Растения улучшающие почву от металлов

Что такое фиторемедиция и как ее использовать в своих интересах: растения, поглощающие тяжелые металлы

Суть способа фиторемедиации заключается в очистке почвы от вредных и отравляющих веществ с помощью растений. Очистка почвы от тяжелых металлов, радионуклидов и других подобных элементов — задача очень тяжелая. Растения же с ней могут справляться быстро и эффективно.

Как растения очищают почву

В процессе развития своими корнями растения вытягивают из почвы самые разные элементы, включая вредные. В последующем эти элементы накапливаются в их частях и остаются там. Для очистки нужно лишь собрать эти растения, сжечь их, а пепел утилизировать. Некоторые растения очищают землю и воду лучше, другие — хуже.

Луговые травы

Просто отлично очищать почву от вредных веществ способны, к примеру, травы, растущие на лугах. К плюсам их использования относят также неприхотливость, быстрое развитие и легкое размножение.

Луговые травы производят огромное количество биомассы, впитавшей в себя ненужные вещества. Также они устойчивы к засухе, перепадам температуры, недостатку питательных веществ и т. д.

Деревья

Очень хорошо очищают почву и деревья. По сравнению с другими растениями, они производят больше биомассы. Также у деревьев очень глубокие корни. Благодаря этому они способны уменьшать эрозию почвы.

Считается, что очень хорошо почву очищает, к примеру, ель. Это растение отлично подходит для выращивания в российском климате. Также ель производит много кислорода. К примеру, за 1 час такое дерево может восполнить количество кислорода, необходимого для дыхания трех человек. Кроме того, ели считаются отличными пылеуловителями. Единственным недостатком деревьев в плане использования их для очистки почвы считается то, что они достаточно медленно растут.

Подсолнухи

Способность подсолнухов очищать почву была доказана, в том числе и экспериментально. Испытывали это растение для очистки почвы на заводе по обогащению урана в США, а также в Чернобыльской зоне. Концентрация урана в подсолнухах при выращивании в загрязненных зонах, к примеру, в 30 превышала концентрацию этого элемента в почве.

В своих корнях подсолнухи аккумулируют большую часть вредных веществ, содержащихся в почве. Кроме того, эти растения отлично подходят для выращивания в России и отличаются неприхотливостью. Для очистки нужно лишь удалить подсолнухи с поля вместе с корнями и сжечь.

Индийская кукуруза

Индийская кукуруза — еще одно растение, хорошо очищающее почвы. Эффект кукуруза дает даже больший, чем подсолнух. При этом тяжелые металлы она аккумулирует не в корнях, а в листьях. Соответственно, облегчается и утилизация вредных веществ. Единственное, в промышленных масштабах в России индийскую кукурузу выращивать не слишком выгодно.

Черника

Черника занимает первое место среди ягод по способности накапливать цезий-137. Единственное, выращивать это растение культурным способом достаточно сложно. При этом ягоды оно дает не всегда. А при отсутствии урожая черника не слишком эффективно справляется с задачей очистки земли.

Ряска

Водоемы сегодня также часто бывают загрязнены отходами и вредными веществами. Для очистки прудов и озер можно использовать, к примеру, ряску. Если вода загрязнена тяжелыми металлами, втягивая их, ряска становится бурой. То есть растением может служить и как катализатор загрязнения.

Ряска, затянувшая водоем площадью 3500 м 2 , способна вытянуть из воды целых 500 кг чистых металлов. К тому же это растение является отличным кормом для животных, птиц и рыб. Единственное, ряска очень быстро затягивает водоемы и избавиться от нее в последующем бывает сложно.

Эйхорния, водяной гиацинт

Отлично очищает воду и водяной гиацинт. Это растение способно вытягивать из воды фосфаты, аммиак, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, яды и пр. Все вредные вещества при этом растение расщепляет на составные химические элементы. То есть попросту обезвреживает их. Очищая водоем, водяной гиацинт при этом остается безопасным кормом для скота и птицы. Помимо всего прочего, эйхорния обеззараживает воду, убивая вредные бактерии и делая ее пригодной для купания.

Клевер луговой

Клевер луговой для России может стать растением номер один, используемым для очистки почвы. Это ценнейшая кормовая культура, способная накапливать в 2.5 раза больше стронция, чем другие представители флоры. Также клевер очищает почву и от других вредных веществ. Выращивать клевер при этом очень легко.

Преимущества фиторемедиации

Помимо простоты и дешевизны, метод фиторемедиации имеет ряд и других преимуществ. К таковым относят:

• экологичность;
• возможность долговременной очистки;
• эстетическую привлекательность растений;
• возможность применения методики в глобальных масштабах.

Также к плюсам фиторемедиации можно отнести способность растений одновременно очищать почву и предотвращать ее эрозию. На настоящий момент ученые исследуют возможности растений к очистке почвы в условиях города. Также они тестируют разные виды растений на способность к втягиванию в себя вредных веществ.

Источник

Российские химики придумали способ очистить почву от ядов с помощью растений

Растения как сито для почвы. Учёные из России разработали интересный способ очистки почв от тяжёлых металлов: для этого можно использовать растения, подкармливаемые специальными добавками.

Химики из РХТУ имени Д. И. Менделеева и НИЦ «Курчатовский институт» разработали перспективный способ очистки почвы от тяжёлых металлов. Они создали специальные добавки, которые помогают растениям изымать эти токсичные элементы из почвы и при этом не погибать от них.

Известно, что некоторые растения накапливают в себе ядовитые тяжёлые металлы, присутствующие в почве. Это плохая новость, если мы собираемся съесть эти растения. И хорошая, если мы готовы использовать зелёных помощников, чтобы очистить почву. Ведь токсичную биомассу, аккумулировавшую в себе извлечённый из земли яд, можно сжечь, а золу утилизировать.

Такой метод очистки почвы называется фиторемедиацией. Он был изобретён ещё в прошлом веке, но до сих пор дорабатывается и улучшается специалистами. Учёные стремятся, во-первых, заставить растения более интенсивно извлекать из грунта ядовитые вещества. Во-вторых, необходимо компенсировать действие токсинов на сами очищающие растения. Ведь понятно, что если они не будут расти и накапливать биомассу, то никакой очистки не получится.

Этому и была посвящена работа российских химиков. Они изучали возможность очистки почвы от кадмия, никеля и меди с помощью клевера. Толчком к исследованию стал запрос от руководства одного из закрытых мусорных полигонов, в грунте которого накопились эти вредные вещества.

Клевер известен своей способностью накапливать тяжёлые металлы. Химики ещё усилили её с помощью специальной добавки – этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Обычно она используется, чтобы помочь растениям извлекать из почвы полезные минеральные вещества, но оказалось, что это работает и с токсичными тяжёлыми металлами.

Однако у ЭДТА есть большой минус: она так плохо разлагается в почве, что в конце концов сама становится загрязнителем. Поэтому исследователи опробовали также другое соединение с не менее зубодробительным названием гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ). Это вещество легко разлагается в почве и полезно для растений.

Чтобы растение не слишком страдало от накопленных тяжёлых металлов, биологи использовали поддерживающие добавки: фитогормоны и соли железа.

Для проверки работоспособности смеси экспериментаторы ввели в универсальный грунт тяжёлые металлы в количествах, наблюдаемых на мусорном полигоне. В этой почве в течение 31 дня выращивали клевер: одни растения с добавкой ЭДТА, другие – ОЭДФ, а третьи (контрольные) без добавок. Фитогормоны вводили с поливом, а солями железа опрыскивали листья.

Оказалось, что ЭДТА лучше стимулирует накопление металлов. Их содержание выросло по сравнению с контрольными образцами почти в шесть раз. Но от такого количества яда биомасса растения значительно снизилась.

С другой стороны, добавка ОЭДФ увеличивала концентрацию тяжёлых металлов в растении только в 2,6 раза. Зато и биомасса уменьшалась не так сильно, а с помощью фитогормонов и солей железа этот эффект был почти нейтрализован.

Впрочем, у ОЭДФ оказалось неожиданное и неприятное свойство. Почти все тяжёлые металлы, поглощённые растением, накапливались не в его побегах, а в корнях. В некоторых экспериментах содержание кадмия в «корешках» было в сто раз выше, чем в «вершках».

Это подрывает идею очистки почвы по схеме «засеяли клевером, скосили его и сожгли», ведь накопившие яд корни останутся в грунте. Зато, возможно, с помощью ОЭДФ можно будет выращивать злаки и другие съедобные растения на неблагополучных почвах: токсичные металлы останутся в корнях, которые никто и не собирался есть.

Описанные выше эксперименты – важный шаг на пути к схемам очистки почвы, эффективным не только в лаборатории, но и в реальных условиях.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Sustainability.

К слову, ранее мы рассказывали о том, как российские учёные спасают растения от загрязнённой почвы с помощью селена. Писали мы и о другой отечественной разработке: искусственной почве, которая заставляет сосны расти в два раза быстрее.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Источник