Žolinių energetinių augalų panaudojimas naftos angliavandeniliais užterštų dirvožemių valymui

Žolinių energetinių augalų panaudojimas naftos angliavandeniliais užterštų dirvožemių valymui

 

Sparčiai plėtojant urbanizaciją ir industrializaciją, buvo nepaprastai pažeista gamta. Padidėję aplinkos teršimo mastai lėmė ekologinės pusiausvyros sutrikimą. Dėl antropogeninės veiklos, ekologinė užterštų dirvožemių reabilitacija tapo rimtu iššūkiu visame pasaulyje. Todėl būtina stengtis pašalinti ar apriboti taršą ir jos mastus.
Tiesioginių tyrimų duomenys rodo, kad tiek grunte, tiek požeminiame vandenyje, dažniausiai taršos ribines koncentracijas viršija naftos produktų angliavandeniliai. Lietuvoje šiais angliavandeniliais užterštų vietų yra apie 5000, kas sudaro apie 40 % visų žinomų vietų, kuriose gali ar galėjo būti teršiama žemė ir požeminis vanduo.
Užterštiems grunto sluoksniams valyti taikoma daug būdų, tačiau kiekvieno jų galimybės yra ribotos, priklauso nuo daugybės objektyvių (gylis, plotas, teršalų fizinis būvis) ir subjektyvių (reglamentuojami valymo reikalavimai) faktorių. Tradiciniai aplinkos grunto valymo metodai reikalauja daug finansų, didelių darbo jėgos išteklių, energijos bei kai kuriais atvejais laiko sąnaudų. Dėl šių priežasčių nuolatos atliekama naujų ekonomiškai patrauklių, efektyvių aplinkos kokybės atkūrimo technologijų paieška.

Ieškant optimaliausio užteršto gruntinio sluoksnio valymo metodo galima derinti įvairias mokslines disciplinas tarpusavyje. Priėmus tinkamus ir apgalvotus sprendimus galime pasiekti ne tik aplinkosauginį efektą bet ir dar labiau jį sustiprinti bei išgauti kitų pridėtinių verčių. Tarkime, pritaikius fitoremediacinius metodus (unikalių augalų savybių panaudojimas surinkti teršalus, skatinti jų degradaciją ar transformaciją) biomasės inžinerijoje, nesunkiai galime sukurti žaliavos išgavimo energetinėms reikmėms ir mažai ar vidutiniškai antropogeninės taršos naftos produktais pažeistų teritorijų atstatymo sistemą.

Tyrimų plotai

Tyrimų plotai

2015 metais Mantas Rubežius ir Žygimantas Kidikas (MB „Biovala“ įkūrėjai) bendradarbiaujant su ASU mokslininkais (Kęstučiu Venslausku, Kęstučiu Navicku ir Vidmantu Župerka) bei padedant konsultantams iš VDU ir LIC sukūrė ir praktiškai patikrino (atliko tiriamąjį darbą) ankščiau minėtą valymo ir energijos išgavimo modelį. Šio tyrimo tikslas buvo ištirti naftos produktais užterštų dirvožemių valymą specialiai tam parinktais augalais ir juos vėliau panaudoti biodujų gamybai, siekiant sukurti uždarą valymo ir augalų biomasės panaudojimo ciklą.

Fitoremiadiaciniai tyrimai buvo atlikti lauko sąlygomis buvusioje naftos bazėje, kurioje naftos produktų koncentracija grunte viršijo nustatytas leistinas ribines vertes (200 mg/kg), o maksimali nustatyta naftos produktų koncentracija šią vertę viršijo 72,6 karto. Eksperimentiniai biodujų išeigos tyrimai atlikti Aleksandro Stulginskio universiteto biodujų laboratorijoje. Bendrai tokio pobūdžio lauko tyrimai yra nauji ir Lietuvoje dar nebuvo atlikti.
Rezultatai parodė, kad tinkamai, pagal tam tikrus kriterijus, parinkus energetinius žolinius augalus galima pasiekti aukštą naftos angliavandeniliais užteršto dirvožemio išvalymo lygį iki 223-594 mg/kg naftos angliavandenilių koncentracijoms dirvožemyje. Naudojant pasirinktus (miglinių ir burnotinių šeimų) augalus dirvožemio tarša naftos produktais atitinkamai sumažėjo net iki 3,2 kartų. Visais bandymų atvejais nustatyta, kad dirvožemyje naftos produktų kiekis buvo mažesnis už nustatytą ribinę vertę bendram naftos produktų kiekiui (200 mg/kg). Augalų ištvermingumo riba nebuvo pasiekta, vizualus naftos angliavandenilių toksiškumo poveikis nepastebėtas.

