UNIVEZITET U BIHACU

BIOTEHNICKI FAKULTET

ZATITA OKOLIA

FITOREMEDIJACIJA ZEMLJITA

Student: Predmetni asistent :

Mersa Mujetic mr.sc. Fatima Muhamedagic

Bihac, 2011.godine

1.UVOD

Koncept Odrivog razvoja predstavlja dru tveni razvoj ljudskog roda u saglasnosti sa

ekonomskim razvojem i za titom ivotne sredine.

Na Svjetskom Samitu u Riju 1992. godine donesen je globalni plan akcija za odrivi

razvoj Agenda 21.

Napravljene su preporuke u okviru Strategija odrivog razvoja za razvijene zemlje i

zemlje u razvoju u razlicitim oblastima, kao to su: cist zrak i voda, snabdijevanje vodom,

energija, kori tenje zemlji ta, doma instva, upravljanje otpadom, transport i zdravstvena

za tita ljudi.

Na globalnom i lokalnom nivou potrebne su tehnologije za smanjenje emisije gasova sa

efektom staklene ba te i za revitalizaciju covjekove okoline. Za smanjenje o te enja

covjekove okoline trai se alternativa za fosilna goriva. Ide se u pravcu upotrebe obnovljivih

izvora energije (vjetar ili solarna energija) i uvoDenje reciklae u svim procesima, jer je to put

u pravcu odrivosti.

2

2.ODRIVI RAZVOJ I FITOREMEDIJACIJA

Fitoremedijacija, tehnologija koja se sve vi e razvija, poznata je pod raznolikim nazivima

kao to su Wastewater Gardens

Vrtovi otpadnih voda ili

ive ma ine. U

Living Machines

industrijskoj ekologiji je iroko rasprostranjen naziv fitoremedijacija ili bioremedijacija

(fito

gr. biljka, biljni;

bio

gr. ivot;

remedium

lat. lek, sredstvo, prim. prev.). Ali osnovni

principi su slicni: sistem koji je projektovan da olak a prirodni proces ci enja otpadnih voda,

obnove jezera, potoka ili mocvara, obrade kanalizacionih voda ili, to je diskutabilnije, mjesta

sa toksicnim otpadom

.

Fitoremedijacija je nova tehnologija koja se bazira na kori tenju vi ih biljaka u procesima

ci enja zagaDene okoline. Fundamentalna i primijenjena istraivanja su nedvosmisleno

pokazala da odabrane vrste biljaka imaju sposobnost da uklone, degradiraju, metaboli u ili

mobili u irok spektar kontaminenata. Fitor emedijacija, kao i Odrivi razvoj, bazira se na

implementaciji tri osnovne komponente:

za titi covjekove okoline

ekonomskom razvoju

socijalnoj jednakosti.

Kori tenje mocvarnog zemlji ta za obradu otpadnih voda nije nova ideja. Stari Kinezi i

Egip ani su ih npr. koristili, ali zamisao da se mocvara namjenski napravi prvi put je

poku ana da se sprovede 1904. godine u Australiji. Tehnologija se razvila u toku 70-ih i 80-ih

godina pro log vijeka kao dio rastu e ekolo ke industrije i ekolo kog inenjeringa. Cilj ovih

oblasti jeste optimizacija prirodnih procesa kako bi se industrijske funkcije obavljale uz

manju cijenu i za ekonomiju i za ivotno okruenje.

3

Sistem se oslanja na upotrebu specijalno izabranih autohtonih vrsta biljaka i nepatogenih

mikroba namjenjenih odreDenom sistemu. Sa raznoliko u oblasti i primjena, strucnjaci

unapreDuju svoje sisteme narocito u ekoregionima koji ve imaju druge uspje ne projekte koji

su posluili kao model. Sistemi su bili kori teni u SAD-u, Meksiku, Indoneziji, Australiji,

Filipinima i na drugim mjestima.

