Anorganikus komponensek

Az előadások a következő témára: "Anorganikus komponensek"— Előadás másolata:

1 Anorganikus komponensek
Fitoremediáció 3. hét

2 Fitoextrakció A növény akkumulálja a szennyező anyagot: nehézfémek eltávolítása (ólom, cink, kadmium stb).

3 A folyamatos fitoextrakció
Hiperakkumulátor növényfajokkal Thlaspi cearulescens (1.7% Zn a levélben /DM/, a normálérték 1000-szerese! Astragalus, szelén 0.6% Alyssum bertolonii, 1% Ni Berkheya coddii, 3.7% Ni Ökológiai szerep Jelen vonalak fejlesztése, új fajok keresése, transzgenikus növények

4 A legjobb hiperakkumulátor (cink, kadmium):
                    A legjobb hiperakkumulátor (cink, kadmium): Thlaspi cearulescens (tarsóka, Brassicaceae) A folyamatos fitoextrakció módszere A T.c. levelében az akkumulált Zn a száraz tömeg 2-4 %-át is elérheti

5 Az indukált fitoextrakció
Kelátorok: EDTA (etiléndiamin-tetraecetsav) Citromsav Gyorsan lebomló szerves komponensek Pl. EDDS (etiléndiamin-diszukcinát) Alkalmazott fajok: kukorica, napraforgó, Salix viminalis, stb…

6 Az indukált fitoextrakció
Szintetikus fémkelátorok alkalmazása Brassica juncea (szareptai v. indiai mustár) +EDTA : 1% Pb a hajtásban Szimultán akkumuláció (Pb, Cd, Cu, Ni, Zn) Az alkalmazási protokoll 4 lépése: A helyszín felmérése, növény/kelátor kiválasztása Növénytelepítés A kelátor alkalmazása A növényzet eltávolítása ( kg Pb/ha/év távolítható el: pl. 2.5 g/kg talaj 10 év alatt A folyamat: i) a talajon kötött fém mint kelát a talajoldatba kerül; ii) a komplex felvétele (kelát küszöbérték)

7

8 Az Alsó-Tiszai holtágak szennyezettsége

9

10

11

12

13

14 Mártély, november 02.

15

16

17

18 A kiszáradt iszapborítás..

19 Az Alsó-Tiszát kísérő három holtág fenékiszapjának jellemző toxikus elemtartalma a hatályos határértékekkel összevetésben (ppm) Elem Mért érték (ppm)* Tiszta talajra von. határérték (ppm) (10/2000. együttes rendelet) Szennyvíziszapok kihelyezhetőségére von. határérték (ppm) (50/2001. Korm.Rend) Mártélyi Holt-Tisza Körtvélyesi Nagyfai Zn 212 262 173 200 2500 Cd 1,3 1,72 <0,6 1 10 Pb 66,4 64,7 53,3 100 750 Ni 38 59,9 48,6 40 Cu 48,2 63 43,3 75 1000 Cr 37,1 66,6 - Mo <4 0,369 7 20 As 27,9 20,7 11,5 15 Hg 0,37 <0,06 7,21 0,5 Co 14 19,3 30 50

20

21 Fitostabilizáció és energiaültetvény

22 Salix viminalis

23

24

25 A fitoextrakció szélsőséges esete: fitobányászat
Phacelia

26 A fémrezisztencia alapjai és mechanizmusai 1
Kelátképzés A szabad fém konc. csökkentése Metallotioneinek (Cu ionokkal indukálható, genetikailag kódolt) Fitokelatinok (PC, enzimrendszertől függenek) Oldhatatlan sók precipitátumai (Zn-fitát, karbonátok, szulfátok, foszfátok) Kompartmentalizáció Vakuólumban – Cd/H antiport és ATP függő PC transzporter Élesztőben is: ABC transzporter hiánymutáns Cd-szenzitív A vakuolumban stabil Cd-PC-szulfid komplex Th. cearulescens: Zn-akkumuláció a vakuolumban Cd, Mn: a levél trichomákban

27 A fémrezisztencia alapjai és mechanizmusai 2
Biotranszformáció Króm, szelén, arzén Szelén: szelenocisztein, szelenomethionon proteinbe épülve mérgező Astragalus: nem-protein aminosavakba építi (metilszeleno-cisztein) A szelenocisztein metilációjáért felelős enzimet azonosították Arzenát: szerves vegyületekben (herbicidek!), tengeri algákban Cr(VI) → Cr(III)

28 A fém hozzáférhetősége és transzportja
Mikroelem hiány (vas, cink) fitosziderofórok szintézise, kelátképzés, mobilizálás, specifikus transzporterek Vas-kelát reduktáz: szerepe a Cu és Mn felvételben Réz-transzporter Arabidopsis-ban: (COPT1) Búzagyökérben Cd és Pb transzporter Xilém transzport Cd: xilém loading Brassica juncea-ban bifázisos Ni: szabad hisztidinhez kötődik (Alyssum) Cd és vas citráttal, a Cu hisztidinnel és aszparaginnal transzportálódik A Ni-hiperakkumulátor Sebertia acumunata-ban citrát-komplex formában Alyssum lesbiacum, Th. goesingense, Th. cearulescens hasonlóan (tiol komponenseknek kevésbé van szerepük) Nikociánamin: Cu, Ni, Co, Zn, Fe, Mn mobilitást emeli (xilémben és floemben is!)

29 Esettanulmányok: a búza Trivedi, S. , Erdei, L. Physiol. Plant

30

31

32 A nád és gyékény Fediuc. E. , Erdei, L. J. Plant Physiol

33

34

35

36

37 Thlaspi goesingense Krämer, U. et al. Plant Physiol

38

39

40

41 Mártély, Köszönöm a figyelmet!