FitoextrakcióFitoextrakciótechnológiára vonatkozó információtechnológiára vonatkozó információ

1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható1.Környezeti elem/fázis, amelyre alkalmazható::Telítetlen Telítetlen (teljes) talaj (teljes) talaj

2.Remediációs technológia típusa2.Remediációs technológia típusa::KombináltKombinált

3.Remediáció technológia alapja3.Remediáció technológia alapja::kémiai; biológiaikémiai; biológiai 4.Technológia általános ismertetése4.Technológia általános ismertetése::Kelátképzők (EDTA) Kelátképzők (EDTA) talajba juttatásával növelik a fémek mobilitását és ezáltal a növényi talajba juttatásával növelik a fémek mobilitását és ezáltal a növényi felvehetőségüket. Hiperakkumuláló növényfajok (napraforgó és repce) felvehetőségüket. Hiperakkumuláló növényfajok (napraforgó és repce) tábláira kilocsolják az EDTA vizes oldatát, majd a növényeket begyűjtik. A tábláira kilocsolják az EDTA vizes oldatát, majd a növényeket begyűjtik. A kezelést a kifejlett növényeken végzik, majd 2-3 nap után a növényeket kezelést a kifejlett növényeken végzik, majd 2-3 nap után a növényeket eltávolítják a talajból. A kihelyezett kelát öt nap alatt lebomlik. eltávolítják a talajból. A kihelyezett kelát öt nap alatt lebomlik.

5.Újdonság bemutatása5.Újdonság bemutatása::Újdonság a kelátképzővel (EDTA-val) Újdonság a kelátképzővel (EDTA-val) intenzívebbé tett fitoextrakció fémekkel szennyezett talaj és üledék esetén. intenzívebbé tett fitoextrakció fémekkel szennyezett talaj és üledék esetén. A módszer in situ es ex situ is alkalmazható talaj ill. földszerű anyag A módszer in situ es ex situ is alkalmazható talaj ill. földszerű anyag tisztítására. tisztítására.

Technológia besorolásaTechnológia besorolása1.Remedációs technológia csoportja - Remediációs technológia 1.Remedációs technológia csoportja - Remediációs technológia konkrét fajtájakonkrét fajtája::minden csoport - rizofiltráción alapuló csurgalékkezelés minden csoport - rizofiltráción alapuló csurgalékkezelés

22.Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából.Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából: : Mobilizáció; ImmobilizációMobilizáció; Immobilizáció

33.Remediációs technológia a kivitelezés szerint.Remediációs technológia a kivitelezés szerint:: ininsitusitu

FitoextrakcióFitoextrakció

A fitoextrakció során A fitoextrakció során különleges, a fémek különleges, a fémek hiperakkumulációjára képes hiperakkumulációjára képes növényeket alkalmaznak a növényeket alkalmaznak a nehézfémmel szennyezett nehézfémmel szennyezett talaj megtisztítására. talaj megtisztítására.

Speciális fém-akkumuláló Speciális fém-akkumuláló növényekkel vonják ki a növényekkel vonják ki a nehézfémeket a talajból, nehézfémeket a talajból, melyek a növények melyek a növények könnyen betakarítható föld könnyen betakarítható föld feletti szerveibe feletti szerveibe (hajtásaiba), illetve (hajtásaiba), illetve gyökerébe helyeződnek át.gyökerébe helyeződnek át.

Hiperakkumuláció fogalmaHiperakkumuláció fogalma

Hiperakkumulációról akkor Hiperakkumulációról akkor beszélhetünk, ha a növény adott beszélhetünk, ha a növény adott szervében a fémkoncentráció szervében a fémkoncentráció meghaladja az meghaladja az 1000 mg/kg szárazanyag 1000 mg/kg szárazanyag értékét, a növény tehát jóval értékét, a növény tehát jóval nagyobb mennyiségben veszi fel nagyobb mennyiségben veszi fel az adott elemet, mint az annak az adott elemet, mint az annak talajbéli koncentrációjából talajbéli koncentrációjából következne. következne.

A hiperakkumuláció koncentráció A hiperakkumuláció koncentráció kritériuma nehézfémenként kritériuma nehézfémenként változik, a fémakkumuláció változik, a fémakkumuláció pedig fajspecikus.pedig fajspecikus.

