Кіріспе Әдебиетке шолу
Мұнаймен ластанған топырақты фиторемедиациялау
жүктеу/скачать 272.02 Kb.
|
| 3.2 Мұнаймен ластанған топырақты фиторемедиациялау
Фиторемедиация-бұл өсімдіктерді қоршаған ортаны тазарту үшін пайдалану. Бұл технология табиғи процестерді қолданады, олардың көмегімен өсімдіктер нашарлайды және әртүрлі ластаушы заттарды жинайды. Фиторемедиация-бұл бірқатар органикалық және бейорганикалық ластағыштардан тазартудың жоғары тиімді технологиясы. Қоршаған ортадағы органикалық ластаушылар негізінен антропогендік заттар болып табылады және көптеген организмдер үшін бөтен (ксенобиотиктер); олардың көпшілігі улы, кейбіреулері канцерогенді. Олардың қасиеттеріне байланысты органикалық ластаушы заттар өсімдіктердің тамыр аймағында жойылуы немесе сіңірілуі мүмкін, содан кейін жойылуы, оқшаулануы немесе булануы мүмкін. Фиторемедиацияның артықшылықтарымен қатар бірқатар шектеулер бар. Тазартатын өсімдіктер ластану аймағында болуы керек және ұшуға әсер ете алады. Сондықтан топырақтың қасиеттері, уыттылық деңгейі және климат Өсімдіктердің өсуіне және дамуына мүмкіндік беруі керек. Егер топырақ улы болса, оны белгілі бір топырақ қоспаларын қолдану арқылы өсіруге қолайлы етуге болады. Сондай-ақ, тазарту тамырдың тереңдік деңгейімен шектелгенін ескеру қажет өсімдіктер ұшқышпен байланыста болуы керек. Шөпті өсімдіктердің тамыры әдетте 50 см тереңдікке жетеді, ағаштар-3 м, дегенмен кейбір өсімдіктер (әсіресе құрғақ жерлерде) 15 метр немесе одан да көп тереңдікке жетеді. Қатысқан биологиялық процестерге байланысты фиторемедиация басқа тазарту әдістеріне қарағанда ұзақ уақыт алуы мүмкін. Өсімдіктердің арамшөптердің тозуы өте тез жұмыс істейді (күндер/айлар), ал өсімдіктерді жинау арқылы тазарту бірнеше жылдарға созылады. Сондай-ақ, фиторемедиация өсімдікке ластаушы заттардың қол жетімділігімен шектелуі мүмкін. Ұшқыштардың биожетімділігі ұшқыштың химиялық қасиеттеріне, топырақ қасиеттеріне, қоршаған орта жағдайларына, әртүрлі биологиялық процестерге байланысты. Поллютанттардың биожетімділігін топыраққа белгілі бір қоспаларды енгізу арқылы арттыруға болады (мысалы, органикалық қышқылдар, рН - ны төмендету және катиондарды хелаттау, ластаушы металдарды өсімдікке қол жетімді етеді, ал беттік-белсенді заттар-гидрофобты органикалық поллютанттар) [61]. Тазартудың максималды тиімділігіне қол жеткізу үшін фиторемедиацияны басқа биоремедиация әдістерімен және биологиялық емес тазарту технологияларымен бірге қолдануға болады. Мысалы, субстраттың ең ластанған бөліктерін қазу арқылы алып тастауға болады, содан кейін одан әрі тазарту өсімдіктердің көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін. Соңғы он жыл ішінде фиторемедиация үлкен танымалдылыққа ие болды, бұл ішінара оның төмен бағасына байланысты. Фиторемедиация процесінде тек күн энергиясы пайдаланылатындықтан, бұл технология техниканы қолдануға негізделген әдістерге қарағанда арзанырақ (мысалы, қазу, жуу және топырақты жағу). Бұл технология ластану аймағында (in situ) тікелей қолданылады, бұл шығындарды азайтуға және ластанған субстраттың адамдармен және қоршаған ортамен байланысын азайтуға көмектеседі [62]. Өсімдіктерді жасанды сулы-батпақты жерлерде немесе өнеркәсіптік қондырғыларда сүзгі ретінде пайдалануға болады. Бұл технология, атап айтқанда, ризофильтрацияны қамтиды - ластанған суды сүзу үшін гидропоникалық қондырғыларда өсімдіктерді пайдалану. Жасанды түрде құрылған сулы-батпақты жерлерде фиторемедиация үшін әртүрлі су түрлері қолданылады: үйрек Lemna sp. және Азолла СП. - Бейорганикалық ластаушылар үшін (жақсы металл дискілер және биомассаны оңай жинау), Myriophyllum және Elodea ұрпақтарының түрлері - органикалық ластаушылар үшін (деградациялық ферменттердің жоғары деңгейі). Ризофильтрация процесінде қарқынды аэрация жүзеге асырылады, бұл жер үсті өсімдіктерін