Phytoremediation-tyypit, edut ja haitat



fytoremediaatio on teknisten käytäntöjen joukko, jossa käytetään eläviä kasveja ja niihin liittyviä mikro-organismeja maaperän, veden ja ilman ympäristöystävällisyyteen.

Phytoremediation-tekniikoissa hyödynnetään joidenkin kasvien luonnollista kapasiteettia absorboida, tiivistää ja metaboloida ympäristössä esiintyviä epäpuhtauksina esiintyviä elementtejä ja kemiallisia yhdisteitä. Kasveja voidaan käyttää epäpuhtauksien uuttamiseen, immobilisointiin ja stabilointiin, hajoamiseen tai haihtumiseen.

Maaperä, pinta- ja pohjavedet sekä ilmakehä voivat olla kontaminoituneita joidenkin luonnollisten prosessien seurauksena, kuten geologinen eroosio, tulivuoren aktiivisuus, muun muassa ihmisen toiminnan (teollisuus-, maatalous-, jäteveden) vaikutuksesta. kaivostoiminta, rakentaminen, kuljetus).

Päästöt ja teollisuusjätteet, jätemateriaalit, räjähteet, maatalouskemikaalit (lannoitteet, rikkakasvien torjunta-aineet), sateet tai happokerrokset, radioaktiiviset aineet, monien muiden joukossa, ovat ihmisen toiminnasta johtuvia pilaantumistekijöitä.

Phytoremediation on taloudellinen, tehokas ja yleisesti hyväksytty teknologia erilaisten ympäristösaasteiden hävittämiseksi.

Sana "phytoremediation" tulee kreikkalaisesta "phyto ", mikä tarkoittaa elävää kasvia ja latinaa "remediare " mitä se tarkoittaa tasapainon palauttamiseksi; toisin sanoen tasapainotilan palauttaminen kasvien käytön avulla.

indeksi

  • 1 Phytoremediationin tyypit
    • 1.1 Fytodegradaatio
    • 1.2 Risorremediointi
    • 1.3 Fytostabilointi
    • 1.4 Fytostimulaatio
    • 1.5 Phytoextraction
    • 1.6 Hyperakumulatiiviset kasvit
    • 1.7 Sovitussuodatus
    • 1.8 Fitovolatilization
  • 2 Phytoremediationin edut
  • 3 Haitat ja rajoitukset
  • 4 Viitteet

Fytoremediaation tyypit

Phytoremediation-teknologiat perustuvat muun muassa kasvien fysiologisiin prosesseihin ja niihin liittyviin mikro-organismeihin, kuten ravitsemukseen, fotosynteesiin, aineenvaihduntaan, evapotranspiraatioon..

Saasteaineen tyypistä, alueen kontaminaatiotasosta ja tarvittavasta poisto- tai puhdistustasosta riippuen fytoremediointitekniikoita käytetään mekanismina, joka sisältää kontaminantteja (fytostabilointitekniikat, risofiltraatio) tai eliminaation mekanismina (tekniikat). fytoekstraktio, fytodegradaatio ja fytovolatilointi) \ t.

Näiden phytoremediation-tekniikoiden joukossa ovat:

phytodegradation

Tämä tekniikka, jota kutsutaan myös fytotransformaatioksi, koostuu kasvien valinnasta ja käytöstä, jotka kykenevät hajottamaan imeytyneitä epäpuhtauksia.

Fytodegradoinnissa erityiset entsyymit, joita jotkut kasvit omistavat, aiheuttavat kontaminoivien yhdisteiden molekyylien hajoamisen, muuttamalla ne pienemmiksi, myrkyttömiksi tai vähemmän myrkyllisiksi molekyyleiksi.

Kasvit voivat myös minimoida epäpuhtauksia yksinkertaisiksi yhdistettäviksi yhdisteiksi, kuten hiilidioksidiksi (CO).2) ja vedellä (H2O).

