Биолошки мониторинг

5.4. Фитоакумулација

Фитоекстракција је употреба виших биљака с циљем да се помоћу њих уклоне загађујуће материје, примарно тешки метали, из земљишта. У овом приступу користе се биљке које су способне да усвајају контаминантне путем кореновог система и транслоцирају и/или акумулирају их до надземних делова (стабла и листова).

По достизању одређеног степена раста и развоја врши се жетва биомасе изнад површине земље и на тај начин се уклања део укупне количине тешких метала који се налази у земљишту.

Различите биљне врсте могу да усвајају и концентришу различите тешке метале па чак и радиоактивне елементе и олово. Демонстрациони пројекти изведени су на више локација, као што је Чернобиљ у Русији, који је био тешко загађен радиоактивним елементима након хаварије нуклеарног реактора.

Утврђено је да земљишта контаминирана УРАНИЈУМОМ могу да се третирају ЛИМУНСКОМ КИСЕЛИНОМ што за 100 пута повећава могућност усвајања и концентрације овог радиоактивног елемента од стране коренових система биљака, јер ова киселина повећава растворљивост уранијума у води и његово усвајање. Скоро је уврђено да АМОНИЈУМОВИ ЈОНИ повећавају способност усвајања ЦЕЗИЈУМА из земљишта од стране биљака тако да врста Амарантхус ретрофлеxус чак до 40 пута више усваја овај радиоактивни елемент из контаминираног тла од осталих биљака.

Биљке су развиле механизме који их штите од потенцијалног стреса, јер су тешки метали за биљке токсични. Толеранција према средини у којој имамо присуство повећаних количина тешких метала, настаје као последица два механизма: не усвајања метала и детоксификације метала.

5.5. Фитоекстракција

Фитостабилизација је процес (феномен) производње (синтетисања) хемијских једињења од стране биљака како би се имобилисале загађујуће материје које се налазе у простору између површине корена и самог земљишта. Фитостабилизацијом се такође спречава миграција полутаната еолском, воденом ерозијом или спирањем или дисперговањем у земљишту.

Фитостабилизација се одвија кроз коренову зону микробиолошким или хемијским механизмима саме зоне корена при чему долази до промене хемизма земљишта и/или загађујуће материје, нпр. промена pH вредности земљишта као последице издвајања ексудата кореновог система или услед настајања угљен диоксида. Може да доведе до промене растворљивости метала или органских једињења.

Може доћи и до фитолигнификације, односно облика фитостабилизације када се органска једињења уграђују у лигнин биљака.

Фитостабилизација се с успехом може примењивати за пречишћавање земљишта, седимената и муљева који садрже загађујуће материје у зони кореновог система. Предности овог система су велике, јер није потребно уклањање земљишта односно његово преношење на неку другу локацију, чиме се постиже већа економичност. Фитостабилизацијом се постиже везивање загађујућих материја за делове вегетације присутне на некој локацији која је загађена и то је и основни недостатак ове врсте биотехнологије, јер сама загађујућа материја остаје на терену. Опасност такође постоји и због тога што може да дође до повећавања растворљивости тешких метала и њиховог накнадног испирања у дубље слојеве ван домашаја коренових система, због чега се мора вршити стална контрола коренове зоне, коренских излучевина, загађујућих материја и земљишта.

5.6. Ризосферна биодеградација

Ризосферна деградација одвија се у земљишту које се налази у непосредној околини коренових система биљака које врше биодеградацију.

То је микробиолошко разлагање органских загађујућих материја које је потпомогнуто кореновим системима виших биљака, јер сами коренови системи луче и обезбеђују ензиме и органске супстанце (полисахариди, аминокиселине, органске и масне киселине, фактори раста), које стимулишу раст и размножавање микроорганизама и омогућавају им да својом активношћу разграде загађујуће материје. С друге стране коренов систем повећава активну површину за одвијање деградације загађујућих материја, он затим побољшава аерацију земљишта, садржај влаге у земљишту и доприноси стварању оптималнијих услова за дејство микроорганизама.

