Науковий співробітник, ф-т біотехнології університету M.D.S University, Аймер, Індія
Рослини - рятувальний круг нашої планети. Вони не тільки забезпечують нас киснем, їжею і дахом, але також ліквідують той безлад, який ми влаштовуємо на планеті! Завдяки їм, життя на Землі процвітає. Сьогодні метод фіторемедіаціі допомагає очищати навколишнє середовище від токсичних елементів і промислових відходів.
Що таке фіторемедіація?
Фіторемедіація - це процес використання рослин для очищення забрудненого ґрунту, ґрунтових вод, поверхневих вод і повітря. Зелені насадження використовуються для зниження загроз, які несуть забруднення, для нейтралізації забруднюючих речовин і очищення забруднених територій. За допомогою рослин можна позбутися багатьох забруднювачів, включаючи метали, пестициди, компоненти вибухових речовин і нафтові плями. Це чистий і економічний спосіб видалення або стабілізації токсичних речовин, які в іншому випадку можуть проникнути в ґрунт і з дощовою водою потрапити в довколишні джерела питної води.
Рослини також не дають вітру, дощу і ґрунтовим водам переносити забруднювачі на сусідні з місцем забруднення території або проносити їх глибше в грунт. Фіторемедіація - це також спосіб локалізації і видалення промислових металів, які залишилися в грунті на місці старих родовищ, що створює прекрасні умови для їх рекультивації.
Фіторемедіація - це енергозберігаючий, естетичний спосіб відновлення територій з низьким або середнім рівнем забруднення. Однак цей метод дає кращий результат там, де рівень забруднення невисокий, тому що великі концентрації можуть обмежувати зростання рослин і процес очищення займає більше часу.
Метод фіторемедіаціі часто використовується для уповільнення процесу переміщення забруднених грунтових вод. Дерева діють як насоси: піднімають грунтові води вгору через кореневу систему і утримують їх від переміщення. Цей метод називається «гідравлічним контролем». Він уповільнює рух забруднених грунтових вод і не дає їм поширюватися на сусідні чисті території.
Як це працює?
Деякі рослини здатні розщеплювати або видаляти небезпечні хімічні елементи в процесі поглинання води і поживних речовин з забрудненого ґрунту, осадових порід або ґрунтових вод.
Рослини здатні видаляти забруднюючі речовини з такої глибини, наскільки дозволяє їх коренева система. В очищенні беруть участь природні процеси накопичення забруднювачів в коренях, стеблах і листках рослин і трансформації їх в менш шкідливі складові. Процес трансформації відбувається всередині рослини, найчастіше в кореневій зоні.
Забруднюючі речовини також можуть виділятися в повітря у вигляді випарів. Іноді забруднюючі частинки збираються на поверхні коренів дерев, де бактерії з грунту розщеплюють їх на менш небезпечні складові.
У методі фіторемедіаціі виділяють кілька підвидів:
• Фітоекстракція або фітоконцентрація: коли забруднює елемент накопичується в кореневій системі, стеблі і листі рослини
• Фітодеградація: коли ферменти рослини сприяють розпаду молекул забруднюючої речовини
• Фітостімуляція: посилення бактеріальної активності в грунті для руйнування забруднюючих речовин мікроорганізмами, присутніми на кореневій системі. Цей процес також відомий під назвою «прикоренева деградація». Для фітостімуляціі також застосовуються водні рослини, які підтримують активний розвиток колоній бактерій, що сприяють розпаду забруднюючих елементів. Наприклад, для нейтралізації пестицидів використовується роголістнік
• Випаровування: коли залишки органічних добрив, селену і ртуті випаровуються через листя
• Фітотрансформація: хімічна модифікація речовин в процесі рослинного метаболізму, що призводить до дезактивації, розпаду або стабілізації забруднюючих елементів. Рослина трансформує речовина в форму, піддається біологічному засвоєнню, або запобігає його поширення за межі зараженої зони
• Різофільтрація: при проходженні води через коріння рослин токсичні речовини або надлишки добрив поглинаються і утримуються кореневою системою
Ось деякі приклади рослин, які використовуються для фіторемедіаціі: водний гіацинт (Eichhornia crassipes), тополя (Papulus spp), кохия простягнена (Kochia spp), люцерна (Medicago sativa), тонконіг лучний (Poa pratensis), кушир (Ceratophyllum demersvm L.), елодея американська (Potamogeton nodosus), соняшник (Helianthus annus) і стрілолист (Sagittaria latifolia).
Навіщо застосовується фіторемедіація?
В ході застосування методу фіторемедіаціі використовуються природні процеси, що відбуваються в рослині, цей метод не вимагає використання додаткового обладнання і трудових ресурсів, так як основну роботу виконують самі рослини. Також для очищення території за допомогою цього методу не потрібно розкопувати і вивозити грунт, відкачувати ґрунтові води, а це економить енергію. Дерева і дрібні рослини також запобігають ерозії ґрунтів, поліпшують зовнішній вигляд забруднених ділянок, знижують рівень шуму і підвищують якість повітря.
Фіторемедіація успішно використовується вже на багатьох промислових майданчиках, включаючи щонайменше 10 ділянок по всій території США, включених в програму Superfund. Цей же метод використовується для очищення забруднених грунтових вод в околицях колишнього Абердинського випробувального полігону в Меріленді. Ця територія використовувалася для скидання і спалювання промислових та бойових хімічних речовин з 1940х по 1970-ті роки. У ґрунтових водах цієї місцевості були виявлені промислові знежирюючі склади і розчинники.
програма Superfund
Superfund - це назва природоохоронної програми, створеної для роботи з закинутими полігонами небезпечних відходів, де накопичуються токсичні речовини, які впливають на місцеву екосистему і здоров'я людей. Такі полігони внесені до спеціального списку - National Priority List (NPL). Програма Superfund була заснована в США в 1980 році Управлінням з охорони навколишнього середовища з метою виявлення, вивчення і очищення полігонів небезпечних відходів по всій території Сполучених Штатів. В ході цієї програми з 1980 року були виявлені, проаналізовані і очищені тисячі звалищ. Серед досягнень програми Superfund також числиться створення і подальше обслуговування спеціальних полігонів зі зберігання небезпечних відходів.
Як і будь-яка інша технологія, метод фіторемедіаціі має свої плюси і мінуси.
• Низька собівартість в порівнянні з сьогоднішніми «механічними» методами очищення грунту.
• Використання енергії сонця, відсутність активної участі людини.
• Процес відбувається швидше, ніж при природному розпаді.
• Кількість забруднюючих речовин на сміттєвих полігонах може бути значно знижено.
• В результаті контрольованого спалювання зібраної біомаси можна отримувати додаткову енергію.
• Метод фіторемедіаціі практично не має шкідливого впливу на навколишнє середовище і добре сприймається населенням.
Основною перешкодою до застосування методу фіторемедіаціі є його новизна і недостатнє поширення. Більш того, характеристики, властиві методу фіторемедіаціі, обмежують розмір ніші, яку цей метод може займати на ринку реабілітаційних заходів.
Ось деякі з таких обмежень:
• Цей метод діє повільніше, ніж більшість інших методів. Існує залежність від кліматичних умов.
• У більшості випадків забруднення повинні знаходитися на невеликій глибині.
• Висока концентрація металів та інших забруднюючих елементів може бути токсичною для рослин, хоча деякі рослини більш пристосовані до високих рівнів токсичності, ніж інші.
• Необхідний контроль доступу до полігону, так як рослини можуть становити небезпеку для домашніх тварин і людей.
• Забруднювачі, нейтралізуемой за допомогою методу фіторемедіаціі, можуть переходити в інші носії (наприклад, можуть потрапляти в грунтові води або накопичуватися в тварин).
• Полігон повинен бути досить великим, щоб на ньому можна було використовувати сільськогосподарську техніку для посадки і прибирання рослин.
До малюнку. У таблиці наведено приклад рівнів прийнятного забруднення грунту, при яких існує можливість для подальшого створення рекреаційних, житлових або технологічний супровід тваринницьких комплексів на цих територіях (за рекомендаціями Нью-Йоркського департаменту охорони навколишнього середовища), а також рослинний матеріал, який найбільш підходить для нейтралізації даних забруднюючих речовин .
Джерела (англійською мовою):
Ми продовжуємо розсилати стартові пакети для бажаючих приєднатися до команди ISF College. У них ви знайдете все необхідне для того, щоб стати членом нашої команди. Якщо ви хочете отримати пакет, надішліть листа на [email protected]. Будь ласка, вкажіть, в якому навчальному закладі ви вчитеся і що вивчаєте. Якщо ви вже надіслали нам листа, але не отримали відповіді, перевірте папку "Спам". Якщо ви так і не знайшли відповідь, напишіть нам знову і ми обов'язково зв'яжемося з вами!
Ми будемо раді, якщо ви напишете для нас статтю, поділившись своїми ідеями і розповівши про проблеми. Будь ласка, надсилайте нам статті та ідеї на [email protected]. [В даний час статті приймаються виключно англійською мовою. Дякуємо!]
- Deutsch
- Português
- Español
- Français