Esimerkkejä tämäntyyppisistä entsyymeistä ovat dehalogenaasi ja oksidaasi; ensimmäinen suosii halogeenien poistamista kemiallisista yhdisteistä ja toinen hapettaa aineita.

Fytodegradoitumista on käytetty räjähteiden, kuten TNT: n (trinitrotolueeni), kloorivetyjen ja orgaanisten fosforien torjunta-aineiden, halogenoitujen hiilivetyjen, poistamiseen muiden epäpuhtauksien joukossa..

Rizorremediación

Kun epäpuhtauksien hajoamista syntyy kasvien juurissa elävien mikro-organismien vaikutuksesta, korjaustekniikkaa kutsutaan risorremediaatioon.

phytostabilization

Tämän tyyppinen phytoremediation perustuu kasveihin, jotka imevät epäpuhtauksia ja immobilisoivat ne sisälle.

On tunnettua, että nämä kasvit vähentävät epäpuhtauksien biologista hyötyosuutta tuottamalla ja erittämällä juurilla kemiallisia yhdisteitä, jotka inaktivoivat myrkyllisiä aineita absorptio-, adsorptio- tai saostumis-kiinteytymismekanismien kautta..

Tällä tavoin epäpuhtaudet eivät ole enää käytettävissä muissa elävissä oloissa, ne eivät voi siirtyä pohjaveteen ja levittää niitä suuremmille maaperille.

Jotkin kasvien, joita on käytetty fytostabilisaatiossa, ovat: Lupinus albus (arseenin, ässä ja kadmiumin immobilisoimiseksi, Cd), Hyparrhenia hirta (lyijyn immobilisointi, Pb), Zygophyllum fabago (Sinkki immobilisointi, Zn), Anthyllisin haavoittuvuus (sinkin, lyijyn ja kadmiumin immobilisointi), Deschampia cespitosa (lyijyn, kadmiumin ja sinkin immobilisointi) ja Sandy cardaminopsis (lyijyn, kadmiumin ja sinkin immobilisointi).

Fitoestimulación

Tässä tapauksessa käytetään kasveja, jotka stimuloivat epäpuhtauksia hajottavien mikro-organismien kehittymistä. Nämä mikro-organismit elävät kasvien juurissa.

phytoextraction

Fytoekstraktio, jota kutsutaan myös kasvi- tai kasvinsuojeluaineeksi, käyttää kasveja tai leviä maaperästä tai vedestä tulevien epäpuhtauksien poistamiseksi..

Kun kasvi tai levä on absorboinut saastuttavat kemialliset yhdisteet ja kerännyt ne vedestä tai maaperästä, ne korjataan biomassaksi ja poltetaan yleensä.

Tuhka talletetaan erityisiin paikkoihin tai turvallisuuteen kaatopaikoille tai käytetään metallien talteenottoon. Tätä viimeistä tekniikkaa kutsutaan phytomining.

Hyperakumuloituvat kasvit

Niille organismeille, jotka kykenevät absorboimaan erittäin suuria määriä maaperän ja veden epäpuhtauksia, niitä kutsutaan hyperakuiksi.

Arseenia (As), lyijyä (Pb), kobolttia (Co), kuparia (Cu), mangaania (Mn), nikkeliä (Ni), seleeniä (Se) ja sinkkiä (Zn) on raportoitu..

Metallien kasvinsuojelu on suoritettu kasveilla Thlaspi caerulescens (kadmiumin uuttaminen, Cd), Vetiveria zizanoides (sinkin Zn: n, kadmium-Cd: n ja lyijypb: n uuttaminen) Brassica juncea (lyijyn Pb uuttaminen) ja Pistia stratiotis (mm. hopea Ag: n, elohopean Hg: n, nikkelin Ni, lyijy Pb ja sinkki Zn) uuttaminen.

Fitofiltración

Tällaista fytoremediaatiota käytetään maanpinnan ja pintaveden puhdistamiseen. Saastuvat aineet imeytyvät mikro-organismeilla tai juurilla, tai ne tarttuvat (adsorboituvat) molempien.

