„Növények/Hiperakkumulátor növények” változatai közötti eltérés

nincs szerkesztési összefoglaló
A növények számára a fémek felhalmozásának evolúciós előnye valószínűleg a növényevők elleni védekezésben rejlik.
 
Hiperakkumulációról akkor beszélhetünk, ha a növény adott szervében a fémkoncentráció meghaladja az 1000 mg/kg növényi szárazanyag tömegre számított értékét, a növény tehát jóval nagyobb mennyiségben veszi fel az adott elemet, mint az annak talajbéli koncentrációjából következne <ref>(Reeves, 1992)</ref>. A hiperakkumuláció kritériuma nehézfémenként változik, a fémakkumuláció pedig fajspecifikus, mint azt a következő táblázat szemlélteti:
 
{|| align="center" border=2
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. Toxikus fémekkel erősen szennyezett talajokon több évtizedig, illetve évszázadig kellene hiperakkumulátor vagy akkumulátor növényfajokat termeszteni ahhoz, hogy a talajt teljesen megtisztítsuk <ref>(Gruiz et al., 1998., Gruiz 1999.)</ref>
 
A fitoextrakció elsősorban a mérsékelten (pl. rendszeres szennyvíziszap-kijuttatással) elszennyezett talajok kockázatának csökkentése céljából lehet eredményes, amikor nem törekszünk a talaj teljes megtisztítására, hanem az adott nehézfém koncentrációját csak a mezőgazdasági talajokra vagy más területhasználatokra (pl. ipari) kiszámított célérték eléréséig kívánjuk csökkenteni.
 
A növények fémakkumulációja a talajba juttatott kelátképző szerekkel elősegíthető és fokozható. Ezek a szerek a nehézfémek kötésformáit megváltoztatják és azokat mozgékonyabbá és könnyebben felvehetővé alakítják. A legújabb kutatások eredményei alapján pl. az EDTA igen jelentős mértékben megnövelte a szennyezett talajon termesztett kukorica és borsó ólomfelvételét, és elősegítette az ólomnak a gyökerekből a hajtásba történő szállítását.
 
Hasonló jelenséget figyeltünk meg a krómmal mesterségesen elszennyezett talajon nevelt tesztnövényünk, a Brassicaceae (káposztafélék vagy keresztesvirágúak) családba tartozó, a sötétség által aktivált protein kináz a Komatsuna (Brassica campestris) levelek nitrát reduktázt foszforilálja. krómfelvétele esetén <ref>(Simon et al., 1998)</ref>. A növény által akkumulált króm koncentrációja több nagyságrenddel megnőtt abban az esetben, ha a krómot szerves kelát (króm-pikolinát) formájában juttattuk a talajba.
 
A fitoextrakció során ki kell küszöbölni a fémakkumuláló növények növekedését gátló tényezőket: a talajt műtrágyázni, meszezni, öntözni, növényvédő-szerekkel kezelni kell, mert csak így érhetünk el nagy hozamot. Ez azonban további problémákat okozhat. A foszfátműtrágyák például oldhatatlan vegyületekké alakítják az ólmot, a meszezés a legtöbb nehézfém növénybéli felvételét csökkenti, az öntözéssel a toxikus fémek a talajvízbe mosódhatnak. A fitoextrakció hatékony kivitelezésében fontos szerepű a hiperakkumuláció a nagy hozam illetve a biomassza mellett.
 
Cinkkel szennyezett talajban például egy átlagos egynyári takarmánynövény hajtásának maximális hozama 25 t/ha. Egy nem hiperakkumulátor és nem fém-toleráns 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 kis 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 <ref>(Simon, 1999)</ref>.
 
A legkomolyabb megoldandó probléma ugyanis az, hogy a fitoextrakció során nagy tömegű, fémekkel enyhén szennyezett biomassza keletkezik, mely takarmányként nem hasznosítható. A fémeket tartalmazó biomassza tömegét égetéssel lehet 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 fémakkumuláló növényfajokat (hiperakkumulációról itt nem beszélhetünk), melyek főként a keresztesvirágúak (káposztafélék) és a fészkes virágúak közé tartoznak. Kimagasló pl. a [[w:szareptai mustár|szarepta mustár]] (Brassica juncea) egyes fajtáinak Pb, Cd, Cr, Ni, Zn, Cu akkumulációja. <ref>Simon (1999)</ref> kísérletei során a szarepta mustár, [[w:fehér mustár|fehér mustár]], [[w:takarmányretek|takarmányretek]], [[w:tarlórépa|tarlórépa]], [[w:kender|kender]], [[w:repce|repce]] és [[w:amaránt|amaránt]] galvániszappal szennyezett talajból a nehézfém elsősorban a keresztvirágúak családjába tartozó növények föld feletti szerveiben (szár, levél, termés) koncentrálódott.
 
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 a fitoremediáció környezeti kockázata egyrészt kisebb, mint a fizikai-kémiai módszereké, mert kisebb másodlagos szennyeződést okoz, ugyanakkor a növényekben nagy koncentrációban felhalmozott toxikus fém veszélyezteti az ökoszisztémát (rovarok, madarak). Csak pontos kockázatfelméréssel és elemzéssel dönthető el, hogy szabad-e fitoremdiációt választani.és
 
 
'''Fitovolatilizáció'''
:A növények a szennyező anyagokat, még fémszennyezéseket is (Hg, As, Se), képesek illékony, nem mérgező vegyületekké alakítani és a légtérbe juttatni.
 
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 máris ígéretes.
203 199

szerkesztés