Fitoremediáció

1. Fitoremediáció Debreceni Egyetem, Debrecen Dr. Lakatos Gyula tanszékvezető egyetemi docens

2. Remediáció A remediálás kifejezés a terület megjavítatását, meggyógyítását, rendbehozatalát jelenti, a latin remedium = gyógyszer, orvosság, orvoslás kifejezés alapján. Remediáció szakkifejezést használjuk arra a tevékenységre, amikor a talajt vagy a szennyvizet szennyező anyagok koncentrációját olyan kis értékre csökkentjük, melynek kockázata már elfogadható, hiszen pl. a befogadó vízfolyás természetes tisztulási fizikai, fiziko-kémiai folyamatai és mikroorganizmusai képesek a szennyező anyagok eltávolítására. Küszöbérték – beavatkozási szint

3. A bioremediáció élő szervezetek (általában mikroorganizmusok) vagy ezek anyagcseretermékeinek alkalmazását jelenti szerves szennyező anyagok lebontására ill. szervetlenek ionok és vegyületek kémiai, biokémiai átalakítására. A mikroorganizmusok speciális enzimrendszerrel rendelkező, növekedésükhöz a szennyező anyagokat hasznosítják mint táplálék- és energiaforrást. Főleg a szerves anyagokat alakítják át, de a szervetlen szennyező anyagokra is hatással lehetnek, lejátszódhat ezek oxidációja, redukciója, adszorpciója ill. akkumulációja.

4. A biológiai tisztítás történhet a talaj saját mikrobiológiai aktivitásának kihasználásával vagy megfelelő lebontó képességű mikroorganizmusok bevitelével és ott a számukra optimális körülmények biztosításával: • a kellő talajnedvesség-tartalmat, • a kiegyensúlyozott szubsztrátum- és tápanyagellátást és • megfelelő oxigén koncentrációt a talaj belsejében (aerob eljárás esetén), • továbbá a megfelelő pH-t és hőmérsékletet, • eleveniszapos rendszer esetében a mikroorganizmusok lebegését.

5. Aerob és anaerob biológiai ártalmatlanítás Elegendő oxigén jelenlétében aerob bioremediációról beszélünk, melynek lényege, hogy a biológiailag lebontható szennyező anyagokat az aerob mikroorganizmusok medencékben, előkészített ágyakban vagy in situ módon ártalmatlanítják. Anaerob körülmények között is van lehetőség bizonyos vegyületek (pl. halogénezett szerves szennyező anyagok) lebontására. A lebontást anaerob mikroorganizmusok végzik, ennek során főként metán, kevés szén-dioxid és hidrogén képződik. Az anaerob bioremediációnak számos korlátja van. • A szigorúan anerob mikroorganizmusok számára az oxigén mérgező. • Az oxigén kizárása a rendszerből terepi körülmények között nehéz, különösen ha közben a talajvíz mechanikus kiszivattyúzása folyik. • Gondot okozhatnak a lebomlás során keletkező gázok is (pl. kén-hidrogén, metán, ammónia)

6. A bioremediáció alkalmazhatósága és a felhasználható mikroorganizmusok Bár nem minden szerves szennyező anyag bontható le biológiai úton, a biológiai helyreállítási technológiát sikeresen alkalmazták már • kőolaj szénhidrogénekkel, • szerves oldószerekkel, • peszticidekkel, • fatartószerekkel és • egyéb szerves vegyületekkel A lebontási folyamatot végző mikroorganizmusok jellemzően baktériumok, de találtak már az eljárást elősegítő gombákat is. A legfontosabb olajlebontó baktériumcsoportok a talajban a következők: Corynebacterium, Pseudomonas, Achrimibacter, Arthrobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Nocardia és Bacillus. A gombák számottevő mértékben képesek bonyolult szerkezetű és hosszú láncú szénhidrogének lebontására.

7. Az in situ és az ex situ bioremediáció összehasonlítása A biológiai ártalmatlanítás módszerek között is megkülönböztetünk in situ és ex situ eljárásokat a kezelés helye szerint. Ha a tisztítást a szennyezett, de zavartalan helyszínen végzik, a szennyezett talaj kitermelése nélkül, akkor „in situ” módszerről beszélünk.

8. Az in situ biológiai módszerek előnyei: • lehetővé teszik a talaj kezelését kitermelés és elszállítás nélkül → csökken a környezeti és egészségügyi kár kockázata (munkavédelem!); • nincs külön kezelési terület és tárolótér igény; • a megtisztított talaj az eredeti helyen marad → mindez költségmegtakarítást jelent; • alacsony fajlagos költségűek lehetnek – ez eljárásfüggő; • messzemenően környezetkímélő (nincs hulladék a szennyező anyag mineralizálásakor); • a szanálási intézkedések a szennyező anyagot a saját terjedési nyomvonalán tudják követni; • a mélyen fekvő szennyezések a felső réteg használata közben is tisztítható, a kitermelés elmaradása miatt a felső, tiszta réteg megbolygatása kisebb mértékű; • ha a talajvíz is szennyeződött, akkor az ártalmatlanítási idő az in situ megoldással jóval rövidebb lehet, mint az eltávolítás és kiszivattyúzás után végzett kezelés esetében.

9. Az in situ biológiai módszerek hátrányai: • nagyobb a veszélye a kezelésből kimaradt szennyező anyagnak; • általában hosszabb időt vesz igénybe; • előfordulhat: alacsony bontási százalék; elhúzódó lebomlás; hiányos bontási spektrum (pl. bioszellőztetés) → nehezebben bontható, vagy toxikus komponensek (pl. PAH vegyületek) feldúsulása; • kis áteresztőképességű talajok esetében kevésbé vagy egyáltalán nem hatásos; • a túladagolt tápanyagoknak mellékhatása lehet (pl. felszíni vizek elszennyezése); • a mikrobiális anyagcseretermékeknek mellékhatása lehet (íz- és szagrontó anyagok); • közegészségügyi kockázat (pathogén vagy fakultatív pathogén mikrobák dúsulása); • heterogén talajmátrixban a folyamatok és a körülmények szabályozása nehezebb, mint pl. egy bioreaktorban; • célba juttatás nehézségei: mikroba → szennyeződés; O2 tápelemek → mikroba; • nem adható meg egy általános, egészséges kezelési terv, mert különbségek adódhatnak a talaj tulajdonságainak megfelelően; • a folyamatok nyomon követése és a hatékonyság igazolása bonyolultabb.

10. „Ex situ” módszerek A talaj kitermelésével együtt járó eljárások az „ex situ” módszerek. Ha a kitermelt talajt a helyszínen, vagy ahhoz közel ártalmatlanítják, akkor „on site” módszerről beszélünk. Ha a talajt elszállítják a kárhelyszínről és más helyen kezelik, akkor az „off site” módszer.

11. Az ex situ biológiai módszerek előnyei: • - lehetőség van a talaj homogenizálására és fellazítására → ezek a módszerek kevésbé függenek a helyi talajszerkezeti és hidrogeológiai körülményektől; • - viszonylag kis energiaigény a kezelés során (pl. a levegőztetés megoldható a talaj átforgatásával oxigén besajtolása helyett); • rövidebb kezelési idő. • Az ex situ biológiai módszerek hátrányai: • nagy a feldolgozási időigény (kitermelés, előkészítés, stb.) • viszonylag kis szennyező anyag koncentrációk mellett használhatóak (egyéb ex situ módszerekhez képest); • nagy kezelőterületet igényelnek; • nagy térfogat növekedéssel járhat a talaj adalékolása (ez a talaj szerkezete vagy a szennyeződés minősége miatt lehet szükséges).

12. Szennyezett talajok és vizek esetében nem a remediálás az egyetlen kockázatcsökkentési lehetőség. A beavatkozás sürgősségétől és a szennyezett terület nagyságától, ill. a költségektől függően más megoldások is szóba jöhetnek: • nem kezeljük, de kivonjuk a használatból, vagy módosítjuk a használatát; • izoláljuk, vagy kapszulázzuk, azaz teljesen elzárjuk a környezetétől; • kiemeljük a szennyezett talajt és megfelelő lerakóhelyre szállítjuk; • előkezeljük a szennyezett vizet, mielőtt a tisztítórendszerbe vezetnénk. Természetesen a teljes és végleges megoldást legtöbbször a remediálás jelenti. A talaj és szennyezett víz kezelése, kármentesítése, tisztítása, a szennyezőanyag és a terület függvényében is situ, vagy ex situ módon történhet.

13. A beavatkozás sürgősségét a terület érzékenysége és a szennyezőanyagok veszélyessége (toxicitás, mobilitás, vízoldhatóság, stb.) együttesen szabja meg. A fogalmak magyarázata: • toxicitás, mérgezőképesség, amely lefolyását tekintve lehet gyors (akut) és hosszan tartó (krónikus), hatást tekintve ölő hatású (letális) vagy csak betegítő (szubletális); • mobilitás, vagy mozgékonyság, szétterjedési képesség függ a szennyező anyag szerkezetétől és a közegben való viselkedésétől; • az oldhatóság alapján különbséget teszünk vízben oldódó és zsírban oldódód anyagok között. A beavatkozás sürgősségét – több remediálódó terület esetén a prioritások meghatározását – az alábbi sorrend határozza meg: • Vízbázisok veszélyeztetettsége. • Potenciális vízbázisok veszélyeztetettsége. • A szennyező anyagok gyors terjedése. • Felszíni befogadóhoz közel áll fenn a szennyezés.

14. Költségek: A következő táblázatban megtalálható a fitoremediáció és egyéb eljárások költségigényének összehasonlítása. A vizsgált fitoremediáció eljárás ebben az esetben a rizoszférikus bioremediáció füvek alkalmazásával. (Schnoor, 1997)

15. A biodegradáció sebességét meghatározó tényezők A mikroorganizmusok által végzett lebontási folyamat sebességét több tényező befolyásolja:

16. A szennyező anyag kémiai szerkezete az, ami meghatározza a lebontás sebességét. A különböző kőolaj frakciók közül a 10-es és 22-es szénatomszám közötti normál alkánok és aromás szénhidrogének a legkönnyebben bonthatók, az ennél rövidebb láncú vegyületek jóval toxikusabbak. A 22-es szénatomszám felett egyre lassul a lebontás, mivel ezen anyagok oldhatósága és biológiai hozzáférhetősége is egyre csökken. Az elágazó láncú alkánok lassabban bomlanak le, mint a normál alkánok. A cikloalkánok lebontási sebessége változó, de általában kicsi, gyakran több mikrobafaj szükséges a lebontásukhoz. A biodegradációnak leginkább ellenálló komponensek a magas szénatomszámú többgyűrűs aromás vegyületek és cikloparaffinok, valamint a kátrány, bitumen és szafaltén anyagok

17. Bioremediáció Fitoremediáció „növényzettel történő gyógyítás” zöld felületet biztosító, olcsó és környezetbarát Fitoextrakció talajból, üledékből Rizofiltráció (Fitofiltráció) vizes oldatból Fitosatabilizáció felvehetőség csökkentése Fitodegradáció Fitovolatilizáció (Nemzetközi együttműködés: EU COST Action 837 „Plant Biotechnology for the Removal of Organic Pollutants and Toxic Metals from Wastewaters and Contaminated Sites” program keretében

18. Fitoremediáció A talaj fitoremediációja néhány növényfaj azon különleges tulajdonságán alapszik, hogy a tápanyagokkal együtt felszív egyes talajszennyezőket, és anyagcseréjének megzavarása nélkül felhalmozza őket bizonyos szöveteiben, főként gyökereiben, szárában (törzsében) és kisebb mértékben leveleiben. A fitoremediációt talajtisztításra először 1982-ben javasolták, abból a megfigyelésből kiindulva, hogy egyes növények megélnek és fejlődnek a szennyezett talajon. Az első megfigyelés azonban kis növésű, lágyszárú fajokat érintett, melyekkel 20 évig is eltarthatna a kellő eredményű talajremediálás. Ezért erőteljes gyökérzetű és szárú, nagyobb termetű és gyors növésű fajokat kellett keresni, fejlődésüket pedig növény ökofiziológiai, talaj erőfokozó, mobilizáló stb. adalékokkal támogatni.