Fylofiltrauksessa kasvit viljellään hydroponisten tekniikoilla ja kun juuret ovat hyvin kehittyneet, kasvit siirretään saastuneisiin vesiin.

Jotkut kasvisuodattimina käytetyt kasvit ovat: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda ja Polygonum punctatum.

Fitovolatilización

Tämä tekniikka toimii, kun kasvien juuret imevät saastunutta vettä ja vapauttavat kaasumaisessa tai haihtuvassa muodossa muuttuneet epäpuhtaudet ilmakehään lehtien hikoilun kautta..

Kasvien seleenin (Se) fytovolatilointivaikutus tunnetaan, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus ja Chara canescens ja myös kyky siirtyä elohopeaa (Hg) kasvilajista Arabidopsis thaliana.

Phytoremediationin edut

  • Fytoremediointitekniikoiden soveltaminen on paljon taloudellisempaa kuin tavanomaisten puhdistusmenetelmien toteuttaminen.
  • Phytoremediation-tekniikoita sovelletaan tehokkaasti suurilla alueilla, joissa keskimääräiset saasteet ovat.
  • Puhdistusmenetelmät in situ, Sinun ei tarvitse kuljettaa saastunutta ainetta, välttäen siten epäpuhtauksien hajoamista vedellä tai ilmassa.
  • Fytoremediointiteknologioiden soveltaminen mahdollistaa arvokkaiden metallien ja veden talteenoton.
  • Näiden tekniikoiden soveltamiseksi tarvitaan vain tavanomaisia ​​maatalouskäytäntöjä; erityisten tilojen rakentamiseen ei ole tarvetta eikä koulutetun henkilöstön koulutusta sen toteuttamiseksi.
  • Phytoremediation-tekniikat eivät kuluta sähköenergiaa eikä tuota saastuttavia kasvihuonekaasupäästöjä.
  • Ne ovat tekniikoita, jotka säilyttävät maaperän, veden ja ilmakehän.
  • Ne muodostavat puhdistusmenetelmät, joilla on alhaisin ympäristövaikutus.

Haitat ja rajoitukset

  • Phytoremediation-tekniikoilla voi olla vaikutusta vain kasvin juuren käytössä olevaan alueeseen eli rajoitettuun alueeseen ja syvyyteen.
  • Phytoremediation ei ole täysin tehokas estämään epäpuhtauksien uuttumista tai perkoloitumista pohjaveteen.
  • Phytoremediation-tekniikat ovat hitaita dekontaminaatiomenetelmiä, koska ne edellyttävät odotusaikaa kasviin ja näihin liittyviin mikro-organismeihin..
  • Näissä tekniikoissa käytettyjen kasvien kasvuun ja eloonjäämiseen vaikuttavat epäpuhtauksien toksisuuden aste.
  • Fytoremediointitekniikoilla voi olla kielteisiä vaikutuksia ekosysteemeihin, joissa ne on toteutettu, koska epäpuhtaudet biokertyvät kasveihin, jotka voivat myöhemmin siirtyä ravintoketjuihin perus- ja toissijaisten kuluttajien kautta..

viittaukset

  1. Carpena RO ja Bernal MP. 2007. Fytoremediaation avaimet: fytoteknologiat maaperän talteenottoon. ekosysteemit 16 (2). toukokuu.
  2. Ympäristönsuojeluvirasto (EPA-600-R-99-107). 2000. Johdatus Phytoremediationiin.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Orgaanisten maaperän epäpuhtauksien phytoremediation ja roriziointi: Mahdollisuudet ja haasteet. Kasvien tiede. LASKEN PITUUS
  4. Ghosh M ja Singh SP. 2005. Katsaus raskasmetallien fytoremediaatioon ja sen sivutuotteiden hyödyntämiseen. Sovellettu ekologia ja ympäristötutkimus. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). Katsaus kaivoslaitosten fytoremediaatioon. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025