Фиторемедиация

Фиторемедиация. Растения, ощищающие среду.

Деятельность человека нередко приводит к тому что среда оказывается непригодной для жизни и строительства. Очистка почв — процесс дорогостоящий. Однако сама природа может помочь восстановить баланс.

Фиторемедиация — очистка грунтов, вод  и воздуха с использованием зеленых растений. С помощью этого метода можно снизить количество металлов, пестицидов, нефти, растворителей и многих других загрязняющих веществ. Одно из направлений более общего метода биоремедиации.

Сферы применения фиторемедиации

Фиторемедиация может использоваться на любых почвах и статичных водах причем как загрязненных единожды, так и постоянно подвергающихся загрязнению.

Разные виды растений обладают неодинаковой устойчивостью к действию тяжелых металлов. Растения-аккумуляторы обладают высокой степенью устойчивости к тяжелым металлам и способны транспортировать их в надземные органы. Это позволяет использовать такие растения для фиторемедиации.

sign

Принципы очищения

Растения воздействуют на окружающую среду разными способами. Основные из них:

  • корни всасывают воду и химические элементы, необходимые для жизнедеятельности растений (процесс называется ризофильтрацей)
  • в организме растения накапливаются опасные загрязнения, например, тяжёлые металлы, радиация (фитоэкстракция)
  • с листьев растений испаряется вода и летучие химические элементов (As, Se) (фитоволатилизация)
  • химические соединения переводятся в менее подвижную и активную форму (фитостабилизация)
  • органическая часть загрязнений деградируется растениями и микроорганизмами  (фитодеградация)
  • стимулируется развитие микроорганизмов, принимающих участие в процессе очистки (фитостимуляция)

Главную роль в деградации загрязнений играют микроорганизмы. Растение является своего рода биофильтром, создавая для них среду обитания (обеспечение доступа кислорода, разрыхление грунта). Благодаря этому процесс очистки происходит также вне периода роста растений, хотя его интенсивность несколько снижается.

Используемые виды растений

Для фиторемедиации может быть использован широкий спектр как наземных, так и водных растений (гидроботаническая очистка), например:

  • Тростник (Phragmiittes communiis)
  • Ива (Salix cinerea, Salix peuntandra)
  • Ряска (Lemna sp.)

fidos.xlsx

В настоящее время производятся активные исследования гипераккумуляторов (например, водяной гиацинт —Eichhornia crassipes — уже применяется в фиторемедиации), а также возможности генной модификации растений (трансформация растений бактериальными генами, ответственными за деградацию органических веществ, например,метилртути и взрывчатых веществ).

Так например Phytotech, Inc. заявляет что их генетически модифицированный подсолнух может убирать до 95% вредных веществ за 24 недели.

Список растений, очищающих почву от конкретных веществ.

Преимущества фиторемедиации

  • относительно низкая себестоимость проводимых работ по сравнению с традиционными очистными сооружениями.

Фиторемедиация стоимость

В среднем, фиторемедиация обходится в 2-4 раза дешевле, чем удаление и захоронение загрязненного горизонта. Например, для очищения 50 см слоя почвы потребуется 400.000$ для удаления и захоронения загрязненного горизонта, тогда как для фиторемедиации – $60 000-100 000.

  • возможность произведения ремедиации на местности без необходимости транспортировки почвы
  • безопасность для окружающей среды;
  • теоретическая возможность экстракции ценных веществ (Ni, Au, Cu) из зеленой массы растений;

Примером безотходной технологии является сочетание фиторемедиации с выращиванием растений на загрязненных почвах для получения биотоплива.

  • возможность мониторинга процесса очистки;
  • качество очистки не уступает традиционным методам, особенно при небольшом объёме сточных вод

Недостатки/ограничения фиторемедиации

  • Длительный процесс в сравнении с классической очисткой

Так период полуудаления тяжелых металлов растениями из почвы в зависимости от типа почвы составляет для: цинка 70–510 лет; кадмия – 13–1100 лет; свинца 740–5900 лет.

  • Ограниченная глубина очистки. Растения способны очищать почву на глубину роста своих корней.

Так, для большинства травянистых растений глубина очистки составляет 0,7м, для кукурузы – до 0,9м, а ивы – до 2м.

  • Фиторемедиация эффективна только при низкой и средней интенсивности загрязнения. В перспективе фиторемедиация может быть использована для очистки почв селитебных зон, пахотных почв, а также свалок твердых бытовых отходов.
  • При фиторемедиации невозможно полностью предотвратить попадание веществ в подземнеые воды
  • Выживание растений зависит от загрязненности среды
  • Бионакопление загрязнителей, особенно, металлов приводит к дальнейшему распространению их по пищевой цепи

За последние двадцать лет технология стала очень популярной особенно для очистки почвы от свинца, урана и мышьяка. И ведь, действительно, никогда не поздно вспомнить о своей планете.

Юрий Насонов

создатель аrchi.place, архитектор, практикует генеративный подход к проектированию, модератор 1-й школы Fab Lab Polytech, преподает в СПбГАСУ
Поделиться:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
 Теги: , ,
[wpdreams_rpl]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *