Технология фиторемедиации
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
?ого, растущие в пробирках экспериментальные тополя, высота которых составляет всего несколько дюймов, расщепляют трихлорэтилен до безопасных соединений в 100 раз быстрее растений группы контроля. Ферменты семейства цитохромов P450, расщепляющие органические токсины, синтезируются клетками растений и животных. Авторы добились продемонстрированных ими результатов путем встраивания в геном тополя ген, кодирующий цитохромы P450, синтезирующиеся печенью кролика. Кроме того, тополя являются удачным выбором в плане возможности загрязнения природных лесов трансгенными растениями. Эти деревья растут очень быстро и могут впервые зацвести только через нескольких лет, когда их можно ликвидировать для предотвращения формирования семян. Кроме того, в отличие от других деревьев, ветви тополя не укореняются при попадании в почву.Гены цитохромов P450 млекопитающих уже использовали при создании генетически модифицированных растений. Например, японские ученые в 2005 году опубликовали данные, согласно которым встраивание в геном риса гена человеческого цитохрома обеспечивает расщепление ряда гербицидов, что позволит уменьшить загрязнение рисовых полей и водоемов. Авторы также продемонстрировали улучшение способности трансгенных растений поглощать из раствора хлороформ (побочный продукт дезинфекции воды), четыреххлористый углерод (растворитель) и хлористый винил (основа некоторых пластмасс). Авторы соглашаются, что выращивание трансгенных растений на загрязненных территориях будет требовать высокой степени их изоляции. Кроме того, они подчеркивают тот факт, что для коммерческого использования подобных растений необходимы федеральное официальное одобрение и мониторинг, в то время как нормы, касающиеся использования трансгенных растений в биофармацевтических и промышленных целях, в том числе биоремедиации постоянно ужесточаются.
6. Ограничения применения фиторемедиации
фиторемедиация бактерия трансгенный поллютант
Наряду с преимуществами фиторемедиация имеет ряд ограничений. Растения, производящие очистку, должны находится в зоне загрязнения и быть способными воздействовать на поллютант. Следовательно, свойства почвы, уровень токсичности и климат должны позволять рост растений. Если почва токсична, её можно сделать более пригодной для роста с помощью внесения определённых почвенных добавок.
Нужно также учитывать, что очистка ограничена уровнем глубины корней, т.к. растения должны иметь контакт с поллютантом. Корни травянистых растений обычно достигают глубины 50 см, деревьев - 3 м, хотя некоторые растения (особенно в аридных районах) способны достигать глубины 15 и более метров. Лимит глубины корней можно преодолеть путём глубокой посадки в скважины (до 12 м глубины) или накачивая загрязнённую воду для полива растений.
В зависимости от вовлечённых биологических процессов, фиторемедиация может занять больший период времени, чем другие методы очистки (очистка путём аккумуляции растениями занимает годы). Также фиторемедиация может ограничиваться доступностью поллютантов растению. Биодоступность поллютантов зависит от: химических свойств поллютанта, свойств почвы, условий среды, различных биологических процессов. Биодоступность поллютантов может быть увеличена путём внесения в почву определённых добавок (например, органические кислоты, понижая рН и хелатируя катионы, делают более доступными для растения загрязняющие металлы, а сурфактанты - гидрофобные органические поллютанты).
Для достижения максимальной эффективности очистки фиторемедиация может использоваться в сочетании с другими методами биоремедиации и небиологическими технологиями очистки. Например наиболее загрязнённые части субстрата могут удалятся путём экскавации, после чего дальнейшая очистка может проводиться с помощью растений.
Заключение
На сегодня остается открытым вопрос очистки почв и сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами, органическими и неорганическими загрязнителями.
Например, загрязненные подземные воды очищают химическими, физическими и микробиологическими методами. Иногда их выкачивают на поверхность и дожидаются испарения токсических соединений. В других случаях в почву вносят углеводы, которые связывают загрязнители, но снижают содержание в почве и воде кислорода, что чревато формированием других токсичных соединений. Оба подхода разрушительны и затратны. В данной работе предложен оптимальный метод очищения природной среды при помощи растений - фиторемедиация, изложены принципы, основные механизмы, разработки в области данного метода.
Способ фиторемедиации для удаления поллютантов из природных сред за iет аккумуляции загрязнителей растениями является альтернативой существующим методам восстановления благоприятной среды.
Преимущества фиторемедиции очевидны: относительно низкая себестоимость проводимых работ по сравнению с традиционными очистными сооружениями, метод безопасен для окружающей среды, теоретическая возможность экстракции ценных веществ из зеленой массы растений (Ni, Au, Cu), возможность мониторинга процесса очистки, уровень очистки не уступает традиционным методам, особенно при небольшом объёме сточных вод (например, в деревнях).
Однако при всех положительных сторонах данного метода очистки природной среды возникает главный вопрос: "Сможет ли фиторемедиация изменить наш склад ума, в котором прочно поселилось представление "выкопай и сожг