Fitoextrakció technológiára vonatkozó információ

1. Fitoextrakciótechnológiára vonatkozó információ • 1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható:Telítetlen (teljes) talaj • 2.Remediációs technológia típusa:Kombinált • 3.Remediáció technológia alapja:kémiai; biológiai • 4.Technológia általános ismertetése:Kelátképzők (EDTA) talajba juttatásával növelik a fémek mobilitását és ezáltal a növényi felvehetőségüket. Hiperakkumuláló növényfajok (napraforgó és repce) tábláira kilocsolják az EDTA vizes oldatát, majd a növényeket begyűjtik. A kezelést a kifejlett növényeken végzik, majd 2-3 nap után a növényeket eltávolítják a talajból. A kihelyezett kelát öt nap alatt lebomlik. • 5.Újdonság bemutatása:Újdonság a kelátképzővel (EDTA-val) intenzívebbé tett fitoextrakció fémekkel szennyezett talaj és üledék esetén. A módszer in situ es ex situ is alkalmazható talaj ill. földszerű anyag tisztítására.

2. Technológia besorolása • 1.Remedációs technológia csoportja - Remediációs technológia konkrét fajtája:minden csoport - rizofiltráción alapuló csurgalékkezelés • 2.Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából: Mobilizáció; Immobilizáció • 3.Remediációs technológia a kivitelezés szerint:insitu

3. Fitoextrakció A fitoextrakció során különleges, a fémek hiperakkumulációjára képes növényeket alkalmaznak a nehézfémmel szennyezett talaj megtisztítására. Speciális fém-akkumuláló növényekkel vonják ki a nehézfémeket a talajból, melyek a növények könnyen betakarítható föld feletti szerveibe (hajtásaiba), illetve gyökerébe helyeződnek át.

4. Hiperakkumuláció fogalma Hiperakkumulációról akkor beszélhetünk, ha a növény adott szervében a fémkoncentráció meghaladja az 1000 mg/kg szárazanyag értékét, a növény tehát jóval nagyobb mennyiségben veszi fel az adott elemet, mint az annak talajbéli koncentrációjából következne. A hiperakkumuláció koncentráció kritériuma nehézfémenként változik, a fémakkumuláció pedig fajspecikus.

5. 30 000 mg/kg Zn 1 000 mg/kg Cd 8 000 mg/kg Pb 10 000 mg/kg Zn 30 000 mg/kg Zn Nehézfémtűrő árvácskafajViola calaminaria Havasalji tarsóka Thlaspi caerulescens Lúdfű Arabidopsis halleri Olajrepce Brassica napus Zn Retek Raphanus sativus Zn Hiperakkumulátor növények

6. A nehézfém tartalmú növényi biomasszát összegyűjtik és ellenőrzött körülmények között feldolgozzák • A fém hiperakkumulációra képes vadon előforduló növényfajok nemzetségei (pl. Thlaspi, Alyssum, Sebertia) hajtásuk > 0,01% Cd; >0,1% Co, Cu, Pb, Ni, valamint >1% Mn-t és Zn-et halmoznak fel. • Mezőgazdasági haszonnövények (pl. kukorica, bab) hajtásukban 1% Pb akkumulációjára képesek, a szennyezett talajból EDTA-val történő kezelése után. • Egyes tarsóka (Thlaspi) fajok például cinkben, kadmiumban, ólomban gazdag talajokból 3% (30000 mg/kg) cinket, 0,1% (1000 mg/kg) kadmiumot és (8000 mg/kg) ólmot is képesek akkumulálni hajtásukban.

7. A fitoextrakció során is alapkérdés, hogy • a termőtalajok milyen mértékben szennyezettek fémekkel, • milyen fémeket kell eltávolítani, és • a fémek milyen kötésformában találhatóak a talajban. • A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten elszennyezett talajok tisztítása esetén lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj teljes megtisztítására, hanem az adott toxikus fém koncentrációját csak a mezőgazdasági talajokra érvényes határérték eléréséig kívánjuk csökkenteni. • A növények fémakkumulációja a talajba juttatott kelátképző szerekkel elősegíthető és fokozható. • Ezek a szerek a nehézfémek kötésformáit megváltoztatják és azokat könnyebben felvehetővé alakítják. • A legújabb kutatások eredményei alapján pl. az EDTA igen jelentős mértékben megnövelte a szennyezett talajon termesztett kukorica és borsó ólomfelvételét.

