Vrste fitoremedijacij, prednosti in slabosti



The fitoremediacija je niz tehnoloških praks, ki uporabljajo žive rastline in z njimi povezane mikroorganizme za sanacijo okolja, vode in zraka.

Tehnologije fitoremedijacije uporabljajo naravno sposobnost nekaterih rastlin, da absorbirajo, koncentrirajo in presnavljajo elemente in kemične spojine, ki so prisotne v okolju kot onesnaževalci. Rastline se lahko uporabljajo za ekstrakcijo, imobilizacijo in stabilizacijo, razgradnjo ali izhlapevanje onesnaževal.

Tla, površinske in podzemne vode ter ozračje se lahko onesnažijo zaradi nekaterih naravnih procesov - kot so geološka erozija, vulkanska dejavnost, med drugim - in tudi zaradi vpliva človekovih dejavnosti (industrijske, kmetijske, odpadne vode, rudarstvo, gradbeništvo, transport).

Emisije in industrijske odplake, odpadni materiali, eksplozivi, agrokemikalije (gnojila, herbicidi, pesticidi), deževnice ali usedline s kislino, radioaktivne snovi, med drugim so dejavniki onesnaževanja, ki prihajajo iz človekovih dejavnosti..

Fitoremediacija se pojavlja kot ekonomska, učinkovita, javno sprejeta tehnologija za izkoreninjenje različnih vrst onesnaževanja okolja.

Beseda "fitoremediacija" prihaja iz grščine.fito ", kar pomeni živa rastlina, in latinščina "remediare " kaj pomeni obnoviti ravnotežje; to pomeni, da se vzpostavi ravnovesje z uporabo rastlin.

Indeks

  • 1 Vrste fitoremediacije
    • 1.1 Fitodegradacija
    • 1.2 Rizorizvedba
    • 1.3 Fitostabilizacija
    • 1.4 Fitostimulacija
    • 1.5 Fitoekstrakcija
    • 1.6 Hiperakumulativne rastline
    • 1.7 Fitofiltracija
    • 1.8 Fitovolatilizacija
  • 2 Prednosti fitoremediacije
  • 3 Slabosti in omejitve
  • 4 Reference

Vrste fitoremediacije

Fitoremedijalne tehnologije temeljijo na fizioloških procesih rastlin in z njimi povezanih mikroorganizmov, kot so prehrana, fotosinteza, metabolizem, evapotranspiracija..

Glede na vrsto onesnaževalca, stopnjo onesnaženosti območja in potrebno stopnjo odstranitve ali dekontaminacije se fitoremedijacijske tehnike uporabljajo kot mehanizem za zadrževanje onesnaževalcev (tehnik fitostabilizacije, rizofiltracije) ali kot mehanizem za izločanje (tehnike). fitoekstrakcija, fitodegradacija in fitovatilizacija).

Med temi tehnikami fitoremediacije so:

Fitodegradacija

Ta tehnika, imenovana tudi fitotransformacija, je sestavljena iz izbire in uporabe rastlin, ki lahko razgradijo onesnaževala, ki so absorbirala..

Pri fitodegradaciji posebni encimi, ki jih imajo nekatere rastline, povzročijo razgradnjo molekul kontaminirajočih spojin in jih pretvorijo v manjše, nestrupene ali manj toksične molekule..

Rastline lahko tudi mineralizirajo onesnaževalce v enostavne, prilagodljive spojine, kot je ogljikov dioksid (CO)2) in vodo (H2O).

Primeri za to vrsto encimov so dehalogenaza in oksigenaza; prva daje prednost odstranjevanju halogenov iz kemičnih spojin, druga pa oksidira snovi.

Fitodegradacija se med drugim uporablja za odstranjevanje eksplozivov, kot so TNT (trinitrotoluen), organoklorni in organofosforni pesticidi, halogenirani ogljikovodiki..

Rizorremediation

Kadar se degradacija onesnaževalcev proizvaja z delovanjem mikroorganizmov, ki živijo v koreninah rastlin, se tehnika sanacije imenuje rhizorremedijacija.

Fitostabilizacija

Ta vrsta fitoremediacije temelji na rastlinah, ki absorbirajo onesnaževalce in jih imobilizirajo v notranjosti.

Znano je, da te rastline zmanjšujejo biološko uporabnost kontaminantov s proizvodnjo in izločanjem korenin kemičnih spojin, ki inaktivirajo strupene snovi z mehanizmi absorpcije, adsorpcije ali obarjanja..

Na ta način onesnaževalci niso več na voljo v okolju za druga živa bitja, preprečujejo se migracijo v podzemno vodo in njihovo razprševanje na večja območja tal.

Nekatere rastline, ki se uporabljajo za fitostabilizacijo, so: Lupinus albus (za imobilizacijo arzena, asa in kadmija, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilizacija svinca, Pb), Zygophyllum fabago (Imobilizacija cinka, Zn), Antilisova ranljivost (imobilizacija cinka, svinca in kadmija) \ t, Deschampia cespitosa (imobilizacija svinca, kadmija in cinka) in. \ t Sandy cardaminopsis (imobilizacija svinca, kadmija in cinka), med drugim.

Fitostimulacija

V tem primeru se uporabljajo rastline, ki spodbujajo razvoj mikroorganizmov, ki razgrajujejo onesnaževalce. Ti mikroorganizmi živijo v koreninah rastlin.

