FYTOREMEDIERING: TYPER, FORDELER OG ULEMPER - BIOLOGI - 2026

Den phytoremediation er sett av teknologiske praksis ved bruk av levende planter og deres tilhørende mikroorganismer til miljøhygiene av jord, vann og luft.

Fytoremedieringsteknologier benytter seg av den naturlige kapasiteten til noen planter til å absorbere, konsentrere og metabolisere elementer og kjemiske forbindelser som er til stede i miljøet som miljøgifter. Planter kan brukes til ekstraksjon, immobilisering og stabilisering, nedbrytning eller flyktiggjøring av forurensninger.

Figur 1. Planteformidling i feltet. Kilde.: Flickr.com/photos/daniela_naturephotography

Jorda, overflaten og grunnvannet og atmosfæren kan være forurenset som en konsekvens av noen naturlige prosesser - som geologisk erosjon, vulkansk aktivitet, blant annet- og også på grunn av effekten av menneskelige aktiviteter (industriell, landbruks-, avløpsvann, gruvedrift, konstruksjon, transport).

Industrielle utslipp og avløp, avfallsstoffer, eksplosiver, agrokjemikalier (gjødsel, ugressmidler, plantevernmidler), regn eller syreavsetning, radioaktive materialer, blant mange andre, er forurensningsfaktorer som kommer fra menneskelig virksomhet.

Fytoremediering fremstår som en billig, effektiv, offentlig akseptert teknologi for borremediering av forskjellige typer miljøforurensning.

Ordet "phytoremediation" kommer fra det greske "phyto", som betyr levende plante, og fra det latinske "remediare" som betyr å gjenopprette balansen; det vil si, gjenopprette balansen ved bruk av planter.

Typer av fytoremediering

Fytoremedieringsteknologier er basert på de fysiologiske prosessene til planter og mikroorganismer forbundet med dem, for eksempel ernæring, fotosyntese, metabolisme, evapotranspirasjon, blant andre.

Avhengig av forurensningstype, forurensningsgrad på stedet og nivået av fjerning eller dekontaminering som er nødvendig, brukes fytoremedieringsteknikker som en forurensningsinneslutningsmekanisme (fytostabiliseringsteknikker, rhizofiltration), eller som en eliminasjonsmekanisme (teknikker av fytokstraksjon, fytodegradering og fytovolatilisering).

Figur 2. Typer av fytoremediering. Kilde: Townie (Arulnangai & Xavier Dengra fra originalen i .png-forlengelse), fra Wikimedia Commons

Disse fytoremedieringsteknikkene inkluderer:

Phytodegradation

Denne teknikken, også kalt fytotransformasjon, består av å velge og bruke planter som har evnen til å forringe miljøgiftene de har absorbert.

Ved fytodegradering forårsaker spesielle enzymer som noen planter har, nedbrytningen av molekylene i de forurensende forbindelsene og omdanner dem til mindre, ikke-giftige eller mindre giftige molekyler.

Planter kan også mineralisere forurensninger til enkle, assimilerbare forbindelser, for eksempel karbondioksid (CO ₂ ) og vann (H ₂ O).

Eksempler på denne type enzym er dehalogenase og oksygenase; den første favoriserer fjerning av halogener fra kjemiske forbindelser, og den andre oksiderer stoffer.

Fytodegradering har blitt brukt til å fjerne eksplosiver, for eksempel TNT (trinitrotoluen), organoklorin og organofosfat, halogenerte hydrokarboner, blant andre forurensninger.

Rhizoremediation

Når nedbrytningen av miljøgifter produseres ved virkningen av mikroorganismer som lever i røttene til planter, kalles saneringsteknikken rhizoremediation.

Phytostabilization

Denne typen fytoremediering er basert på planter som absorberer miljøgifter og immobiliserer dem inne.

Disse plantene er kjent for å redusere biotilgjengeligheten av forurensende stoffer gjennom produksjon og utskillelse av røttene til kjemiske forbindelser som inaktiverer giftige stoffer gjennom absorpsjon, adsorpsjon eller utfelling-størkningsmekanismer.

På denne måten er ikke lenger miljøgifter tilgjengelig for andre levende vesener, deres migrasjon til grunnvann og spredning av dem til større jordområder.

Noen planter som har blitt brukt i fytostabilisering er: Lupinus albus (for å immobilisere arsen, As og cadmium, Cd), Hyparrhenia hirta (immobilisering av bly, Pb), Zygophyllum fabago (immobilisering av sink, Zn), Anthyllis Vulneraria (immobilisering av sink , bly og kadmium), Deschampia cespitosa (immobilisering av bly, kadmium og sink) og Cardaminopsis arenosa (immobilisering av bly, kadmium og sink).

Phytostimulation

I dette tilfellet brukes planter som stimulerer utviklingen av mikroorganismer som ødelegger forurensninger. Disse mikroorganismer lever i røttene til planter.

Phytoextraction

Fytokstraksjon, også kalt fytoakkumulering eller fytosekvestrering, bruker planter eller alger for å fjerne forurensninger fra jorden eller vannet.

