Decontaminarea unor Soluri Poluate cu Cadmiu și Zinc Folosind Fitoremedierea

Zincul (Zn) – este un element indispensabil tuturor organismelor, dar poate deveni şi toxic în unele împrejurări şi condiţii. Este introdus în atmosferă din diferite procese industriale şi din alte activităţi umane atât sub formă stabilă cât şi sub formă radioactivă. Zincul este necesar datorită faptului că intră în alcătuirea unui număr mare de enzime. Multe organisme concentrează zinc în cantităţi mult mai mari decât cele necesare funcţionării lor normale. Zincul apare în sol, în general, în concentraţii de 10-300 ppm, mai frecvent între 30-50 ppm, şi pare să fie destul de mobil. Excesul de zinc provoacă cel mai frecvent modificări ale proprietăţilor fizice şi fizico-chimice, reducând astfel activitatea biologică din sol. În plante, zincul devine toxic la conţinuturi mai mari de 400 ppm (substanţă uscată), datorită probabil faptului că împiedică absorbţia altor elemente esenţiale. Fiind absorbit uşor de către plante din sol, zincul se acumulează în proporţie mai mare în organele verzi ale plantei şi are o toxicitate relativ redusă pentru animale.

În ceea ce priveşte omul, limita admisiblă în alimente este de 50 ppm. Efectele toxice ale zincului produc dereglarea activităţii enzimatice a microorganismelor din sol şi vătămări a celulelor vegetale cu care vin în contact.

Cadmiul (Cd) – este un metal cu o puternică acţiune toxică asupra organismelor. El este prezent în sol îndeosebi sub formă de carbonat de cadmiu (CdCO3), compus care exercită un control major al solubilităţii cadmiului în soluri cu pH ridicat, iar în solurile gleizate (în condiţii reducătoare) cadmiul este prezent preponderent sub formă de sulfură. Totuşi drenarea acestor soluri şi revenirea la condiţii oxidante duce la scăderea pH-lui care are ca efect creşterea mobilităţii cadmiului.

Cadmiul pătrunde în organisme prin hrană şi prin suprafaţa corpului acumulându-se selectiv în diferite ţesuturi, crescând temperatura şi scăzând salinitatea.

Poluarea solului cu Cd are loc în special prin ploi torenţiale, depozitarea nămolului din canalizări pe terenurile agricole şi utilizarea fertilizatorilor fosfatici. În solurile acide cadmiul este mai mobil şi este mai puţin probabil de a fi adsorbit puternic de particulele de minerale, argilă şi nisip. Absorbţia cadmiului depinde de concentraţia lui, de pH, tipul de sol, durata de contact şi concentraţia liganzilor complecşi.

Concentraţia medie a cadmiului în sol este de 0,11 ppm, iar a solului neîncărcat este de 0,1-1 ppm. Mare parte a cadmiului ajuns în atmosferã este consecinţa activităţii umane, iar în măsură mai mică, şi acţiunea vulcanică poate genera emisie de cadmiu. Sursa cadmiului ajuns în atmosferă este prelucrarea metalelor neferoase, arderea deşeurilor, producţia îngrăşămintelor chimice de fosfat şi negestionarea apei menajere şi aluviunilor menajere. Cadmiul este legat ireversibil de către oxidele ferice şi de mangan din sol, respectiv de către mineralele argiloase, astfel influenţând mobilitatea cadmiului. În acelaşi timp, cadmiul se află în legătură chimică strânsă cu zincul, deoarece în sol proporţia Zn/Cd este constantă. Admisibilitatea de către plante poate fi influenţată de concentraţia cadmiului în sol, condiţiile pH-ului, temperatură, cantitatea de materii organice, respectiv prezenţa altor metale.

Poluarea solului cu metale grele este cel mai des intâlnită. Remedierea solurilor poluate cu metale grele poate fi realizată folosind procese fizicochimice cum ar fi schimbul de ioni, precipitarea, osmoza inversă, bineînţeles tinâdu-se cont şi de resurse şi costuri. O atenţie deosebită este acordată fitoremedierii în care plantele sunt utilizate pentru a absorbi, transforma şi neutraliza metalele grele.

Una dintre cele mai grave contaminări ale solului o constituie cea produsă cu metale grele, care au un efect deosebit de grav atât asupra fiziologiei vegetaţiei ecosistemului terestru cât şi asupra oamenilor şi animalelor care intră în contact direct sau indirect cu siturile poluate.

Ca urmare a acestei situaţii, ştiinţa şi tehnica mondială din domeniul protecţiei mediului a elaborat un număr mare de metode şi tehnici de prevenire şi/sau combatere a poluării cu metale grele. Remedierea solurilor poluate cu metale grele poate fi realizată folosind procese fizicochimice cum ar fi schimbul de ioni, precipitarea, osmoza inversă, bineînţeles tinâdu-se cont şi de resurse şi costuri.

În acest context, se înscrie o metodă relativ nouă de depoluare a solurilor contaminate cu metale grele şi anume: fitoremedierea. Fitoremedierea constă din folosirea unor anumite specii de plante din flora spontană şi/sau cultivată în scopul extracţiei, stabilizării şi/sau neutralizării substanţelor poluante aflate în soluri. Această metodă este simplă, eficientă, accesibilă din punct de vedere financiar şi “prietenoasă” cu mediul înconjurător.

Fitoremedierea se referă la bioremedierea botanică şi implică utilizarea plantelor verzi pentru decontaminarea solurilor, apelor şi aerului. Este o tehnologie care poate fi aplicată atât poluanţilor organici cât şi poluanţilor anorganici (mai ales metale) prezenţi în sol. Ideea utilizării plantelor ce acumulează metale, pentru înlăturarea selectivă şi reciclarea metalelor aflate în exces în mediu, a fost introdusă în 1983, a câştigat interes deosebit în anii 90′ şi a fost examinată tot mai mult ca o tehnologie practică, puţin costisitoare comparativ cu metodele clasice de înlocuire sau spălare a solurilor poluate.