Sanierung von mit Schwermetallen und Toxinen kontaminierten Böden

Sanierung von mit Schwermetallen und Toxinen kontaminierten Böden

Dies ist eine der anspruchsvollsten Aufgaben bei der Landrenaturierung. Die Hauptregel lautet:Zuerst muss die Art der Kontamination bestimmt werden.und erst dann eine Strategie wählen. Metalle und organische Toxine verhalten sich völlig unterschiedlich.

Es gibt vier Hauptstrategien:

IsolierenVerschmutzung.

VerbindenSchadstoffe, damit sie nicht in Pflanzen und Gewässer gelangen.

ZerstörenSchadstoffe (sofern es sich um organische Verbindungen handelt).

ExtraktBodenkontamination (Phytosanierung oder Bodenabtragung).

Schritt 1. Diagnose

Ohne Analyse ist es unmöglich, eine sichere Bergungsmethode zu bestimmen.

Es ist notwendig, Folgendes zu untersuchen:

Schwermetalle

Blei (Pb);

Cadmium (Cd);

Quecksilber (Hg);

Arsen (As);

Nickel (Ni);

Kupfer (Cu);

Zink (Zn);

Chrom (Cr).

Organische Schadstoffe

Erdölprodukte;

Benzin;

Diesel;

polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK);

Pestizide;

Herbizide;

Leiterplatte;

Dioxine;

Lösungsmittel.

Ermitteln Sie außerdem:

pH-Wert;

Humusgehalt;

Korngrößenzusammensetzung;

Kontaminationsgrad;

Grundwasserspiegel.

Schritt 2: Sofortige Stabilisierung

Bevor Sie mit der Reinigung beginnen, ist es wichtig, die Ausbreitung von Verunreinigungen zu verhindern.

Notwendig

den nackten Boden bedecken;

Erosion verhindern;

Staubübertragung verhindern;

Sie bauen keine Nahrungspflanzen an;

Das Gebiet darf nicht als Weide genutzt werden.

Die ersten Pflanzen sollten in erster Linie eine Schutzfunktion erfüllen.

Schritt 3. Bei Schwermetallbelastung

Metalle sind praktisch unzerstörbar.

Daher besteht die Aufgabe entweder darin:

extrahieren;

oder sie weniger zugänglich zu machen.

Methode 1. Immobilisierung

Die sicherste Strategie.

Dem Boden hinzufügen:

Kompost;

reifer Humus;

Biokohle;

Zeolith;

Tonminerale;

Phosphat;

Kalken (falls der Boden sauer ist).

Diese Materialien:

die Löslichkeit von Metallen verringern;

verringern ihren Verbrauch durch Pflanzen;

die Aktivität von Mikroorganismen steigern;

Bodenstruktur verbessern.

Besonders effektivBiokohle, das über eine sehr große innere Oberfläche verfügt und in der Lage ist, einige Schadstoffe zu adsorbieren, während es gleichzeitig die Feuchtigkeitskapazität und die Bedingungen für die Bodenmikroflora verbessert.

Methode 2. Phytosanierung

Manche Pflanzen sind in der Lage, Metalle zu extrahieren.

Für Cadmium und Zink

Manche Typen eignen sich:

Senf;

Kreuzblütler;

Hyperakkumulatoren der GattungNoccaea (vorher Thlaspi).

Für Blei

Die Extraktion ist wesentlich schwieriger.

Am häufigsten verwendet:

Sonnenblume;

Senf;

einige Weiden.

Blei ist jedoch im Allgemeinen unbeweglich, daher wird es oft gebunden statt extrahiert.

Für Nickel

Sie nutzen spezialisierte Hyperakkumulatoren, beispielsweise einige Arten der GattungAlyssumDie

Für Kupfer

Bestimmte Weiden-, Pappel- und Grasarten helfen.

Nach dem Sammeln der Pflanzen

Das ist sehr wichtig.

Wenn Pflanzen Metalle angereichert haben:

❌ Das können sie nicht:

Kompost;

als Mulch verwenden;

Tierfutter;

Verbrennung ohne spezielles Reinigungssystem.

Sie werden gemäß den örtlichen Umweltauflagen als kontaminierte Biomasse entsorgt.

Bei Verschmutzung durch Ölprodukte

Die Situation hier ist viel besser.

Organische Verbindungen können von Mikroorganismen abgebaut werden.

Verwenden Sie hierfür Folgendes:

Bioremediation

Hinzufügen:

Sauerstoff;

organische Substanz;

Feuchtigkeit;

Stickstoff;

Phosphor.

Dadurch wird die Entwicklung der Bakterien angeregt.

Hauptgruppen:

Pseudomonas;

Rhodococcus;

Bazillus;

ArthrobacterDie

Sie zersetzen sich allmählich:

Benzin;

Diesel;

Öle;

einige Lösungsmittel.

Pilze

Eine sehr vielversprechende Richtung.

Manche Holzpilze sind in der Lage, komplexe organische Schadstoffe abzubauen.

Verwendet von:

Austernpilz;

einige Zunderpilze;

Pilzmatten;

Holzmulch.

Diese Methode heißtmycoremediationDie

Helferpflanzen

Nachdem der Toxizitätsgrad gesenkt wurde, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:

Getreide

Schwingel;

Hinterteil;

Weidelgras;

Suppe.

