Fytoremediering
Fytoremediering
Beskrivelse
Fytoremediering er en bioremedieringsprosess som bruker ulike typer planter for å fjerne, overføre, stabilisere og/eller ødelegge forurensninger i jord og grunnvann.Det finnes flere forskjellige typer fytoremedieringmekanismer. Disse er:
1. Rhizosphere bionedbrytning. I denne prosessen frigjør anlegget naturligstoffer gjennom sine røtter, og leverer næringsstoffer til mikroorganismer ijord. Mikroorganismer øker biologisk nedbrytning.
2. Fytostabilisering. I denne prosessen produseres kjemiske forbindelser avplante immobilisere forurensninger, i stedet for å nedbryte dem.
3. Fytoakkumulering(også kalt fytoekstraksjon). I denne prosessen sorberer planterøttene forurensningersammen med andre næringsstoffer og vann. Forurensningsmassen er ikke ødelagt menslutter opp i plantens skudd og blader. Denne metoden brukes primært forvast som inneholder metaller. På et demonstrasjonssted er vannløselige metaller tatt opp av plantearter valgt for deres evne til å ta opp store mengder bly (Pb). Metallene lagres i anleggetí luftskudd, som høstes og enten smeltes for potensiell metallgjenvinning / gjenvinning eller avhendes som farlig avfall. Som en generell regel, readilybioavailable metaller for planteopptak inkluderer kadmium, nikkel, sink, arsen, selen og kobber. Moderat biotilgjengelige metaller er kobolt, mangan ogjern. Bly, krom og uran er ikke veldig biotilgjengelige. Bly kan gjøresmye mer biotilgjengelig ved tilsetning av chelateringsmidler til jord. På samme måte kan tilgjengeligheten av uran og radio-cesium 137 forbedres ved bruk av henholdsvis citricacid og ammoniumnitrat.
4. Hydroponiske Systemer For Behandling Av Vannstrømmer(Rhizofiltrering). Rhizofiltrering erligner phyto-akkumulering, men plantene som brukes til opprydding eroppstått i drivhus med sine røtter i vann. Dette systemet kan brukes til ex situ grunnvannsbehandling. Det vil si at grunnvannet pumpettil overflaten for å irrigere disse plantene. Vanligvis bruker hydroponiske systemeret kunstig jordmedium, som sand blandet med perlit eller vermikulitt. Somrøttene blir mettet med forurensninger, de høstes og avhendesav.
5. Phyto-fordampning. I denne prosessen tar planter opp vann som inneholder organiskkontaminanter og frigjør forurensningene i luften gjennom bladene sine.
6. Fyto-nedbrytning. I denne prosessen metaboliserer planter faktisk ogødelegge forurensninger i plantevev.
7. Hydraulisk Kontroll. I denne prosessen, trær indirekte avhjelpe avkontrollerende grunnvannbevegelse. Trær fungerer som naturlige pumper når røttene når ned mot vannbordet og etablerer en tett rotmasse som tar opp store mengder vann. Et poppeltre, for eksempel, trekker ut av bakken 30 liter vannper dag, og en cottonwood kan absorbere opptil 350 liter per dag.
plantene mest brukte og studerte er poplartrees. US Air Force har brukt poppeltrær til å inneholde trikloretylen (TCE) i grunnvann. I Iowa demonstrerte EPA at poppeltrær fungerte som naturlige pumper for å holde giftige herbicider, plantevernmidler og gjødsel ut av bekker og grunnvann. US Army Corps ofEngineers har eksperimentert med våtmarksplanter for å ødelegge eksplosive forbindelser i jord og grunnvann. Submersed og flytende bladede arter (henholdsvis coontailand pondweed og arrowhead) reduserte trinitrotoluen (TNT) til 5% av opprinnelig konsentrasjon. Neddykkede planter var i stand til å redusere Royal DemolitionExplosive (RDX) nivåer med 40%, og når mikrobiell nedbrytning ble tilsatt, REDUSERTE RDX med 80%. Solsikker, ved hjelp av rhizofiltrering, ble brukt med hellå fjerne radioaktive kontaminanter fra damvann i en test I Tsjernobyl, Ukraina.
Begrensninger Og Bekymringer
toksisitet og biologisk nedbrytningsprodukter er ikke alltid kjent.
