Protecția mediului

Fitoremedierea solurilor Fitoremedierea reprezinta o tehnica ce foloseste plantele pentru a remedia mediul contaminat cu poluanti organici si anorganici prin inlaturarea, inmagazinarea sau descompunerea chimica a poluantilor. Microorganismele ce se gasesc in zona radacinilor plantelor pot creste capacitatea poluantului de a fi adsorbit de catre sistemul radicular al plantei. Din punct de vedere al fitoremedierii, planta poate fi considerata ca fiind un sistem de pompare si tratare care poate preveni raspandirea contaminarii solurilor.

Eficienta plantelor ca “decontaminanti” sau “filtre” a fost dovedita in decontaminarea solurilor poluate cu petrol brut, substante explozive, metale, pesticide, hidrocarburi policiclice aromatice. Plantele cu potential de fitoremediere mare pot fi alese dintre speciile de flora spontana ce cresc in locuri poluate sau dintre plantele cultivate care au trasaturi specifice, determinate de mediul poluant. Pentru suprafete intinse sau medii, unde contaminarea este superficiala sau moderata, fitoremedierea este o alternativa viabila, preferata metodelor mecanice si chimice traditionale. Comparata cu tehnologiile traditionale , fitoremedierea are doua avantaje majore: este relativ ieftine si are impact redus asupra mediului. De asemenea metoda are o larga acceptare din parta societatii civile. Pe de alta parte tehnica de fitoremediere are si unele dezavantaje: este un

proces care se desfasoara in timp, este limitata doar la grosimea solului (atat cat patrund radacinile), necesita inaintea aplicarii o lunga perioada de cercetare si exista riscul ca elementul contaminant sa ajunga in lantul trofic prin consumul plantei de catre animale. Sunt cunoscute urmatoarele metode de fitoremediere:

- Fitoextractia (fitoacumulare) - absorbtia si translocarea poluantilor din sol de catre radacini in partea de sus a plantei;

- Fitotransformarea(fitodegradarea) poluantii sunt transformati in zona radacinii sau in tesuturile plantei prin reactii chimice sub influenta enzimelor produse de plante. Acest poces poate transforma poluantul anorganic intr-un derivat insolubil, impiedicand astfel patrunderea sa in lantul trofic;

- Fitovolatilizarea

- poluantii sunt preluati de sistemul radicular al plantei,transmisi frunzelor - in forma nemodificata sau dupa transformari chimice - si volatilizati in atmosfera;

- Rizotransformarea

- poluantii din sol sunt transformati de catremicroorganismele care traiesc in rizosfera;

- Rizofiltrarea

- apa contaminata este purificata folosind capacitatea sistemului radicular al plantei de a fixa elementele contaminante.

Consideratii teoretice

Sistemul planta-sol-poluant este determinat de o combinative complicata defactori chimici, biochimici, fizici si biofizici care pot juca un rol important in determinarea solutiei ce vizeaza o anumita problema de fitremediere Exista o diferente semnificativa intre capacitatea speciilor de plante de a prelua si tolera poluantii. Doar plantele cu anumite caractere biochimice pot fi avute in vedere in aplicarea unei solutii de fitoremediere. In prezent sunt insa dezvoltate numeroase studii de baza in domeniul fiziologiei, biochimiei si biologiei molecular a plantelor care au pregatit drumul pentru dezvoltarea tehnicilor de fitoremediere.

A.Fitoextractia

Biodisponibilitatea poluantilor din sol este deseori un factor limitative in ceea ce priveste eficacitatea fitoremedierii. Eficacitatea fitoremedierii solurilor poluate depinde de proprietatile fizico-chimice ale poluantului dar si ale solului: poluantii pot fi fixati departiculele solului sau preluati de microorganism, plante si animale. In procesul defitoremediere, disponibilitatea poluantului de a fi preluat de microorganismele din rizosfera si de sistemul radicular este de mare importanta. Absorbtia poluantilor organic si anorganici dizolvati in apa si transportul acestora in tesuturile plantelor poate fi mediate de sistemele de transport ale membranelor celulare sau, in mod alternativ, poate fi un process pasiv reglementat de transportul apei prin intermediul celulelor. Patrunderea prin membrana celulei si transportul in interiorul plantei este puternic influentata de solubilitatea in apa a poluantului ca si de marimea si forma moleculelor sale sau de distributia sarcinilor electrice. Unii compusi chimici de sinteza pot avea rolul de amendamente in procesele defitoremediere. Acestia ar putea fi folositi pentru a favoriza desorbtia poluantilor din sol,imbunatatind astfel biodisponibilitatea acestora din urma de a fi preluati de plantele simicroorganismele din rizosfera.

B.Biotransformarea si stocarea poluantilor in tesuturile plantelor

In tesuturile plantelor vii, poluantii sunt transformati printr-o mare varietate de reactii metabolice, biochimice si chimice. Biotransformarea xenobioticelor are loc dupa o succesiune de reactii ce pot fi grupate in doua faze:

1.faza I reprezentata de reactii deoxidare si

2.faza II in care au loc transformari ale produsilor rezultati in prima faza. Inplante, metabolismul oxidativ characteristic fazei I este mediat de enzime din grupa oxigenazelor. In faza II xenobioticele hidrofobe activate sunt convertite in forme cu proprietati hidrofile mult mai mari prin conjugarea cu zaharuri sau grupari sulfhidrice. Gruparile sulfhidrice din structura tripeptidelor de la nivel celular ofera protective impotriva toxicitatii ionilor metalici dar si a compusilor organic alchilati.

Fitoremedierea

Centrul de Analiză a Tehnologiilor de Curătire a Apelor Freatice din Statele Unite ale Americii recomandă pentru curătirea solului şi apei poluate cu hidrocarburi fitoremedierea, metodă care utilizează plantele.

Avantajele majore raportate de fitoremediere în comparatie cu tehnologiile de curătire traditionale includ posibilitatea generării a mai putine reziduuri secundare, asociată cu deranjarea minimă a mediului ambiant şi abilitatea de a lăsa solul pe loc şi în conditii folositoare pentru următorul tratament.

Dezavantajele citate în literatură includ lungimea mare a timpului cerut pentru fitoremediere (de obicei mai multe sezoane de vegetatie), adâncimea limitată a apei freatice (90-300 cm) şi posibilitatea intrării contaminantului în lantul alimentar prin consumul plantelor de către animale.

Un interes particular îl prezintă faptul că diferite plante împreună cu microorganismele asociate lor, au fost identificate ca fiind capabile să crească viteza de îndepărtare a hidrocarburilor petroliere din solul contaminat. În majoritatea studiilor gramineele şi leguminoasele au fost semnalate pentru potentialul lor de fitoremediere a locurilor contaminate cu hidrocarburi petroliere.

Avantajul acestora îl constituie sistemul radicular fibros şi puternic dezvoltat, ce explorează un volum mare de sol până la adâncimea de 3 m. Acestea prezintă o diversitate genetică inerentă care le poate da un avantaj în competitia ce apare la instalarea în conditii de sol nefavorabile. În plus leguminoasele ar putea avea un avantaj fată de plantele neleguminoase în procesul de fitoremediere datorită abilitătii lor de a fixa azotul, nemaifiind astfel în competitie cu microorganismele şi celelalte plante pentru cantitătile limitate de azot asimilabil din solul contaminat cu petrol. Cele trei mecanisme primare prin care plantele şi microorganismele curătă