Ihre Aufgabe:

den Boden schließen;

Erosion verringern;

das Wurzelsystem entwickeln.

Hülsenfrüchte

Nach der Reduzierung der Toxizität:

Klee;

Alfalfa;

Esparsette;

Lotus.

Sie:

Stickstoff anreichern;

Humusgehalt erhöhen;

die Bodenmikroflora nähren.

Bäume

Nachdem das Gebiet stabilisiert wurde, werden verschiedene Baumarten angepflanzt.

Für die erste Phase eignen sich folgende Optionen:

Weiden

Vorteile:

schnelles Wachstum;

riesiges Wurzelsystem;

hohe Transpiration;

gute Bodenstabilisierung.

Pappeln

Verwendungszweck:

Verunreinigung von Ölprodukten;

Grundwasserschutz;

Bodenverfestigung.

Birke

Geeignet für:

Wiederherstellung ärmerer Böden;

allmähliche Ansammlung von Humus;

Schaffung eines Mikroklimas.

Erle

Besonders wertvoll:

fixiert Stickstoff durch Symbiose mitfränkisch;

wächst schnell;

verbessert die Bodenstruktur.

Kiefer

Verwendet von:

auf sandigen, kontaminierten Flächen;

um Hänge zu sichern;

um Ökosysteme wiederherzustellen.

Biokohle

Für das DREVO-Projekt ist dies eine besonders vielversprechende Technologie.

Biokohle:

bindet Metalle;

speichert Wasser;

erhöht den Kohlenstoffgehalt;

verbessert die Belüftung;

dient als Substrat für Mikroorganismen;

arbeitet seit Jahrzehnten.

Wenn es aus lokalem Holz und Pflanzenresten hergestellt wird, kann es gleichzeitig eine erneuerbare Ressource für die Bodensanierung liefern.

Zeolith

Natürlicher Zeolith besitzt folgende Eigenschaften:

Ammonium binden;

Schwermetalle zurückhalten;

Verbesserung des Luftaustauschs;

die Ausbreitung von Schadstoffen verringern.

Besonders nützlich ist es in Kombination mit Kompost und Biokohle.

Kompost

Hochwertiger, reifer Kompost:

erhöht den Humusgehalt;

stimuliert Bakterien;

verbessert die Struktur;

verringert die Verfügbarkeit einer Reihe von Metallen.

Aber es kann verwendet werdennur sauberer KompostVerunreinigter Kompost verschlimmert das Problem nur.

Mikroorganismen

Ohne sie ist eine Genesung nahezu unmöglich.

Nützlich:

Mykorrhizapilze;

Stickstofffixierende Bakterien;

Zellulose zerstörende Bakterien;

Phosphat-mobilisierende Mikroorganismen.

Mit abnehmender Toxizität tragen sie allmählich zur Wiederherstellung des Bodenökosystems bei.

Phasen der Genesung

Phase 1

Diagnostik.

Phase 2

Erosion stoppen.

Phase 3

Bindung von Verunreinigungen:

Biokohle;

Zeolith;

Kompost;

Kalken, falls erforderlich.

Stufe 4

Phytosanierung.

Verwendet von:

Senf;

Sonnenblume;

Weiden;

Hyperakkumulatoren.

Stufe 5

Mikrobiologische Wiederherstellung.

Hinzufügen:

organische Produkte;

Holzspäne;

Pilzkulturen;

Mykorrhiza.

Stufe 6

Übergang zu Schutzpflanzen:

Getreide;

Klee;

Sträucher;

Bäume.

Stufe 7

Erst nach einer erneuten Analyse kann man mit dem Anbau von Nahrungspflanzen fortfahren.

Wenn man keine Lebensmittel anbauen kann

Vor Erhalt der TestergebnisseEsspflanzen sollten nicht angebaut werdenin Gebieten, in denen eine Kontamination bekannt ist oder vermutet wird:

in der Nähe ehemaliger Fabriken;

in der Nähe von Schmelzhütten;

auf alten Mülldeponien;

in der Nähe von Batterieproduktionsanlagen;

auf dem Gelände alter Tankstellen;

in der Nähe von mit Kreosot behandelten Bahnschwellen;

in der Nähe von stark befahrenen Autobahnen mit alter, angesammelter Umweltverschmutzung.

Auch wenn Pflanzen gesund erscheinen, können sich manche Metalle in Blättern, Wurzeln oder Früchten anreichern, ohne dass dies äußerlich erkennbar ist.

Holzkonzept

Zur Sanierung kontaminierter Flächen kann ein mehrstufiges System eingesetzt werden:

1 Jahr

Diagnostik;

Oberflächenschutz;

Aussaat von mehrjährigen Gräsern.

2–4 Jahre

Biokohle;

Zeolith;

Kompost;

Phytosanierung;

Mikrosanierung.

5–8 Jahre

Weide;

Erle;

Birke;

Sträucher;

Humuswiederherstellung.

8–15 Jahre

Mischwald;

Bodenqualitätsüberwachung;

Erhaltung von Gebieten mit schützender Vegetation.

Nach Sicherheitsbestätigung

lecken;

Obstbäume;

Wildschwein;

Gemüsepflanzen.

Dieser Ansatz kombiniertUmweltsicherheit, Wiederherstellung des Bodenlebens und schrittweise Rückführung des Gebiets in den Wirtschaftskreislaufohne Menschen und Tiere unnötigen Risiken auszusetzen.