Технологии фиторемедиации
Полевые исследования в области идентификации гипераккумуляции тяжелых металлов растениями, выращенными естественно или культивированными на металлоносных хвостах свинцовых и цинковых рудников, расположенных в полузасушливых и солончаковых районах Центрального Ирана показали, что при средней концентрации Pb, Zn и Cd в почвах 4431, 4920 и 37 мг/кг, соответственно, концентрация в образцах растений была сравнительно высокой (Табл. 1). Так, Chenopodium album L., растущий в естественных условиях, накапливал Pb до 557 мг/кг в сухих стеблях. Посаженная Atriplex leucoclada содержала наибольшее количество Zn и Cd - 3165 и 14 мг/кг сухих стеблей, соответственно.
Таблица 1
Накопление металлов растениями
|
Образцы растений |
Стебли |
Корни | ||||
|
Pb |
Zn |
Cd |
Pb |
Zn |
Cd | |
|
Atriplex leucoclada (Лебеда туркменская) |
400,8 |
3165,0 |
13,9 |
189,4 |
590,0 |
1,4 |
|
Chenopodium album L (Марь белая) |
557,7 |
2186,7 |
9,6 |
194,0 |
680,0 |
3,1 |
|
Eleagnus angustifolia L (Лох узколистный) |
428,1 |
1372,5 |
8,5 | |||
|
Haloxylon articulatum (Сарсазан шишковатый) |
186,4 |
1495,0 |
9,4 |
250,2 |
800,0 |
1,6 |
|
Polygonum arenastrum (Спорыш обыкновенный) |
136,2 |
1590,0 |
5,6 |
271,8 |
890,0 |
2,9 |
|
Tamarix sp. (Тамариск) |
497,6 |
2120,0 |
9,2 | |||
За счет растительности уменьшается распространение тяжелых металлов за счет ветровой эрозии, выноса ливневыми водами и инфильтрации. Выращенные растения могут быть переработаны обычными методами или размещены в малых объемах.
Так как процессы, вовлечённые в фиторемедиацию, происходят в естественных условиях, покрытые растительностью загрязнённые районы склонны к самоочищению без человеческого вмешательства. Такое самоочищение является простейшей формой фиторемедиации и включает в себя только мониторинг; пригодно для использования в удалённых районах с неинтенсивной человеческой деятельностью и низким уровнем загрязнения.
Преимущества фитотехнологии очистки природной среды по сравнению с традиционной биотехнологией очищения воды в биореакторе с гетеротрофными бактериями приведены в таблице 2.
Необходимо отметить, что, не смотря на эффективность фиторемедиации, во многих случаях лежащие в основе этого процесса биологические механизмы остаются неизвестными. Чтобы повысить эффективность технологий фиторемедиации проводятся интенсивные исследования вовлечённых биологических процессов (взаимодействия растение-микроорганизм, механизмы деградации органических поллютантов, механизмы транспорта неорганических поллютантов).
Таблица 2
Преимущества фитотехнологии очистки воды
|
Сравниваемые характеристики, параметры |
Подход 1 (очищение воды в биореакторе с бактериями) |
Подход 2 (очищение воды с использованием фитотехнологии) |
|
Затраты электроэнергии |
Необходимы для перемешивания объема воды и для аэрирования (подачи воздуха) |
Необходимости в постоянном перемешивании и в аэрировании нет; соответствующих затрат электроэнергии нет |
|
Состояние установки в случае перерыва в подаче загрязненных вод (например, в зимний или отпускной период) |
В случае перерыва в подаче органических веществ бактерии голодают или погибают и работа биореактора нарушается |
Нарушений в жизнедеятельности растений не происходит, жизнедеятельность сохраняется, функциональность установки сохраняется |
|
Пожароопасность |
Постоянная, поскольку постоянно имеет место риск неисправностей электропроводки и электрооборудования |
Минимальная или отсутствует, поскольку электрооборудование не требуется |
|
Выбросы в атмосферу парниковых газов |
Имеют место |
Отсутствуют; наоборот, поглощается парниковый газ (двуокись углерода) |
Еще статьи по экологии
Организация заповедного дела в России
Развитие человеческого общества никогда не было
бесконфликтным, непротиворечивым процессом. На протяжении всей истории
существования разумной жизни на Земле неизменно возникали вопросы, отве ...
Состояние и перспективы развития сети российских национальных парков
В процессе своего развития человечество поставило под угрозу
существование естественных экологических систем и природных комплексов, которые
являются необходимым условием сохранения био ...
Проблемы и возможные меры борьбы с уничтожением лесов
век не только - век открытий и развития, а и огромных экологических проблем. Одна из их - проблема сведения лесов на планете.
Леса представляют собой климаксные сообщества на значительной части плане ...