculation with specialized, biochemically active microbial consortia enabled to significantly accelerate kinetics of organic compounds removal. In a field study, an active aeration system was constructed to provide growing microbial biomass with the oxygen. Next, the area became bioaugmented with the active community by applying biomass at initial density of l .5 o 105 cells per g of soil. The pollution level and cell population dynamics were monitored in soil samples collected at several distinct levels of the first geotechnical layer, ie from O to 120 cm. The content of high-boiling organic substances as well as the cell frequency were analyzed with standard procedures. The final biodegradation yields of 92.3 %, 68.1 %, 84.3 % and 93.9 % were obtained within 16 weeks for layers 0-30, 30-60, 60-90 and 90-120 cm, respectively. The observed diversity of the resultant effect was due to heterogeneous geochemical structure of the analyzed soil profile. The highest drop in contamination content correlated with a dramatic increase of soil microflora population up to 7.1 o l O7 cells o g-1. The method of biological treatment, elaborated and implemented in the study, led to a decrease of pollutant concentration to the limits acceptable for industrial group "C" areas within one bioremediation season.

Prace rekultywacyjne środowiska gruntowo-wodnego prowadzono w okresie kwiecień - sierpień 2007 r, na terenie przebudowywanej stacji paliw w obrębie kompleksu zakładów produkcyjnych przemysłu chemicznego. Po usunięciu starych, skorodowanych i przeciekających zbiorników paliwa o pój. 50 m3 każdy dokonano geochemicznego rozpoznania stanu środowiska i wykazano znaczące skażenie gruntu migrującymi substancjami ropopochodnymi. Ponadnormatywne poziomy zanieczyszczeń węglowodorowych stwierdzono na obszarze ok. 150 m2, sięgające w głąb gruntu aż do poziomu lustra wody podziemnej na głębokości ok. 5,5 m. Średnia zawartość wysokowrzących związków organicznych (Tw > 105 °C) wynosiła 3 655 mg o kg-1. Dodatkowo, powstało zagrożenie dalszej migracji skażeń wraz z wodą gruntową do pobliskiej rzeki stanowiącej ujęcie wody pitnej. Celem pracy była optymalizacja proponowanej biotechnologii oczyszczania ziemi in situ, wykorzystującej aktywność biologiczną drobnoustrojów glebowych tak, aby umożliwić biodegradację skażeń w ciągu jednego sezonu. W ziemi stwierdzono występowanie autochtonicznej mikroflory glebowej o liczebności 0,8 o 106 komórek o g-1 gruntu. Testy prowadzone w układach modelowych (ang. microcosms) wykazały, że procesy bioremediacji zanieczyszczeń przebiegały wyłącznie w obecności tlenu, umożliwiającego proliferację bakterii autochtonicznych (40 % spadek poziomu skażeń w ciągu 16 tygodni). Dodatkowe zaszczepienie gruntu specjalistycznym konsorcjum aktywnych biochemicznie drobnoustrojów (biopreparatem) pozwoliło przyśpieszyć kinetykę rozkładu skażeń organicznych (wzrost wydajności do 59 %). W pracach polowych skonstruowano system aktywnego napowietrzania zapewniający dostępność tlenu dla rozwijających się autochtonów, po czym grunt suplementowano aktywnymi drobnoustrojami w ilości ok. 1,5 o l O5 komórek o g-1. W próbkach ziemi, pochodzących z poszczególnych poziomów pierwszej warstwy geotechnicznej do głębokości 120 cm prowadzono monitoring poziomu skażeń oraz dynamiki rozwoju populacji drobnoustrojów. Oznaczanie zawartości substancji ropopochodnych prowadzono według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. Dla warstw 0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm oraz 90-120 cm uzyskano końcową efektywność biodegradacji wynoszącą, w ciągu 16 tygodni, odpowiednio: 92,3 %, 68,1 %, 84,3 % oraz 93,9 %. Zróżnicowanie końcowego wyniku wiązało się z heterogeniczną strukturą geochemiczną analizowanego profilu glebowego. Najsilniejszy obserwowany spadek zanieczyszczeń korelował z gwałtownym rozwojem mikroflory glebowej (do 7,1 o l O7 komórek o g-1). Opracowana i zastosowana metoda biorekultywacji pozwoliła obniżyć koncentrację skażeń w sezonie 2007 do poziomu akceptowalnego dla obszarów przemysłowych grupy C.