19. Fitoremediáció/2 • A fejlett technikai alkalmazásával a növények száraz anyagra számítva közel 2% tömegnyi szennyező anyagot képesek felhalmozni, üvegházi körülmények között akár 4%-ot is. • Ha a betakarított biomasszát elégetik, a hamu kb. 40% fémet tartalmaz, amit érdemes hasznosítani, de lerakóhelyre szállítva is 85-98%-al kevesebb a deponálandó tömeg, mint a kiemelt talajé. • Ezzel az eljárással ólom-, kadmium-, króm-, és radioaktív szennyezést lehet eltávolítani a talajból. • Az arzén, cink és réz kivonására alkalmas módszerek a fejlesztés szakaszában vannak. • Az eljárás sikerének feltétele a helyszín gondos elemzése, a szennyezők minősége és mennyisége, a szennyezés mélysége, a talaj összetétele, majd a növény ennek megfelelő kiválasztása. • Az ültetvényt szakszerű telepítés esetén távmonitorozás és számítógépes adatfeldolgozás alkalmazásával ellenőrzik a fejlődés, akkumulálás, víz- és tápanyagfelvétel és egyéb fontos paraméterek vonatkozásában. A fitoremediáció energiatakarékos, környezetkímélő, esztétikus és nem utolsó sorban olcsó megoldás. - Időtartama viszont a legkorszerűbb eljárással is legalább több év, tehát nem használható akkor, ha a talaj gyors regenerálására van szükség

20. A fitoremediáció fogalma A FITOREMEDIÁCÓ során a természetben előforduló vagy génsebészeti úton módosított növények segítségével tisztítjuk meg a talajt, az üledéket ill. a szennyvizet a szennyező és mérgező anyagoktól. A fitoremediáción belül újabb fogalmak, illetve eljárások alakultak ki az elmúlt időszakban, mint például a fitodegradáció, a fitostabilizáció, a fitofiltráció és a fitoextrakció. A FITODEGRADÁCIÓ során a növények egyes fajai, vagy a növények gyökerének rizoflóráját alkotó mikroorganizmusok képesek enzimatikus folyamatok során a veszélyes szerves szennyező anyagokat ártalmatlanít molekulákká (pl. vízzé, szén-dioxiddá) lebontani, illetve a szervetlen szennyező anyagokat ártalmatlanítani. • A cukorrépa pl. a nitroglicerin, • a nyárfa gyökérzete a triklór-etilén bontására képes. • A higany-rezisztens transzgénikus (genetikailag módosított) Arabidopsis thaliana növény a higanyt a talajból a légkörbe párologtatja el, csökkentve ezzel a talaj szennyezettségét.

21. A fitoremediáció fogalmai/2 A FITOSTABILIZÁCIÓ során nehézfém-toleráns növények segítségével lehet megakadályozni, hogy a szennyezett talajból a nehézfémek a talajvízbe vagy a levegőbe jussanak. Kedvező jelenség továbbá a fitotoxikus hatás csökkentése kémiai átalakulása (oxidáció ill. redukció, stb.) révén. Az eljárás során a nehézfémek talajban történő mozgását, vándorlását növénytakaróval gátoljuk meg. Egyes nehézfém-toleráns növények (pl. fűfélék) segítségével a talajba került nehézfémek mobilitása csökkenthető, ezáltal megakadályozható azok talajvízbe vagy felszíni vízbe való oldódása, illetve légkörbe jutása.

22. A fitoremediáció/3 A FITOFILTRÁCIÓ során a növények a víz alatti száruk megtelepedett élőbevonat ill. a gyökereik segítségével kötik meg és halmozzák fel, vagy csapják ki a szennyezett vizekből a szerves szennyezőket és a nehézfémeket. Ebben a biofiltrációs folyamatban a növény víz alatti szára is aktív működéssel jellemezhető, de a főszerepet a mikroorganizmusok (az algák, a gombák és a baktériumok) játszák. A vízi jácint (Eichhornia crassipes), a békalencse (Lemna minor) és a kolokán (Statiotes aloides) többféle vízben oldott fém eltávolítására képes. A FITOFILTRÁCIÓ egyik formája a RIZOFILTRÁIÓ, amikor csak a növény gyökerének vagy a rajta megtelepedett mikroorganizmusoknak van szerepe a remediálásban. A szarepta mustár (Brassica juncea) és a napraforgó (Helianthus anuus) gyökerével képes lényeges mértékben lecsökkenteni a szennyvizek és a talaj Cr6+, mangán, kadmium, nikkel és réz tartalmát.

23. Fitoextrakció során különleges, a fémek hiper-akkumulációjára képes növényeket alkalmazunk a nehézfémmel szennyezett talajok és szennyvizek megtisztítására. Ebben az esetben fém-akkumuláló növényekkel vonjuk ki a nehézfémeket a talajból és a szennyvízből. Lényeges, hogy a talajban ill. a szennyvízben levő nehézfém a növény könnyen betakarítható föld vagy víz feletti szerveiben, illetve gyökerébe helyeződjön át és dúsuljon fel. A FITOEXTRAKCIÓ alapötlet, hogy fémakkumuláló növényeket alkalmazni lehet a szennyezett talajok és szennyvizek tisztításra, már az 1960-as évek elején ismert volt, de az ilyen jellegű kutatások csak az elmúlt évtizedben kerültek ismét előtérbe és váltak intenzívvé.

