Phytoremediation veidi, priekšrocības un trūkumi



The phytoremediation ir tehnoloģisko prakšu kopums, kas izmanto dzīvus augus un ar tiem saistītos mikroorganismus augsnes, ūdens un gaisa vides sanitārijai.

Phytoremediation tehnoloģijas izmanto dažu augu dabisko spēju absorbēt, koncentrēt un metabolizēt vidē esošos elementus un ķīmiskos savienojumus kā piesārņotājus. Augus var izmantot piesārņojošo vielu ekstrakcijai, imobilizācijai un stabilizācijai, noārdīšanai vai iztvaikošanai.

Augsne, virszemes un gruntsūdeņi un atmosfēra var būt piesārņota dažu dabisku procesu dēļ, piemēram, ģeoloģiskā erozija, vulkāniskā aktivitāte, cita starpā, kā arī cilvēku darbības (rūpnieciskās, lauksaimniecības, notekūdeņu) dēļ. ieguve, būvniecība, transportēšana).

Emisijas un rūpnieciskie notekūdeņi, atkritumu materiāli, sprāgstvielas, agroķimikālijas (mēslošanas līdzekļi, herbicīdi, pesticīdi), lietus vai skābju nogulsnes, radioaktīvie materiāli, daudzu citu vidū, ir cilvēku darbības izraisīti piesārņojuma faktori.

Phytoremediation parādās kā ekonomiska, efektīva, publiski atzīta tehnoloģija dažādu veidu vides piesārņojuma izskaušanai.

Vārds "phytoremediation" nāk no grieķu valodas.fito ", kas nozīmē dzīvo augu un latīņu valoduremediare " ko nozīmē atjaunot līdzsvaru; tas ir, lai atjaunotu līdzsvaru, izmantojot augus.

Indekss

  • 1 Phytoremediation veidi
    • 1.1. Fitodegradācija
    • 1.2. Rizorremediation
    • 1.3. Fitostabilizācija
    • 1.4. Fitostimulācija
    • 1.5 Fitoekstrakcija
    • 1.6 Hiperakumulācijas augi
    • 1.7. Fitofiltrācija
    • 1.8 Fitovolatilācija
  • 2 Fitoremediācijas priekšrocības
  • 3 Trūkumi un ierobežojumi
  • 4 Atsauces

Fitoremediācijas veidi

Phytoremediation tehnoloģijas balstās uz augu un ar tiem saistīto mikroorganismu fizioloģiskajiem procesiem, piemēram, uzturu, fotosintēzi, vielmaiņu, evapotranspirāciju..

Atkarībā no piesārņojošās vielas veida, vietas piesārņojuma pakāpes un nepieciešamās izņemšanas vai attīrīšanas pakāpes piesārņojuma (fitostabilizācijas paņēmieni, rizofiltrācija) vai mehānisma izveidei tiek izmantoti fitoremediācijas paņēmieni. fitoekstrakcija, fitodegradācija un fitovolatilācija) \ t.

Starp šīm phytoremediation metodēm ir:

Fitodegradācija

Šī metode, ko dēvē arī par fitotransformāciju, sastāv no augu atlases un izmantošanas, kas spēj noārdīt piesārņojošās vielas, kas ir absorbējušas..

Fitodegradācijas gadījumā īpaši fermenti, kas ir dažiem augiem, izraisa piesārņojošo savienojumu molekulu sadalīšanos, pārveidojot tos par mazākām, netoksiskām vai mazāk toksiskām molekulām.

Augi var arī mineralizēt piesārņotājus vienkāršos, asimilētos savienojumos, piemēram, oglekļa dioksīdā (CO).2) un ūdeni (H2O).

Šāda veida enzīmu piemēri ir dehalogenāze un oksigenāze; pirmā dod priekšroku halogēnu atdalīšanai no ķīmiskiem savienojumiem un otrā oksidē vielas.

Fitodegradācija ir izmantota sprāgstvielu, piemēram, TNT (trinitrotoluola), organisko un organofosfora pesticīdu, halogenēto ogļūdeņražu, noņemšanai citu piesārņotāju vidū..

Rizorremediation

Ja piesārņojošo vielu noārdīšanos rada mikroorganismu darbība, kas dzīvo augu saknēs, sanācijas metodi sauc par rizorremediation.

Fitostabilizācija

Šāda veida phytoremediation balstās uz augiem, kas absorbē piesārņotājus un imobilizē tos iekšpusē.

Ir zināms, ka šie augi samazina piesārņotāju biopieejamību, ražojot un izdalot ar saknēm ķīmiskos savienojumus, kas inaktivē toksiskās vielas absorbcijas, adsorbcijas vai nokrišņu-sacietēšanas mehānismos..

Šādā veidā piesārņojošās vielas vairs nav pieejamas vidē citām dzīvajām būtnēm, tās nevar migrēt uz gruntsūdeņiem un izkliedēt tās uz lielākām augsnes platībām..

Daži augi, kas izmantoti fitostabilizācijā, ir: Lupinus albus (arsēna, acs un kadmija imobilizēšanai, Cd), Hyparrhenia hirta (svina, Pb imobilizācija), Zygophyllum fabago (Cinka imobilizācija, Zn), Anthyllis ievainojamība (cinka, svina un kadmija imobilizācija) \ t, Deschampia cespitosa (svina, kadmija un cinka imobilizācija) un. \ t Smilšu kārtiņš (svina, kadmija un cinka imobilizācija).

Fitostimulācija

Šajā gadījumā tiek izmantoti augi, kas stimulē mikroorganismu attīstību, kas noārda piesārņotājus. Šie mikroorganismi dzīvo augu saknēs.

