Figyelmeztető üzenet

Ez a cikk kb. 14 éve íródott.
A benne szereplő információk a megjelenés idején pontosak voltak, de mára elavultak lehetnek.

Környezetszennyezõ szénhidrogének biológiai ártalmatlanítása

Dr.Szoboszlay S. - Dr.Török G. - Kriszt B. - Rúzs-Molnár S. Környezetszennyezõ szénhidrogének biológiai ártalmatlanítása
Év: 
1996
Szám: 
Nyár

Mi lehet a megoldás?

A kõolaj, mint környezetszennyezõ tényezõ a 70-es, 80-as évek tengeri katasztrófái nyomán került az érdeklõdés elõterébe. A nagy felzúdulást kiváltó tankerbalesetek hullámai a mai napig sem ültek el, az USA-ban például még több milliárd dolláros kártérítési perek zajlanak az Exxon Valdez alaszkai balesete miatt.

Bár tengerünk - a Balatont kivéve - nincs, és olajkitermelésben, felhasználásban sem vetekszünk az USA-val, a különbözõ szénhidrogénszennyezésekkel sajnos hazánkban is találkozhatunk. Míg a korábbi évtizedekben csak elvétve értesülhettünk egy-egy olajvezetéktörésrõl, tartálykocsibalesetrõl, néhány éve nagyságrendekkel szaporodtak meg a feltárt szennyezések -elég csak a volt szovjet laktanyák állapotára gondolnunk. A jelen pedig cseppet sem bíztatóbb. A privatizációs folyamatok megindulásával egyre több területrõl derül ki, hogy szénhidrogénekkel szennyezett s ezek a kárhelyek sokszor élõvizek, vízbázisok közelében helyezkednek el.

Mivel a kõolajat egyelõre nem zárhatjuk ki energiahordozóink körébõl, elsõsorban a szállítás, feldolgozás és a felhasználás biztonsági feltételeit kell javítani. Ennek irányában már történtek üdvözlendõ lépések a kõolajipar és néhány üzemanyagforgalmazó részérõl. Azonban a már bekövetkezett szennyezések mellett sem mehetünk el tétlenül, hiszen a talajba, talajvízbe került kõolajszármazékok növényre, állatra, emberre veszélyes (toxikus, rákkeltõ) komponenseket tartalmaznak, hosszú évekre mérgezve a természetet.

A szénhidrogénszennyezések megszüntetésére számos technológiát dolgoztak ki és használnak napjainkban, amelyeket az alkalmazott eljárások alapján a következõ alapvetõ csoportokba oszthatunk:

  • termikus eljárások, amelyek hõkezeléseket alkalmaznak, elégetve a szennyezõ szénhidrogéneket égetõmûben, forgó csõkemencében stb. (NEUMAIER, 1992),
  • fizikai eljárások, mint például vákuum-extrakció, hideg és meleglevegõs-, illetve gõzsztrippelés, stb. (ELLIOT és DE PAOLI, 1990; BROWN és SULLIVAN, 1991),
  • fizikai-kémiai eljárások, mint például oldószeres extrakció, hideg vagy melegvizes mosás detergensek alkalmazásával vagy anélkül, stb. (NEUMAIER, 1992),
  • biológiai eljárások, amelyek bizonyos mikroszervezetek azon tulajdonságát használják fel, hogy képesek speciális enzimrendszerük segítségével a szénhidrogéneket sejtépítõ folyamataikban energiaforrásként hasznosítani (HARDER és HÖPNER, 1991; IJAH és UKPE, 1992).

A szénhidrogénszennyezések mikrobiológiai megszüntetése az utóbbi években került elõtérbe, mint környezetkímélõ és költségtakarékos módszer. Az Amerikai Környezetvédelmi Hivatal (EPA) például minden olyan esetben, amelyben csak lehetséges, a biológiai módszerek alkalmazását részesíti elõnyben az egyéb, már említett technikákkal (termikus, kémiai stb. ) szemben.

A biológiai módszereket, a mikroszervezetek felhasználási módja szerint három fõ csoportba oszthatjuk be.