Išanalizavus biodujų išeigos ir energinės konversijos efektyvumo rodiklius, nustatyta, kad visų pasirinktų augalų biomasė yra tinkama žaliava biodujų gamybai. Pasirinktų augalų energinis potencialas yra nuo 377 l/kg sausosios organinės medžiagos iki 823 l/kg sausosios organinės medžiagos biodujų, kurių energetinė vertė atitinkamai yra nuo 7,1 MJ/kg iki 17,1 MJ/kg sausosios organinės medžiagos.

 

laboratorinis-bioduju-reaktoriaus-stendas

Laboratorinis biodujų reaktoriaus stendas: 1 – reaktorius, 2 – maišyklės pavara, 3 – pH elektrodas, 4 – biodujų kiekio matuoklis, 5 – biodujų kaupimo maišas, 6 – biodujų analizatorius, 7 – programuojamas loginis valdiklis, 8 – kompiuteris, 9 – perdirbto substrato talpa; 10 – maišyklė, 11 – šildymo elementas, 12 – šildymo elemento galios relė, 13 – temperatūros jutikliai (Navickas, Venslauskas, 2008).

 

Įvertinus visus aptartus aspektus buvo prieita prie išvados, kad iškelta mokslinė hipotezė yra visiškai patvirtinta – parinkti augalai sumažino dirvožemio taršą naftos produktais, perdirbant jų biomasę bioreaktoriuje, gauti geri biodujų išeigos ir energetinės konversijos efektyvumo rezultatai, bei teoriškai įrodyta, kad perdirbtas substratas yra ne ką prastesnė trąša nei mineralinės trąšos.

Be šios ir kitų mokslinių veiklų MB „Biovala“ taip pat teikia profesionalias konsultacijas dirvožemio būklės gerinimo klausimais, populiarina ir supažindina visuomenę su alternatyviais fitovalymo metodais bei užsiima biologinių, organinių produktų žemės ūkiui ir aplinkos kokybės gerinimui platinimu Baltijos šalyse. Nors biologinių, organinių produktų platinimo srityje tebėra naujokai, tačiau, jau dabar gali pasiūlyti platų produktų asortimentą bei profesionalius patarimus įvairias klausimais. Taip pat, būtina pabrėžti, kad kai kurie MB „Biovala“ siūlomi biologiniai produktai visiškai neturi analogų Lietuvoje.
Parengė: Mantas Rubežius, Kęstutis Venslauskas, Žygimantas Kidikas

 

 

Informacijos saltiniai:

1.Navickas K., Venslauskas K. 2008. Bioenergetikos teoriniai pagrindai. Laboratorinių darbų ir pratybų metodiniai patarimai. Akademija: 31 p.
2. Rubežius M. 2016. Naftos produktais užterštų teritorijų tvarkymas panaudojant žolinius augalus. Magistrantūros studijų baigiamojo darbo rankraštis. Aleksandro Stulginskio universitetas. Akademija: 81 p.1.Navickas K., Venslauskas K. 2008. Bioenergetikos teoriniai pagrindai. Laboratorinių darbų ir pratybų metodiniai patarimai. Akademija: 31 p.
3.Januševičiūtė D., Marcinonis A., Janulevičius S., Meištininkas R., Samosionokas J. 2015. Cheminėmis medžiagomis užteršto grunto ir požeminio vandens valymo metodai. Vilnius: UAB „Grota“, 128 p.

4. Rubežius M., Venslauskas K. 2015. Užteršto dirvožemio fitovalymo metodų apžvalga. Agroinžinerija ir energetika. Nr. 20, P. 62-68.

 

 

 

 

Connect with Me: