OPI Projekt: Udvikling af en biologisk reaktor til rensning for pesticider /Foto: Christian Nyrop Albers, GEUS/
OPI: Offentlig privat innovations partnerskab Parterne: Region Sjælland Videncenter for Jordforurening GEUS Krüger Personerne Tommy. B. Nielsen Christian Andersen Christian Nyrop Albers Liselotte Clausen /Foto fra informationsmøde 11. april 2012. / /www.regionsjaelland.dk/udvikling/innovation/offentlig-
Baggrund Phenoxysyrer-herbicider optræder yppigt som punktkildeforureninger. Phenoxysyrer bindes dårligt til aktivt ul, og traditionelle Pump & Treat fværgeløsninger er derfor relativ dyre i rift. /Brüsch, W., Langtofte, C., 2013; Boringer med pesticider der muligvis stammer fra punktkilder i Region Sjælland, GEUS-Notat nr.: 05-VA-13-01 til Region Sjælland/
Idé og formål dé: At anvende phenoxysyrers hurtige edbrydningspotentiale under aerobe orhold som rensningsmetode. ormål: at undersøge muligheden for at rense rundvand for pesticider i fuldskala ved jælp af en biologisk reaktor. Eksempel for nedbrydningsforsøg med MCPP /Janniche et. al. Journal of Contaminant. Vol 123. 2011/
Valg af lokalitet test site - Hedeland Rhode Nielsens Mindstrupgård Forsøgs container Skraldegraven Gasbjerget Roskildevej 56 Hedebo KARA Losseplads Steenberg Larsens Ældste
Konceptuel geologisk model for Hedeland /Roskilde Amt. 2006. Hedeland Kemiske fingeraftryk. Orbicon/
Fra råstofgrav til losseplads /Københavns Amt, Roskilde Amt. 2004. Indsatsplan for grundvandsbeskyttelse i oplandet til Solhøj Kildeplads/
Pesticid forureningsfane Rhode Nielsens Primære forurening: MCPP og 4-CPP Mindstrupgård Forsøgs container Skraldegraven Roskildevej 56 Gasbjerget Hedebo KARA Losseplads Steenberg Larsens Ældste
Forsøgscontainer DGU nr. 206.1135 DGU nr. 206.1134 Phenoxysyrer koncentrationer: MCPP: 1,0 µg/l DCPP: 0,2 µg/l 4-CPP: 0,5-1,0 µg/l Andre pesticider: BAM: 0.2 µg/l Grænseværdi for drikkevand: 0,1 µg/l
Forsøgsanlæg Flow: 0,3 m 3 /t Hydraulisk opholdstid: 26 min
Pesticidfjernelse Forsøgsplan: Fase 1: Drift med naturlige bakterier: ca. 5 mdr. (161 dage) Fase 2: Drift med tilsætning af bakterier: ca. 2 mdr. (60 dage)
Resultater: Ilt målinger SF1:Forfilter SF2: Efterfilter
Resultater: Ilt målinger Problemer med kalkudfældninger. Iltkoncentrationen sættes ned og filtermaterialet i filer 1 udskiftes
Resultater Fase 1: Pesticidfjernelse Eksempel MCPP Målte koncentrationer Fjernelse i procent
Konklusion: Iltkoncentrationen er sandsynligvis begrænsende for fjernelsesgraden Pesticidfjernelse, fase 1 MCPP DCPP 4-CPP
Skyldes fjernelse sorption eller nedbrydning? Konklusion: Højst usandsynligt at sorption spiller en rolle i fjernelsen
Nedbrydningpotentiale i filtersandet? 60 µg/kg Mineralisering: DCPP kan mineraliseres til CO2 af de mikroorganismer, der naturligt har etableret sig i filtrene. På udtagningstidpunktet foregår mineraliseringen hurtigere i SF2 end i SF1 (som var blevet genstartet 14 dage tidligere). Der er ingen større forskel mellem sandprøver udtaget i toppen og i 30-50 cm dybde, dvs. nedbrydningen foregår i hele filtermaterialet. Der er intet mineraliseringspotentiale i det filtersand som fra start blev ilagt filtrene. Konklusion: Mineralisering i både SF1og SF2 og både i top- og dybdeprøver. Der er ingen indikationer på nedbrydningsprodukter.
Så hvor mange? MPN (Most Probable Number): DCPP som eneste kulstofkilde => kvantificering af bakterier i stand til at vokse på DCPP Konklusion: Der er en vækst af bakterier i sandfiltrene (teoretisk kan vækst på phenoxysyrerne alene forklare MPN tallene).
Fase 2. Tilsætning af bakterier Valg af bakterie: MCPA 2,4 D MCPP DCPP 4CPP Cupriavidus basilensis sp. ERG4 + + Sphingomonas sanxanigenens sp. ERG5 + + Sphingomonas sp. PM2 + + + + + Sphingomonas herbicidovorans MH + + + + Delphtia acidovorans MC1 + + + + + Cupriavidus basilensis sp. JMP134 + + Hvert filter har fået tilsat 10 l PM2-kultur (10 13 celler pr filter) til toppen af sandfiltrene. Målinger viser, at mere end 50% af de tilsatte bakterier vedhæftes sandfilteret
Pesticidfjernelse efter inokulering Eksempel: MCPP Konklusion: Der ses en umiddelbar effekt af bakteietilsætningen i filter 2, men der er ikke en blivende effekt.
Pesticidfjernelse efter inokulering MCPP DCPP 4-CPP
MPN-tællinger efter inokulering Konklusion: PM2 sætter sig mest i toppen af filtrene. De fleste tilsætte bakterier ser ud til at blive tabt i løbet af en måned.
Overordnede konklusioner Bakterier, som kan nedbryde phenoxysyrer som MCPP, DCPP og 4-CPP fuldstændigt til CO 2, kan hurtigt udvikle sig i sandfiltre og gror formentlig på pesticidet Kun 40% nedbrydning blev opnået, men mange muligheder for optimering Ilt kan være begrænsende faktor fuld iltning i evt. fremtidigt studie! Tilsætning af laboratorie-stamme havde en umiddelbar effekt, som tilsyneladende blev tabt i løbet af en måned
OPI Projekt: Udvikling af en biologisk reaktor til rensning for pesticider /Foto: Christian Nyrop Albers, GEUS/