Fytoremediace I. Petr Soudek Laboratoř rostlinných biotechnologií Ústav experimentální botaniky Akademie věd České Republiky

Transkript

1 Fytoremediace I. Petr Soudek Laboratoř rostlinných biotechnologií Ústav experimentální botaniky Akademie věd České Republiky

2

3 ZDROJE KONTAMINACE Těžké kovy

4 ZDROJE KONTAMINACE Radionuklidy

5 ZDROJE KONTAMINACE Explosiva (TNT, NG aj.)

6 ZDROJE KONTAMINACE Barviva a jejich prekurzory (antrachinonsulfonové kyseliny, aj.)

7 ZDROJE KONTAMINACE Pesticidy

8 ZDROJE KONTAMINACE PCB

9 ZDROJE KONTAMINACE PAH

10 ZDROJE KONTAMINACE Nové kontaminanty (léčiva, parfémy, detergenty, retardanty hoření, aj.)

11 ZDROJE KONTAMINACE Prachové částice a nanočástice

12 ZDROJE KONTAMINACE Prachové částice a nanočástice

13

14 PŘÍRODNÍ ATENUACE?

15 FYTOREMEDIACE Fytoremediace byly definovány jako využití zelených rostlin a s nimi asociovaných mikroorganismů, půdních doplňků a agronomických technik pro odstranění či transformaci kontaminantů z životního prostředí.

16

17 TYPY FYTOREMEDIACE Fytodegradace organických látek

18 TNT [mg/l] DEGRADACE TNT SUSPENZNÍ KULTUROU Rheum palmatum Time [hours] TNT DNA 4ADNT 2ADNT 2,4DANT 2,6DANT

19 TYPY FYTOREMEDIACE Rhizodegradace organických látek

20 PILOTNÍ UMĚLÝ MOKŘAD

21 mixture of explosives [mg/l] temperature [ C] DEGRADACE EXPLOSIV V ODPADNÍ VODĚ inflow outflow temperature 16,0 14,0 12, time [days] 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0

22 TYPY FYTOREMEDIACE Fytostabilizace anorganických (nebo organických) látek

23 BIOMONITORING REKULTIVOVANÉ HALDY Testování možného transportu radionuklidů do pěstovaných technických plodin Rostlinné druhy [Bq 226 Ra/g] Linum usitatissimum Atalante 0.00 Linum usitatissimum Jitka 0.00 Helianthus annuus 0.00 Zea mays 0.00 Cannabis sativa Beniko 0.00 Cannabis sativa Juso Cannabis sativa Silesia 0.00

24 TYPY FYTOREMEDIACE Fytoakumulace anorganických látek

25 AKUMULACE URANU

26 activity [Bq 226 Ra/g DW] 5-XI. 26-X. 16-X. 6-X. 26-IX. 16-IX. 6-IX. 27-VIII. 17-VIII. 7-VIII. 28-VII. 18-VII. 8-VII. 28-VI. 18-VI. 8-VI. 29-V. 19-V. 9-V. 29-IV. TRANSFER RADIONUKLIDŮ Alnus glutinosa - leaves 0,30 0, ,20 0,15 0,10 0,05 0,00 date of sampling

27 TYPY FYTOREMEDIACE Rhizofiltrace anorganických látek

28 PILOTNÍ UMĚLÝ MOKŘAD Typha latifolia Phragmites australis Carex buxbaumii Juncus inflexus Iris pseudacorus

29 uranium concentration [μg/l] activity of 226 Ra [Bq/L] AKUMULACE URANU A 226 Ra 600 0, uranium radium 0, , , , time [days] 0,00

30 TYPY FYTOREMEDIACE Fytovolatilizace organických (nebo anorganických) látek

31 SCHÉMA EXPERIMENTU

32 FYTOVOLATILIZAČNÍ EXPERIMENT čas [dny] roztok škrobu kyselina sírová roztok škrobu (kontrola) kyselina sírová (kontrola) Časová závislost aktivity (Bq/mL) roztoku škrobu a kyseliny sírové v promývacím aparátu.

