Fitoekstrakcija

Fitoekstrakcija ir viens no fitoremediācijas veidiem, kur augi no augsnes vai ūdens uzņem un akumulē piesārņojošus elementus vai savienojumus. Auga saknes uzņem vielas un savienojumus no substrāta un koncentrē tās kādā auga daļā, piemēram, lapās. Tā rezultātā ūdenī vai augsnē samazinās piesārņojums. Fitoekstrakciju visbiežāk izmanto substrāta attīrīšanai no neorganiskiem piesārņotājiem, piemēram, smagajiem metāliem vai Na⁺ sāļiem.

Augus, kuri spēj uzņemt un uzkrāt īpaši lielas piesārņotājvielas koncentrāciju bez ievērojamām toksicitātes pazīmēm, dēvē par hiperakumulantiem.^[1] Bieži šie augi ir metalofīti - augi, kas spēj tolerēt augstas smago metālu koncentrācijas. Metalofītus var iedalīt trīs grupās, balstoties uz stratēģiju, ar tie kādu pacieš smago metālu klātbūtni: izslēdzēji, uzkrājēji un indikatori.^[2] Izslēdzēju stratēģija ietver limitēt uzņemto smago metālu translokāciju no saknēm uz auga virsdaļu. Uzkrājēji koncentrē uzkrātos smagos metālus lapās, turklāt smago metālu koncentrācija šo augu lapās var pat līdz 100 reizēm pārsniegt augsnē esošo.^[3] Savukārt indikatori, tāpat kā uzkrājēji, metālus akumulē virszemes daļās, bet koncentrācija saknēs atspoguļo augsnē esošo smago metālu koncentrāciju.

Tomēr nereti hiperakumulanti ir augi ar nelielu biomasu,^[4] tāpēc fitoekstrakciju var veikt arī ar augiem, kuri nav hiperakumulanti, ja tiem ir strauja augšana un augsta biomasas produkcija. Līdz ar to, neskatoties uz to, ka augs uz vienu sausās masas vienību uzņem nelielu daudzumu piesārņojošās vielas, tā lielās biomasas dēļ tas var akumulēt ievērojamu daudzumu.^[5] Vēlams, lai augs kaitīgos savienojumus uzkrāj savās virszemes daļās, jo tās ir vieglāk novākt.

Priekšrocības un mīnusi

Fitoekstrakcijas priekšrocības

zemas izmaksas, salīdzinot ar citām augsnes attīrīšanas metodēm (piemēram, augsnes skalošana, vitrificēšana, piesārņotā slāņa aizvākšana);
tā ir videi draudzīga attīrīšanas metode.

Mīnusi

var aizņemt vairāk laika nekā citas metodes, jo augu stādīšanu un novākšanu var nākties veikt vairākas reizes;
piesārņotājvielām ir jābūt augam bioloģiski pieejamām. Biopieejamība ir atkarīga no piesārņotāja ķīmiskajām īpašībām, augsnes īpašībām un dažādiem vides apstākļiem. Dažus smago metālu savienojumus iespējams padarīt augam pieejamākus, izmantojot helātus.^[6] Helātu pielietošanas gadījumā to sauc par inducēto fitoekstrakciju.

Citi pielietojumi

Fitoekstrakciju var pielietot metālu (arī dārgmetālu, piemēram, zelta) ieguvei no augsnes vai ūdens. Turklāt pirms metāla ieguves, izaudzēto biomasu var izmantot kā kurināmo un iegūt enerģiju.^[7] Tomēr vēl ir jāveic papildus pētījumi, lai noskaidrotu, vai šāds metālu ieguves veids ir efektīvs un ekonomiski izdevīgs.

Atsauces

↑ Thijs, S.; Langill, T.; Vangronsveld, J. (February 2017). "Chapter Two - The Bacterial and Fungal Microbiota of Hyperaccumulator Plants: Small Organisms, Large Influence". Advances in Botanical Research 33: 43-86. doi:10.1016/bs.abr.2016.12.003.
↑ Mehes-Smith, M.; Nkongolo, K.; Cholewa, E. (November 2012). "Coping Mechanisms of Plants to Metal Contaminated Soil". Environmental Change and Sustainability. doi:10.5772/55124.
↑ Salt, D. E.; Prince, R. C.; Pickering, I. J.; Raskin, I. (1995). "Mechanisms of cadmium mobility and accumulation in indian mustard". Plant Physiol. 109 (4): 1427-1433. doi:10.1104/pp.109.4.1427.
↑ Keller, K.; Hammer, D. (2005). "Alternatives for Phytoextraction: Biomass Plants versus Hyperaccumulators". Geophysical Research Abstracts 7.
↑ Nissim, W. G.; Palm, E.; Mancuso, S.; Azzarello, E. (January 2018). "Trace element phytoextraction from contaminated soil: a case studyunder Mediterranean climate". Environmental Science and Pollution Research 25: 9114–9131. doi:10.1007/s11356-018-1197-x.
↑ Dipu, S.; Kumar, A. A.; Thanga, S. G. (March 2012). "Effect of chelating agents in phytoremediation of heavy metals". Remediation Journal 22 (2): 133-146. doi:10.1002/rem.21304.
↑ Brooks, R. R.; Chambers, M. F.; Nicks, L. J.; Robinson, B> H. (September 1998). "Phytomining". Trends in Plant Science 3 (9): 359-362. doi:10.1016/S1360-1385(98)01283-7.

[1] Thijs, S.; Langill, T.; Vangronsveld, J. (February 2017). "Chapter Two - The Bacterial and Fungal Microbiota of Hyperaccumulator Plants: Small Organisms, Large Influence". Advances in Botanical Research 33: 43-86. doi:10.1016/bs.abr.2016.12.003.

[2] Mehes-Smith, M.; Nkongolo, K.; Cholewa, E. (November 2012). "Coping Mechanisms of Plants to Metal Contaminated Soil". Environmental Change and Sustainability. doi:10.5772/55124.

[3] Salt, D. E.; Prince, R. C.; Pickering, I. J.; Raskin, I. (1995). "Mechanisms of cadmium mobility and accumulation in indian mustard". Plant Physiol. 109 (4): 1427-1433. doi:10.1104/pp.109.4.1427.

[4] Keller, K.; Hammer, D. (2005). "Alternatives for Phytoextraction: Biomass Plants versus Hyperaccumulators". Geophysical Research Abstracts 7.

[5] Nissim, W. G.; Palm, E.; Mancuso, S.; Azzarello, E. (January 2018). "Trace element phytoextraction from contaminated soil: a case studyunder Mediterranean climate". Environmental Science and Pollution Research 25: 9114–9131. doi:10.1007/s11356-018-1197-x.

[6] Dipu, S.; Kumar, A. A.; Thanga, S. G. (March 2012). "Effect of chelating agents in phytoremediation of heavy metals". Remediation Journal 22 (2): 133-146. doi:10.1002/rem.21304.

[7] Brooks, R. R.; Chambers, M. F.; Nicks, L. J.; Robinson, B> H. (September 1998). "Phytomining". Trends in Plant Science 3 (9): 359-362. doi:10.1016/S1360-1385(98)01283-7.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]