This thesis investigates the use of plants, fungi, and microorganisms to assess and treat landfill gas, leachate and contaminated soils. As landfill emissions can occur over extended time periods, it is a practical strategy to develop passive and economical methods for emission control i.e., requiring little human involvement. Organisms can play an important role in such methods if their living requirements can be met, e.g., adequate temperature or moisture content. A broader understanding of how organisms respond to and are affected by pollution may be used to develop landfill design strategies and engineering technologies that favour bioremediation. A secondary benefit is that a greater knowledge of organism response may be used to determine the pollution state of a site. Methanotrophic bacteria in the soil can be used to identify methane emission areas. An assay method was developed, based on the pressure change induced by methane oxidation. The fungus Telephora caryophyllea accumulates arsenic.The method could be sufficient to delimit arsenic contaminated areas. Landfill vegetation is exposed to pollutants and can indicate their presence. Despite high species diversity, no damages to the vegetation, due to the presence of pollutants,could be observed. The oxidation capacity of the studied soil is sufficient to completely oxidise the methane emissions at old and small landfill sites. Even though the oxidising capacity is sufficient, non-optimal conditions result in methane emission peaks. Wetlands can reduce the nitrate concentration in leachates. In the cold climate regions studied at least four years are needed to have a fully established vegetation cover and degraded organic material. A 30% reduction of nitrate was attributed to denitrification. However a precise mass balance is needed to accurately evaluate the treatment capacity. Vegetation at the investigated site may used to immobilise soil contaminants such as Cu, Zn, Pb, and As. However, the application of soil amendments is recommended to reduce foliar accumulation of contaminants. / Syftet med avhandlingsarbetet var att undersöka huruvida växter, svampar och mikroorganismer kan användas för att indikera respektive behandla deponigas, lakvatten och förorenad jord. Eftersom emissioner från deponier sker under lång tid, är det nödvändigt att utveckla passiva och billiga metoder för emissionskontroll, dvs sådana som kräver lite mänsklig inblandning. Vissa organismer kan spela en viktig roll i sådana metoder, såvida de har goda livsbetingelser, dvs att deras krav på t ex temperatur, näring och fukthalt är uppfyllda. Utformning och drift av deponier kan utvecklas för att gynna denna typ av passiva biologiska behandlingar. En kartläggning av föroreningssituationen kan erhållas genom att studera organismers reaktion på densamma. Följande potentiella användningsområden för bioindikation och -sanering har studerats:Metanoxiderande bakterier i marken kan användas för att indikera metanemissioner. En indirekt mätmetod har utvecklats, som är mindre känslig för plötsliga emissionsvariationer över tiden än direkta mätmetoder. Metoden baseras på mätningen av den tryckförändring som resulterar från metanoxidationen. Längden på perioden innan metanoxidationen når sin maximala nivå används som indikator för metanemissioner. Perioden förkortades när jorden tidigare exponerats för metan. En inkubationstemperatur av 30°C och en vattenhalt motsvarande fältkapaciteten rekommenderas. Svampen Telephora caryophyllea tar upp arsenik från förorenad mark och kan indikera arsenikföroreningar i jorden. Mätbara halter av arsenik kunde påvisas efter lakning av svampen med ammoniumacetat och efterföljande färgtest, som tar några minuter. Användning av metoden kan vara tillräcklig för att avgränsa ett arsenikförorenat område. Deponivegetationen exponeras för föroreningarna och kan indikera dessa. Trots täckskiktets stora artrikedom kunde inte några skador på vegetationen upptäckas, som orsakats av förekomsten av Cu, Zn, Pb, As, metan och koldioxid. Detta beror troligtvis på att den naturliga vegetationen är tolerant mot dessa föroreningar. Metanoxidationskapaciteten hos de undersökta jordarna (upp till 24.6 mol metan år-1 kg-1 TS jord) är tillräcklig för att oxidera all metanemission från gamla eller små deponier. Trots att kapaciteten är tillräcklig, resulterar icke optimala förhållanden i metanemissionstoppar, t.ex. när marktemperaturen är låg eller marken torr. Eftersom metanoxiderande bakterier lever i den övre delen av täckskiktet, är de utsatta för olika klimatförhållanden. Lakvattenbevattning kan begränsa torka i avfallsupplagets täckskikt och har alltså en positiv effekt på metanoxidationen. Våtmarker kan minska nitrathalten i lakvatten. Höga kanter runt våtmarksanläggningar i kallt klimat leder till att ett extra 50 cm isolerande snötäcke kan bildas. Trots detta var vattentemperaturen lägre än 5°C under mer än en tredjedel av året. Högt vattenstånd efter planteringen och ett tunt jordlager gynnar växtetableringen. Minst fyra år behövs för att få en etablerad vegetation som genererar vissna växtdelar, vilka kan användas av mikroorganismer för t ex denitrifikation. En 30-procentig nitratminskning kunde erhållas tack vare denitrifikation. Det finns dock en osäkerhet i beräkningen och en noggrann massbalans behövs för att utvärdera behandlingskapaciteten. Vegetationen på det undersökta området skulle kunna användas för att binda t.ex. Cu, Zn, Pb och As i sina rötter. Dock rekommenderas användning av tillsatser för att binda föroreningarna i jorden och minska transporten av dessa till bladmassan. Trots förekomsten av det zink-hyperackumulerande gräset Thlaspi caerulescens på området, rekommenderas inte phytoextraktion, eftersom arten har låg biomassaproduktion och andra föroreningar förekommer (Cu, Pb och As). / Godkänd; 2001; Bibliografisk uppgift: Därtill 7 uppsatser.; 20060915 (pafi)
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-26326 |
| Date | January 2001 |
| Creators | Maurice, Christian |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Geovetenskap och miljöteknik, Luleå |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Doctoral thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, 1402-1544 ; 2001:29 |
Page generated in 0.0023 seconds