Ugrás a tartalomhoz

"B" Tételű modul - Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. (2008)

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

Fitoremediáció

Fitoremediáció

A fitoremediáció során a specifikusan kiválasztott a természetben előforduló vagy nemesítés során (esetleg génsebészeti úton) előállított fém-akkumuláló növények (hiperakkumulátorok) és a rizoszférában lévő mikroorganizmusok segítségével a talajból, a felszíni és a felszín alatti vizekből és a levegőből a különböző szerves és szervetlen szennyező anyagok (szénhidrogének és klórozott származékaik, nehézfémek, stb.) eltávolítása, lebontása vagy lokalizációja történik az adott közegben.

A növény fitoremediációs képességét befolyásolja:

  • Evapotranszspirációs jellemző

  • A növényfaj szennyezőanyag iránti tűrőképessége

  • A lebontást végző enzimek meglété

  • Növekedési sebesség

  • Hozama

  • Gyökérzóna mélysége

Csak olyan területen alkalmazható, ahol a növény életfeltételei adottakba szennyezőanyag koncentrációja nem haladhatja meg a növény számára toxikus határértéket. Akkor eredményes, ha a növény gyökérzónája egybeesik a szennyezés helyével.

Fitodegradáció

A fitodegradáció során egyes növényfajok (vagy a növények gyökerének mikroflórája) enzimatikus folyamatok során a veszélyes szerves szennyezőanyagokat ártalmatlan molekulákká (pl. vízzé, szén-dioxiddá) bontják le, illetve a szervetlen szennyezőanyagokat átalakítják. A cukorrépa, pl. a nitroglicerin, a nyárfa triklór-etilén bontására képes. A Hg-rezisztens transzgénikus (genetikailag módosított) Arabaclopsis tháliana növény a higanyt a talajból a légkörbe párologtatja el, csökkentve ezzel a talaj szennyezettségét

Fitostabilizáció

A fitostabilizáció során nehézfém-toleráns növények segítségével akadályozzák meg, hogy a szennyezett talajokból a nehézfémek a talajvízbe vagy a levegőbe jussanak. Az eljárás során a nehézfémek talajbani mozgását, vándorlását növénytakaróval gátolják meg. Egyes nehézfém toleráns növények (pl. fűfélék) segítségével a talajba került nehézfémek mobilitása lecsökkenthető, és ezáltal megakadályozható azok talajvízbe oldódása, illetve légkörbe kerülése. Ennek érdekében a talajra különféle adalékanyagot kell kijuttatni azért, hogy megfelelő életteret biztosítsunk a telepítendő növény állománynak.

Rizofiltráció

A rizofiltráció során növényi gyökerek segítségével kötik meg, halmozzák fel vagy csapják ki a szennyezett vizekből a nehézfémeket. A vizes fázisba történő nehézfém extrakció kulcskérdése a kutatásnak, különös tekintettel a komplexképző sajátságú anyagokra, melyekkel fokozható a toxikus nehézfémek növények általi felvehetősége. A vízi jácint (Eichhornia crassipes), a gázló (Hydrocotyle umbellata), a békelencse (Lemna minor), és a békalencse páfrány (Azolla pinnata) többféle vízben oldott fém eltávolítására képes. A szarepta mustár (Brasica juncea) és a napraforgó (Helianthus anuus) gyökerével képes a szennyvizek króm, mangán, kadmium réz tartalmát csökkenteni. Továbbá a nád (Phragmites australis) és bizonyos esetekben a deres sás (Carex flacca) is alkalmazhatóságára a rhizofiltrációs technológiában. A rizofiltráció során a növények gyökerei a sejten kívüli térben (extracellulárisan) csapják ki a fémeket, illetve azok sejtfalon csapódnak ki és adszorbeálódnak, vagy a sejtekbe bejutva citoplazmába, vakuólumokba bezárva nem toxikus formában kerülnek elkülönítésre.

Fitoextrakció

A fitoextrakció során speciális fém hiperakkumláló növényekkel vonják ki a nehézfémeket a talajból, melyek a növények könnyen betakarítható föld feletti szerveibe helyeződnek át. A növények nehézfémekkel szembeni rezisztenciája a legtöbb esetben a fémek a növények gyökereiben és sejtfalakban történő immobilizáció következménye. A fitoakkumuláció számára ideális növények a fémek nagy mennyiségével szemben toleránsak (a fémek nagy mennyiségét képes felvenni a növény károsodása nélkül), jelentős mennyiségű fémet akkumulálnak, gyorsan növekednek, jelentős mennyiségű biomassza termelésére képesek, kiterjedt gyökérrendszerrel rendelkeznek. Elképzelhetők genetikailag módosított növényfajok, de figyelembe kell venni a módosított növények biztonságát, a szennyezés átvitelének lehetőségét a táplálék láncba, és a környezeti hatásokat Fém hiperakkumulációra képes vadon élő fajok Pl. a tarsóka, amely hajtásában > 0,1% Cd >0,l% Co;Cu;Pb;Ni "' >1% Mn; Zn-t halmoz fel. Mezőgazdasági haszonnövények (Pl. kukorica, bab) hajtásukban 1% Pb akkumulációra képesek, miután a szennyezett talajt EDTA-val kezelték. A mérsékelt égövben a hiperakkumulátor növények elsősorban a keresztesvirágúak (Brassicaceae), a trópusokon a kutyatejfélék (Euphorbiaceae) családjába tartoznak, fűfélékként, gyomként, cserjeként, félcserjeként, faként fordulnak elő.

Fitopárologtatás

A növény evapotranszspirációja révén felvétel után a Se; Hg és az illékony vegyületek eltávoznak a növényből.