- Druhy fytoremediace
- Fytodegradace
- Rhizoremediace
- Fytostabilizace
- Fytostimulace
- Fytoextrakce
- Hyper akumulující rostliny
- Fytofiltrace
- Fytovolatilizace
- Výhody fytoremediace
- Nevýhody a omezení
- Reference
Phytoremediation je soubor technologických postupů využívajících živé rostliny a jejich přidružené mikroorganismů sanitárních podmínkách prostředí půdy, vody a vzduchu.
Fytoremediační technologie využívají přirozenou schopnost některých rostlin absorbovat, koncentrovat a metabolizovat prvky a chemické sloučeniny, které jsou přítomny v životním prostředí jako znečišťující látky. Rostliny mohou být použity pro extrakci, imobilizaci a stabilizaci, degradaci nebo odpařování kontaminantů.
Obrázek 1. Fytoremediace v poli. Zdroj.: Flickr.com/photos/daniela_naturephotography
Půda, povrchové a podzemní vody a atmosféra mohou být kontaminovány v důsledku některých přírodních procesů - mimo jiné geologické eroze, sopečné činnosti - a také vlivem lidských činností (průmyslové, zemědělské, odpadní vody, těžba, stavebnictví, doprava).
Průmyslové emise a odpadní vody, odpadní materiály, výbušniny, agrochemikálie (hnojiva, herbicidy, pesticidy), deště nebo depozice kyselin, radioaktivní materiály jsou mezi mnoha dalšími faktory znečištění, které pocházejí z lidské činnosti.
Fytoremediace se objevuje jako levná, efektivní, veřejně přijímaná technologie pro boremediaci různých typů kontaminace životního prostředí.
Slovo „fytoremediace“ pochází z řeckého „fyto“, což znamená živá rostlina, az latinského „remediare“, což znamená obnovit rovnováhu; to znamená, obnovit stav rovnováhy pomocí rostlin.
Druhy fytoremediace
Fytoremediační technologie jsou založeny mimo jiné na fyziologických procesech rostlin as nimi spojených mikroorganismech, jako je výživa, fotosyntéza, metabolismus, evapotranspirace.
V závislosti na typu znečišťující látky, stupni kontaminace místa a úrovni potřebného odstranění nebo dekontaminace se fytoremediační techniky používají jako mechanismus zadržování kontaminantů (fytostabilizační techniky, rhizofiltrace) nebo jako mechanismus odstraňování (techniky) fytoextrakce, fytodegradace a fytovolatilizace).
Obrázek 2. Druhy fytoremediace. Zdroj: Townie (Arulnangai & Xavier Dengra z originálu v.png rozšíření), z Wikimedia Commons
Tyto fytoremediační techniky zahrnují:
Fytodegradace
Tato technika, také nazývaná fytotransformace, sestává z výběru a použití rostlin, které mají schopnost degradovat znečišťující látky, které absorbují.
Při fytodegradaci způsobují speciální enzymy, které některé rostliny mají, rozpad molekul znečišťujících látek a transformují je na menší, netoxické nebo méně toxické molekuly.
Rostliny mohou také mineralizaci polutanty na jednoduché, asimilovatelné sloučeniny, jako je oxid uhličitý (CO 2) a vodu (H 2 O).
Příklady tohoto typu enzymu jsou dehalogenáza a oxygenáza; první upřednostňuje odstranění halogenů z chemických sloučenin a druhá oxiduje látky.
Fytodegradace se používá k odstranění výbušnin, jako jsou TNT (trinitrotoluen), organochloridové a organofosfátové pesticidy, halogenované uhlovodíky, a další kontaminanty.
Rhizoremediace
Pokud je degradace znečišťujících látek způsobena působením mikroorganismů, které žijí v kořenech rostlin, nazývá se remediační technika rhizoremediace.
Fytostabilizace
Tento typ fytoremediace je založen na rostlinách, které absorbují znečišťující látky a imobilizují je uvnitř.
Je známo, že tyto rostliny snižují biologickou dostupnost znečišťujících látek prostřednictvím produkce a vylučování kořeny chemických sloučenin, které inaktivují toxické látky prostřednictvím absorpčních, adsorpčních nebo srážením-solidifikačních mechanismů.
Tímto způsobem již v životním prostředí nejsou znečišťující látky dostupné pro jiné živé bytosti, je zabráněno jejich migraci do podzemních vod a jejich šíření na větší plochy půdy.
Některé rostliny, které byly použity při fytostabilizaci, jsou: Lupinus albus (k imobilizaci arzenu, As a kadmium, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilizace olova, Pb), Zygophyllum fabago (imobilizace zinku, Zn), Anthyllis Vulneraria (imobilizace zinku), olovo a kadmium), Deschampia cespitosa (imobilizace olova, kadmia a zinku) a Cardaminopsis arenosa (imobilizace olova, kadmia a zinku).
Fytostimulace
V tomto případě se používají rostliny, které stimulují vývoj mikroorganismů, které degradují znečišťující látky. Tyto mikroorganismy žijí v kořenech rostlin.
