ФИТОРЕМЕДИЈАЦИЈА: ВРСТЕ, ПРЕДНОСТИ И НЕДОСТАЦИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Фиторемедијација је скуп технолошких поступака помоћу живе биљке и њима придружени микроорганизме на санацији земљишта, воде и ваздуха животне средине.

Фиторемедијацијске технологије користе природну способност неких биљака да апсорбују, концентришу и метаболишу елементе и хемијска једињења која су присутна у животној средини као загађиваче. Биљке се могу користити за екстракцију, имобилизацију и стабилизацију, деградацију или избацивање загађивача.

Слика 1. Фиторемедијација у пољу. Извор .: флицкр.цом/пхотос/даниела_натурепхотограпхи

Тло, површинске и подземне воде и атмосфера могу бити контаминирани као последица неких природних процеса - попут геолошке ерозије, вулканске активности, између осталог - а такође и због утицаја људских активности (индустријске, пољопривредне, отпадне воде, рударство, грађевинарство, транспорт).

Индустријске емисије и отпадни гаси, отпадне материје, експлозиви, агрохемикалије (ђубрива, хербициди, пестициди), таложење кише или киселине, радиоактивни материјали, између осталог, су фактори загађења који потичу од људских активности.

Фиторемедијација се појављује као јефтина, ефикасна, јавно прихваћена технологија за борремедијацију различитих врста загађења животне средине.

Реч "фиторемедијација" долази од грчког "фито", што значи жива биљка, а од латинског "ремедиаре" што значи враћање равнотеже; то јест, опоравити стање равнотеже употребом биљака.

Врсте фиторемедијације

Технологије фиторемедијације заснивају се на физиолошким процесима биљака и микроорганизмима повезаним са њима, као што су, између осталог, исхрана, фотосинтеза, метаболизам, евапотранспирација.

У зависности од врсте загађивача, степена контаминације места и степена уклањања или деконтаминације који су потребни, технике фиторемедијације се користе као механизам за задржавање контаминанта (технике фитостабилизације, ризофилтрације) или као механизам елиминације (технике фитоекстракције, фитоподелације и фитотилатизације).

Слика 2. Врсте фиторемедијације. Извор: Товние (Арулнангаи и Ксавиер Денгра из оригиналног у .пнг продужетку), са Викимедиа Цоммонса

Ове технике фиторемедијације укључују:

Фитоградња

Ова техника, која се такође назива фитотрансформација, састоји се од избора и коришћења биљака које имају способност да разграде загађиваче које су апсорбовале.

У фитоподелацији, посебни ензими које имају неке биљке изазивају распад молекула загађујућих једињења, претварајући их у мање, нетоксичне или мање токсичне молекуле.

Биљке могу такође Минерализе загађивачима на једноставне, Асимилабилан једињења, као што је угљен диоксид (ЦО ₂ ) и водом (Х ₂ О).

Примери ове врсте ензима су дехалогеназа и оксигеназа; први фаворизује уклањање халогена из хемијских једињења, а други оксидира супстанце.

Фиторазградња је коришћена за уклањање експлозива, попут ТНТ (тринитротолуен), органохлорних и органофосфатних пестицида, халогенираних угљоводоника, између осталих загађивача.

Рхореоремедијација

Када разградња загађивача настаје дејством микроорганизама који живе у коренима биљака, техника санације назива се ризоремедијација.

Фитостабилизација

Ова врста фиторемедијације заснива се на биљкама које апсорбују загађиваче и имобилишу их изнутра.

Познато је да ове биљке смањују биорасположивост загађивача производњом и излучивањем коренима хемијских једињења која инактивирају токсичне материје механизмима апсорпције, адсорпције или таложења.

На тај начин загађивачи више нису доступни у животној средини за остала жива бића, спречава се њихово премјештање у подземне воде и њихово ширење на већа подручја тла.

Неке биљке које су коришћене у фитостабилизацији су: Лупинус албус (за имобилизацију арсена, Ас и кадмијума, Цд), Хипаррхениа хирта (имобилизација олова, Пб), Зигопхиллум фабаго (имобилизација цинка, Зн), Антхиллис Вулнерариа (имобилизација цинка) , олово и кадмијум), Десцхампиа цеспитоса (имобилизација олова, кадмијума и цинка) и Цардаминопсис ареноса (имобилизација олова, кадмијума и цинка), између осталих.

Фитостимулација

У овом случају користе се биљке које подстичу развој микроорганизама који разграђују загађиваче. Ти микроорганизми живе у коренима биљака.

Фитоекстракција

Фитоекстракција, која се назива и фитоакумулација или фито-секвестрација, користи биљке или алге за уклањање контаминаната из земље или воде.

Након што биљка или алге апсорбују загађујуће хемикалије из воде или тла и сакупе их, сакупљају се у биомасу и углавном спаљују.

