Zanieczyszczenie środowiska, będącego skutkiem działalności człowieka, to problem na skalę globalną. Narastające problemy związane ze skażeniem gleby, wody czy powietrza, stanowią ogromne wyzwanie dla ochrony środowiska. Jak skutecznie i ekologicznie oczyścić środowisko z toksycznych substancji?
W oczyszczaniu środowiska z toksycznych substancji stosuje się głównie remediacje z zastosowaniem technik fizycznych lub chemicznych. Jednak w dłuższej perspektywie metody te mogą przyczynić się do zubożenia bioróżnorodności, zmienić właściwości gleby, a także wymagają dużych nakładów finansowych. Alternatywną techniką jest przyjazna dla środowiska naturalnego fitoremediacja. Na czym polega ta metoda i czy jest skuteczna?
Czym jest fitoremediacja?
Technologie fitoremediacyjne skupiają się na zastosowaniu roślin do procesów usuwania, przenoszenia, stabilizacji lub degradacji zanieczyszczeń w glebie, powietrzu i wodzie. Wykorzystywane są gatunki naturalnie występujące w środowisku lub stworzone metodami inżynierii genetycznej rośliny o zdolnościach do kumulowania znacznych ilości związków chemicznych.
Rośliny stosowane w fitoremediacji powinny cechować się: dużym potencjałem do kumulowania substancji chemicznych, tolerancją na zanieczyszczenia środowiska oraz osiągać odpowiednio duży przyrost biomasy.
Techniki fitoremediacji
Fitoremediacja ma niezwykle szeroki zakres usuwania zanieczyszczeń ze skażonego środowiska, dlatego też podzielono ją na kilka działów.
Fitoekstrakcja wykorzystuje zdolność roślin do pobierania zanieczyszczeń z gleby przez system korzeniowy i kumulacji tych substancji w innych organach roślinnych. Dzięki temu procesowi, nawet ogromne ilości metali ciężkich, mogą zostać usunięte wraz z powstałą biomasą. Fitoekstrakcja ma ogromne znaczenie przy oczyszczaniu terenów poprzemysłowych. Największą szansę powodzenia tej metody dają rośliny o dużej biomasie, takie jak topola czy wierzba. Istnieje także możliwość dodania do gleby związków, które umożliwiają zwiększenie akumulacji zanieczyszczeń w tkankach roślinnych. Gatunki wykorzystywane w tym procesie to m.in. gorczyca, kukurydza czy rzepak.
Fitostabilizacja to metoda, w którym do rekultywacji gleb wykorzystywana jest zdolność zatrzymywania różnych substancji w korzeniach roślin. Dodatkowo, przy tej metodzie nie dochodzi do erozji gleby, dzięki czemu zanieczyszczenia nie przemieszczają się do głębszych warstw. W fitostabilizacji wykorzystywane są gatunki takie jak: topola, kapusta, a nawet niektóre gatunki traw. Głównym problemem tej techniki jest fakt, że nie pozwala na całkowite usunięcie zanieczyszczenia z środowiska.
Fitodegradacja polega na rozkładzie nagromadzonych w glebie zanieczyszczeń dzięki aktywności metabolicznej roślin. Powstające w tym procesie produkty są wykorzystywane do budowy nowych tkanek roślinnych. Związki te mogą być także usuwane przez aparaty szparkowe lub rozkładane do prostszych związków. W tej metodzie wykorzystywane są rośliny motylkowate (np. soja, groch, fasola), słonecznik, jęczmień, topole i wierzby oraz niektóre gatunki traw. Fitodegradacja znalazła zastosowanie w oczyszczaniu terenów skażonych substancjami ropopochodnymi, wybuchowymi oraz pestycydami.
Fitowolatylizacja to proces pobierania zanieczyszczeń z wody lub gleby i transpiracji toksycznych związków przez aparaty szparkowe do atmosfery. Przykładami roślin, które znalazły zastosowanie w tej metodzie są przede wszystkim rośliny zmodyfikowane genetycznie, takie jak tytoń czy rzodkiewnik, a także rośliny występujące naturalnie w środowisku, m.in. traganek groniasty. Fitowolatylizacja stanowi duże zagrożenie dla środowiska i zdrowia człowieka, ponieważ wiąże się z faktem usunięcia z gleby lub wód zanieczyszczeń, które następnie rozprzestrzeniają się w atmosferze.
Fitofiltracja polega na zastosowaniu roślin w oczyszczaniu wód. W tej metodzie wykorzystuje się głównie gatunki wodne, takie jak moczarka kanadyjska czy hiacynt wodny. Wyróżniamy dwie techniki: rizofiltrację oraz szuwarowe oczyszczanie ścieków. Pierwsza z nich polega na oczyszczaniu wody skażonej metalami ciężkimi za pomocą systemu korzeniowego roślin, takich jak słonecznik, kukurydza czy szpinak. Z kolei drugą metodę wykorzystuje się do oczyszczania ścieków komunalnych oraz rolniczych przy użyciu m.in. trzciny, pałki szerokolistnej, rzęsy wodnej oraz niektórych gatunków glonów.
Fitoremediacja określana jest jako „zielona technologia”, co umożliwia jej ciągły rozwój. Dodatkowo obsadzanie skażonych terenów roślinami znacznie zwiększa wartość estetyczną krajobrazu. Niestety metoda ta posiada także ograniczenia. Jest długotrwała, czasami wymaga kilku lat do całkowitego oczyszczenia środowiska oraz niesie za sobą ryzyko przemieszczenia zanieczyszczeń do łańcucha pokarmowego, co wymaga dodatkowego zabezpieczenia oczyszczanego terenu.