Fytoextrakce
Fytoextrakce, také nazývaná fytoakumulace nebo fyto-sekvestrace, používá rostliny nebo řasy k odstranění kontaminantů z půdy nebo vody.
Poté, co rostlina nebo řasy absorbují znečišťující chemikálie z vody nebo půdy a nahromadí se, jsou sklizeny jako biomasa a obecně spáleny.
Obrázek 3. Fytoremediace v bazénech, rehabilitace opuštěného uranového dolu. Portugalsko. Zdroj: flickr.com/photos/daniela_naturephotography
Popel se ukládá na zvláštních místech nebo na skládkách nebo se používá k regeneraci kovů. Tato poslední technika se nazývá bylinářství.
Hyper akumulující rostliny
Organismy, které jsou schopné absorbovat extrémně velké množství znečišťujících látek z půdy a vody, se nazývají hyperakumulátory.
Byly hlášeny hyperakumulátory arsenu (As), olova (Pb), kobaltu (Co), mědi (Cu), manganu (Mn), niklu (Ni), selenu (Se) a zinku (Zn).
Fytoextrakce kovů byla prováděna s rostlinami, jako je Thlaspi caerulescens (extrakce kadmia, Cd), Vetiveria zizanoides (extrakce zinku Zn, kadmia Cd a olova Pb), Brassica juncea (extrakce olova Pb) a Pistia stratiotis (extrakce stříbra Ag, rtuť Hg, nikl Ni, olovo Pb a zinek Zn).
Fytofiltrace
Tento typ fytoremediace se používá při dekontaminaci podzemních a povrchových vod. Znečišťující látky jsou absorbovány mikroorganismy nebo kořeny nebo jsou připojeny (adsorbovány) k povrchům obou.
Obrázek 4. Růst kořenů v laboratoři v kapalném médiu. Zdroj: pixabay.com
Při fytofiltraci jsou rostliny pěstovány hydroponickými technikami a když je kořen dobře vyvinut, jsou rostliny přeneseny do znečištěných vod.
Některé rostliny používané jako fytofiltry jsou: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda a Polygonum punctatum.
Fytovolatilizace
Tato technika funguje, když kořeny rostlin absorbují znečištěnou vodu a uvolňují znečišťující látky přeměněné v plynnou nebo těkavou formu do atmosféry prostřednictvím transpirace listů.
Je známa fytovolatilizační účinek selenu (Se) rostlin, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus a Chara canescens a také schopnost transponovat rtuť (Hg) rostlinných druhů Arabidopsis thaliana.
Výhody fytoremediace
- Použití fytoremediačních technik je mnohem levnější než provádění konvenčních dekontaminačních metod.
- Fytoremediační technologie jsou účinně využívány ve velkých oblastech se střední úrovní kontaminace.
- Protože se jedná o dekontaminační techniky in situ, není nutné kontaminované médium přepravovat, čímž se zabrání rozptylu znečišťujících látek vodou nebo vzduchem.
- Použití fytoremediačních technologií umožňuje získávání cenných kovů a vody.
- Pro použití těchto technologií jsou vyžadovány pouze konvenční zemědělské postupy; Výstavba speciálních zařízení není nutná, ani školení vyškoleného personálu pro jeho realizaci.
- Fytoremediační technologie nespotřebovávají elektrickou energii, ani neprodukují znečišťující emise skleníkových plynů.
- Jsou to technologie, které chrání půdu, vodu a atmosféru.
- Jsou to dekontaminační metody s nejnižším dopadem na životní prostředí.
Nevýhody a omezení
- Techniky fytoremediace mohou mít účinek pouze v zóně obsažené kořeny rostlin, tj. V omezené oblasti a hloubce.
- Fytoremediace není zcela účinná při prevenci vyluhování nebo pronikání kontaminantů do podzemních vod.
- Techniky fytoremediace jsou pomalé metody dekontaminace, protože vyžadují čekací dobu na růst rostlin a mikroorganismů s nimi spojených.
- Růst a přežití rostlin použitých v těchto technikách jsou ovlivněny stupněm toxicity znečišťujících látek.
- Použití fytoremediačních technik může mít negativní vliv na ekosystémy, ve kterých jsou prováděny, v důsledku bioakumulace znečišťujících látek v rostlinách, které mohou následně přes primární a sekundární spotřebitele projít do potravinových řetězců.
Reference
- Carpena RO a Bernal MP. 2007. Klíče k fytoremediaci: fytotechnologie pro obnovu půdy. Ekosystémy 16 (2). Smět.
- Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA-600-R-99-107). 2000. Úvod do fytoremediace.
- Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fytoremediace a rhizoremediace organických kontaminantů půdy: Potenciál a výzvy. Plant Science. CHYBĚJÍCÍ DÁVKY
- Ghosh M a Singh SP. 2005. Přehled fytoremediace těžkých kovů a využití jejích vedlejších produktů. Aplikovaný ekologický a environmentální výzkum. 3 (1): 1-18.
- Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Přehled in situ fytoremediace těžebních zbytků. Chemosphere, 184, 594–600. doi: 10,016 / j.chemosphere.2017.06.025