1. A szennyezett talajban eredendõen meglévõ szénhidrogénbontó mikroszervezetek számát tápanyagkiegészítéssel és intenzív levegõztetéssel növelik meg (DIBBLE és BARTHA, 1979). A módszer elõnye viszonylagos olcsósága (nincs oltóanyagköltség !). Hátránya egyrészt, hogy nincs garancia arra, hogy ezek a mikróbák képesek a kõolajban található valamennyi vegyületcsoport lebontására, s így viszonylagosan megnõhet egyes nehezen degradálható (magasabb szénatomszámú n- és izoparaffinok) vagy toxikus (poliaromások) komponensek koncentrációja, másrészt elõfordulhat, hogy a környezetre káros (patogén, fakultatív patogén) mikroszervezetek felszaporodását segíti elõ.

2. A talajból izolált ismeretlen faji összetételû szénhidrogénbontó mikróba populációt bioreaktorban elszaporítják és tápanyagkiegészítés, valamint levegõztetés mellett visszajuttatják a talajba (GRUIZ, 1992). A módszer elõnye az igen gyors és nagymértékû olajlebomlás, hátránya viszont a kiszámíthatatlan közegészségügyi kockázat. Ennek oka az, hogy a talaj szénhidrogénbontó mikroszervezeteinek jelentõs hányada, -saját vizsgálataink szerint mintegy 70%-a,- patogén illetve fakultatív patogén mikróba (pl. Pseudomonas aeruginosa), amelyek elszaporítása és talajba milliárdos nagyságrendben való visszajuttatása környezetvédelmi és közegészségügyi szempontból elfogadhatatlan.

3. Faj szinten identifikált, közegészségügyi szempontból aggályt nem keltõ, ismert szénhidrogénbontási spektrummal rendelkezõ mikroorganizmusokat bioreaktorban elszaporítva juttatnak a szennyezett talajba, tápanyagkiegészítés és levegõztetés mellett (SZOBOSZLAY et al., 1992). Az eljárás elõnye egyrészt az, hogy a felhasznált mikróbák minimális kockázatot jelentenek az elõállítókra, a felhasználókra és a környezetre, másrészt a szennyezõ szénhidrogén spektrumához és a kárhely talajtani adottságaihoz adaptálható oltóanyag állítható elõ és használható fel, ami a legtöbb esetben garantálhatja a kívánt mértékû lebomlást. A módszer hátrányaként a magasabb fejlesztési és oltóanyag elõállítási költség említhetõk.

A Gödöllõi Agrártudományi Egyetemen már évtizedek óta folynak kutatások a szénhidrogénbontó mikroszervezetek környezetvédelmi felhasználásával kapcsolatban (TÖRÖK et al., 1974; BUDAY et al., 1983/a; BUDAY et al., 1983/b; BUDAY et al., 1988). Mintegy öt évvel ezelõtt a GATE Kémia és Biokémia Tanszékén és a MOL Rt. Komáromi Finomító Olajbiológia Laboratóriumában a BIOFLEX Kft. szakemberei olyan "olajfaló" mikróbák keresésébe kezdtek, amelyek közegészségügyi szempontból veszélytelennek tekinthetõk és a kõolajeredetû szénhidrogének minél nagyobb mértékû lebontására képesek.

Ennek érdekében ásványolaj eredetû szénhidrogénekkel tartósan szennyezett talaj, iszap és vízmintákat feldolgozva izoláltunk olajbontásra képes mikroszervezeteket, majd többlépcsõs, szelekciós vizsgálatokban igyekeztünk kiszûrni a feltételezhetõen patogén mikróbákat. A száznál több szénhidrogénbontó izolátum közül 16 tartozott olyan fajba, amelyek még sohasem okoztak emberi, állati vagy növényi megbetegedéseket. Errõl a 16 törzsrõl a Johan Béla Országos Közegészségügyi Intézet állásfoglalása kijelentette, hogy közegészségügyi szempontból veszélytelenek, és szénhidrogénnel szennyezett talajok mentesítésére felhasználhatók.

További munkánk során ezeknek a törzseknek az olajbontási képességét határoztuk meg müszeres analitikai módszerek alkalmazásával. Ögy azt állapítottuk meg, hogy a kõolajat alkotó rengetegféle vegyületcsoport közül ezek a törzsek melyeket bontják nagyobb hatásfokkal, és melyeket kevésbé. Erre azért volt szükség, hogy a gyakorlati felhasználások, kárelhárítások során a szennyezõ, nagyon gyakran eltérõ típusú olaj összetételéhez tudjuk kiválasztani az azt leghatékonyabban bontõ mikroszervezeteket.