24. Érdemes azonban az éveket visszapörgetni és rövid áttekintést adni a fontosabb kutatási eseményekről: • 1885-ben Baumann 1% (10000 µg/g) cinket mért a Viola calaminaria és a tarsóka (Thlaspi calaminare) növényekben Achenben (Németországban). • Prat fedezte fel 1934-ben egy rézbánya közelében, hogy a vörös mécsvirág (Melandrium rubrum) növények nagy mennyiségű réz felvételére és tolerálására képesek. • Az 1930-as években Beath és munkatársai az USA nyugati területén leírták, hogy a csűdfű (Astralagus) fajok nikkel hiperakkumulációjára képesek. • 1984-ben Gambi és Minguzzi felfedezte, hogy egy ternye faj, az Alyssum bertolonii nagy mennyiségű nikkel felvételére képes a toszkánai szerpentin talajból. • 1977-ben Brooks és mtsai közleményükben először használták a „hiperakkumuláció” fogalmat.

25. A fitoremediációs eljárások • A fitoremediációs eljárások előnye a fizikai-kémiai talajtisztítási eljárásokkal szemben, hogy nagy területen alkalmazhatók, • a talaj biológiai aktivitása nem károsodik és nem szűnik meg. • A talaj, vagy üledék fizikai szerkezete nem károsodik, termékenysége megmarad, • és az eljárás kevesebb másodlagos szennyeződést okoz. • A fitoremediáció várhatóan négyszer-hétszer olcsóbb lesz, mint a szennyezett talaj kitermelése és depóniákba való elhelyezése.

26. A legújabb kutatások arra irányulnak, hogy a hiperakkumulátor növények fémtoleranciáért felelős génjeit gyorsan növő, nagy biomasszát képező, mélyen gyökerező mezőgazdasági növényekbe ültessék át. • Jelenlegi genetikai ismereteink alapján a fentieket két évtizeden belül még nem lehet megvalósítani, de az elért eredmények és a kutatási irány már is feltétlenül ígéretes. • A kockázatcsökkentési lehetőségek közül a remediálás nem az egyetlen, de a legtöbb esetben a teljes és végleges megoldást ez jelentheti.

27. A fitoremediáció előnyei és korlátai

28. Nitráttal szennyezett talajvíz kezelési költsége (5 éves időszakra)

29. Technológiai alternatívák petrolkémimi hulladék (szennyezett talaj) ártalmatlanítására Fitoremediáció: rizodegradáció finom gyökérzetű füvekkel (Schnoor, 1997)

30. Fitoremediációs eljárások alkalmazása - esettanulmányok

31. SITE: Superfund Innovative Technology Evaluations (Az USA Superfund projektjében alkalmazott új remediálási technológiák értékelése)

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

33. 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. Hiperakkumuláció fogalma

34. A fém hiperakkumuláció koncentráció kritériumai és a hiperakkumulációra képes növények (Baker és mtsai, 1994, valamint Brooks, 1998 nyomán): A mérsékelt égövben a hiperakkumulátor növények elsősorban a keresztvirágúak (Brassicaceae), a trópusokon a kutyatejfélék (Euphorbiaceae) családjába tartoznak. Lágyszárú növényként, cserjeként és faként fordulnak elő. A felfedezett hiperakkumulátor növényfajok száma folyamatosan nő.

35. 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 tarsók (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. • Hasonlóképpen egy ternye (Alyssum) faj nikkelben, krómban gazdag szerpentin talajokon Dél-Európában 2% (20000 mg/kg) nikkel akkumulációjára képes. • A probléma viszont az, hogy ezek a növények nagyon lassan fejlődnek, sekélyen gyökereznek, kis biomasszát képeznek, leveleik a talaj közelében találhatók, így nehezen takaríthatók be. • Nehézfémekkel erősen szennyezett talajokon több évtizedig, illetve évszázadig kellene hiperakkumulátor vagy akkumulátor növényfajokat termeszteni ahhoz, hogy a talajt teljesen megtisztítsuk. A nehézfém tartalmú növényi biomasszát összegyűjtik és ellenőrzött körülmények között feldolgozzák.