Slika br.1 Autohtone biljke

Generalno, ova mijesta koriste se za benignije tipove otpadnih i kanalizacionih voda, ali se

takoDer koriste i kako bi se ocistila naftna polja, napu teni rudnici, mjesta za testiranje oruja,

mjesta izlijevanja Dubriva i druga mjesta zagaDena toksinima. Potencijal njihovog kori tenja

za remedijaciju opasnih zona privukla je panju istraivaca po to su suncokreti koji su

hidroponicno gajeni na plutaju im splavovima stiropora kori teni da usisavaju radioaktivan

otpad u Cernobilu (hidroponia je sistem metoda uzgoja biljaka bez zemlji ta)

4

koje izvlace i skupljaju zagaDivace iz zemlji ta i

Posebno birane biljke djeluju kao

pumpe

pospje uju razvoj bakterija koje razgraDuju kemikalije. Te biljke zatim mogu da se uklone.

Smatra se da je ovo jeftinija alternativa uklanjanju ili prebacivanju zemlji ta ili otpadnih

materijala. Sa druge strane, postoji briga da bi ivotinje i insekti koji se hrane ovim biljkama

mogle ponovo da uvedu ove otrove u lanac ishrane. To bi takoDer moglo da obeshrabri

korporacije po pitanju cistijih industrijskih procesa, prije svega jer bi one mogle da koriste

ovaj proces kao opravdanje za stvaranje toksicnih zagaDenja.

Slika br. 2 Biljke kao pumpe koje izvlace i sakupljaju zagaDivace iz zemlji ta

Ovi sistemi bi mogli imati najve e mogu nosti u svijetu koji se razvija, gdje komunalne

slube ne mogu da odre korak sa rastu om seoskom i, prije svega, gradskom populacijom.

Topli klimatski krajevi su idealni jer vegetacija lako raste tokom cijele godine. Njihov

potencijal, kao to je slucaj sa alternativnom energijom, mogao bi da predstavlja pomak

naprijed ka decentralizaciji i diversifikaciji komunalnih usluga, sa sistemima koji bi se

primjenjivali u stambenim zgradama, kolama, hotelima, ili malim fabrikama, to bi otklonilo

zavisnost i smanjilo pritisak na udaljeno, centralizovano i skupo postrojenje za obradu.

5

Kao i konvencionalna obrada otpadnih voda, ovi sistemi generalno rade na nekoliko

nivoa. Fekalne vode najprije ulaze u primarni zapeca eni rezervoar, gdje bakterije u dobrom

sistemu smanjuju otpad na 65 95%. Onda prelaze u mocvarnu eliju ili slojeviti vrt,

prekrivac od ljunka sa posebno biranom vegetacijom na vrhu. Dodatni tre i vrt ponekad je

projektovan da primi otpadne vode koje zatim mogu da se koriste za irigaciju ili za ispiranje

toaleta. Dobro projektovani sistemi ispunjavaju americke (EPA) i evr opske zdravstvene

standarde

.

Slika br. 3 Proci avanje vode

Tro kovi su procijenjeni na 5 do 10% od obicne cijene odravanja i tro kova i mogu biti

projektovani tako da zavise od teine, na taj nacin smanjuju i ili elimini u i potrebu za

energijom. Mogu da smanje kolicinu fekalne koliformne bakterije za 99% bez upotrebe bilo

kakvih kemikalija, kao to je tetni i skupi hlor.

6

2.1. OPIS PROBLEMA

Ljudskim aktivnostima vezanim za industrijske aktivnosti , za proizvodnju energije, za

vaDenje i distribuciju ruda, saobra aj i dr. nastaju zagaDuju e materije.

Nastale zagaDuju e materije dospijevaju u zrak, vode i zemlji te. ZagaDuju e materije iz

zraka, gasovite ili u obliku aerosola ( aerosoli su smjesa tvrdih i lebde ih cestica, koja nastaje

tokom disperzijskih procesa, kada se ve e cestice rastavljaju na manje ) uglavnom vremenom

dospijevaju u zemlji te, a zatim u podzemne i povr inske vode.

