Rośliny, bakterie i grzyby mogą pomagać w usuwaniu zanieczyszczeń z powietrza, wody i gleby. Wykorzystuje się je w procesach określanych jako bioremediacja. To podejście pozwala ograniczać skutki działalności przemysłowej i przywracać funkcjonowanie zdegradowanym ekosystemom. Wśród stosowanych rozwiązań znajdują się między innymi biofiltry, oczyszczanie wody przez roślinność, fitoremediacja oraz mykoremediacja z wykorzystaniem grzybów.
Czym jest bioremediacja?
Bioremediacja polega na wykorzystaniu organizmów żywych lub procesów biologicznych do usuwania albo ograniczania zanieczyszczeń środowiska. W zależności od zastosowania mogą to być rośliny, bakterie, grzyby, niektóre nicienie czy pierwotniaki.
Metoda znajduje zastosowanie w oczyszczaniu powietrza, wody i gleby. Jej znaczenie wiąże się z możliwością wykorzystania naturalnych zdolności organizmów do rozkładania, pochłaniania lub przekształcania szkodliwych substancji. Dzięki temu rozwiązania biologiczne mogą być stosowane między innymi na terenach zdegradowanych przez przemysł oraz w miejscach, gdzie doszło do zanieczyszczenia środowiska.
Jednocześnie bioremediacja nie zastępuje działań zapobiegających powstawaniu zanieczyszczeń. Najważniejsze pozostaje ograniczanie emisji i degradacji środowiska już na początku. Biologiczne metody oczyszczania mogą natomiast pomóc w naprawianiu szkód, które już powstały.
Jak rośliny i mikroorganizmy oczyszczają powietrze?
Jednym z kierunków rozwoju bioremediacji jest biologiczne wychwytywanie dwutlenku węgla. Przykładem jest wykorzystanie mikroalg, które dzięki fotosyntezie mogą wiązać CO₂. Mikroalgi są badane jako swoiste biologiczne fabryki pozwalające na sekwestrację (wychwytywanie) dwutlenku węgla, a jednocześnie mogące dostarczać surowców wykorzystywanych między innymi do produkcji biopaliw, żywności, pasz czy innych produktów.
Potencjał biologicznego wychwytywania CO₂ jest również analizowany w kontekście przemysłu. Jednym z takich przykładów jest elektrownia Drax w Wielkiej Brytanii, gdzie rozważano wykorzystanie CO₂ do produkcji pożywienia dla ryb.
Badane jest także wykorzystanie wodorostów do sekwestracji dwutlenku węgla oraz w procesach określanych jako biorafinerie (przetwarzanie biomasy na paliwa przy użyciu surowców odnawialnych).
Biofiltracja zamiast chemicznego oczyszczania emisji
Mikroorganizmy mogą pomagać również w usuwaniu innych zanieczyszczeń atmosferycznych. W niektórych zakładach przemysłowych stosuje się biofiltrację, która może zastępować chemiczne metody oczyszczania emisji.
W biofiltrach mikroorganizmy żyjące w odpowiednim, wymiennym materiale filtracyjnym rozkładają zanieczyszczenia. W rezultacie mogą one zostać przekształcone między innymi w dwutlenek węgla, wodę lub sole. Biofiltracja jest obecnie główną biologiczną techniką dostępną do remediacji zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu.
Mchy jako naturalne filtry zanieczyszczeń
Nie tylko drzewa mogą poprawiać jakość środowiska w miastach. Szczególną uwagę zwracają mchy, które mogą być wykorzystywane zarówno do monitorowania zanieczyszczenia atmosfery, jak i do jego ograniczania.
Niektóre gatunki mchów są szczególnie skuteczne w gromadzeniu metali ciężkich. Ich listki i tkanki mogą akumulować substancje obecne w atmosferze, dzięki czemu rośliny te mogą być wykorzystywane jako wskaźniki poziomu zanieczyszczeń.
Mchy mogą również pochłaniać między innymi tlenki azotu, ozon oraz pyły zawieszone. Ich właściwości wykorzystano w konstrukcjach określanych jako „City Tree” – miejskich filtrach zbudowanych między innymi z wykorzystaniem mchów.
Pojedyncza konstrukcja City Tree jest reklamowana jako rozwiązanie odpowiadające pod względem zdolności pochłaniania zanieczyszczeń nawet 275 drzewom. Urządzenia tego typu wykorzystywano w różnych krajach, między innymi w Norwegii, Francji, Niemczech, Belgii, Wielkiej Brytanii, Macedonii Północnej i Hongkongu.
Bioremediacja wody. Pomagają bakterie, grzyby i rośliny
Kolejnym obszarem zastosowania biologicznych metod oczyszczania jest zanieczyszczona woda. Mikroorganizmy są coraz częściej wykorzystywane do oczyszczania wody w specjalnych bioreaktorach.
Procesy biologiczne mogą być również stosowane do oczyszczania gleby i wód gruntowych. W tak zwanej remediacji in situ wykorzystuje się bakterie i grzyby działające bezpośrednio w zanieczyszczonym środowisku.
Naukowcy badają także możliwości wykorzystania mikrofauny, w tym nicieni i pierwotniaków, ze względu na ich funkcje ekologiczne oraz potencjalne zastosowanie w oczyszczaniu skażonych gleb.
Oczyszczanie wody za pomocą roślin
Ważną rolę mogą odgrywać również systemy wykorzystujące roślinność. Jednym z przykładów są filtry trzcinowe oraz sztuczne mokradła.
W takich systemach roślinność staje się częścią procesu oczyszczania wody. Podobną funkcję mogą pełnić odpowiednio zaprojektowane zagłębienia i pasy roślinności, które przechwytują spływ powierzchniowy z utwardzonych terenów, takich jak drogi. Takie rozwiązania mogą ograniczać przedostawanie się zanieczyszczeń do znajdujących się w pobliżu ekosystemów.
Wykorzystanie roślin do usuwania zanieczyszczeń określane jest jako fitoremediacja.
Rośliny mogą oczyszczać skażoną glebę
Bioremediacja znajduje zastosowanie także w przypadku terenów, na których doszło do degradacji gleby. Szczególnie interesujące są rośliny określane jako hiperakumulatory.
Są to gatunki zdolne do gromadzenia w swoich tkankach dużych ilości określonych substancji, w tym metali ciężkich. Wykorzystanie takich roślin na zanieczyszczonych terenach może pozwolić na stopniowe usuwanie części szkodliwych substancji z gleby.
Proces ten jest jednym z przykładów fitoremediacji. Zamiast usuwać całą skażoną warstwę ziemi, można wykorzystać biologiczne właściwości konkretnych gatunków roślin do stopniowego ograniczania zanieczyszczenia.
Grzyby pomagają w remediacji środowiska
W oczyszczaniu zdegradowanych ekosystemów mogą pomagać także grzyby. Wykorzystanie grzybów do remediacji określa się mianem mykoremediacji.
Badania opisują możliwości wykorzystania grzybów w procesach związanych z biodegradacją, biosorpcją oraz biokonwersją odpadów.
To właśnie zdolność grzybów do oddziaływania na różne substancje sprawia, że są one interesującym narzędziem w działaniach związanych z oczyszczaniem środowiska. Mykoremediacja jest jednym z przykładów szerszego podejścia, w którym zamiast wyłącznie technicznych lub chemicznych metod wykorzystuje się naturalne właściwości organizmów.
Czy bioremediacja może naprawić szkody wyrządzone przez człowieka?
Biologiczne metody oczyszczania środowiska dają możliwość wykorzystania organizmów, które już posiadają zdolności przydatne w walce z zanieczyszczeniami. Rośliny mogą pochłaniać lub gromadzić określone substancje, mikroorganizmy mogą rozkładać zanieczyszczenia, a grzyby mogą uczestniczyć w procesach biodegradacji.
Nie oznacza to jednak, że bioremediacja rozwiąże problem zanieczyszczeń. Zapobieganie powstawaniu skażeń pozostaje ważniejsze niż późniejsze ich usuwanie. Ograniczanie emisji, właściwa gospodarka odpadami i ochrona naturalnych ekosystemów nadal powinny być podstawą polityki środowiskowej.
Bioremediacja może natomiast stanowić dodatkowe narzędzie pozwalające ograniczać skutki wcześniejszej działalności człowieka. Jest szczególnie interesująca w kontekście przechodzenia do gospodarki niskoemisyjnej i poszukiwania sposobów przywracania zdegradowanym terenom ich funkcji ekologicznych.
Natura jako narzędzie ochrony środowiska
Wykorzystanie roślin, bakterii, grzybów i innych organizmów do oczyszczania środowiska pokazuje, że biologia może być częścią technologii ochrony przyrody. Mikroalgi mogą uczestniczyć w wychwytywaniu CO₂, mikroorganizmy – w biofiltracji, mchy – w monitorowaniu i ograniczaniu zanieczyszczeń powietrza, a rośliny i grzyby – w oczyszczaniu gleby i wody.
Rozwiązania te nie oznaczają rezygnacji z ograniczania emisji i produkcji zanieczyszczeń. Mogą jednak pomóc w sytuacjach, w których szkody już powstały i konieczna jest rekultywacja oraz przywracanie zdegradowanych ekosystemów.
Bioremediacja pokazuje więc, że przyroda może nie tylko być chroniona przed skutkami działalności człowieka. Jej naturalne procesy można również wykorzystać do częściowego naprawiania szkód, które już zostały wyrządzone.
Dodaj komentarz
Komentarze