37. A fitoextrakció során is alapkérdés, hogy • a termőtalajok milyen mértékben szennyezettek nehéz-fémekkel, • milyen nehézfémeket kell eltávolítani, és • a fémek milyen kötésformában találhatók a talajokban. A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten elszennyezett talajok tisztítása esetén lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj teljes megtisztítására, hanem az adott nehézfém 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. Hasonló jelenséget figyeltünk meg a krómmal mesterségesen elszennyezett talajon nevelt tesztnövényünk, a Brassicaceae családba tartozó komatsuna krómfelvétele esetén.

38. A FITOEXTRAKCIÓ során fontos, hogy a fémek akkumuláló növények növekedését gátló tényezőket kiküszöböljük: a talajt műtrágyázni, meszezni, öntözni, növényvédőszerekkel permetezni kell, mert csak így érhetünk el nagy hozamot. A foszfátműtrágyák például oldhatatlan vegyületekké alakítják az ólmot, a meszezés a legtöbb nehézfém növénybeli felvételét csökkenti, az öntözéssel a nehézfémek a talajvízbe mosódhatnak. A FITOEXTRAKCIÓ hatékony kivitelezésében tulajdonképpen a hiperakkumuláció fontosabb szerepet fog játszani, mint a nagy hozam illetve biomassz. Cinkkel szennyezett talaj esetén például egy átlagos egynyári takarmánynövény hajtásának maximális hozama 25 t/ha. Egy nem hiperakkumulátor és nem fémtoleráns növény a hajtásában mindössze 500 mg/kg cinket képes felhalmozni, a fenti hozammal számolva tehát 12,5 kg/ha/év cink eltávolítására képes a talajból. Ezzel szemben egy hiperakkumulátor növény alacsony hozama (5 t/ha) ellenére 20000 mg/kg cinkfelvétel esetén már 100 t/ha/év cinket képes eltávolítani. Ez már lehetővé teszi a talaj hatékony és viszonylag gyors megtisztítását. A hiperakkumulátor növények alkalmazása mellett szól az a tény is, hogy a felvett nehézfémek kisebb növényi biomasszában koncentrálódnak, mely könnyebben kezelhető.

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

47. Összefoglalás • A tórendszer egységeire florisztikai szempontból a viszonylagos fajgazdaság a jellemző (42 faj). • Tömeges fajnak a nád, a zsióka, gyékény és az őszirózsa tekinthető, valamint a gyomnövények érdemelnek említést. • A tóegységek zöld növényi borítása eltérő, 85 és 100% között változik, de kedvezőnek ítélhető a zöld borítottság növekedésének trendje. • A króm analízis eredményei alapján a természetes növénytakarót alkotó növények közül – a jelenlegi természetes extenzív folyamatos fitoextrakció esetében – egyik sem minősül hiperakkumulátor fajnak. • Az előzőek ellenére mégis célszerű és szükséges volt, az analizált növények ún. „akkumulációs tulajdonság” szerinti kategorizálása. • A helyes minősítés a bőripari szennyvíz iszap-üledékre, egy új kategória: a túl magas (szakirodalomban közöltek meghaladó) krómtartalmú üledék besorolás. • Kijelenthető, hogy a növények meghatározó szerepet játszanak a toxikus, mobilis könnyen felvehető króm(VI) ionok abszorpciójában és azok enzimatikus króm(III) redukciójában. • A zöld felület és a növények króm(VI) ártalmatlanítása jelentősebb folyamatnak értékelhető a jelenlegi extenzív fitoextrakciós eljárás lehetősaégével. • Irodalmi ismereteink alapján, azonban lehetőség van a folyamatok intenzifikálására az indukált fitoextrakciós megoldások alkalmazásával.

48. Fitoremediáció Fitostabilizáció Fitoextrakció szennyezett terület (veszélyes hulladék – nehéz fém) - irányított szukcesszió - környezetterhelés csökkentés - biomassza – energia termelés (földgáz megtakarítás, hőhasznosítás) HAJDUKOMM - salak (öntvény anyag – METÁL ART öntözés ↓ nehézfém(talaj) → növény → → salak ↓ ↓ öntvény anyag égetés energia

49. Fitoremediációs eljárástípusok

50. Fitoremediációs eljárástípusok felosztása a szennyező típusa szerint