Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Bioindication and bioremediation of landfill emissions
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Geosciences and Environmental Engineering.ORCID iD: 0000-0001-7585-4017
2001 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

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.

Abstract [sv]

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).

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå, 2001. , 33 p.
Series
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544 ; 2001:29
National Category
Other Environmental Engineering
Research subject
Waste Science and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-26326Local ID: dbabcdc0-a0c6-11db-8975-000ea68e967bOAI: oai:DiVA.org:ltu-26326DiVA: diva2:999488
Note
Godkänd; 2001; Bibliografisk uppgift: Därtill 7 uppsatser.; 20060915 (pafi)Available from: 2016-09-30 Created: 2016-09-30 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(225 kB)215 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 225 kBChecksum SHA-512
6cbcbd3109eac6c97da6ab346102b91b649553a7c2bdb673a5f05cee7b3edb39730a3fc489e07120c1d62ff8b98157150b335e423d38075c09ec9ab011b83902
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records BETA

Maurice, Christian

Search in DiVA

By author/editor
Maurice, Christian
By organisation
Geosciences and Environmental Engineering
Other Environmental Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 215 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 165 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf