Typy fytoremediácií, výhody a nevýhody



phytoremediation je súbor technologických postupov, ktoré využívajú živé rastliny a ich súvisiace mikroorganizmy na ochranu životného prostredia v pôde, vode a ovzduší.

Technológie fytoremediácie využívajú prirodzenú schopnosť niektorých rastlín absorbovať, koncentrovať a metabolizovať prvky a chemické zlúčeniny, ktoré sú prítomné v životnom prostredí ako znečisťujúce látky. Rastliny sa môžu použiť na extrakciu, imobilizáciu a stabilizáciu, degradáciu alebo prchanie znečisťujúcich látok.

Pôda, povrchová a podzemná voda a atmosféra môžu byť kontaminované v dôsledku niektorých prírodných procesov, ako je napríklad geologická erózia, sopečná činnosť, okrem iného - a tiež v dôsledku vplyvu ľudskej činnosti (priemyselné, poľnohospodárske, odpadové vody, ťažba, stavebníctvo, doprava).

Emisie a priemyselné odpady, odpadové materiály, výbušniny, agrochemikálie (hnojivá, herbicídy, pesticídy), ukladanie dažďa alebo kyselín, rádioaktívne materiály, okrem iných, sú faktory znečistenia, ktoré pochádzajú z ľudských činností..

Fytoremediácia sa javí ako ekonomická, efektívna, verejne akceptovaná technológia na eradikáciu rôznych typov znečistenia životného prostredia.

Slovo "fytoremediation" pochádza z gréčtiny "fyto ", čo znamená živú rastlinu a latinčinuRemediare " čo znamená obnovenie rovnováhy; to znamená obnoviť stav rovnováhy prostredníctvom využívania rastlín.

index

  • 1 Typy fytoremediácie
    • 1.1 Fytodegradácia
    • 1.2 Rizorremediacia
    • 1.3 Fytostabilizácia
    • 1.4 Fytostimulácia
    • 1.5 Fytoextrakcia
    • 1.6 Hyperakumulačné rastliny
    • 1.7
    • 1.8 Fitovolatilizácia
  • 2 Výhody fytoremediácie
  • 3 Nevýhody a obmedzenia
  • 4 Odkazy

Druhy fytoremediácie

Fytoremediačné technológie sú založené na fyziologických procesoch rastlín a mikroorganizmov, ktoré sú s nimi spojené, ako sú napríklad výživa, fotosyntéza, metabolizmus, evapotranspirácia, okrem iného..

V závislosti od typu znečisťujúcej látky, stupňa kontaminácie lokality a úrovne odstránenia alebo dekontaminácie, ktorá je potrebná, sa ako mechanizmus na zabránenie kontaminantom (fytostabilizačné techniky, rhizofiltrácia) alebo ako mechanizmus na elimináciu (techniky) používajú fytoremediačné techniky. fytoextrakcia, fytodegradácia a fytovolatilizácia).

Medzi týmito technikami fytoremediácie sú:

phytodegradation

Táto technika, tiež nazývaná fytotransformácia, spočíva vo výbere a používaní rastlín, ktoré majú schopnosť degradovať znečisťujúce látky, ktoré sa absorbovali..

Vo fytodegradácii, špeciálne enzýmy, ktoré niektoré rastliny majú, spôsobujú rozpad molekúl kontaminujúcich zlúčenín, transformujú ich na menšie, netoxické alebo menej toxické molekuly..

Rastliny môžu tiež mineralizovať kontaminanty na jednoduché, asimilovateľné zlúčeniny, ako je oxid uhličitý (CO).2) a vody (H2O).

Príklady tohto typu enzýmov sú dehalogenáza a oxygenáza; prvá uprednostňuje odstránenie halogénov z chemických zlúčenín a druhá oxiduje látky.

Fytodegradácia sa používa pri odstraňovaní výbušnín, ako sú TNT (trinitrotoluén), organochlórové a organofosforové pesticídy, halogénované uhľovodíky, medzi inými znečisťujúcimi látkami..

Rizorremediación

Keď sa degradácia kontaminantov produkuje pôsobením mikroorganizmov, ktoré žijú v koreňoch rastlín, technika sanácie sa nazýva rhizorremediation.

phytostabilization

Tento typ fytoremediácie je založený na rastlinách, ktoré absorbujú kontaminanty a imobilizujú ich vo vnútri.

Je známe, že tieto rastliny znižujú biologickú dostupnosť kontaminantov prostredníctvom produkcie a vylučovania chemickými zlúčeninami, ktoré inaktivujú toxické látky prostredníctvom mechanizmov absorpcie, adsorpcie alebo zrážania..

Takýmto spôsobom už nie sú znečisťujúce látky dostupné v prostredí pre iné živé bytosti, bránia im v migrácii do podzemných vôd a ich rozptýlení do väčších oblastí pôdy..

Niektoré rastliny, ktoré boli použité vo fytostabilizácii sú: Lupinus albus (imobilizovať arzén, eso a kadmium, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilizácia olova, Pb), Zygophyllum fabago (Imobilizácia zinku, Zn), Anthyllis vulneraria (imobilizácia zinku, olova a kadmia), Deschampia cespitosa (imobilizácia olova, kadmia a zinku) a. \ t Sandy cardaminopsis (imobilizácia olova, kadmia a zinku).