33

34 IN SITU

35 PASIVNÍ Fytoremediace je pasivní remediační technika na bázi přírozené schopnosti vegetace využívat živiny, které jsou transportovány vzlínáním z půdy a povrchové vody rostlinným kořenovým systémem.

36 POHÁNĚNA SOLÁRNÍ ENERGIÍ

37 RYCHLEJŠÍ NEŽ PŘÍRODNÍ ATENUACE

38 SNÍŽENÍ VZDUŠNÝCH A VODNÍCH EMISÍ Porovnání množství odpadu (404.7 m 2 ) Bagrování Fytoextrakce Biomasa Popel tun tun 120 tun

39 PŮDA ZŮSTÁVÁ NA MÍSTĚ Len (Česká Republika) EU bonus na zpracování Dotace na pěstování Semena Stonky na vlákno Obdělávání půdy a sklizeň Semena pro výsev Zisk EUR / ha European leaders agreed in March 2007 to have 20% of their overall energy needs covered by renewables such as biomass, hydro, wind and solar by 2020.

40 KOMPATIBILNÍ S KLASICKÝMI TECHNOLOGIEMI Kompatibilní technologie Vymývání půdy/mechanická separace Vybagrování - ex situ zpracování Elektrokinetika Stabilizace

41 FINANČNÍ VÝHODNOST Finanční výhodnost fytoremediace (rhizosférové bioremediace) půdy s využitím hustě kořenících travin v porovnání jinými technikami (E. Drake, Exxon, Anandale, NJ) Typ ošetření Rozpětí ceny $/tunu Fytoremediace In situ bioremediace Půdní venting Nepřímé termické Promývání půdy Solidifikace/stabilizace Extrakce rozpouštědly Spalování

42 VYSOCE AKCEPTOVATELNÉ VEŘEJNOSTÍ

43

44 NÍZKÁ TOLERANCE ROSTLIN Ekotoxikologické testy Folsomia candida Sinapis alba Enchytraeus crypticus

45 NÍZKÝ TRANSPORT KONTAMINANTŮ Z KOŘENŮ DO NADZEMNÍ ČÁSTI Lupinnus albus - akumulace nuklidů 210 Pb a 109 Cd

46 MALÉ ROZMĚRY ROSTLIN VHODNÝCH K REMEDIACI Thlaspi rotundifolium g Pb/g DW Thlaspi alpinum g Ni/g DW Thlaspi calaminare g Zn/g DW Thlaspi caerulescenc 1800 g Cd/g DW

47 NAKLÁDÁNÍ S KONTAMINOVANÝM ROSTLINNÝM ODPADEM Spalování Kompostování

48 NEOBEZNÁMENOST ÚŘEDNÍKŮ S TECHNOLOGIÍ Je možno vyčistit kontaminovanou plochu na požadovaný limit? Za jakou dobu? Nevznikají nějaké toxické meziprodukty nebo produkty? Je to finančně výhodnější než alternativní metody? Je metoda přijatelná pro veřejnost?

49 NEBEZPEČÍ KONTAMINACE POTRAVNÍHO ŘETĚZCE

50 KONTAMINANTY POD DOSAHEM KOŘENOVÉ ZÓNY

51 activity [Bq] DLOUHODOBÝ PROCES 2,5E+10 2,0E+10 Lupinus luteolus Lupinus albus 1,5E+10 1,0E+10 5,0E+09 0,0E time [years]

52 KONTAMINANT JE V BIOLOGICKY NEDOSTUPNÉ FORMĚ

53 Příjem těžkých kovů Produkce biomasy CHYBÍ ROSTLINY VHODNÉ PRO REMEDIACI Rostliny pro remediaci Thlaspi calaminare? Helianthus annuus