Фипюремедиация

Фиторемедиация представляет собой экологически дружественную биотех­нологию для удаления тяжелых металлов из загрязненных почв и сточных вод. В общем плане фиторемедиация определяется как использование живых расте-вий для удаления, удержания или трансформации поллютантов. Различают фи-торемедиацию, связанную с прямым удалением тяжелых металлов из почвы или •оды, и фитоэкстракцию, связанную с удалением металлов только из водных по-

юков.

Фиторемедиация протекает в два шага:

• активное поглощение тяжелых металлов корневой системой;

• транслокация ионов тяжелых металлов в надземную растущую биомассу

травянистых культур.

Растения, которые могут накапливать высокие концентрации тяжелых метал­лов, называются гипераккумуляторами, или металлофилами. Например, гиперак­кумулятор ТНа1а&рг саеги1езсет может накапливать несколько тяжелых метал­лов, включая N1, 2п и СМ. В этом растении может накапливаться более 18000 мг цинка и 1000 мг кадмия на килограмм сухой биомассы без ингибирования роста. Другим примером является амарант. В металлофилах поглощаемые тяжелые ме­таллы связываются в комплексы и инактивируются, что предохраняет биохими­ческие и физиологические процессы от ингибирования. С помощью генной ин­женерии возможно улучшить ростовые процессы гипераккумуляторов или даже внедрить ген, отвечающий за накопление и связывание тяжелых металлов, в раз­личные растения, исходно не обладающие такой способностью. Например, бак­териальный ген для выработки ртуть-редуктазы, восстанавливающей Н§²⁺ до Н§°, был недавено клонирован ЕАгаЪШорхЬ.

Разработаны также инженерные системы для фитоэкстракции тяжелых ме­таллов из сточных вод. Растения высаживаются в дальней части бассейна, вдоль которого пропускают сточные воды. Дно бассейна выложено водовмещающим материалом, из которого металлы поглощаются корнями растений гипераккуму­ляторов и затем транслоцируются в стебли. Периодически эти стебли убираются, высушиваются, а биомасса сжигается с последующей переработкой обогащенной тяжелыми металлами золы.

В почвенных условиях возможно добавление комплексонов для мобилизации тяжелых металолов, например ЭДТА.

Применение фиторемедиации имеет, по-крайней мере, два преимущества. Во-первых, это экологически дружественный процесс и, во-вторых, удаление метал­лов из почвы происходит на месте. Единственное ограничение связано с прижи­ваемостью растений гипераккумуляторов в городских экосистемах. Для этого не­обходимо применять ряд агрономических и агрохимических приемов. разрабатываемых специально для данных условий. Даже с учетом этих ограни­чений фиторемедиация является относительтно простым приемом очистки почв и сточных вод, не требующим дорогостоящего оборудования, значительных ис­точников энергии и химических реагентов.