.

Glavni problemi su nepovratni gubitak zemlji ta zbog rasipanja i erozije, kontinuirane

kontaminacije iz razlicitih izvora, acidifikacija ( pove anje kiselosti ) , salinizacija (

pove anje saliniteta povr inskih i podzemnih voda ) , stvrdnjavanje i opustinjenje.

ZagaDuju e materije u odnosu na zdravlje ljudi i ivotinja mogu biti toksicne, kancerogene,

teratogene, alergogene, mutagene, bio-akumulativne. U vremenu, u zavisnosti od supstrata u

kojem su se na le, zagaDuju e materije se degradiraju, razlicitom brzinom.

U zagaDuju e materije zemlji ta spadaju : te ki metali , pesticidi , PCB, PAH ovi ,

radionuklidi, kisele ki e, otpadne vode, cestice pra ine, uglja, ruda, patogeni or ganizmi i dr.

Pod dejstvom zagaDuju ih materija, degradirano zemlji te se samopreci ava , sve dok tu

mogu nost ne izgubi.

Ukoliko se degradaciji zemlji ta ne bi posvetila odgovaraju a panja , posebno kad je r ijec

o kontaminaciji te kim metalima, pesticidima, radionuklidima i drugim opasnim materijama

iz razlicitih izvora, moglo bi da doDe do pojave tzv. kemijske vremenske bombe", koja se

moe usporediti sa metastazom raka u ljudskom organizmu.( P. Sekuli ,Kastori R. , 2003. )

7

Te ki metali, kao to su, kadmijum, iva, nikl, olovo, uranijum, bakar, gvoDe, mangan,

kobalt, cink i dr. su toksicne supstance , koje se ukljucuju u lanac ishrane predstavljaju veliki

rizik za biodiverziteta na dugorocnom nivou. Rizik moe imati razlicite oblike: pogor avanje

zdravlja ljudi, ivotinja ili biljaka, o te enje objekata ili strukture na zemlji tu, kontaminacija

podzemnih ili povr inskih voda koje su u kontaktu sa zemlji tem. Dejstvo toksicnih metala

zavisi od oblika u kome se kontaminant nalazi to dalje utice na njegovo pona anje u

zemlji tu. Mobilnost kontaminanata zavisi od pH zemlji ta i vrste istih.

Odgovor naucnika na probleme vezane za zagaDenja zemlji ta i otpadnih voda, su

poku aji , kao i nastala re enja, za mogu nosti preci avanja.

Tako su prirodni procesi vezani za sposobnosti odreDenih biljaka, iskori teni u svrhu

remedijacija , ci enja zemlji ta i otpadnih voda.

Procesi u biljkama, uslovljeni prisustvom zagaDuju ih materija u posmatranoj sredini,

ukazuju na veliki potencijal ci enja preko biljaka. Takve biljke su nazvane fitoremedijatori.

Pomo u biljaka fitoremedijatora, koje imaju sposobnost da akumuliraju metale i radionuklide

u nadzemni dio izdanka, se ostvaruje mogu nost dekontaminacije zemlji ta i tehnogenih

supstrata .Poslije kori tenja zelenih biljaka za ci enje terena, dekontaminirano zemlji te

moe biti kori teno za poljoprivredu.

8

2.2.MATERIJALI I METODE

Fitoremedijacija je metod u kome koristimo zelene biljke za ci enje terena zagaDenih

opasnim otpadom. Fitoremedijaciju smo primjenili ex situ i in situ , kontinuirano i

indukovano, za ci enje kontaminiranih terena od toksicnih metala.

Istraivanje se sastoji od vi e manjih istraivanja

1. identifikacija terena

2. hemijske analize zemlji ta prije upotrebe fitoremedijacije

3. saDenje biljaka fitoakumulatora

4. primjena agrikulturnih i tehnickih mjera za rast i razvoj biljaka

5. sakupljanje i su enje biljaka

6. analiza zemlji ta posle zavr ene fitoremedijacije

7. hemijske analize zelenih ostataka biljaka

8. odreDivanje koeficijenta koncentracije CF biljaka

9

2.3.REZULTATI ISTRAIVANJA

Fitoakumulacija olova iz zemlji ta - indukovana fitoekstrakcija podrazumijeva tok

fitoremedijacije sa indukcijom ( dodavanjem helatnih agenasa ).

U toku 2000 -2001 godine u Srbiji, sprovedeno je istraivanje indukovane ili voDene

fitoremedijacije ex situ na zemlji tu sa kontaminiranog terena, primjenom biljne vrste

Brassica juncee.

Usvajanje olova iz zemlji ta od strane biljne vrste Brassica juncee, izraeno (mg/kg) suhe

materije. Rezultat, su dati kao prikaz sadraja olova u dijelovima ispitivane biljke Brassica

juncee, nakon fitoremedijacije,ukupno 9342,62 mg/kg.

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

list stablo korijen ukupno

Graf br.1: Raspored usvojenog olova u biljnoj vrsti

10

Najvi e olova Brassica juncee je akumulirala i translicirala u zelene listove, stablo i u

koren. Sadraj olova u zemlji tu nakon primjene u jednoj etvenoj sezoni indukovanom

fitoremedijacijom je snien, u odnosu na sadraj prie primjene fitoremedijacije. Sadraj

olova, u zemlji tu je snien vi e od devet puta, u odnosu na sadraj pr ije primjene

indukovane fitoremedijacije.

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

sadraj prije sadraj poslije

Graf br.2 : Sadraj olova u zemlji tu prije i poslije fitoremedijacije

Dobiveni rezultati predstavljaju vrlo dobro odraDenu fitoremedijaciju. Dobivena je potvrda

da su visoke koncentracije akumuliranog olova u biljci postignute prisustvom limunske

kiseline i EDTA.

Indukovana fitoremedijacija, predstavlja prijedlog za primjenu , kada god uslovi za to

dozvoljavaju.

11

3. ZAKLJUCAK

Prema zahtjevima biljke fitoremedijatori, se mogu upotrijebiti u razlicitim

supstratima u ivotnoj sredini : za ci enje vazduha, povr inskih voda, otpadnih voda,

zemlji ta, tehnogenih supstrata.Za ci enje kontaminiranog zemlji ta i tehnogenih

supstrata upotrijebljena je biljna vrsta ( Brassica juncea

)

. Istraivanja su sprovedena i sa

drugim biljkama fitoremedijatorima (Brassica napus

,

Helianthus annus

,

Clamagrostis

epigeios

,

Tussilago farfara

,

Sysimbrium orientale) na kontaminiranim terenima.

Na osnovu dobijenih rezultata istraivanja, primjena fitoremedijacije na terenima, nova

biotehnologija se moe preporuciti za dalju primjenu u praksi.

Istraivanjem se do lo do saznanja (Brassica juncea

)

posejduje sposobnosti prirodne

adaptacije.

Rije enje kroz primjenu fitoremedijacije, se name e kao alternativa skupim i agresivnim

poznatim procesima ci enja supstrata ivotne sredine. Prednost fitoremedijacije u

odnosu na druge poznate tehnologije za uklanjanje toksicnih metala iz

zemlji ta je ekonomski isplativije ima niu cijenu ko tanja. Ova tehnologija ne

dovodi do degradacije ekosistema kao to je slucaj sa primjenom ostalih tehnologija

za preci avanje.

12

4. SADRAJ

1.UVOD..2

2.ODRIVI RAZVOJ I FITOREMEDIJACIJA..3

2.1.OPIS PROBLEMA.7

2.2.MATERIJALI I METODE...9

2.3.REZULTATI ISTRAIVANJA..10

3.ZAKLJUCAK...12

4.SADRAJ.13

13