Слика 3. Фиторемедијација у базенима, санација напуштеног рудника уранијума. Португал. Извор: флицкр.цом/пхотос/даниела_натурепхотограпхи

Пепео се одлаже на посебна места или у депоније или се користи за скупљање метала. Ова последња техника се назива биљем.

Биљке које хиперкупљају

Организми који су способни да апсорбују екстремно велике количине загађивача из земље и воде називају се хиперакумулаторима.

Забиљежени су хипекукулатори арсена (Ас), олова (Пб), кобалта (Цо), бакра (Цу), мангана (Мн), никла (Ни), селена (Се) и цинка (Зн).

Фитоекстракција метала је извршена са биљкама као што су Тхласпи цаерулесценс (екстракција кадмијума, Цд), Ветивериа зизаноидес (екстракција цинка Зн, кадмијума Цд и олова Пб), Брассица јунцеа (екстракција олова Пб) и Пистиа стратиотис (екстракција сребра Аг , живе Хг, никл Ни, олово Пб и цинк Зн), између осталих.

Фитофилтрација

Ова врста фиторемедијације се користи у деконтаминацији подземних и површинских вода. Загађивачи апсорбују се микроорганизмима или кореном или су причвршћени (адсорбовани) на површине оба.

Слика 4. Раст коријена у лабораторији, у течном медијуму. Извор: пикабаи.цом

У фитофилтрацији биљке се узгајају хидропонским техникама, а када је корен добро развијен, биљке се преносе у загађене воде.

Неке биљке које се користе као фитофилтери су: Сцирпус лацустрис, Лемна гибба, Азолла царолиниана, Елатине трианда и Полигонум пунцтатум.

Фитолатилација

Ова техника делује када корење биљака апсорбује загађену воду и ослобађа загађиваче трансформисане у гасовити или испарљиви облик у атмосферу, транспирацијом лишћа.

Познато је фитолатилатирајуће дејство селена (Се) биљака, Салицорниа бигеловии, Астрагалус бисулцатус и Цхара цанесценс, као и способност транспирације живе (Хг), биљне врсте Арабидопсис тхалиана.

Предности фиторемедијације

• Примена фиторемедијацијских техника је много јефтинија од примене конвенционалних метода деконтаминације.
• Фиторемедијацијске технологије ефикасно се примењују у великим областима са средњим нивоима контаминације.
• Будући да су ин ситу технике за деконтаминацију, није потребно транспортирати контаминирани медијум, чиме се избегава распршивање загађивача водом или ваздухом.
• Примена фиторемедијационих технологија омогућава обнављање драгоцених метала и воде.
• За примену ових технологија потребне су само конвенционалне пољопривредне праксе; Изградња специјалних објеката није неопходна, као ни обука обученог особља за њену примену.
• Фиторемедијацијске технологије не троше електричну енергију, нити стварају загађујуће емисије гасова стаклене баште.
• То су технологије које чувају тло, воду и атмосферу.
• То су методе деконтаминације са најмањим утицајем на животну средину.

Недостаци и ограничења

• Технике фиторемедијације могу имати утицај само у зони коју заузимају корени биљке, то јест на ограниченом подручју и дубини.
• Фиторемедијација није у потпуности ефикасна у спречавању испирања или продирања загађивача у подземне воде.
• Технике фиторемедијације су спора метода деконтаминације јер захтевају време чекања за раст биљака и микроорганизама који су са њима повезани.
• На раст и опстанак биљака коришћених у овим техникама утиче и степен токсичности загађивача.
• Примена фиторемедијацијских техника може имати негативне ефекте на екосистеме где се примењују, услед биоакумулације загађујућих материја у биљкама, које после могу прећи у прехрамбене ланце кроз примарне и секундарне потрошаче.

Референце

1. Царпена РО и Бернал МП. 2007. Кључеви фиторемедијације: фитотехнологије за опоравак тла. Екосистеми 16 (2). Може.
2. Агенција за заштиту животне средине (ЕПА-600-Р-99-107). 2000. Увод у фиторемедијацију.
3. Герхардт КЕ, Хуанг КСД, Глицк БР, Греенберг БМ. 2008. Фиторемедијација и ризоремедијација органских загађивача тла: Потенцијал и изазови. Плант Сциенце. МИСИНГ ЛЕАВЕС
4. Гхосх М и Сингх СП. 2005. Преглед фиторемедијације тешких метала и искоришћења нуспроизвода. Примењена екологија и еколошка истраживања. 3 (1): 1-18.
5. Ванг, Л., Ји, Б., Ху, И., Лиу, Р., & Сун, В. (2017). Преглед ин ситу фиторемедијације минолошких јалова. Хемосфера, 184, 594–600. дои: 10.1016 / ј.цхемоспхере.2017.06.025