де пайдалануға мүмкіндік береді, қыша Brassica juncea және күнбағыс Helianthus annuus жиі қолданылады. Бұл технология өсімдіктерді ластаушы заттарды алу және оларды тіндерге жинақтау үшін пайдаланудан тұрады, содан кейін жер үсті өсімдік биомассасы жиналады. Өсімдік материалы бұдан әрі азық-түліктік емес мақсаттарда (ағаш, картон өндірісі) пайдаланылуы немесе кейіннен күлді полигонға шығару немесе бағалы металдар жағдайында жинақталған элементтерді қайта өңдеу арқылы жағылуы мүмкін. Фитоэкстракция үшін Brassica juncea қыша және Helianthus annuus күнбағысы тез өсуіне, үлкен биомассаға және ластаушы заттарға жоғары төзімділігіне байланысты жиі қолданылады [63]. Кейбір өсімдіктер өздерінің ферменттерімен, әдетте тіндердің ішінде, бейорганикалық қосылыстарға немесе өсімдікте жиналатын тұрақты интермедиаттарға тікелей органикалық ластағыштарды нашарлатуы мүмкін. Өсімдіктерді арамшөптердің деградациясы үшін пайдалану технологиясы фитодеградация деп аталады. Бұл өсімдікте жақсы қозғалғыштығы бар органикалық ластаушы заттарға (гербицидтер, TNT, трихлорэтилен) қарсы тиімді. Фитодеградация үшін қолданылатын түрлер кең тамыр жүйесінің болуымен және деградация ферменттерінің синтезінің жоғары деңгейімен сипатталады (көбінесе терек өсімдіктері қолданылады). Фитоиспарация деп аталатын Технология сіңірілгеннен кейін кейбір ластаушы заттар өсімдікті аз уытты түрінде қалдыруы мүмкін. Егер Ұшпа қосылыс әлі де улы болса, онда өсімдік буланғаннан кейін ол атмосферада қауіп төндірмейтін деңгейге дейін сұйылтылады. Фитопарификацияны ұшпа органикалық қосылыстар (трихлорэтилен) және өсімдік Ұшпа күйге ауыса алатын кейбір бейорганикалық заттар үшін қолдануға болады (селен, сынап). Әдетте бұл технологияда бірдей терек транспирацияның жоғары деңгейіне байланысты қолданылады [64]. Фитостимуляция технологиясы ризосферадағы микрооргаизмдермен поллютанттардың биодеградациясын ынталандыру үшін өсімдіктерді қолданудан тұрады. Биодеградацияны мұндай ынталандыру ризосфералық микроорганизмдер энергия мен көміртек көзі ретінде пайдаланатын органикалық заттардың, сондай-ақ деградациялық ферменттердің синтезіне жауап беретін гендерді белсендіретін әртүрлі қайталама метаболиттердің өсімдіктердің секрециясы арқылы жүзеге асырылады. Тамыр аймағының деструктивті микроорганизмдерін фитостимуляциялау үшін кең тамыр жүйесі бар және осы микроорганизмдердің өсуіне ықпал ететін ерекше заттарды шығаратын өсімдіктер қолданылады. Фитостимуляция гидрофобты органикалық ластаушылардан, негізінен өсімдіктер сіңіре алмайтын, бірақ микроорганизмдермен тозуы мүмкін мұнай көмірсутектерінен тазарту үшін қолданылады [65]. Жоғарыда айтылғандардың ішінде микроорганизмдер мен өсімдіктердің бірлескен метаболикалық әлеуетін пайдалануға негізделген әдістер ең өзекті болып табылады. Деструктивті микроорганизмдер көмірсутекті қышқылдандыратын үлкен потенциалды көрсетеді, бірақ мұнаймен ластанған Топырақтардың биоремедиациясы кезінде олардың өмір сүру проблемасы туындайды. Осыған байланысты өсімдіктер мен деструктивті микроорганизмдердің симбиотикалық өзара әрекеттесуі қолданылады, өйткені ризосфера-бұл микробтық популяциялардың көп болуын және оның табиғи сақталуын қамтамасыз ететін табиғи экожүйе. Мұнаймен ластанған топырақтарды фиторемедиациялаудың негізгі механизмдері-топырақ микроорганизмдерін ризосфералық әсер арқылы ынталандыру және микробтық қоғамдастықтың белсенділігін арттыру, нәтижесінде топырақтағы бөгде қосылыстардың биохимиялық және химиялық процестерінің күшеюі. Сонымен, өсімдіктердің поллютанттарды детоксикациялаудағы маңызды және негізгі рөлін өсімдіктердің ризосферасы атқарады, ол топырақтың көмірсутекті ластануының микроорганизмдер-деструкторларының белсенді даму аймағы болып табылады [66]. жүктеу/скачать 272.02 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|