UNIVEZITET U BIHAĆU

BIOTEHNIČKI FAKULTET

ZAŠTITA OKOLIŠA

FITOREMEDIJACIJA ZEMLJIŠTA

Student: Predmetni asistent :

Mersa Mujetić mr.sc. Fatima Muhamedagić

Bihać, 2011.godine

1.UVOD

Koncept Održivog razvoja predstavlja društveni razvoj ljudskog roda u saglasnosti sa

ekonomskim razvojem i zaštitom životne sredine.

Na Svjetskom Samitu u Riju 1992. godine donesen je globalni plan akcija za održivi

razvoj – Agenda 21.

Napravljene su preporuke u okviru Strategija održivog razvoja za razvijene zemlje i

zemlje u razvoju u različitim oblastima, kao što su: čist zrak i voda, snabdijevanje vodom,

energija, korištenje zemljišta, domaćinstva, upravljanje otpadom, transport i zdravstvena

zaštita ljudi.

Na globalnom i lokalnom nivou potrebne su tehnologije za smanjenje emisije gasova sa

efektom staklene bašte i za revitalizaciju čovjekove okoline. Za smanjenje oštećenja

čovjekove okoline traži se alternativa za fosilna goriva. Ide se u pravcu upotrebe obnovljivih

izvora energije (vjetar ili solarna energija) i uvođenje reciklaže u svim procesima, jer je to put

u pravcu održivosti.

2

2.ODRŽIVI RAZVOJ I FITOREMEDIJACIJA

Fitoremedijacija, tehnologija koja se sve više razvija, poznata je pod raznolikim nazivima

kao što su Wastewater Gardens – Vrtovi otpadnih voda ili Living Machines – Žive mašine. U

industrijskoj ekologiji je široko rasprostranjen naziv fitoremedijacija ili bioremedijacija

(fito gr. – biljka, biljni; bio gr. – život; remedium lat. – lek, sredstvo, prim. prev.). Ali osnovni

principi su slični: sistem koji je projektovan da olakša prirodni proces čišćenja otpadnih voda,

obnove jezera, potoka ili močvara, obrade kanalizacionih voda ili, što je diskutabilnije, mjesta

sa toksičnim otpadom.

Fitoremedijacija je nova tehnologija koja se bazira na korištenju viših biljaka u procesima

čišćenja zagađene okoline. Fundamentalna i primijenjena istraživanja su nedvosmisleno

pokazala da odabrane vrste biljaka imaju sposobnost da uklone, degradiraju, metabolišu ili

mobilišu širok spektar kontaminenata. Fitoremedijacija, kao i Održivi razvoj, bazira se na

implementaciji tri osnovne komponente:

zaštiti čovjekove okoline

ekonomskom razvoju

socijalnoj jednakosti.

Korištenje močvarnog zemljišta za obradu otpadnih voda nije nova ideja. Stari Kinezi i

Egipćani su ih npr. koristili, ali zamisao da se močvara namjenski napravi prvi put je

pokušana da se sprovede 1904. godine u Australiji. Tehnologija se razvila u toku 70-ih i 80-ih

godina prošlog vijeka kao dio rastuće ekološke industrije i ekološkog inženjeringa. Cilj ovih

oblasti jeste optimizacija prirodnih procesa kako bi se industrijske funkcije obavljale uz

manju cijenu i za ekonomiju i za životno okruženje.

3

Sistem se oslanja na upotrebu specijalno izabranih autohtonih vrsta biljaka i nepatogenih

mikroba namjenjenih određenom sistemu. Sa raznolikošću oblasti i primjena, stručnjaci

unapređuju svoje sisteme naročito u ekoregionima koji već imaju druge uspješne projekte koji

su poslužili kao model. Sistemi su bili korišteni u SAD-u, Meksiku, Indoneziji, Australiji,

Filipinima i na drugim mjestima.