Nedbrytnings biprodukter kan mobiliseres i grunnvann eller bioakkumuleres hos dyr. Ytterligere forskning er nødvendig for å bestemme skjebnen til ulike forbindelser i plantemetabolismen for å sikre at plantefett og produkter ikke bidrar med giftige eller skadelige kjemikalierinn i næringskjeden.
Forskere må fastslå omkontaminanter som samler seg i blader og tre av trær frigjøres nårblader faller om høsten eller når brensel eller mulch fra trærne brukes.
Avhending av høstede planter kan være et problem hvis de inneholder høye nivåer av tungmetaller.
dybden av forurensningene begrenserbehandling. Behandlingssonen bestemmes av plantens rotdybde. I de fleste tilfeller er det begrenset til grunne jord, bekker og grunnvann. Å pumpe vannet ut av bakken og bruke det til å irrigere plantasjer av trær kan behandleforurenset grunnvann som er for dypt til å nås av planterøtter. Hvorpraktisk, dyp tiling, for å bringe tungmetaller som kan ha beveget seg nedover ijorden nærmere røttene, kan være nødvendig.
generelt er bruken av fytoremediering begrenset til steder med lavere forurensningskonsentrasjoner og forurensning igrunt jord, bekker og grunnvann. Imidlertid finner forskere detbruken av trær (i stedet for mindre planter) tillater dem å behandle dypereforurensning fordi trerøtter trenger dypere inn i bakken.
suksessen til fytoremediering kan væresesongmessig, avhengig av sted. Andre klimatiske faktorer vil også påvirke denseffektivitet.
suksessen med utbedring avhenger av å etablere et valgt plantesamfunn. Innføring av nye plantearter kan habrulige økologiske forgreninger. Det bør studeres på forhånd ogovervåket. I tillegg kan etableringen av plantene kreve flereårstider med vanning. Det er viktig å vurdere ekstra mobilisering avkontaminanter i jord og grunnvann i denne oppstartsperioden.
hvis forurensningskonsentrasjonene er for høye,kan planter dø.
noen fytoremediering overfører forurensningover medier (f. eks. fra jord til luft).
Fytoremediering er ikke effektiv for sterkt sorberte forurensninger som polyklorerte bifenyler (Pcb).
Fytoremediering krever en stor overflateområde av land for utbedring.
Anvendelighet
Fytoremediering brukes til utbedring av metaller, radionuklider,plantevernmidler, eksplosiver, brensel, flyktige organiske forbindelser (Voc)og semi-volatile organiske forbindelser (Svoc). Forskning pågår for å forstå rollen somfytoremediering for å avhjelpe perklorat, en forurensning som har vist seg å være vedvarende i overflate-og grunnvannssystemer. Det kan brukes til å rydde oppkontaminanter som finnes i jord og grunnvann. For radioaktive stoffer brukes chelateringsmidler noen ganger til å gjøre forurensningene mottagelige for planteopptak.
Teknologiutviklingsstatus
Fytoremediering er en bred teknologitypesom har blitt demonstrert for noen forurensninger og iseksperimentell for andre.
Lenker
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(inneholder liste over planter som brukes for visse miljøgifter)
Andre Ressurser Og Demonstrasjoner
Se http://www.engg.ksu.edu/HSRC/phytorem/for en liste over andre phytoremediation nettressurser.
På Mixed Waste Management Facility ved theSavannah River Site (SRS) har US Department Of Energy implementert et omfattende fytoremedieringssystem for tritiert vann. SRS har konstruert aretention dammen for å håndtere grunnvannet som det tømmes til overflaten, og det bruker gammel skog for å svette det tritierte vannet. Den har anextensive rørledningssystem med sprinklerhoder iscenesatt nær bakken.
http://www.rtdf.org/public/phyto/chlor_solv_management.pdffor en liste over 165 steder der phyto har blitt brukt. Se også http://www.rtdf.org/public/phyto/bib/print.cfm
se http://clu-in.org/products/intern/phytotce.htmfor en beskrivelse av hydraulisk fangst av EN TCE plume ved hjelp av poplartrees.
Se http://clu-in.org/download/remed/lasat.pdffor et forskningspapir om fytoremediering av metaller.
Se http://www.newswise.com/articles/researcher-use-trees-to-detect-contaminants-and-health-threats
>