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4.2.5. Phytoremediation
Phytoremediation ist eine biologische Sanierungstechnik, die verschiedene Arten von Pflanzen und assoziierten Mikroorganismen benutzt, um Schadstoffe in Boden, Schlamm, Sedimenten, Abwasser, Grundwasser und Luft zu entfernen, zu übertragen, stabilisieren und zu zerstören. Pflanzen sind in der Lage, toxische anorganische oder organische Substanzen anzuzeigen, auszuschließen, anzusammeln und zu hyperakkumulieren oder zu metabolisieren. Dadurch tragen sie wesentlich zum Schicksal von Chemikalien bei, und sie können verwendet werden, um unerwünschte Verbindungen aus der Biosphäre zu entfernen. Phytoremediation bietet einen umweltfreundlichen, kostengünstigen und klimaneutralen Ansatz für die Sanierung von giftigen Schadstoffen aus der Umwelt. Die Vor- und Nachteile dieser Technik sind in Tabelle 5 angegeben.
Phytoremediation-Mechanismen umfassen Phyto-Extraktion, Phyto-Stabilisierung, Phyto-Verflüchtigung, Phyto-Abbau, Phyto-Akkumulation, Rhizofiltration, Rhizosphären biologischen Abbau und hydraulische Steuerung. Diese Mechanismen sind in Abbildung 1 gezeigt.
Phyto-Extraktion
Phyto-Extraktion verwendet Pflanzen oder Algen, um Verunreinigungen aus Böden, Sedimenten oder Wasser zu entfernen. Bei diesem Mechanismus entfernen Pflanzen Schwermetalle oder Radionukliden aus dem Boden durch ihr Wurzelsystem und sammeln sie in der Wurzel oder transportieren sie in Schößlinge oder Blätter. Die Pflanze kann weiterhin Verunreinigungen entfernen, bis sie geerntet wird. Nach der Ernte müssen, wenn der kontaminierte Boden nicht das signifikante Säuberungsniveau erreicht, Wachstum / Erntezyklus in der Regel durch mehrere Kulturen wiederholt werden, um eine signifikante Bereinigung zu erreichen.
Der Hauptvorteil der Phyto-Extraktion ist, dass sie umweltfreundlich ist. Sie verursacht keine Schäden an der Bodenqualität. Ein weiterer Vorteil der Phyto-Extraktion ist, dass sie weniger teuer ist als andere Reinigungsprozesse. Da dieser Prozess durch die Pflanze gesteuert wird, dauert es mehr Zeit als jedes herkömmliche Verfahren, den Boden zu reinigen.
Phyto-Stabilisierung
Bei diesem Mechanismus immobilisieren die Pflanzen die kontaminierten chemischen Verbindungen aus Boden und Wasser. Verunreinigungen werden durch Wurzeln aufgenommen und dann in der Rhizosphäre gefällt. Dies verhindert, dass die Verunreinigung immer in Lebensmittelkette gelangt.
Phyto-Verflüchtigung
Bei diesem Mechanismus wird Wasser, das organische Verunreinigungen enthält, von Pflanzen aufgenommen und die Verunreinigungen in die Luft freigesetzt durch ihre Blätter. Die Verunreinigung kann in der Weise modifiziert werden, wie das Wasser entlang des Gefäßsystems der Pflanze aus den Wurzeln in die Blätter gelangt, wobei die Verunreinigungen verdampfen oder sich rund um die Pflanze in die Luft verflüchtigen.
Phyto-Abbau
Bei diesem Mechanismus werdenVerunreinigungen (organisch) metabolisiert und innerhalb des Pflanzengewebes zerstört. Diese kleineren Schadstoffmoleküle können dann als Metaboliten von der Pflanze verwendet werden, wie sie wächst, wodurch sie in die Pflanzengewebe inkorporiert werden.
Phyto-Akkumulation
Bei diesem Mechanismus werden Kontaminanten zusammen mit anderen Nährstoffen und Wasser von den Pflanzenwurzeln aufgenommen. Diese Schadstoffmasse wird nicht zerstört, sondern reichert sich in den Pflanzetrieben und Blättern an.
Rhizofiltration
Dieser Mechanismus verwendet sowohl terrestrische wie Wasserpflanzen, um Metall aus kontaminiertem Wasser (Oberflächen- oder Grundwasser) zu absorbieren, konzentrieren und auszuleiten.
Rhizosphären biologischer Abbau (Rhizodegration)
Bei diesem Mechanismus leiten Pflanzen gemeinsame Substanzen durch ihre Wurzeln und Nährstoffe zu Mikroorganismen im Boden. So verbessern die Mikroorganismen den biologischen Abbau. Zum Beispiel exudieren Pflanzenwurzeln Kohlenhydratquellen (Zucker, Alkohole und organische Säuren) für die Bodenmikroflora. Diese Verbindungen verbessern mikrobielles Wachstum und Aktivität, und auch sie wirken als chemotaktische Signale für Mikroben.
Hydraulische Steuer
In diesem Mechanismus wird verunreinigtes Grundwasser durch Bäume saniert.
Abbildung 1. Phytoremediation Mechanismen
Tabelle 5. Vor- und Nachteile der Phytoremediationstechnik
| Vorteile | Nachteile |
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• Phytoremediation ist weniger teuer als das alte "Pumpen und treat" Verfahren zur Behandlung von kontaminiertem Wasser. • Phytoremediation ist auch viel weniger teuer als das Ausgraben der Altlast. • Bis zu 95% des TCE im Wasser könnten einfach durch die Anpflanzung von Bäumen entfernt werden und dadurch, dass man sie wachsen lässt(Gordon, 1996). • Phytoremediation braucht keine Wartung, wenn einmal eingeleitet. • Da die Phytoremediation Pflanzen verwendet, ist sie ästhetisch ansprechend. • Nachdem Pflanzen eingebracht werden, ist auch die Tierwelt ist in der Lage an dem einmal unbewohnbaren Ort zu gedeihen. • Solarenergie wird verwendet, um die Reinigungsaktivität zu fahren. |
• Phytoremediation ist auf Standorte mit geringeren Schadstoffkonzentrationen begrenzt. • Phytoremediation ist auf Standorte mit Kontaminationen beschränkt, die so tief sind wie die Wurzeln der Pflanzen, die verwendet werden. • Die Nahrungskette kann negativ durch den Abbau von Chemikalien betroffen sein. • Die Luft kann durch das Verbrennen der Blätter oder Teilen von Pflanzen mit gefährlichen Chemikalien verunreinigt werden |
