Typy fytoremediace, výhody a nevýhody



fytoremediace je soubor technologických postupů, které využívají živé rostliny a související mikroorganismy pro ochranu životního prostředí v půdě, vodě a ovzduší.

Technologie fytoremediace využívají přirozenou schopnost některých rostlin absorbovat, koncentrovat a metabolizovat prvky a chemické sloučeniny, které jsou v životním prostředí přítomny jako znečišťující látky. Rostliny mohou být použity pro extrakci, imobilizaci a stabilizaci, degradaci nebo odpaření znečišťujících látek.

Půda, povrchová a podzemní voda a atmosféra mohou být kontaminovány v důsledku některých přírodních procesů, jako je geologická eroze, sopečná činnost, mimo jiné - a také vlivem lidské činnosti (průmyslové, zemědělské, odpadní vody, těžba, stavebnictví, doprava).

Emise a průmyslové odpady, odpadní materiály, výbušniny, agrochemikálie (hnojiva, herbicidy, pesticidy), deště nebo kyselé depozice, radioaktivní materiály, mimo jiné jsou faktory znečištění, které pocházejí z lidské činnosti..

Fytoremediace se jeví jako ekonomická, efektivní, veřejně přijímaná technologie pro eradikaci různých typů znečištění životního prostředí.

Slovo "fytoremediace" pochází z řečtiny "fyto ", což znamená živou rostlinu a latinu "remediare " co to znamená obnovit rovnováhu; to znamená obnovit stav rovnováhy prostřednictvím využití rostlin.

Index

  • 1 Typy fytoremediace
    • 1.1 Fytodegradace
    • 1.2 Rizorremediace
    • 1.3 Fytostabilizace
    • 1.4 Fytostimulace
    • 1.5 Fytoextrakce
    • 1.6 Hyperakumulační rostliny
    • 1.7 Fitofiltrace
    • 1.8 Fitovolatilizace
  • 2 Výhody fytoremediace
  • 3 Nevýhody a omezení
  • 4 Odkazy

Typy fytoremediace

Technologie fytoremediace jsou založeny na fyziologických procesech rostlin a mikroorganismů s nimi spojených, jako je výživa, fotosyntéza, metabolismus, evapotranspirace, mimo jiné..

V závislosti na typu znečišťující látky, stupni znečištění lokality a úrovni odstranění nebo dekontaminace, která je potřebná, jsou fytoremediační techniky používány jako mechanismus, který obsahuje kontaminanty (fytostabilizační techniky, rhizofiltraci), nebo jako mechanismus eliminace (techniky fytoextrakce, fytodegradace a fytovolatilizace).

Mezi tyto fytoremediační techniky patří:

Fytodegradace

Tato technika, označovaná také jako fytotransformace, spočívá ve výběru a použití rostlin, které mají schopnost degradovat znečišťující látky, které se absorbují..

Ve fytodegradaci, zvláštní enzymy, které některé rostliny mají, způsobit rozpad molekul kontaminujících sloučenin, transformovat je do menších, netoxických nebo méně toxických molekul.

Rostliny mohou také mineralizovat kontaminanty do jednoduchých, asimilovatelných sloučenin, jako je oxid uhličitý (CO).2) a vody (H.)2O).

Příklady tohoto typu enzymů jsou dehalogenáza a oxygenáza; první podporuje odstranění halogenů z chemických sloučenin a druhá oxiduje látky.

Fytodegradace se používá při odstraňování výbušnin, jako jsou TNT (trinitrotoluen), organochlorové a organofosforové pesticidy, halogenované uhlovodíky, mezi jinými znečišťujícími látkami..

Rizorremediation

Když je degradace kontaminantů vyvolána působením mikroorganismů, které žijí v kořenech rostlin, technika sanace se nazývá rhizorremediation.

Fytostabilizace

Tento typ fytoremediace je založen na rostlinách, které absorbují kontaminanty a imobilizují je uvnitř.

Je známo, že tyto rostliny snižují biologickou dostupnost kontaminantů produkcí a vylučováním kořenů chemických sloučenin, které inaktivují toxické látky prostřednictvím mechanismů absorpce, adsorpce nebo srážení-tuhnutí..

Tímto způsobem již nejsou znečišťující látky k dispozici v prostředí pro jiné živé bytosti, brání jim v migraci do podzemních vod a jejich rozptýlení do větších oblastí půdy..

Některé rostliny, které byly použity ve fytostabilizaci, jsou: Lupinus albus (imobilizovat arsen, eso a kadmium, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilizace olova, Pb), Zygophyllum fabago (Imobilizace zinku, Zn), Anthyllis vulneraria (imobilizace zinku, olova a kadmia), Deschampia cespitosa (imobilizace olova, kadmia a zinku) a. \ t Sandy cardaminopsis (imobilizace olova, kadmia a zinku), mimo jiné.