Slika br.1 Autohtone biljke

Generalno, ova mijesta koriste se za benignije tipove otpadnih i kanalizacionih voda, ali se

također koriste i kako bi se očistila naftna polja, napušteni rudnici, mjesta za testiranje oružja,

mjesta izlijevanja đubriva i druga mjesta zagađena toksinima. Potencijal njihovog korištenja

za remedijaciju opasnih zona privukla je pažnju istraživača pošto su suncokreti koji su

hidroponično gajeni na plutajućim splavovima stiropora korišteni da usisavaju radioaktivan

otpad u Černobilu (hidroponia je sistem metoda uzgoja biljaka bez zemljišta)

4

Posebno birane biljke djeluju kao pumpe koje izvlače i skupljaju zagađivače iz zemljišta i

pospješuju razvoj bakterija koje razgrađuju kemikalije. Te biljke zatim mogu da se uklone.

Smatra se da je ovo jeftinija alternativa uklanjanju ili prebacivanju zemljišta ili otpadnih

materijala. Sa druge strane, postoji briga da bi životinje i insekti koji se hrane ovim biljkama

mogle ponovo da uvedu ove otrove u lanac ishrane. To bi također moglo da obeshrabri

korporacije po pitanju čistijih industrijskih procesa, prije svega jer bi one mogle da koriste

ovaj proces kao opravdanje za stvaranje toksičnih zagađenja.

Slika br. 2 Biljke kao „pumpe“ koje izvlače i sakupljaju zagađivače iz zemljišta

Ovi sistemi bi mogli imati najveće mogućnosti u svijetu koji se razvija, gdje komunalne

službe ne mogu da održe korak sa rastućom seoskom i, prije svega, gradskom populacijom.

Topli klimatski krajevi su idealni jer vegetacija lako raste tokom cijele godine. Njihov

potencijal, kao što je slučaj sa alternativnom energijom, mogao bi da predstavlja pomak

naprijed ka decentralizaciji i diversifikaciji komunalnih usluga, sa sistemima koji bi se

primjenjivali u stambenim zgradama, školama, hotelima, ili malim fabrikama, što bi otklonilo

zavisnost i smanjilo pritisak na udaljeno, centralizovano i skupo postrojenje za obradu.

5

Kao i konvencionalna obrada otpadnih voda, ovi sistemi generalno rade na nekoliko

nivoa. Fekalne vode najprije ulaze u primarni zapečaćeni rezervoar, gdje bakterije u dobrom

sistemu smanjuju otpad na 65 – 95%. Onda prelaze u močvarnu ćeliju ili slojeviti vrt,

prekrivač od šljunka sa posebno biranom vegetacijom na vrhu. Dodatni treći vrt ponekad je

projektovan da primi otpadne vode koje zatim mogu da se koriste za irigaciju ili za ispiranje

toaleta. Dobro projektovani sistemi ispunjavaju američke (EPA) i evropske zdravstvene

standarde.

Slika br. 3 Pročišćavanje vode

Troškovi su procijenjeni na 5 do 10% od obične cijene održavanja i troškova i mogu biti

projektovani tako da zavise od težine, na taj način smanjujući ili eliminišući potrebu za

energijom. Mogu da smanje količinu fekalne koliformne bakterije za 99% bez upotrebe bilo

kakvih kemikalija, kao što je štetni i skupi hlor. 

6

2.1. OPIS PROBLEMA

Ljudskim aktivnostima vezanim za industrijske aktivnosti , za proizvodnju energije, za

vađenje i distribuciju ruda, saobraćaj i dr. nastaju zagađujuće materije.

Nastale zagađujuće materije dospijevaju u zrak, vode i zemljište. Zagađujuće materije iz

zraka, gasovite ili u obliku aerosola ( aerosoli su smjesa tvrdih i lebdećih čestica, koja nastaje

tokom disperzijskih procesa, kada se veće čestice rastavljaju na manje ) uglavnom vremenom

dospijevaju u zemljište, a zatim u podzemne i površinske vode.

