Laboratorium 9
PROCES BIOREMEDIACJI-
technologie usuwania zanieczyszczeń (głównie substancji ropopochodnych) z gleby i wód podziemnych za pomocą żywych mikroorganizmów w celu katalizowania, destrukcji lub transformacji różnego rodzaju zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe. Bioremediacja jest oparta na aktywności mikroorganizmów.
FIITOREMEDIACJA- wykorzystuje się rośliny wyższe.
MIKROREMEDIACJA-
Kluczową rolę w procesie bioremediacji odgrywają mikroorganizmy, dla których skażenia stanowią pokarm, czy też źródło energii. Są one w stanie zaatakować i zmineralizować każde zanieczyszczenie za pomocą enzymów katabolicznych. Mikroorganizmami prowadzącymi ten proces są bakterie, archeony oraz grzyby, większości heterotrofy.
TECHNOLOGIA EX-SITU:
polega na tym, że skażoną glebę lub wodę przenosi się w bezpieczne miejsce i tam prowadzi się proces oczyszczania. Technologia ta może być wykorzystywana, gdy ilość skażonej gleby lub wody jest stosunkowo niewielka i koszty transportu nie będą zbyt wysokie.
TECHNOLOGIA IN-SITU:
badania prowadzone są bezpośrednio w miejscu skażenia; stosowana, gdy teren skażenia jest rozległy i nie ma niebezpieczeństwa szybkiej penetracji skażenia do wód gruntowych i zbiorników wodnych.
FITODEGRADACJA- pobieranie i degradacja toksycznych związków organicznych. Mogą być akumulowane w tkankach w niezmienionej formie, czasem ulegają przekształceniu w nietoksyczne związki, bądź uwalniane z roślin do środowiska.
FITOEKSTRAKCJA –
pobieranie i gromadzenie metali w tkankach roślinnych, a następnie mechaniczne usuwanie roślin.
FITOSTABILIZACJA – przekształcenie, z udziałem korzeni, związków chemicznych w mniej przyswajalne formy.
FITOWOLATYLIZACJA - przeprowadzanie zanieczyszczeń w stan lotny. usuwa zanieczyszczenie z danego terenu, sprawia, że przenosi się ono w inne miejsce i wymyka się spod kontroli.
RIZOFILTRACJA– pobieranie metali przez korzenie roślin. rodzaj fitoremediacji, polegający na wykorzystaniu strefy korzeniowej roślin do usuwania zanieczyszczeń z wody i ścieków, głównie metali.
RIZODEGRADACJA - Odmianą fitodegradacji jest rizodegradacja, gdzie rozpad zanieczyszczeń
Właściwości roślin stosowanych do fitoremediacji:
rośliny wykorzystywane do fitoremediacji powinny wytwarzać dużą masę,
zrzucać corocznie liście, których wielkość pozwala na łatwe wygrabianie oraz powinny dobrze znosić cięcie umożliwiające coroczne usuwanie zanieczyszczeń nagromadzonych w drewnie.
Hiperakumulacja – cecha roślin do pobierania metali ciężkich z gleb (metalofity) i kumulowania ich w tkankach.
HIPERAKUMULANTY- rośliny zdolne do akumulowania w swoich tkankach znacznych ilości metali ciężkich.
WPŁYW METALI CIĘŻKICH NA ORGANIZMY ŻYWE:
Metale ciężkie to pierwiastki, które wykazują właściwości metaliczne. Ich wspólną cechą jest to, iż po przekroczeniu pewnej granicy stają się toksyczne i są bardzo niebezpieczne dla roślin, zwierząt i człowieka.
Toksyczność metali ciężkich zależy przede wszystkim od stopnia skażenia, ale także od gatunku i wieku organizmu, drogi wprowadzenia ich do organizmu, postaci chemicznej, rodzaju oddziaływania z innymi metalami, czy stanu fizjologicznego organizmu.
Metale wnikają do organizmu przez drogi oddechowe lub przewód pokarmowy, a następnie wraz z krwią transportowane do tkanek i organów, gdzie są koncentrowane i magazynowane.
Części komórek, w których są magazynowane to głównie jądra, mitochondria i błona komórkowa.
Ogólnie rzecz biorąc, chroniczne narażenie na metale ciężkie negatywnie wpływa na parametry morfologiczne krwi, działanie enzymów, aktywność transportu białek oraz strukturę i funkcję komórek, tkanek i narządów.
Organizmy zwierzęce w przeciwieństwie do roślinnych posiadają dość dobrze funkcjonujący mechanizm homeostazy chemicznej, który inaktywuje metale ciężkie.
Istnieją bariery ochronne przeciwdziałające nadmiernym stężeniom tych pierwiastków w tkankach.
Polegają one na ograniczaniu wchłaniania z układu oddechowego, czy pokarmowego, szybkim wydalaniu metali lub metabolicznej inaktywacji, która zachodzi w oparciu o wyspecjalizowane układy enzymatyczne.
BIOREMEDIACJA NATURALNA-
zachodzi samoczynnie bez stymulatorów, związana jest z obiegiem pierwiastków, dotyczy produkowanej biomasy roślinnej resztek obumarłych organizmów a także ich wydalin. Proces przebiega w osadach dennych, glebach, wodach samooczyszczających się.
BIOSTYMULACJA- jedna z metod in-situ; przeprowadzenie modyfikacji środowiskowej; pobudzenie mikroflory autochtonicznej do usuwania skażeń.
BIOAUGMENTACJA- jedna z metod in-situ; dodawanie namnożonej mikroflory do skażenia; wprowadzenie dodatkowych mikroorganizmów.
WPŁYW ORGANICZNYCH ZWIĄZKÓW TOKSYCZNYCH NA ORGANIZMY ŻYWE: