Fytoremediace
Fytoremediace
Popis
Fytoremediace je bioremediationprocess, že používá různé druhy rostlin k odstranění, přenosu, stabilizace a/nebo zničit contaminantsin půdy a podzemních vod.Existuje několik různých typů fytoremediacemechanismy. Jedná se o:
1. Biodegradace rhizosféry. V tomto procesu rostlina uvolňuje přírodnílátky prostřednictvím svých kořenů, které dodávají živiny mikroorganismům vpůda. Mikroorganismy zvyšují biologickou degradaci.
2. Fyto-stabilizace. V tomto procesu chemické sloučeniny produkovanérostlina imobilizuje kontaminanty spíše než je degraduje.
3. Fyto-akumulace (také nazývaná fyto-extrakce). V tomto procesu kořeny rostlin sorbují kontaminantyspolu s dalšími živinami a vodou. Kontaminující hmota není zničena, alekončí v rostlinných výhoncích a listech. Tato metoda se používá především propast obsahující kovy. Na jednom demonstračním místě jsou ve vodě rozpustné kovy přijímány rostlinnými druhy vybranými pro jejich schopnost zabírat velké množství olova (Pb). Kovy jsou skladovány v nadzemních výhoncích rostlin, které jsou sklizeny a buď taveny pro případnou recyklaci/využití kovů, nebo jsou likvidovány jako Nebezpečný odpad. Obecně platí, že připravenébioaviditelné kovy pro příjem rostlin zahrnují kadmium, nikl, zinek,arsen, selen a měď. Středně biologicky dostupné kovy jsou kobalt, mangan aŽelezo. Olovo, chrom a uran nejsou příliš biologicky dostupné. Olovo může být vyrobenomnohem biologicky dostupnější přidáním chelatačních činidel do půd. Podobně může být dostupnost uranu a radio-cesia 137 zvýšena za použití kyseliny citrónové a dusičnanu amonného.
4. Hydroponické systémy pro úpravu vodních toků (Rhizofiltrace). Rhizofiltrace je podobná fyto-akumulaci, ale rostliny používané k čištění jsou umístěny ve sklenících s kořeny ve vodě. Tento systém lze použít pro čištění podzemních vod ex-situ. To znamená, že podzemní voda je čerpánana povrch zavlažovat tyto rostliny. Typicky hydroponické systémy využívajíumělé půdní médium, jako je písek smíchaný s perlitem nebo vermikulitem. Jakokoreny jsou nasyceny kontaminanty, jsou sklizeny a zlikvidovány.
5. Fyto-odpařování. V tomto procesu rostliny zabírají vodu obsahující organickékontaminanty a uvolňujíkontaminátory do vzduchu přes jejich listy.
6. Fyto-degradace. V tomto procesu rostliny skutečně metabolizují azničit kontaminanty v rostlinných tkáních.
7. Hydraulické Ovládání. V tomto procesu stromy nepřímo opravujířízení podzemních vodpohybu. Stromy působí jako přírodní čerpadla, když jejich kořeny dosáhnou až ke vzdutí stolu a vytvoření husté kořenové hmoty, která zabírá velké množství vody. Například topolový strom vytáhne ze země 30 galonů vodyza den a cottonwood může absorbovat až 350 galonů denně.
rostliny nejpoužívanější a studované jsou topoly. Americké letectvo použilo topoly, aby obsahovaly trichlorethylen (TCE) v podzemních vodách. V Iowě, EPA demonstratedthat topoly se choval jako přírodní čerpadla udržet toxických herbicidů, pesticidů a hnojiv z toků a podzemních vod. Americký armádní sbor inženýrů experimentoval s mokřadními rostlinami, aby zničil výbušné směsi v půdě a podzemních vodách. Ponořené a plovoucí listnaté druhy (coontailand pondweed a arrowhead) snížily trinitrotoluen (TNT) na 5% původní koncentrace. Ponořené rostliny dokázaly snížit hladiny Royal DemolitionExplosive (RDX) o 40%, a když byla přidána mikrobiální degradace,RDX se snížil o 80%. Slunečnice, používající rhizofiltraci, byly úspěšně použityk odstranění radioaktivníkontaminantů z vody v jezírku při testu v Černobylu na Ukrajině.
Omezení a Obavy
toxicity andbioavailability z biodegradationproducts není vždy známo.
vedlejší produkty rozkladu mohou být mobilizovány v podzemních vodách nebo bioakumulovány u zvířat. Další výzkum je potřeboval zjistit, osud různých sloučenin v rostlině metabolického cyklu zajistit, aby rostlina trus a výrobky nepřispívají toxické nebo škodlivé chemicalsinto potravinového řetězce.
vědci musí zjistit, zdakontaminanty, které se shromažďují v listech a dřevě stromů, se uvolňují, když listy padají na podzim nebo když se používá palivové dříví nebo mulčování ze stromů.
likvidace sklizených rostlin může být problémpokud obsahují vysoké množství těžkých kovů.
hloubka limitů kontaminantůléčba. Zóna ošetření je určena hloubkou kořenů rostlin. Ve většině případů je omezena na mělké půdy, potoky a podzemní vody. Čerpání vody ze země a její použití k zavlažování plantáží stromů může léčitkontaminované podzemní vody, které jsou příliš hluboké, aby se dostaly kořeny rostlin. Wherepractical, hluboká orba, přinést těžké kovy, které mohou být přesunuty směrem dolů v půdě blíže ke kořenům, může být nezbytné.
použití fytoremediace je obecně omezeno na místa s nižšími koncentracemi kontaminantů a kontaminací v mělkých půdách, tocích a podzemních vodách. Vědci to však zjišťujípoužití stromů (spíše než menších rostlin) jim umožňuje léčit hlubšíkontaminaci, protože kořeny stromů pronikají hlouběji do země.
úspěch fytoremediace může býtsezónní, v závislosti na umístění. Jiné klimatické faktory také ovlivní jehoúčinnost.
úspěch sanace závisí na založení vybrané rostlinné komunity. Zavedení nových druhů rostlin může mítširoce rozšířené ekologické důsledky. Mělo by být studováno předem amonitorováno. Kromě toho může zřízení rostlin vyžadovat několiksezóny zavlažování. Je důležité zvážit další mobilizacikontaminanty v půdě a podzemních vodách během tohoto počátečního období.
pokud jsou koncentrace kontaminantů příliš vysoké, mohou rostliny zemřít.
některé fytoremediace přenášejí kontaminacipřes média (např. z půdy do vzduchu).
Fytoremediace není účinná prosilně sorbované kontaminanty, jako jsou polychlorované bifenyly (PCB).
Fytoremediace vyžaduje velkou plochu půdy pro sanaci.
použitelnost
Fytoremediace se používá pro sanaci kovů, radionuklidů, pesticidů, výbušnin, paliv, těkavých organických sloučenin (VOC)a poloprůhledných organických sloučenin (svoc). Probíhá výzkum s cílem porozumět úloze fytoremediace k sanaci chloristanu, kontaminantu, u kterého bylo prokázáno, že je perzistentní v systémech povrchových a podzemních vod. Může být použit k čištěníkontaminanty nalezené v půdě a podzemních vodách. U radioaktivních látek se chelatační činidla někdy používají k tomu, aby kontaminanty byly přístupné plantuptake.
stav vývoje technologie
Fytoremediace je široký typ technologie, který byl úspěšně prokázán pro některé kontaminanty a jeexperimentální pro jiné.
Webové Odkazy
http://www.itrcweb.org/Documents/PHYTO-3.pdf
http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4-3.html
http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4-33.html
http://www.rtdf.org/public/phyto/protocol/protocol99.htm
http://www.cluin.org/download/citizens/citphyto.pdf
http://el.erdc.usace.army.mil/phyto/
https://portal.navfac.navy.mil/portal/page/portal/NAVFAC/NAVFAC_WW_PP/NAVFAC_NFESC_PP/ENVIRONMENTAL/ERB/PHYTO
https://ert2.navfac.navy.mil/printfriendly.aspx?tool=Phytoremediation
http://t2.serdp-estcp.org/t2template.html#tool=Phytoremediation&page=Overview(obsahuje seznam rostlin využívaných pro určité kontaminující látky)
Jiných Zdrojů, a Demonstrace
http://www.engg.ksu.edu/HSRC/phytorem/for seznam dalších fytoremediace webových zdrojů.
Na Smíšený Odpad Facility Management v theSavannah Řeky Stránky (SRS), Ministerstvo Energetiky USA poskytlo anextensive fytoremediace systém pro tritiated vody. SRS vybudovala jezírko aretention pro správu podzemních vod při vypouštění na povrch, a používá starý růstový Les k transportu tritiované vody. Má anextensivní potrubní systém s postřikovacími hlavami umístěnými blízko země.
http://www.rtdf.org/public/phyto/chlor_solv_management.pdffor seznam 165 míst, kde bylo použito fyto. Také viz http://www.rtdf.org/public/phyto/bib/print.cfm
viz http://clu-in.org/products/intern/phytotce.htmfor popis hydraulického zachycení oblaku TCE pomocí toplartrees.
viz http://clu-in.org/download/remed/lasat.pdffor výzkumná práce o fytoremediaci kovů.
viz http://www.newswise.com/articles/researcher-use-trees-to-detect-contaminants-and-health-threats
>