Energetski usjevi za sanaciju površina zagađenih teškim metalima

Europski istraživači u poljskim su uvjetima razvili su i ispitali metode proizvodnje biomase na mjestima kontaminiranim teškim metalima (HMC) koja istodobno poboljšava kakvoću i funkciju tla.

Istraživanja pokazuju da se biljke koje se uzgajaju kao energetski usjevi za proizvodnju biomase mogu koristiti i za uklanjanje teških metala iz onečišćenog tla ili za sprečavanje daljnjeg širenja tih zagađivača u tlo, zrak i vodu. Phyto2Energy inicijativa financirana od strane EU-a razvila je inovativni koncept za fitoremedijaciju zagađenih područja, kombinirajući i testirajući korisna svojstva određenih biljaka. Uz proizvodnju biomase, neke mogu akumulirati teške metale u svojim nadzemnim dijelovima, dok su druge sposobne rasti na onečišćenom tlu bez apsorpcije teških metala.

Iako dugoročan proces, fitoremedijacija omogućuje obnovu kontaminiranog obradivog tla čak i za normalnu poljoprivrednu uporabu, uključujući hranu i krmne proizvode. U međuvremenu, fitostabilizacija smanjuje mobilnost tvari u okolišu, usredotočujući se na dugoročnu stabilizaciju i zaustavljanje onečišćenja i primjenjuje se kod jako kontaminiranog marginalnog tla koje nikada neće biti korišteno u poljoprivredne svrhe. “Međutim, zahvaljujući svojstvima nekih energetskih kultura otpornih na apsorpciju teških metala ta bi se zemlja mogla koristiti za proizvodnju biomase”, objašnjava koordinatorica projekta Izabela Ratman-Klosinska iz Instituta za ekologiju industrijskih područja (IETU ) u Katowicama, Poljska.

Ulazak teških metala

Istraživači su proučavali unaprijed odabrane energetskie kulture koje su najprikladnije za proizvodnju energetskih usjeva uz fitoremedijaciju: Miscanthus x giganteus, Sida hermafrodita, Spartina pectinata i Panicum virgatum – na dva testna polja. Prvo polje obuhvaćalo je oranice zagađene teškim metalima, dok je drugo područje bivša površina za odvodnju otpadnog mulja.

Rezultati su pokazali da sadržaj organske tvari određuje razinu bioraspoloživosti teških metala, a time i razinu preuzimanja teških metala energetskim kulturama. “Bez obzira na mjesto, najzaslužniji rezultati u pogledu najnižeg unosa metala i najveće proizvodnje biomase pronađeni su u Spartina pectinata”, tvrdi dr. Marta Pogrzeba iz IETU-a, koja je koordinirala biljna istraživanja i terenske pokuse. “To ga čini kandidatom za sigurnu proizvodnju biomase, čak i na jako zagađenim mjestima s visokom razinom biodostupnosti teških metala”, dodaje.

Najveći udio olova utvrđen je za Miscanthus x giganteus, dok je Sida hermaphrodita imala najveći udio kadmija i cinka. Ove vrste također su proizvele zadovoljavajuće prinose biomase, što ih čini prikladnim kandidatima za proizvodnju energenata usredotočenom na fitoremedijaciju.

Mikroorganizmi tla povećavaju biomasu

Znanstvenici su također uspješno pokazali potencijal mikroorganizama tla da povećaju prinos biomase, istražujući preko 140 bakterijskih sojeva izoliranih iz korijenskog sustava ispitivanih vrsta energetskih kultura. “Od 140, istraživači su identificirali 3 bakterijske vrste iz obitelji Pseudomonas putida, koji su nakon daljnje genomske sekvencije pokazali su se jedinstvenima u smislu olakšavanja rasta biljaka i povećanja otpornosti na teške metale. Ove su značajke učinile su ih obećavajućim kandidatima za biostimulanske formule posvećene energetskim usjevima “, kaže profesor Grażyna Płaza iz IETU, odgovoran za koordinaciju mikrobioloških istraživanja.

Osim toga, tim je istraživao sigurnu pretvorbu biomase u energiju koristeći proces rasplinjavanja. “Dobili smo dubinsko znanje o karakteristikama goriva, njegovim parametrima rasplinjavanja, sudbini kontaminanata i svojstvima proizvedenih krajnjih proizvoda”, tvrdi Sebastian Werle s Silesian University of Technology koji je vodio eksperimente za rasplinjavanje. “Kombinacija novih znanja stvara čvrste temelje za projektiranje budućih instalacija prikladnih za obradu biomase kontaminirane teškim metalima”.

Rezultati Phyto2Energije mogu imati koristi inženjerima koji rade na velikim projektima fitoremedijacije, kao i projektima vezanim uz upravljanje zemljištem. “Tri odabrana bakterijska soja P. putida mogu se također koristiti kao komponente mikrobioloških kompozitnih inokulanata posvećenih stimuliranju rasta biljaka, potencijalno pronalaženje šire primjene u industrijski orijentiranom metaboličkom inženjerstvu”, zaključuje Prof. Plaza.

Izvor: Cordis.Europa