. Glavni problemi su nepovratni gubitak zemljišta zbog rasipanja i erozije, kontinuirane

kontaminacije iz različitih izvora, acidifikacija ( povećanje kiselosti ) , salinizacija

( povećanje saliniteta površinskih i podzemnih voda ) , stvrdnjavanje i opustinjenje.

Zagađujuće materije u odnosu na zdravlje ljudi i životinja mogu biti toksične, kancerogene,

teratogene, alergogene, mutagene, bio-akumulativne. U vremenu, u zavisnosti od supstrata u

kojem su se našle, zagađujuće materije se degradiraju, različitom brzinom.

U zagađujuće materije zemljišta spadaju : teški metali , pesticidi , PCB, PAH ovi ,

radionuklidi, kisele kiše, otpadne vode, čestice prašine, uglja, ruda, patogeni organizmi i dr.

Pod dejstvom zagađujućih materija, degradirano zemljište se samoprečišćava , sve dok tu

mogućnost ne izgubi.

Ukoliko se degradaciji zemljišta ne bi posvetila odgovarajuća pažnja , posebno kad je riječ

o kontaminaciji teškim metalima, pesticidima, radionuklidima i drugim opasnim materijama

iz različitih izvora, moglo bi da dođe do pojave tzv. „ kemijske vremenske bombe", koja se

može usporediti sa metastazom raka u ljudskom organizmu.( P. Sekulić,Kastori R. , 2003. )

7

Teški metali, kao što su, kadmijum, živa, nikl, olovo, uranijum, bakar, gvožđe, mangan,

kobalt, cink i dr. su toksične supstance , koje se uključuju u lanac ishrane predstavljaju veliki

rizik za biodiverziteta na dugoročnom nivou. Rizik može imati različite oblike: pogoršavanje

zdravlja ljudi, životinja ili biljaka, oštećenje objekata ili strukture na zemljištu, kontaminacija

podzemnih ili površinskih voda koje su u kontaktu sa zemljištem. Dejstvo toksičnih metala

zavisi od oblika u kome se kontaminant nalazi što dalje utiče na njegovo ponašanje u

zemljištu. Mobilnost kontaminanata zavisi od pH zemljišta i vrste istih.

Odgovor naučnika na probleme vezane za zagađenja zemljišta i otpadnih voda, su

pokušaji , kao i nastala rešenja, za mogućnosti prečišćavanja.

Tako su prirodni procesi vezani za sposobnosti određenih biljaka, iskorišteni u svrhu

remedijacija , čišćenja zemljišta i otpadnih voda.

Procesi u biljkama, uslovljeni prisustvom zagađujućih materija u posmatranoj sredini,

ukazuju na veliki potencijal čišćenja preko biljaka. Takve biljke su nazvane fitoremedijatori.

Pomoću biljaka fitoremedijatora, koje imaju sposobnost da akumuliraju metale i radionuklide

u nadzemni dio izdanka, se ostvaruje mogućnost dekontaminacije zemljišta i tehnogenih

supstrata .Poslije korištenja zelenih biljaka za čišćenje terena, dekontaminirano zemljište

može biti korišteno za poljoprivredu.

8

2.2.MATERIJALI I METODE

Fitoremedijacija je metod u kome koristimo zelene biljke za čišćenje terena zagađenih

opasnim otpadom. Fitoremedijaciju smo primjenili ex situ i in situ , kontinuirano i

indukovano, za čišćenje kontaminiranih terena od toksičnih metala.

Istraživanje se sastoji od više manjih istraživanja

1. identifikacija terena

2. hemijske analize zemljišta prije upotrebe fitoremedijacije

3. sađenje biljaka fitoakumulatora

4. primjena agrikulturnih i tehničkih mjera za rast i razvoj biljaka

5. sakupljanje i sušenje biljaka

6. analiza zemljišta posle završene fitoremedijacije

7. hemijske analize zelenih ostataka biljaka

8. određivanje koeficijenta koncentracije CF biljaka

9

2.3.REZULTATI ISTRAŽIVANJA

Fitoakumulacija olova iz zemljišta - indukovana fitoekstrakcija podrazumijeva tok

fitoremedijacije sa indukcijom ( dodavanjem helatnih agenasa ).