Nehézfémtűrő Nehézfémtűrő árvácskafajárvácskafajViola calaminariaViola calaminaria

HavasaljiHavasalji tarsókaarsókaThlaspi caerulescensThlaspi caerulescens

LúdfűArabidopsis halleriArabidopsis halleri

OlajrepceBrassica napusBrassica napus

ZnZn

RetekRaphanus sativusRaphanus sativusZnZn

10 000 mg/kg Zn10 000 mg/kg Zn30 000 mg/kg Zn 30 000 mg/kg Zn 1 000 mg/kg Cd 1 000 mg/kg Cd 8 000 mg/kg Pb8 000 mg/kg Pb

30 000 mg/kg Zn30 000 mg/kg Zn

Hiperakkumulátor növények

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

A nehézfém tartalmú növényi biomasszát A nehézfém tartalmú növényi biomasszát összegyűjtik és ellenőrzött körülmények összegyűjtik és ellenőrzött körülmények

között feldolgozzákközött feldolgozzák

A fitoextrakció során is alapkérdés, A fitoextrakció során is alapkérdés, hogyhogy

a termőtalajok milyen mértékben szennyezettek fémekkel,a termőtalajok milyen mértékben szennyezettek fémekkel,milyen fémeket kell eltávolítani, ésmilyen fémeket kell eltávolítani, ésa fémek milyen kötésformában találhatóak a talajban.a fémek milyen kötésformában találhatóak a talajban.

A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten elszennyezett talajok A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten elszennyezett talajok tisztítása esetén lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj tisztítása esetén lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj teljes megtisztítására, hanem az adott toxikus fém koncentrációját teljes megtisztítására, hanem az adott toxikus fém koncentrációját csak a mezőgazdasági talajokra érvényes határérték eléréséig csak a mezőgazdasági talajokra érvényes határérték eléréséig kívánjuk csökkenteni.kívánjuk csökkenteni.A növények fémakkumulációja a talajba juttatott kelátképző A növények fémakkumulációja a talajba juttatott kelátképző szerekkel elősegíthető és fokozható.szerekkel elősegíthető és fokozható.Ezek a szerek a nehézfémek kötésformáit megváltoztatják és Ezek a szerek a nehézfémek kötésformáit megváltoztatják és azokat könnyebben felvehetővé alakítják.azokat könnyebben felvehetővé alakítják.A legújabb kutatások eredményei alapján pl. az EDTA igen jelentős A legújabb kutatások eredményei alapján pl. az EDTA igen jelentős mértékben megnövelte a szennyezett talajon termesztett kukorica mértékben megnövelte a szennyezett talajon termesztett kukorica és borsó ólomfelvételét.és borsó ólomfelvételét.

A legkomolyabb megoldandó probléma, hogy a A legkomolyabb megoldandó probléma, hogy a FITOEXTRAKCIÓ során nagy tömegű, toxikus fémekkel FITOEXTRAKCIÓ során nagy tömegű, toxikus fémekkel enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely takarmányként nem hasznosítható.takarmányként nem hasznosítható.

A toxikus fémeket tartalmazó biomassza tömegét A toxikus fémeket tartalmazó biomassza tömegét komposztálással, elégetéssel lehetne csökkenteni. komposztálással, elégetéssel lehetne csökkenteni.

Égetés után a hamuban 10-20%-ban jelenlévő fémeket Égetés után a hamuban 10-20%-ban jelenlévő fémeket kohósítás után már gazdaságosan ki lehet nyerni. kohósítás után már gazdaságosan ki lehet nyerni.

Termesztett növényeink között is találunk toxikus fém Termesztett növényeink között is találunk toxikus fém akkumuláló növényfajokat (hiperakkumulációról itt nem akkumuláló növényfajokat (hiperakkumulációról itt nem beszélhetünk), melyek főként a keresztesvirágúak beszélhetünk), melyek főként a keresztesvirágúak (káposztafélék) és a fészekvirágúak közé tartoznak.(káposztafélék) és a fészekvirágúak közé tartoznak.

