Transcript
Oswajamy biotechnologię (VI) — fitoremediacja Fitoremediacja naturalną metodą oczyszczania zanieczyszczonego środowiska Biotechnologia nie zawsze musi wiązać się z genetyczną modyfikacją organizmów żywych. Jednym z działów biotechnologii środowiskowej jest fitoremediacja, czyli wykorzystywanie roślin o naturalnych zdolnościach neutralizacji różnych zanieczyszczeń do ich usuwania ze środowiska lub uczynienia ich mniej toksycznymi. Rośliny coraz częściej wykorzystuje się do przywrócenia równowagi biologicznej terenów poprzemysłowych oraz silnie zurbanizowanych. Wykorzystywane w fitoremediacji rośliny muszą spełniać kilka warunków: tolerować wysokie stężenie zanieczyszczeń, akumulować ich duże ilości w częściach nadziemnych oraz gromadzić dużą ilość biomasy. G atunki najczęściej wykorzystywane w tej innowacyjnej technologii pochodzą z rodzin Brassicaceae (metale ciężkie), Poaceae (metale ciężkie i związki organiczne), Fabaceae (metale ciężkie), Asteraceae (metale ciężkie i związki radioaktywne), Salicaceae (metale ciężkie i związki organiczne) oraz Chenopodiaceae (sól, metale ciężkie i WWA). Rośliny mogą pobierać zanieczyszczenia korzeniami, kłączami lub rozłogami, a także poprzez liście i młode pędy. Dalej są one transportowane i akumulowane w łatwych do zebrania organach. Po ich zbiorze można je utylizować poprzez spalenie lub odzyskać ( w przypadku niektórych metali ciężkich, np. platyny).
Fitoremediacja jest dziedziną biotechnologii środowiskowej, która wykorzystuje rośliny do usuwania zanieczyszczeń ze środowiska. Rośliny wykształciły wiele mechanizmów obronnych. W przypadku metali ciężkich są to strategie zmiany pH w otoczeniu korzeni, zatrzymanie metali ciężkich na powierzchni korzeni oraz w ich wytworach z wykorzystaniem kalozy i kwasu poligalakturonowego, który jest wydzielany do roztworu glebowego, a także wchodzi w skład ściany komórkowej. Strategie tolerancji obejmują syntezę metalotionein, białek bogatych w cysteinę zawierającą grupę tiolową (-SH) posiadającą zdolność wiązania metali. W wyniku tego białka te mogą pełnić funkcję stabilizatora metali (w tym również mikroelementów). Inną grupą białek są fitochelatyny. Powstają one na drodze enzymatycznej z glutationu. Podobnie jak metalotioneniny są one bogate w cysteinę. Kompleksy fitochelatyna-metal zostają oddzielone od reszty komórki i gromadzone w wakuoli. Rośliny posiadają także zdolność syntezy kwasów organicznych (kwas cytrynowy, jabłkowy, szczawiowy), a także aminokwasów (histydyna i prolina) wiążących i neutralizujących jony metali. W praktyce najczęściej wykorzystuje się proces fitoekstrakcji, w którym rośliny pobierają zanieczyszczenia systemem korzeniowym i przemieszczają je do części nadziemnej, pozwalając na usunięcie ich z gleby. Do tego celu wykorzystywane mogą być gatunki jednoroczne (np. słonecznik, kukurydza, rzepak), a także wieloletnie (wierzba wiciowa, hybrydy topoli i miskanta). Fitoremediacja jest technologią relatywnie tanią i przyjazną dla środowiska naturalnego. Dzięki zastosowaniu odpowiednich gatunków możemy równocześnie usunąć wiele zanieczyszczeń. Również pod względem technicznym jest ona technologią prostą w użyciu, ponieważ wykorzystuje powszechnie stosowane zasady agrotechniki. Niestety fitoremediacja posiada także pewne ograniczenia. Proces usuwania zanieczyszczeń przez rośliny jest długotrwały i wynosi od 3 do 5 lat. Dodatkowym czynnikiem limitującym jest możliwość przypadkowego ograniczenia wzrostu roślin, obejmujących suszę, powódź lub choroby.
Zanieczyszczenia mogą również wnikać do łańcucha pokarmowego, np. gryzoni lub owadów, mimo to fitoremediacja jest technologią coraz częściej stosowaną i przynoszącą zadowalające rezultaty. Katarzyna Kamel Źródło: 1. Gawroński S., Fitoremediacja a tereny zieleni, Zieleń miejska, Nr 10 (2009). 2. Hall J.L., Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance, Journal of Experimental Botany, Vol. 53 (2002), s.1-11.
Już jutro Etyka badań na zwierzętach — dylematy czułego barbarzyńcy Martyny Franczuk. Data publikacji: 27.07.2011r.
