Stimuleret reduktiv dechlorering af chlorerede stoffer Hvor bevæger udviklingen sig hen? Nyt fra konferencen i Monterey 2008 Mette M. Broholm.

Præsentationer af emnet: "Stimuleret reduktiv dechlorering af chlorerede stoffer Hvor bevæger udviklingen sig hen? Nyt fra konferencen i Monterey 2008 Mette M. Broholm."— Præsentationens transcript:

1 Stimuleret reduktiv dechlorering af chlorerede stoffer Hvor bevæger udviklingen sig hen? Nyt fra konferencen i Monterey 2008 Mette M. Broholm

2 Stimulated reductive dechlorination
? SRD af PCE og TCE til ethen er veldokumenteret SRD of 1,1,1-TCA er mindre I DK 1,1-DCA og CA fra TCA ofte overset CA nedbrydning er tvivlsom CA kræftfremkaldende

3 Udfordringer ved stimuleret reduktiv dechlorering (ATV temadag)
TCA, effektivitet og metabolit ophobning, inhiberende effekt Injektion og opblanding af donor og forurening Procesforståelse Diffusion ind og ud af matrix Udvikling af reaktionszone Anaerob dechlorering – donor behov og tilgængelighed Oprensningseffekt, forudsigelse af tidshorisonter og udsivning over tid Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

4 SRD af TCA Stimuleret med: Laktat Bioaugmenteret med: KB1PLUS
Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching? TCA nedbrydes langsomt CA ophobes ? Eget indlæg ved Monterey

5 SRD af TCA TCA sinker nedbrydning af chlorerede ethener Eget indlæg
Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching? Eget indlæg ved Monterey

6 ACTIII-Dhb (genecopies/L)
Molekylærbiologiske metoder Type Added Dhb (cells/L) ACTIII-Dhb (genecopies/L) Vcr (genecopies/L) Source Groundwater 2·104 nd, <9·102 3·106 Stimulated TCA + TCE 1·104, <ql nd, <2·105 8·105 TCE 3·104, <ql nd, <4·105 5·107 Bioaugmented KB1PLUS 1·105, <ql 1·107 Bioaugmented KB1 na Bioaugmented ACTIII 4·105 7·104, <ql 9·106 6·108 Plume 2·102 nd, <4·102 nd, <4·103 7·103, <ql nd, <9·104 2·106 2·104, <ql CA 4·106 Eget indlæg ved Monterey

7 Isotopfraktionering Dokumentation af nedbrydning Eget indlæg
ved Monterey

8 Frakturering Newmann zone KB1 Poul Bjerg ATV temadag
At the site the IDEA was to create two artificial fractures using hydraulic fracturing. The fractures was filled with colored sand. In order to enhance the anaerobic dechlorination an emulsified soya bean oil was injected into the fractures. In addition a commercial enrichment culture, KB1 containing dehalococcoides was injected. This culture stimulates transformation of cis-DCE and VC into ethene according to this pathway. Poul Bjerg ATV temadag

9 Udvikling i fraktur Sulfat reduserende til methanogene forhold
Fermenteringsprodukter dannet Signifikant nedbrydning efter 1½ mdr. Ethen dominerer efter 5 mdr. Specifikke nedbrydere tilstede Poul Bjerg ATV temadag

10 Dechlorering og fermentering af donor i lermatrix
Dhc, cells/g Here are the results of the sampling after 5 months. We see concentrations with distance from fracture. On the figure to the right we see fermentation products which have been created. Dehalococcoides were identified up 6 cm from fracture. cis-DCE and VC were observed in the core. Fraktur Poul Bjerg ATV temadag