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

SWOT (értékelés osztályzattal)SWOT (értékelés osztályzattal)  Erősségek/gyengeségekErősségek/gyengeségek1.Költség1.Költség::4-kicsi4-kicsi2.Időigény2.Időigény::3-közepes3-közepes3.Helyigény3.Helyigény::2-nagy2-nagy4.Munkaigény4.Munkaigény::4-kicsi4-kicsi5.Felszerelés, műszerigény5.Felszerelés, műszerigény::4-kicsi4-kicsi6.Szakember-igény6.Szakember-igény::4-kicsi4-kicsi7.Környezeti és munkahelyi kockázatok7.Környezeti és munkahelyi kockázatok::5-nagyon kicsi5-nagyon kicsi8.Célérték teljesítésének képessége8.Célérték teljesítésének képessége::3-közepes3-közepes9.Környezethatékonyság9.Környezethatékonyság::3-közepes3-közepes10.Költséghatékonyság10.Költséghatékonyság::4-jó4-jó11.Hasznosítható melléktermék keletkezése11.Hasznosítható melléktermék keletkezése::nemnem12.Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése12.Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése::igenigen13.Automatizálhatóság/távvezérelhetőség13.Automatizálhatóság/távvezérelhetőség::nemnem14.Alkalmazhatóság14.Alkalmazhatóság::4-jó4-jó15.Elérhetőség15.Elérhetőség::4-jó4-jó16.Ismertség16.Ismertség::3-közepes3-közepes

SWOT (szöveges értékelés)SWOT (szöveges értékelés)

1.Erősségek1.Erősségek::Kis költség a többi remediációs technológiához képest, a Kis költség a többi remediációs technológiához képest, a fitoremediációhoz képest valamivel nagyobb költség, ami a fitoremediációhoz képest valamivel nagyobb költség, ami a hatékonyságnövekedés miatt megtérül. Az adalék a természetben gyorsan hatékonyságnövekedés miatt megtérül. Az adalék a természetben gyorsan lebomlik. lebomlik.

2.Gyengeségek2.Gyengeségek::Hosszabb kezelési idő a többi technológiához képest (az Hosszabb kezelési idő a többi technológiához képest (az adalék nélküli fitoremediációhoz képest rövidebb kezelési idő), a keletkező adalék nélküli fitoremediációhoz képest rövidebb kezelési idő), a keletkező növényi anyagok további kezelést igényelnek. növényi anyagok további kezelést igényelnek.

  33.Veszélyek.Veszélyek::A növényi anyagokon keresztül a toxikus fémek A növényi anyagokon keresztül a toxikus fémek táplálékláncba kerülése nem reális veszély, mert a kelátkezeléssel táplálékláncba kerülése nem reális veszély, mert a kelátkezeléssel együttesen termesztett növényeket nem emberi fogyasztásra, hanem együttesen termesztett növényeket nem emberi fogyasztásra, hanem energia növényként hasznosítanánk. Környezeti veszélyt jelent a nem energia növényként hasznosítanánk. Környezeti veszélyt jelent a nem gondosan megválasztott kelát mennyiség, a talajt kelátos oldattal túlöntözve gondosan megválasztott kelát mennyiség, a talajt kelátos oldattal túlöntözve fennáll a veszéálye az oldatba vitt szennyezők talajvízbe mosása, ill. az fennáll a veszéálye az oldatba vitt szennyezők talajvízbe mosása, ill. az alsóbb talajrétegek elszennyezésének. A megfelelő kelátos öntözővíz alsóbb talajrétegek elszennyezésének. A megfelelő kelátos öntözővíz mennyiséget kiszámítva ez nem fordul elő. mennyiséget kiszámítva ez nem fordul elő.

A fitoextrakció alkalmazása, hatásainak értékelése

Az alkalmazók többsége a fitoextrahálást hatékony és költségkímélő talajtisztításnak tartja. Felvetődött – de cáfolatra is talált – a talajt kezelő vegyi 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.

Hivatkozás:Hivatkozás:www.omikk.bme.huwww.omikk.bme.huDr. Lakatos GyulaDr. Lakatos Gyula tanszékvezető tanszékvezető egyetemi docens a egyetemi docens a DDebreceni ebreceni egyetemen és az ő áltaegyetemen és az ő általa készített la készített tanulmány a fitoremediációróltanulmány a fitoremediációrólWikipediaWikipediawww.mokkka.huwww.mokkka.hu adatbázis adatbázis