Etter at planten eller algene har absorbert de forurensende kjemikaliene fra vannet eller jorda og har samlet dem, høstes de som biomasse og forbrennes generelt.

Figur 3. Planteforsikring i bassenger, rehabilitering av en forlatt urangruve. Portugal. Kilde: flickr.com/photos/daniela_naturephotography

Asken blir avsatt på spesielle steder eller i sikkerhetsdumper eller brukes til å gjenvinne metaller. Denne siste teknikken kalles herbalism.

Hyper-akkumulerende planter

Organismer som er i stand til å absorbere ekstremt høye mengder miljøgifter fra jord og vann, kalles hyperakkumulatorer.

Hyperakkumulerende planter av arsen (As), bly (Pb), kobolt (Co), kobber (Cu), mangan (Mn), nikkel (Ni), selen (Se) og sink (Zn).

Planteekstraksjon av metaller har blitt utført med planter som Thlaspi caerulescens (ekstraksjon av kadmium, Cd), Vetiveria zizanoides (utvinning av sink Zn, cadmium Cd og bly Pb), Brassica juncea (ekstraksjon av bly Pb) og Pistia stratiotis (ekstraksjon av sølv Ag , kvikksølv Hg, nikkel Ni, bly Pb og sink Zn), blant andre.

Phytofiltration

Denne typen fytoremediering brukes ved dekontaminering av grunnvann og overflatevann. Forurensninger absorberes av mikroorganismer eller røtter, eller festes (adsorberes) til overflatene til begge deler.

Figur 4. Rotvekst i laboratoriet, i flytende medium. Kilde: pixabay.com

Ved fytofiltrering dyrkes plantene med hydroponiske teknikker, og når roten er godt utviklet, overføres plantene til forurenset vann.

Noen planter som brukes som fytofiltre er: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda og Polygonum punctatum.

Phytovolatilization

Denne teknikken fungerer når røttene til plantene tar opp forurenset vann og frigjør forurensningene transformert til en gassformig eller flyktig form i atmosfæren, gjennom transpirasjon av bladene.

Den fytovolatiliserende virkningen av selen (Se) av planter, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus og Chara canescens og også evnen til å transpirere kvikksølv (Hg), av plantearten Arabidopsis thaliana, er kjent.

Fordeler med fytoremediering

• Anvendelsen av fytoremedieringsteknikker er mye billigere enn implementeringen av konvensjonelle dekontamineringsmetoder.
• Fytoremedieringsteknologier brukes effektivt i store områder med middels forurensningsnivå.
• Som dekontamineringsteknikk på stedet er det ikke nødvendig å transportere det forurensede mediet, og dermed unngå spredning av miljøgifter med vann eller luft.
• Bruken av fytoremedieringsteknologier tillater utvinning av verdifulle metaller og vann.
• For å anvende disse teknologiene er det bare konvensjonell jordbrukspraksis som kreves; Bygging av spesielle fasiliteter er ikke nødvendig, og heller ikke opplæring av trent personell for gjennomføring.
• Fytoremedieringsteknologier forbruker ikke elektrisk energi, og produserer heller ikke forurensende klimagassutslipp.
• Det er teknologier som bevarer jord, vann og atmosfære.
• Det er dekontamineringsmetodene med lavest miljøpåvirkning.

Ulemper og begrensninger

• Fytoremedieringsteknikker kan bare ha en effekt i sonen okkupert av plantenes røtter, det vil si i et begrenset område og dybde.
• Fytoremediering er ikke fullstendig effektiv når det gjelder å forhindre utvasking eller perkolering av forurensninger i grunnvannet.
• Fytoremedieringsteknikker er langsomme metoder for dekontaminering, siden de krever en ventetid for vekst av planter og mikroorganismer tilknyttet dem.
• Veksten og overlevelsen av plantene som brukes i disse teknikkene påvirkes av forurensningsgraden.
• Anvendelse av fytoremedieringsteknikker kan ha negative effekter på økosystemene der de implementeres, på grunn av bioakkumulering av miljøgifter i planter, som deretter kan passere i næringskjedene gjennom primær- og sekundærforbrukere.

referanser

1. Carpena RO og Bernal MP. 2007. Nøkler til fytoremediering: fytoteknologi for gjenvinning av jord. Økosystemer 16 (2). Kan.
2. Environmental Protection Agency (EPA-600-R-99-107). 2000. Introduksjon til phytoremediation.
3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Planteformidling og rhizoremediering av organiske jordforurensninger: Potensial og utfordringer. Plantevitenskap. MANGLENDE BORTER
4. Ghosh M og Singh SP. 2005. En gjennomgang av fytemedisinering av tungmetaller og utnyttelse av biprodukter. Anvendt økologi og miljøforskning. 3 (1): 1-18.
5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R., & Sun, W. (2017). En gjennomgang av fytoremediering in situ av gruvedrift. Chemosphere, 184, 594–600. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025