11 Reaktionszone i matrix Fermentering i matrix og fraktur
Diffusion af cis-DCE and VC ud af matrix Dehalococcoides tilstede Anaerob dechlorering i matrix og fraktur Oxidation af VC og ethen? Tidslig udvikling af reaktionszone? Model simulering The concentration cis-DCE and VC are here recalculated to porewater concentrations. Both compounds show a signicificant decrease close to the fracture. This resembles a diffusion profile, however, the degradation seems also to take place in the matrix in contact with the fracture. As you see we need a zero concentration boundary inside the matrix in order to get a better match of the diffusion profile. Surprisingly we don’t find ethene inside the matrix, although it was observed after 5 month in the fracture. This could be due to sampling losses, but we have found ethene at a later sampling event at this site, so we don’t think that this is the reason. Another explanation could be anaerobic oxidation of VC. Eventually anaerobic dechlorination of VC combined with a fast anaerobic oxidation of ethene. Poul Bjerg ATV temadag

12 Monterey 2008 SRD i kildeområder med DNAPL
Øget opløselighed/fasefordeling fra DNAPL ved SRD SRD af TCA Inhiberende effekter af TCA og Freon113 for SRD af chlorerede ethener Andre kulturer af specifikke nedbrydere for TCA såvel som PCE/TCE nedbrydning Nye molekylær biologiske metoder for bestemmelse af de specifikke bakteriers aktivitet Isotopfraktionering til dokumentation af nedbrydningsvej Kombination af SRD og abiotisk nedbrydning med nanojern for 1,2-DCA Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

13 Monterey 2008 – SRD i kildeområder med DNAPL
forskningsprojektet USA/UK Feltforsøg på lokalitet med TCE DNAPL (residual og pool) i sandmagasin Kontrolleret strøningsfelt med injektion af donor og specifikke bakterier, detaljeret monitering Fermenteringsprodukter og hurtig udvikling af reducerede forhold God omsætning, specifikke nedbrydere tolerante overfor høje koncentrationer Begrænset methandannelse, høje koncentrationer af chlorerede inhiberer methanogene bakterier Øget opløselighed/fasefordeling fra DNAPL ved SRD Teori eller praksis Nedstrøms NAPL mobilisering Modellering Acetat anvendelighed Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

14 Monterey 2008 – SRD i kildeområder med DNAPL
Horisontalt Vertikalt Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

15 Monterey 2008 – SRD i kildeområder med DNAPL
Forøget opløsning - teori Total chlorerede VC + DCE + TCE TCE opl. DCE + TCE Vertikalt Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching? Fasefordeling af DCE og VC til DNAPL Ændrede egenskaber – NAPL mobilisering?

16 Monterey 2008 SRD af TCA En del oprensninger i gang
Success ved nedbrydning til CA CA mindre toksisk og ureguleret i USA CA omsættes hurtigt abiotisk Inhiberende effekter af TCA og Freon113 for SRD af chlorerede ethener Andre kulturer af specifikke nedbrydere for TCA såvel som PCE/TCE nedbrydning Tilsyneladende mindre følsomme overfor TCA og Freon end KB1 og KB1PLUS Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

17 Monterey 2008 Nye molekylær biologiske metoder
bestemmelse af de specifikke bakteriers aktivitet Messenger RNA Proteiner (kortlivede) FISH Dhb – specifikke nedbrydere for chlorerede ethaner Isotopfraktionering til dokumentation af nedbrydningsvej Biotisk eller abiotisk Forskellige bindinger der brydes Eksempel 1,2-DCA biotisk 1 chlor brydes → chlorethan abiotisk 2 chlor brydes → ethen Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?

18 Monterey 2008 Kombination af SRD og abiotisk nedbrydning med nanojern for 1,2-DCA Succesfuld SRD af chlorerede ethener men manglende nedbrydning af 1,2-DCA Emulsion af majsolie og nano-jern Abiotisk nedbrydning af 1,2-DCA til ethen Perspektiver for kombinering af abiotisk og biotisk nedbrydning, hvor SRD ikke slår til Do we evaluate the succes by mass removal or the by quantification of flux? Can we predict timeframes and long term leaching?