U toku 2000 -2001 godine u Srbiji, sprovedeno je istraživanje indukovane ili vođene

fitoremedijacije ex situ na zemljištu sa kontaminiranog terena, primjenom biljne vrste

Brassica juncee.

Usvajanje olova iz zemljišta od strane biljne vrste Brassica juncee, izraženo (mg/kg) suhe

materije. Rezultat, su dati kao prikaz sadržaja olova u dijelovima ispitivane biljke Brassica

juncee, nakon fitoremedijacije,ukupno 9342,62 mg/kg.

list stablo korijen ukupno0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Graf br.1: Raspored usvojenog olova u biljnoj vrsti

10

Najviše olova Brassica juncee je akumulirala i translicirala u zelene listove, stablo i u

koren. Sadržaj olova u zemljištu nakon primjene u jednoj žetvenoj sezoni indukovanom

fitoremedijacijom je snižen, u odnosu na sadržaj prie primjene fitoremedijacije. Sadržaj

olova, u zemljištu je snižen više od devet puta, u odnosu na sadržaj prije primjene

indukovane fitoremedijacije.

sadržaj prije sadržaj poslije0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Graf br.2 : Sadržaj olova u zemljištu prije i poslije fitoremedijacije

Dobiveni rezultati predstavljaju vrlo dobro odrađenu fitoremedijaciju. Dobivena je potvrdada su visoke koncentracije akumuliranog olova u biljci postignute prisustvom limunskekiseline i EDTA.Indukovana fitoremedijacija, predstavlja prijedlog za primjenu , kada god uslovi za todozvoljavaju.

11

3. ZAKLJUČAK

Prema zahtjevima biljke fitoremedijatori, se mogu upotrijebiti u različitim

supstratima u životnoj sredini : za čišćenje vazduha, površinskih voda, otpadnih voda,

zemljišta, tehnogenih supstrata.Za čišćenje kontaminiranog zemljišta i tehnogenih

supstrata upotrijebljena je biljna vrsta (Brassica juncea). Istraživanja su sprovedena i sa

drugim biljkama fitoremedijatorima (Brassica napus, Helianthus annus, Clamagrostis

epigeios, Tussilago farfara, Sysimbrium orientale) na kontaminiranim terenima.

Na osnovu dobijenih rezultata istraživanja, primjena fitoremedijacije na terenima, nova

biotehnologija se može preporučiti za dalju primjenu u praksi.

Istraživanjem se došlo do saznanja (Brassica juncea) posejduje sposobnosti prirodne

adaptacije.

Riješenje kroz primjenu fitoremedijacije, se nameće kao alternativa skupim i agresivnim

poznatim procesima čišćenja supstrata životne sredine. Prednost fitoremedijacije u

odnosu na druge poznate tehnologije za uklanjanje toksičnih metala iz

zemljišta je ekonomski isplativije ima nižu cijenu koštanja. Ova tehnologija ne

dovodi do degradacije ekosistema kao što je slučaj sa primjenom ostalih tehnologija

za prečišćavanje.

12

4. SADRŽAJ

1.UVOD………………………………………………………………………………………..2

2.ODRŽIVI RAZVOJ I FITOREMEDIJACIJA…………………………………………..3

2.1.OPIS PROBLEMA…………………………………………………………………….7

2.2.MATERIJALI I METODE…………………………………………………………...9

2.3.REZULTATI ISTRAŽIVANJA……………………………………………………..10

3.ZAKLJUČAK……………………………………………………………………………...12

4.SADRŽAJ………………………………………………………………………………….13

13