Fitoekstrakcija

Fitoekstrakcija, ko dēvē arī par fitoakumulāciju vai fitosanitāciju, izmanto augus vai aļģes, lai no augsnes vai ūdens izvadītu piesārņotājus..

Pēc tam, kad augs vai aļģes ir absorbējušas piesārņojošos ķīmiskos savienojumus un tos uzkrājuši no ūdens vai augsnes, tos novāc kā biomasu un parasti sadedzina..

Pelni tiek glabāti īpašās vietās vai drošības izgāztuvēs vai izmantoti metālu atgūšanai. Šī pēdējā tehnika tiek saukta fitominería.

Hiperakumulācijas augi

Organismiem, kas spēj absorbēt ļoti daudz augsnes un ūdens piesārņotāju, tos sauc par hiperakumulatoriem.

Ir ziņots par arsēnu (As), svinu (Pb), kobaltu (Co), varu (Cu), mangānu (Mn), niķeli (Ni), selēnu (Se) un cinka (Zn) augiem..

Ir veikta metālu fitoekstrakcija ar augiem Thlaspi caerulescens (kadmija ekstrakcija, Cd), Vetiveria zizanoides (cinka Zn, kadmija Cd un svina Pb ekstrakcija) Brassica juncea (svina Pb ieguve) un. \ t Pistia stratiotis (piemēram, sudraba Ag, dzīvsudraba Hg, niķeļa Ni, svina Pb un cinka Zn) ieguve.

Fitofiltrācija

Šādu fitoremediāciju izmanto gruntsūdeņu un virszemes ūdeņu attīrīšanai. Piesārņojošās vielas absorbē mikroorganismi vai saknes, vai arī tās tiek piestiprinātas (adsorbētas) uz abu \ t.

Filtofiltrācijā augi tiek kultivēti ar hidroponikas paņēmieniem un, kad sakne ir labi attīstīta, augi tiek pārnesti uz piesārņotajiem ūdeņiem..

Daži augi, ko izmanto par fito filtrēšanas iekārtām, ir: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda un Polygonum punctatum.

Fitovolatilization

Šī metode darbojas, kad augu saknes absorbē piesārņoto ūdeni un atbrīvo no gāzveida vai gaistošas ​​formas pārveidotās piesārņojošās vielas uz atmosfēru, izmantojot sviedru lapas..

Ir zināms augu selēna (Se) fitovolatilējošais efekts, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus un Chara canescens un arī spēju pārvarēt dzīvsudrabu (Hg) no augu sugām Arabidopsis thaliana.

Phytoremediation priekšrocības

  • Fitoremediācijas metožu pielietošana ir daudz ekonomiskāka nekā tradicionālo dekontaminācijas metožu ieviešana.
  • Phytoremediation tehnoloģijas ir efektīvas lielās platībās ar vidējo piesārņojuma līmeni.
  • Ir dekontaminācijas metodes in situ, jums nav jāpārvadā piesārņotā vide, tādā veidā izvairoties no piesārņojošo vielu izkliedēšanas ar ūdeni vai gaisu.
  • Phytoremediation tehnoloģiju izmantošana ļauj atgūt vērtīgus metālus un ūdeni.
  • Lai izmantotu šīs tehnoloģijas, ir nepieciešama tikai parastā lauksaimniecības prakse; nav nepieciešamas speciālas iekārtas, kā arī apmācītu darbinieku apmācība tā īstenošanai.
  • Phytoremediation tehnoloģijas neizmanto elektroenerģiju un nerada piesārņojošas siltumnīcefekta gāzu emisijas.
  • Tās ir tehnoloģijas, kas saglabā augsni, ūdeni un atmosfēru.
  • Tie veido attīrīšanas metodes ar viszemāko ietekmi uz vidi.

Trūkumi un ierobežojumi

  • Phytoremediation metodes var ietekmēt tikai apgabalu, ko aizņem augu saknes, ti, ierobežotā teritorijā un dziļumā.
  • Phytoremediation nav pilnīgi efektīvs, lai novērstu piesārņojošo vielu izskalošanos vai noplūdi gruntsūdeņos.
  • Phytoremediation metodes ir lēnas dekontaminācijas metodes, jo tās prasa gaidīšanas laiku augiem un ar tiem saistītajiem mikroorganismiem..
  • Šajos paņēmienos izmantoto augu augšanu un izdzīvošanu ietekmē piesārņotāju toksiskuma pakāpe.
  • Fitoremediācijas metožu pielietošana var negatīvi ietekmēt ekosistēmas, kurās tās tiek īstenotas, sakarā ar piesārņotāju bioakumulāciju augos, kas vēlāk var pāriet uz pārtikas ķēdēm, izmantojot primāros un sekundāros patērētājus..

Atsauces

  1. Carpena RO un Bernal MP. 2007. phytoremediation atslēgas: fitotehnoloģijas augsnes atjaunošanai. Ekosistēmas 16 (2). Maijs.
  2. Vides aizsardzības aģentūra (EPA-600-R-99-107). 2000. Ievads Phytoremediation.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Bioloģisko augsnes piesārņotāju fitoremedācija un rizoremediācija: potenciāls un problēmas. Augu zinātne. LĪGUMU ZAUDĒJUMS
  4. Ghosh M un Singh SP. 2005. gadā. Pārskats par smago metālu fitoremediāciju un tās blakusproduktu izmantošanu. Lietišķā ekoloģija un vides izpēte. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., un Sun, W. (2017). Pārskats par raktuvju fitoremediāciju. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025