Fytostimulace

V tomto případě se používají rostliny, které stimulují vývoj mikroorganismů, které degradují kontaminanty. Tyto mikroorganismy žijí v kořenech rostlin.

Fytoextrakce

Fytoextrakce, také nazývaná fytoakumulace nebo fytosanitace, používá rostliny nebo řasy k odstranění nečistot z půdy nebo vody..

Poté, co rostlina nebo řasa absorbovala kontaminující chemické sloučeniny a nahromadila je z vody nebo půdy, jsou sklizeny jako biomasa a jsou obecně spalovány..

Popel se ukládá na speciální místa nebo bezpečnostní skládky nebo se používá k regeneraci kovů. Tato poslední technika se nazývá fitominería.

Hyperakumulační rostliny

Pro organismy, které jsou schopny absorbovat extrémně vysoké množství kontaminantů půdy a vody, se nazývají hyperakumulátory.

Byly popsány rostliny arsenu (As), olova (Pb), kobaltu (Co), mědi (Cu), manganu (Mn), niklu (Ni), selenu (Se) a zinku (Zn)..

Byla provedena fytoextrakce kovů rostlinami Thlaspi caerulescens (extrakce kadmia, Cd), Vetiveria zizanoidy (extrakce zinku Zn, kadmia Cd a olova Pb) Brassica juncea (extrakce olova Pb) a. \ t Pistia stratiotis (extrakce stříbra Ag, rtuti Hg, niklu Ni, olova Pb a zinku Zn).

Fitofiltrace

Tento typ fytoremediace se používá při dekontaminaci podzemních a povrchových vod. Znečišťující látky jsou absorbovány mikroorganismy nebo kořeny nebo jsou přilepeny (adsorbovány) na povrchy obou.

Při fylofiltraci jsou rostliny kultivovány hydroponickými technikami a když je kořen dobře vyvinut, rostliny jsou přeneseny do kontaminovaných vod.

Některé rostliny používané jako fyto-filtrační zařízení jsou: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, trianda Elatine a Polygonum punctatum.

Fitovolatilizace

Tato technika funguje, když kořeny rostlin absorbují znečištěnou vodu a uvolňují znečišťující látky přeměněné v plynné nebo těkavé formě do atmosféry prostřednictvím potu listů..

Fytovolatilizační účinek selenu (Se) rostlin je znám, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus a Chara canescens a také schopnost převést rtuť (Hg) z rostlinných druhů Arabidopsis thaliana.

Výhody fytoremediace

  • Použití fytoremediačních technik je mnohem úspornější než provádění konvenčních dekontaminačních metod.
  • Technologie fytoremediace jsou účinné ve velkých oblastech s průměrnou úrovní znečištění.
  • Být dekontaminačními technikami in situ, Nemusíte přepravovat znečištěné médium a vyhnout se tak šíření znečišťujících látek vodou nebo vzduchem.
  • Aplikace fytoremediačních technologií umožňuje regeneraci cenných kovů a vody.
  • Pro aplikaci těchto technologií jsou zapotřebí pouze konvenční zemědělské postupy; není třeba budovat speciální zařízení, ani školení vyškoleného personálu pro jeho realizaci.
  • Technologie fytoremediace nespotřebovávají elektrickou energii ani produkují znečišťující emise skleníkových plynů.
  • Jsou to technologie, které chrání půdu, vodu a atmosféru.
  • Představují dekontaminační metody s nejnižším dopadem na životní prostředí.

Nevýhody a omezení

  • Techniky fytoremediace mohou mít účinek pouze v oblasti, kde se nachází kořen rostlin, tj. V omezené oblasti a hloubce..
  • Fytoremediace není zcela účinná při prevenci louhování nebo prosakování znečišťujících látek do podzemních vod.
  • Techniky fytoremediace jsou pomalé metody dekontaminace, protože vyžadují dobu čekání na růst rostlin a mikroorganismů spojených s těmito rostlinami..
  • Růst a přežití rostlin použitých v těchto technikách jsou ovlivněny stupněm toxicity kontaminantů.
  • Použití technik fytoremediace může mít negativní vliv na ekosystémy, kde jsou prováděny, v důsledku bioakumulace kontaminantů v rostlinách, které mohou později přecházet do potravinových řetězců prostřednictvím primárních a sekundárních spotřebitelů..

Odkazy

  1. Carpena RO a Bernal MP. Klíče k fytoremediace: fytotechnologie pro obnovu půdy. Ekosystémy 16 (2). Květen.
  2. Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA-600-R-99-107). 2000. Úvod do fytoremediace.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fytoremediace a rhizoremediace organických půdních kontaminantů: Potenciál a výzvy. Věda rostlin. NEDOSTATKY
  4. Ghosh M a Singh SP. 2005. Přehled fytoremediace těžkých kovů a využití jeho vedlejších produktů. Aplikovaná ekologie a environmentální výzkum. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Recenze na místě fytoremediation důlních hlušin. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10,1016 / j.chemosphere.2017.06.025