4.2.5. Фиторемедиация

Фиторемедиацията е метод за биоремедиация с използване на различни растения или свързани с тях микроорганизми за отстраняване, трансфериране, стабилизиране или разрушаване на замърсителите в почвите, утайките, седиментите, отпадъчните води, подпочвените води и въздуха. Растенията притежават способност да индикират, изключват, акумулират и хиперакумулират или метаболизират токсични органични или неорганични вещества. По този начин те оказват значително влияние върху съдбата на химикалите и могат да се използват за отстраняване на нежелани съединения от биосферата. Фиторемедиацията предлага екологичен, рентабилен и въглеродно неутрален подход за почистване на токсични замърсители от околната среда. Предимствата и недостатъците на този метод са изброени в Таблица 4.5.

Механизмите на фиторемедиация включват фитоекстрация, фитостабилизация, фитоизпарение, фитодеградация, фитоакумулация, ризофилтрация, ризосферна биодеградация и хидравличен контрол. Онагледени са на Фиг. 4.1.

Фитоекстрация

При фитоекстракцията се използват растения или водорасли за премахване на замърсители от почви, седименти и води. При този механизъм растенията отстраняват тежки метали или радионуклиди от почвите чрез кореновата си система и ги натрупват в корените или ги транспортират до стъблата и листата. Едно растение не престава да отстранява замърсители докато не бъде откъснато или отсечено и събрано. Ако след събирането на растенията няма значително ниво на очистване на почвата, обикновено се налага цикълът на растеж и прибиране да се повтори с няколко „реколти“ до постигане на съществено очистване от замърсяването.

Основното предимство на фитоекстракцията е, че е екологичен метод. Не уврежда качеството на почвите. Друга полза от фитоекстракцията е, че е по-евтина от всички други методи за очистване. Тъй като обаче този процес се контролира от растения, той отнема повече време в сравнение с всички други традиционни методи за очистване на почви.

Фитостабилизация

При този механизъм растенията имобилизират замърсяващите химични съединения от почвите и водите. Замърсителите се поемат през корените и се преципитират в ризосферата. Така не се позволява на замърсителя да попадне в хранителната верига.

Фитоизпарение

При този механизъм водата, съдържаща органични замърсители, се поема от растенията и замърсителите се изпаряват във въздуха през листата. По време на целия процес даден замърсител може да претърпи модифициране при придвижването на водата през проводящата система на растениято от корените до листата, след което замърсителите се изпаряват или освобождават в летлива форма във въздуха, заобикалящ растението.

Фитодеградация

При нея замърсителите (органични) се метаболизират и разпадат в тъканите на растенията. След това получените по-малки молекули могат да се използват от растението като метаболити по време на неговия растеж, като по този начин се инкорпорират в тъканите му.

Фитоакумулация

При този механизъм замърсителите се поемат през корените на растенията заедно с други хранителни вещества и вода. Така замърсителят не се разгражда, а се натрупва в стъблата и листата на растението.

Ризофилтрация

Ризофилтрацията използва както сухоземни, така и водни растения за абсорбиране, концентриране и преципитиране на метали от замърсени води (повърхностни или подпочвени).

Ризосферна биодеградация (ризодеградация)

При нея растенията отделят през корените си обикновени вещества, с което предоставят хранителни вещества за почвените микроорганизми. Така микроорганизмите подобряват биологичното разграждане. Например кореновите ексудати от растенията се явяват източници на въглерод (захари, алкохоли и органични киселини) за почвената микрофлора. Тези съединения стимулират растежа и активността на микроорганизмите, а също така служат и като хемотаксисни сигнали за микроорганизмите.

Хидравличен контрол

При този механизъм замърсените подпочвени води се ремедиират от дървета.

Фигура 4.1. Механизми на фиторемедиация

Таблица 4.5. Предимства и недостатъци на метода фиторемедиация