Прва предност ове методе су ин ситу услови разградње загађујућих органских једињења, што доприноси знатној уштеди материјалних средстава при санацији загађења. Друга предност је смањена могућност премештања загађења из земљишта у биљку и даље у ланац исхране, или из биљке у атмосферу. Недостатак ове методе је у томе што је за одвијање овог процеса потребно доста времена, што може бити изразито неповољно када загађено земљиште има лоше водно-ваздушне, или механичке особине, које додатно успоравају развој микроорганизама и њихово дејство као и развој самих коренових система.

Ова врста фиторемедијације је нарочито успешна за разградњу органских једињења пореклом из нафте и деривата, затим за једињења БТЕX комплекса (бензен, толуен, етил-бензен и ксилен), пестициде, итд.

5.7 Фитодеградација / Фитотрансформација

Дакле основни механизми у овој фиторемедијацији су усвајање и метаболизам загађујућих материја од стране биљака. Особине молекула загађујућих једињења као што су растворљивост, хидрофобност и поларност одређују степен успешности ове биотехнологије.

Метода фитодеградације корисна је при третирању загађеног плитког земљишта, затим подземних и површинских вода и то у широком опсегу климатских прилика. Предности ове методе се огледају у томе што се фитодеградација може применити код оних земљишта која немају вијабилну и активну микрофлору, која би својом активношћу такође могла допринети разлагању загађујућих материја. Недостатак је могућност образовања токсичних метаболита и међупроизвода метаболизма о чему се мора стриктно водити рачуна приликом опредељивања и имплементације ове методе у пракси.

5.8 Фитоволатилизација

Фитоволатилизација је процес усвајања, транспорта и ослобађања загађујућих материја, путем механизма транспирације код виших биљака уз отпуштање загађујућих материја у истом или модификованом облику у атмосферу. Почетна фаза је усвајање из загађеног медијума токсичне или опасне материје, затим њена транслокација до места метаболичке промене и сама промена путем метаболичких механизама у ћелијама ткива биљног организма. Емисија путем транспирације мање токсичних или нетоксичних једињења је завршна фаза овог облика фиторемедијације. Фитоволатилизација се може успешно примењивати за третирање подземних вода, земљишта, седимената и муљева.

Пошто се код ове методе ради о процесу транспирације сви они чиниоци који утичу на одвијање транспирације код биљака могу позитивно или негативно утицати и на фитоволатилизацију. Наиме, температура, падавине, инсолација, ваздушни притисак и ветар знатно могу утицати на ефикасност и количину транспирисане загађујуће материје. Проблем код фитоволатилизације може да представља емисија у атмосферу штетних једињења која могу да имају канцерогено дејство, као што је винил-хлорид, који се у неким случајевима добија метаболизмом трихлоретена.

Други недостатак представља могућност акумулације штетних метаболита и међупроизвода у биљним ткивима и плодовима чиме она могу да уђу у ланац исхране.

ЗАКЉУЧАК

На основу досадашњих резултата може се рећи да фиторемедијационе технике имају потенцијал да једног дана и доминирају у сфери ремедијације средина загађених различитим врстама загађења.

Процењено је (УС АЕЦ) да цена фиторемедијације 1 ара земљишта загађеног оловом, и то до дубине од 50 цм износи од 60.000 до 100.000 долара, док остале механичке методе уклањања олова са тог земљишта коштају од 400.000 до 1700.000 долара.

ЛИТЕРАТУРА

Давид Ј.Х, Филип С. (1994) Биомониторинг

Ахиндра Наг, (2008) Уџбеник пољопривредне биотехнологије

https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CC8QFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.dodaj.rs%2Ff%2FW%2FNZ%2F2HvezVTR%2F15-bioloski-monitoring-z.doc&ei=gxRmVd-QOce8swGE5ILIDQ&usg=AFQjCNFI0Oc5_pbWdBjM1xalEgRm6_zLmw&sig2=OAtK-35v-wc4Pe_GOZ6D7A&bvm=bv.93990622,d.bGg

Датум предаје: ______________

Комисија:

Председник _____________________

Испитивач _____________________

Члан _____________________
Коментар:

Датум одбране: _____________ Оцена__________ (___)