Fitoekstrakcija

Fitoekstrakcija, imenovana tudi fitoakumulacija ali fitosanitacija, uporablja rastline ali alge za odstranjevanje onesnaževalcev iz zemlje ali vode..

Potem ko je rastlina ali alga absorbirala onesnaževalne kemične spojine in jih nakopičila iz vode ali zemlje, se jih pobere kot biomaso in se običajno sežge.

Pepel se odlaga na posebnih mestih ali varnostnih odlagališčih ali se uporablja za pridobivanje kovin. Ta zadnja tehnika se imenuje fitominería.

Hiperakumulativne rastline

Za organizme, ki so sposobni absorbirati zelo velike količine onesnaževalcev tal in vode, se imenujejo hiperakumulacije.

Poročali so o arsenih (As), svinčevih (Pb), kobaltovih (Co), bakrovih (Cu), manganovih (Mn), nikljevih (Ni), selenovih (Se) in cinkovih (Zn) rastlinah..

Izvedena je bila fitoekstrakcija kovin z rastlinami Thlaspi caerulescens (ekstrakcija kadmija, Cd), Vetiveria zizanoides (ekstrakcija cinkovega Zn, kadmijevega Cd in svinca Pb) Brassica juncea (ekstrakcija svinca Pb) in. \ t Pistia stratiotis (ekstrakcija Ag srebra, živega srebra Hg, nikelj Ni, svinca Pb in cinka Zn), med drugim.

Fitofiltracija

Ta vrsta fitoremediacije se uporablja pri dekontaminaciji talnih in površinskih voda. Onesnaževalne snovi absorbirajo mikroorganizmi ali korenine, ali pa se jih prilepi (adsorbira) na površine obeh.

V filofiltraciji rastline gojijo s hidroponskimi tehnikami in ko je korenina dobro razvita, se rastline prenesejo v kontaminirane vode..

Nekatere rastline, ki se uporabljajo kot rastline za filtriranje, so: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda in Polygonum punctatum.

Fitovolatilizacija

Ta tehnika deluje, ko korenine rastlin absorbirajo onesnaženo vodo in sproščajo onesnaževala, ki se pretvarjajo v plinasto ali hlapno obliko v ozračje, s potenjem listov.

Znano je fitovalatilizacijsko delovanje selena (Se) rastlin, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus in Chara canescens in sposobnost prehajanja živega srebra (Hg) iz rastlinskih vrst Arabidopsis thaliana.

Prednosti fitoremediacije

  • Uporaba tehnik fitoremediacije je veliko bolj ekonomična kot uporaba običajnih metod dekontaminacije.
  • Fitoremedijalne tehnologije se učinkovito uporabljajo na velikih območjih s povprečnimi stopnjami onesnaženja.
  • Tehnologije dekontaminacije in situ, ni treba prevažati onesnaženega medija, s čimer se izognemo razprševanju onesnaževal z vodo ali zrakom.
  • Uporaba tehnologij fitoremediacije omogoča pridobivanje dragocenih kovin in vode.
  • Za uporabo teh tehnologij so potrebne le konvencionalne kmetijske prakse; ni potrebe po izgradnji posebnih objektov niti usposabljanju usposobljenega osebja za njegovo izvajanje.
  • Tehnologije fitoremediacije ne porabijo električne energije niti ne povzročajo onesnaževalnih emisij toplogrednih plinov.
  • To so tehnologije, ki ohranjajo prst, vodo in ozračje.
  • Predstavljajo metode dekontaminacije z najmanjšim vplivom na okolje.

Slabosti in omejitve

  • Tehnike fitoremediacije lahko vplivajo samo na območje, ki ga zaseda koren rastlin, to je na omejenem območju in globini.
  • Fitoremedijacija ni popolnoma učinkovita pri preprečevanju izpiranja ali pronicanja onesnaževal v podzemno vodo.
  • Tehnike fitoremediacije so počasne metode dekontaminacije, ker zahtevajo čakalno dobo za rast rastlin in mikroorganizmov, povezanih s temi.
  • Na stopnjo toksičnosti kontaminantov vpliva rast in preživetje rastlin, uporabljenih v teh tehnikah.
  • Uporaba tehnik fitoremediacije lahko negativno vpliva na ekosisteme, kjer se izvajajo, zaradi bioakumulacije onesnaževalcev v rastlinah, ki lahko kasneje prek primarnih in sekundarnih porabnikov preidejo na prehranjevalne verige..

Reference

  1. Carpena RO in Bernal MP. 2007. Ključi za fitoremediacijo: fitotehnologije za obnavljanje tal. Ekosistemi 16 (2). Maj.
  2. Agencija za varstvo okolja (EPA-600-R-99-107). 2000. Uvod v fitoremediacijo.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fitoremediacija in rizoremediacija organskih onesnaževalcev tal: potencial in izzivi. Rastlinska znanost. Pomanjkanje listov
  4. Ghosh M in Singh SP. 2005. Pregled fitoremediacije težkih kovin in uporaba njegovih stranskih proizvodov. Uporabna ekologija in okoljske raziskave. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Pregled fitoremediacije rudniških jalovišč. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10.1016 / j.shemaosfera.2017.06.025