8. A legkomolyabb megoldandó probléma, hogy a FITOEXTRAKCIÓ során nagy tömegű, toxikus fémekkel enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely takarmányként nem hasznosítható. • A toxikus fémeket tartalmazó biomassza tömegét komposztálással, elégetéssel lehetne csökkenteni. • Égetés után a hamuban 10-20%-ban jelenlévő fémeket kohósítás után már gazdaságosan ki lehet nyerni. • Termesztett növényeink között is találunk toxikus fém akkumuláló növényfajokat (hiperakkumulációról itt nem beszélhetünk), melyek főként a keresztesvirágúak (káposztafélék) és a fészekvirágúak közé tartoznak.

9. A növény különböző életszakaszaiban eltérő mennyiségű fémet képes felvenni(a növekedésével egyre többet)

10. SWOT (értékelés osztályzattal) • Erősségek/gyengeségek • 1.Költség:4-kicsi • 2.Időigény:3-közepes • 3.Helyigény:2-nagy • 4.Munkaigény:4-kicsi • 5.Felszerelés, műszerigény:4-kicsi • 6.Szakember-igény:4-kicsi • 7.Környezeti és munkahelyi kockázatok:5-nagyon kicsi • 8.Célérték teljesítésének képessége:3-közepes • 9.Környezethatékonyság:3-közepes • 10.Költséghatékonyság:4-jó • 11.Hasznosítható melléktermék keletkezése:nem • 12.Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése:igen • 13.Automatizálhatóság/távvezérelhetőség:nem • 14.Alkalmazhatóság:4-jó • 15.Elérhetőség:4-jó • 16.Ismertség:3-közepes

11. SWOT (szöveges értékelés) • 1.Erősségek:Kis költség a többi remediációs technológiához képest, a fitoremediációhoz képest valamivel nagyobb költség, ami a hatékonyságnövekedés miatt megtérül. Az adalék a természetben gyorsan lebomlik. • 2.Gyengeségek:Hosszabb kezelési idő a többi technológiához képest (az adalék nélküli fitoremediációhoz képest rövidebb kezelési idő), a keletkező növényi anyagok további kezelést igényelnek. • 3.Veszélyek:A növényi anyagokon keresztül a toxikus fémek táplálékláncba kerülése nem reális veszély, mert a kelátkezeléssel együttesen termesztett növényeket nem emberi fogyasztásra, hanem energia növényként hasznosítanánk. Környezeti veszélyt jelent a nem gondosan megválasztott kelát mennyiség, a talajt kelátos oldattal túlöntözve fennáll a veszéálye az oldatba vitt szennyezők talajvízbe mosása, ill. az alsóbb talajrétegek elszennyezésének. A megfelelő kelátos öntözővíz mennyiséget kiszámítva ez nem fordul elő.

12. A fitoextrakció alkalmazása, hatásainak értékelése • Az alkalmazók többsége a fitoextrahálást hatékony és költségkímélő talajtisztításnak tartja. Felvetődött – de cáfolatra is talált – a talajt kezelővegyi anyagok fémkilúgozó és a talaj-mikroorganizmusokra káros hatása. • Még a talajkezelőként leggyakrabban használt EDTA-ról is kimutatták talajenzimek gátlását és fonalférgek pusztítását. Mindenképpen szükség volna más kelátok hasonló célú módszeres kipróbálására. • A fitoextrakció rendszeres és sikeres alkalmazása nyomán nagy mennyiségben képződik mérgező nehézfémekkel szélsőségesen terhelt növényi tömeg. Pl. 6 t/ha ólommal szennyezett terület indukált fitoextrahálásakor indiai mustárral (Brassica funcea) a növényt 10 000–15 000 mg Pb/kg szennyezéssel gyűjtötték be. A szennyezett növényi hulladék kezelése, elhelyezése viszonylag szerényen képviselt téma, ugyanakkor bőséges szakirodalma van pl. • – egyes növényfajok használati előnyeinek, • – a felhalmozott nehézfémek szövetek és növényi részek közötti, • – valamint celluláris és szubcelluláris megoszlásának vagy • – a fémek felszívódási és áthelyeződési mechanizmusának.

13. Hivatkozás: • www.omikk.bme.hu • Dr. Lakatos Gyula tanszékvezető egyetemi docens a Debreceni egyetemen és az ő általa készített tanulmány a fitoremediációról • Wikipedia • www.mokkka.hu adatbázis