Fitoestimulación

V tomto prípade sa používajú rastliny, ktoré stimulujú vývoj mikroorganizmov, ktoré degradujú kontaminanty. Tieto mikroorganizmy žijú v koreňoch rastlín.

fytoextrakční

Fytoextrakcia, tiež nazývaná fytoakumulácia alebo fytosanitácia, využíva rastliny alebo riasy na odstránenie kontaminantov z pôdy alebo vody..

Potom, čo rastlina alebo riasa absorbovali kontaminujúce chemické zlúčeniny a nahromadili ich z vody alebo pôdy, sú zberané ako biomasa a sú všeobecne spaľované..

Popol sa ukladá na špeciálne miesta alebo bezpečnostné skládky alebo sa používa na regeneráciu kovov. Táto posledná technika sa nazýva phytomining.

Hyperakumulačné rastliny

Pre organizmy, ktoré sú schopné absorbovať extrémne vysoké množstvá kontaminantov pôdy a vody, sa nazývajú hyperakumulátory.

Boli opísané rastliny arzénu (As), olova (Pb), kobaltu (Co), medi (Cu), mangánu (Mn), niklu (Ni), selénu (Se) a zinku (Zn)..

Uskutočnila sa fytoextrakcia kovov s rastlinami Thlaspi caerulescens (extrakcia kadmia, Cd), Vetiveria zizanoidy (extrakcia zinku Zn, kadmia Cd a olova Pb) Brassica juncea (extrakcia olova Pb) a. \ t Pistia stratiotis (extrakcia striebra Ag, ortuti Hg, niklu Ni, olova Pb a zinku Zn).

Fitofiltración

Tento typ fytoremediácie sa používa pri dekontaminácii podzemných a povrchových vôd. Znečisťujúce látky sú absorbované mikroorganizmami alebo koreňmi, alebo sú prilepené (adsorbované) na povrchy oboch.

Pri fylofiltrácii sa rastliny kultivujú hydroponickými technikami a keď je koreň dobre vyvinutý, rastliny sa prenesú do kontaminovaných vôd.

Niektoré rastliny používané ako fyto-filtračné zariadenia sú: \ t Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda a Polygonum punctatum.

Fitovolatilización

Táto technika funguje vtedy, keď korene rastlín absorbujú kontaminovanú vodu a uvoľňujú znečisťujúce látky transformované v plynnej alebo prchavej forme do atmosféry prostredníctvom potenia listov..

Fytovolatilizačný účinok selénu (Se) rastlín je známy, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus a Chara canescens a tiež schopnosť preniesť ortuť (Hg) z rastlinných druhov Arabidopsis thaliana.

Výhody fytoremediácie

  • Aplikácia fytoremediačných techník je omnoho ekonomickejšia ako implementácia konvenčných dekontaminačných metód.
  • Fytoremediačné technológie sú efektívne aplikované vo veľkých oblastiach s priemernou úrovňou znečistenia.
  • Dekontaminačné techniky in situ, Nemusíte prepravovať znečistené médium, čím sa vyhnete rozptýleniu znečisťujúcich látok vodou alebo vzduchom.
  • Aplikácia fytoremediačných technológií umožňuje regeneráciu cenných kovov a vody.
  • Na uplatnenie týchto technológií sú potrebné iba konvenčné poľnohospodárske postupy; nie je potrebná výstavba špeciálnych zariadení ani školenie vyškoleného personálu na jeho realizáciu.
  • Technológie fytoremediácie nespotrebúvajú elektrickú energiu ani nevytvárajú znečisťujúce emisie skleníkových plynov.
  • Sú to technológie, ktoré chránia pôdu, vodu a atmosféru.
  • Predstavujú dekontaminačné metódy s najnižším vplyvom na životné prostredie.

Nevýhody a obmedzenia

  • Techniky fytoremediácie môžu mať účinok iba v oblasti, ktorú zaberá koreň rastlín, to znamená v obmedzenej oblasti a hĺbke..
  • Fytoremediácia nie je úplne účinná pri prevencii vylúhovania alebo perkolácie znečisťujúcich látok do podzemných vôd.
  • Techniky fytoremediácie sú pomalé metódy dekontaminácie, pretože si vyžadujú čas čakania na rast rastlín a mikroorganizmov spojených s týmito rastlinami..
  • Rast a prežitie rastlín použitých v týchto technikách je ovplyvnené stupňom toxicity kontaminantov.
  • Aplikácia fytoremediačných techník môže mať negatívny vplyv na ekosystémy, kde sa vykonávajú, a to v dôsledku bioakumulácie kontaminantov v rastlinách, ktoré môžu neskôr prejsť do potravinových reťazcov prostredníctvom primárnych a sekundárnych spotrebiteľov..

referencie

  1. Carpena RO a Bernal MP. Kľúče k fytoremediácii: fytotechnológie na obnovu pôdy. ekosystémy 16 (2). máj.
  2. Agentúra na ochranu životného prostredia (EPA-600-R-99-107). 2000. Úvod do fytoremediácie.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fytoremediácia a rhizoremediácia organických kontaminantov pôdy: Potenciál a výzvy. Plant Science. NEDOSTATOČNÉ LEVKY
  4. Ghosh M a Singh SP. 2005. Prehľad fytoremediácie ťažkých kovov a využitie jej vedľajších produktov. Aplikovaná ekológia a environmentálny výskum. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Prehľad o mieste fytoremediácie banskej hlušiny. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10,1016 / j.chemosphere.2017.06.025