Dissipation of herbicides in surface soils and subsurface sediment slurries and development of treatment methods

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-3531-5
Julkaisun nimi: Dissipation of herbicides in surface soils and subsurface sediment slurries and development of treatment methods
Tekijä: Kerminen, Kaisa
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, ympäristötieteiden laitos
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Kuuluu julkaisusarjaan: Reports from the Department of Environmental Sciences, Lahti - URN:ISSN:1799-0580
Tiivistelmä: The wide use of pesticides has led to the contamination of soils, subsoils, surface and ground waters. This motivated research on pesticide dissipation and remediation of pesticide contaminated soils and groundwater. The herbicide dissipation was studied in boreal surface soils, subsurface sediment slurries and pilot-scale sediment columns. The sediments were from a groundwater area that was contaminated with atrazine, desethylatrazine (DEA), simazine and 2,6-dichlorobenzamide (BAM). The aim was to enhance dissipation by microbes (indigenous / Pseudomonas ADP), sonication (0, 5, 10, 20 or 30 min, 43 kHz, 320 W) or the following additives: surfactant methyl-β-cyclodextrin, a mixture of zero-valent iron and organic matter (EHC®), peat or a compost-peat-sand (CPS) mixture. Microbes enhanced atrazine (half-lives 57–181 d) and terbutryn (70–291 d) degradation in surface soils. Atrazine was also degraded chemically in four soils (half-lives 120–183 d). Oxygen did not affect atrazine half-lives significantly, while terbutryn was only degraded in aerobic soils. Herbicide dissipation was poorest in the soil that had the lowest amounts of organic matter and nitrogen. Sonication did not decrease the atrazine concentrations, compared with the non-sonicated controls, despite of indications of microbial and chemical degradation. Surfactant did not stimulate atrazine degradation by indigenous sediment microbes, and Pseudomonas ADP degraded atrazine even without surfactant. EHC® enhanced chemical atrazine dissipation under aerobic conditions and, in columns, cleaned atrazine-, DEA- and BAM-contaminated groundwater for about a month. Peat and CPS enhanced the chemical dissipation of atrazine and simazine. Peat also enhanced hexazinone dissipation. Only trace amounts of atrazine, simazine and hexazinone could be extracted from peat and sediment, which indicates that the dissipation was caused by chemical degradation and/or unextractable bound residue formation. In conclusion, the addition of peat, CPS and Pseudomonas ADP were the best approaches for reducing pesticide concentrations. EHC® could also be useful in remediation of small quantities of pesticides, preferably in the presence of oxygen. However, the usability of peat, CPS and EHC® in remediation should be further studied to avoid the possible adverse effects of organic matter additions to drinking water quality.Torjunta-aineiden runsas käyttö on johtanut pintamaiden, syvempien kerroksien, vesistöjen ja pohjavesien pilaantumiseen. Tämä motivoi tutkimaan torjunta-aineiden hajoamista ja kehittämään puhdistusmenetelmiä. Tutkittiin torjunta-aineiden hajoamista boreaalisissa pintamaissa, sedimentti-vesiseoksissa ja pilot-mittakaavan sedimenttipylväissä. Sedimentit olivat pohjavesialueelta, joka on pilaantunut atratsiinilla, desetyyliatratsiinilla (DEA), simatsiinilla ja 2,6-diklorobenzamidilla (BAM). Hajoamista pyrittiin edistämään mikrobiologisesti (sedimentin omat mikrobit / Pseudomonas ADP), sonikoimalla (0, 5, 10, 20 tai 30 min, 43 kHz, 320 W) sekä seuraavilla lisäaineilla: pinta-aktiivinen aine metyyli-β-syklodekstriini, nollavalenssisen raudan ja orgaanisen aineksen seos (EHC®), turve tai komposti-turve-hiekka -seos (CPS). Mikrobit tehostivat hajoamista pintamaissa. Atratsiinin puoliintumisaika oli 57–181 päivää ja terbutryynin 70–291 päivää. Atratsiini hajosi myös kemiallisesti neljässä maassa, jolloin puoliintumisaika oli 120–183 päivää. Happi ei vaikuttanut atratsiinin puoliintumisaikoihin merkitsevästi, kun taas terbutryyni hajosi vain hapellisissa olosuhteissa. Maassa, jossa hajoaminen oli heikointa, oli vähiten orgaanista ainetta ja typpeä. Sonikointi ja pinta-aktiivinen aine eivät edistäneet atratsiinin hajoamista kontrolleihin verrattuna. Pseudomonas ADP hajotti atratsiinia myös ilman syklodektsriiniä. EHC® edisti atratsiinipitoisuuksien laskua kemiallisesti hapellisissa olosuhteissa ja sedimenttipylväissä EHC® puhdisti atratsiinilla, DEA:lla ja BAM:lla pilaantunutta pohjavettä noin kuukauden. Turve ja CPS tehostivat atratsiinin ja simatsiinin pitoisuuksien laskua. Turve laski myös heksatsinonin pitoisuuksia. Vain pieniä jäämiä atratsiinia, simatsiinia ja heksazinonia pystyttiin eristämään sedimentistä ja turpeesta, mikä viittaa siihen, että pitoisuuden lasku on johtunut kemiallisesta hajoamisesta ja/tai eristämättömissä olevien sitoutuneiden jäämien muodostumisesta. Turve, CPS ja Pseudomonas ADP laskivat torjunta-ainepitoisuuksia parhaiten. Myös EHC® voi olla käytännöllinen pienten torjunta-ainepitoisuuksien puhdistuksessa, mieluiten hapen läsnä ollessa. On kuitenkin tutkittava lisää turpeen, CPS:n ja EHC®:n käytettävyyttä puhdistuksessa, jotta vältytään mahdollisilta orgaanisen aineksen lisäämisen haitallisilta vaikutuksilta juomaveden laadulle.
URI: URN:ISBN:978-951-51-3531-5
http://hdl.handle.net/10138/195055
Päiväys: 2017-08-04
Avainsanat:
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Dissipat.pdf 639.9KB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot