FITOREMEDIÁCIÓ

Nehézfémmel szennyezett területek fitoremediációja: Esettanulmány Vashegyi Ágnes1, Mezősi Gábor2, Barta Károly2, Farsang Andrea2, Dormány Gábor2, Bartha Bernadett1, Pataki Szilvia1, Erdei László1 1 Szegedi Tudományegyetem, Növényélettani Tanszék, Szeged 2 Szegedi Tudományegyetem, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, Szeged

Környezetszennyező nehézfémek ártalmatlanítása növényekkel: a fitoremediáció mint szennyezés-csökkentési program NKFP 3A/009/2004

Bevezetés A környezetszennyezés mint globális probléma Európai adat (1999, 13 EU állam): 1.5 millió szennyezett hely Magyarország: főleg korábbi ipari létesítmények környezete, árterületek, árvízveszélyes területek (Mo. területének 20-25%-a) Szerves és szervetlen szennyezők Szervetlen: nehézfémek (Cd, Zn, Co, Mn, Ni, Pb)

A projekt célja és a megvalósítás elemei Komplex biotechnológia kidolgozása, amely alkalmas: a környezetszennyező nehézfémek kimutatására, környezetből való eltávolítására és ártalmatlanítására.

A megvalósítás elemei és a konzorcium résztvevői A nehézfém-akkumuláló növényfajok monitorozása és alkalmazása az adott területen (1. SZTE Növényélettani Tanszék); a szennyezett terület talajának és talajvizének monitorozása, a szennyezés minőségi és mennyiségi mutatóinak megállapítása, talaj-növény kölcsönhatás (2. SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék); a nehézfém felvétel serkentése a rizoszférában élő baktérium- és gombafajokkal (3. Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Alapítvány, Biotechnológiai Intézet) ; a környezeti fémterhelés monitorozása bioszenzorként szolgáló transzgenikus cianobaktérium konstrukcióval (4. MTA SzBK Növénybiológiai Intézet); célterületek biztosítása, tereprendezés, kísérleti parcellák tervezése és kialakítása, a minta parcellák fenntartása (5. Aquadukt Kft., Szekszárd); a szennyezett növényanyagot speciális égetőkazánban való megsemmisítése, a növényi hamuból a fémek kivonása („fitobányászat”) (6. Hologén Kft., Szeged).

A vizsgálandó területek Almásfüzitő, „vörös iszap” az aluminiumgyártás mellékterméke Mártély, holtágból származó iszap Szeged

A fito(bio)remediációs technológia kiválasztása Fitoextrakció ha a szennyező anyag rövid idő alatt a határérték alá csökkenthető Fitostabilizácó nagykiterjedésű szennyezés esetén Fitodegradáció és transzformáció szerves szennyezők esetén Rizofiltráció kommunális szennyvizek tisztítása Fitovolatilizáció Hg, Se, As

Fitoextrakció: a parcellák kialakítása 10 m Ide 30 cm vastag iszapréteg kerül 30 m

Telepítésre várva…

Fitostabilizáció: a kazetták monitorozása 2004. november 02.

2005. június 30.

Eredmények I. A mártélyi terület bemutatása Holt-Tisza kotrásából nyert iszap elhelyezése: 6 tározóban 16 000 m3 Előzetes monitorozás: 2004. november 2. - iszapminta, nehézfém tartalom - 18 növényfaj

Mártély…2004. nov. 02. Phragmites Glycyrrhiza Salix és Typha

Heavy metal content of slurries in Mártély oxbow lake (ppm) Element Concentration (extraction by aqua regia) Environmental limit value for clear soil (extraction by aqua regia) EDTA) Environmental limit value for clear soil (extraction by EDTA) Cr 162,1-192,1 75 6-7,45 3 Cu 61,4-75,6 26,6-33,1 40 Fe 5099-6275 - 538,6-550,2 Mn 950-1189 382,8-397,9 Ni 51,9-61 3,26-4,05 20 Cd 0,536-1,766 1 0,443-0,795 Pb 87,25-105,1 100 41,7-50,5 25 Zn 243,3-283,2 200 38,4-44,02

A vizsgált növényfajok 1-Lycopus europeaus L. 2-Lycopus exaltatus L.f. 3-Carex sp. 4-Elymus sp. 5-Gnaphalium uliginosum L. 6-Daucus carota L. 7-Lythrum sp. 8-Asclepias syriaca L. 9-Eleocharis sp. 10-Equisetum palustre L. 11-Rorippa palustris (L.) Bess. 12-Vicia biennis L. 13-Glycyrrhiza sp. 14-Rorippa sylvestris (L.) Bess. 15-Sinapis arvensis L. 16-Typha latifolia L. 17-Salix alba L. 18-Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel

Zn accumulation in plant parts of different species 1. Lycopus europeaus 2. Lycopus exaltatus 3. Carex sp. 4. Elymus sp. 5. Gnaphalium uliginosum 6. Daucus carota 7. Lythrum sp. 8/1. Asclepias syriaca 8/2. Asclepias syriaca 9. Eleocharis sp. 10. Equisetum palustre 11. Rorippa palustris 12. Vicia biennis 13. Glycyrrhiza glabra 14. Rorippa sylvestris 15. Sinapis arvensis 16. Typha latifolia 17. Salix alba Lycopus sp. Salix alba Glycyrrhiza orange: root; green: leaf; yellow: rhyzome; purple: bloom; grey: seed

A Salix fajok átlagos évi biomassza termelése Biomassza, m3 S. americana 21,8 23,9 S. viminalis 28,4 33,7 S. triandra 20,1 21,1 S. purpurea 23,2 29,4 S. alba 29,8 Becslés: 7,5 kg/ha/év felvétel 5 mmol/kg (326 g/t) Zn a növényben

Eredmények II. Almásfüzitői területek bemutatása „vörösiszap” (7. sz. tározó, 74 ha) nehézfémekkel szennyezett tározók Előzetes monitorozás: 2005. május 10. - talajminta, nehézfém tartalom - növényfajok monitorozása

Almásfüzitő… Kezdeti állapot Az első pionír növények…

A borítótalaj előkészítése. …a terület lefedése szikes foltok Remediált állapot

Eredmények II. Almásfüzitői területek növényfajainak elemtartalma 7. tározó, 2 éves rekultivált terület 7. tározó, vörös iszap 6/I. tározó, rekultivált, vegyes borítás

Eredmények III. Laboratóriumi kísérletek

Salix fajok és klónok Salix alba L. ‘Bédai egyenes’ Salix alba L. ‘Drávamenti’ Salix alba L. ‘Sárvár-1’ Salix alba L. ‘SI 2/61’ Salix alba L. ‘I-1/59’ Salix alba L. ‘I-4/59’ Salix alba L. ‘Csertai’ Salix caprea L. Salix viminalis L. Tolna, Alsónyék Dráva, Yu Olaszország Po-síkság Duna ártér, Baja

Zn2+ felvétel és transzport

Zn2+ felvétel és transzport

Az eredmények értékelése Találtunk olyan endemikus fajokat, amelyek használhatóak a kísérleti területek nehézfém szennyeződésének eltávolítására A Salix fajok/klónok közül a S. viminalis mutatott olyan növénybeni elem-megoszlást, amely alkalmassá teszi a fitoextrakció és fitostabilizáció kombinált alkalmazására.

A jövő… Fűzdugványok a növényházban

Tereprendezés és ültetés

6000 fűzdugvány…

KÖSZÖNJÜK FIGYELMÜKET