OZ wykład 13, dn.02.06.2011

Fitoremediacja

• Metoda oczyszczania zanieczyszczonych i skażonych wód i gleby, a także powietrza, wykorzystująca rośliny wyższe

• Fitoremediacja, w naszym kraju ciesząca się niestety wciąż niewielką popularnością doceniana jest choćby w USA

Zalety

• Minimalna inwazyjność na środowisko oraz walory estetyczne

• Prostota i niewielkie wymagania sprzętowe

• Niewielkie nakłady kapitałowe w odniesieniu do innych metod oczyszczania

• Wysoka efektywność i skuteczność działania dla wybranych substancji

Wady

• Wolne tempo oczyszczania

• Ograniczenie do płytkich warstw gleby

• Niska efektywność w przypadku zanieczyszczeń silnie zaabsorbowanych w glebie

Oczyszczanie polega na

• Składowaniu przez roślinę szkodliwych substancji w korzeniach, liściach i łodygach (fitoekstrakcja, fitoakumulacja)

• Przetwarzaniu bardziej szkodliwych substancji, w wyniku procesów zachodzących w roślinach, w mniej szkodliwe (fitodegradacja, rizodegradacja)

• Przenoszeniu podczas oddychania roślin zanieczyszczeń z gleby lub wody do powietrza (fitowolatilizacja)

• Także organizmy (bakterie, owady) żyjące w pobliżu roślin, np. przy korzeniach, mogą spełniać rolę w oczyszczaniu środowiska (rizodegradacja, rizofiltracja, fitostabilizacja)

Fitoekstrakcja = Fitoakumulacja

• Wykorzystywana do oczyszczania gleby z zanieczyszczeń, głównie metali ciężkich

• Polega na pobieraniu przez korzenie roślin zanieczyszczeń a następnie translokacji w roślinie i magazynowanie w organach nadziemnych

• Pobieranie i kumulowanie przez rośliny substancji szkodliwych w bardzo dużych ilościach w glebie – hiperakumulacja

• Cd powyżej 100 mg

• Ni, Cu powyżej 1000mg

• Pb powyżej 800mg

• Mn, Zn powyżej 10000mg w kg suchej masy

Schemat zastosowania fitoekstrakcji w praktyce:

Wybrane gatunki roślin należących do rodziny kapustnych stosowane w Fitoremediacja

• Hiperakumulatory metali ciężkich

  • Rzodkiewnik pospolity

  • Rzepak

  • Tobołek alpejski

  • Gorczyca serbska

  • Aksamitka wzniesiona

U wszystkich badanych odmian największe zawartości kadmu stwierdzono w liściach, mniejsze w pędach, natomiast najmniejsze w kwiatostanach

Największe zawartości ołowiu u wszystkich badanych odmian pędy, mniej liście, a najmniej kwiaty.

• Szałwia błyszcząca

• Słonecznik zwyczajny

• Pelargonie o ozdobnych liściach

• Paciorecznik ogrodowy

Fitodegradacja

• Polega na rozkładzie substancji organicznych przez organizmy i związane z nimi mikroorganizmy

• Rizodegradacja zachodzi przede wszystkim w strefie korzeniowej

• Wykorzystywana do oczyszczanie terenów zanieczyszczonych związkami ropopochodnymi, herbicydami, pozostałościami materiałów wybuchowych

  • Wierzba

  • Topola

Fitowolatilizacja = Fitoewaporacja

• Polega na pobieraniu i transpiracji zanieczyszczenia przez roślinę a następnie uwalnianie zanieczyszczenia zmienionego w stan lotny do atmosfery

• Wykorzystywana do usuwania lotnych związków organicznych np. rozpuszczalniki chloroorganiczne

  • Gorczyca sarepska

Rizofiltracja

• Polega na absorpcji i adsorpcji przez korzenie roślin zanieczyszczeń znajdujących się w roztworze wodnym (ścieki, zanieczyszczona woda)

• Wykorzystywana do usuwania zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych

Fitostabilizacja

• Polega na wykorzystaniu roślin w celu unieruchomienia zanieczyszczeń w glebie i zmniejszenia ich dostępności w środowisku

Temat: Rośliny ozdobne o cechach użytkowych

Wawrzyn szlachetny (Laurus nobilis)

• Wiecznie zielony krzew lub drzewo dorastające do 10-12m

• Liście naprzemianległe, krótkoogonkowe, skórzaste, eliptyczne lub lancetowate o lekko falistym brzegu

• dł. 10cm

• szer. 5cm

• kwiaty białe lub żółtawe, w kątach liści po 4-6 w baldachach

• owocem jest jagoda do 2cm długości, granatowo – niebieska

• liście

  • gorzkawy smak

  • intensywny aromat

  • 0,8-3% olejku eterycznego – cyneol i inne

  • Garbniki

  • Tłuszcze

  • Przyprawa (marynaty, mięsa)

  • Surowiec leczniczy (wzmagają apetyt, pobudzają trawienie, leki reumatyczne, działają wzmacniająco na organizm)

  • Przez destylację otrzymuje się olejek laurowy (lecznictwo, przemysł kosmetyczny, perfumeryjny, cukierniczy, produkcja likierów)

• Owoce

  • 0,8% olejku lotnego

  • 26-44% tłustego oleju

  • żywice, śluzy, garbniki, alkohole, kwas laurowy

  • suszone

  • olej wykorzystywany w weterynarii, farmacji

  • przyprawa (marynaty, konserwy)

Wanilia płasko listna (Vanilla planifolia)

• pnącze, do 10m długości

• korzennie przybyszowe, owija się wokół podpór

• liście soczyste, siedzące, owalno – jajowate lub lancetowate

• kwiaty złożone, w kątach liści

  • otwarte kilka godzin, nie zapylone (kolibry, pszczołowate) opadają

  • po zapyleniu słupek rozrasta się po 4 tygodniach długość 15-20cm

  • dochodzi do zapłodnienia zalążków w komorze zalążkowej słupka

  • po 5-7miesiącach dojrzewa i pęka

  • długość torebki (strąka) 25cm i 5-10 mm szerokości

  • zbiór gdy zmieniają barwę z zielonej na żółtą

  • plon z rośliny 60 owoców rocznie

  • po zbiorze zanurzenie w wodzie 60-80 st C (zapobiega kiełkowaniu, zabija mikroorganizmy)

  • suszenie

  • fermentacja

  • zawartość waniliny 1,5-3%

• uprawa: Meksyk, Madagaskar, Hawaje, Cejlon, Antyle

• poza Ameryką brak zapylaczy, konieczne ręczne zapylanie

• kobiety (2-3tys. dziennie)

• przyprawa (desery, ciasta, słodycze, likiery)

• przemysł perfumeryjny, kosmetyczny, spirytusowy, farmaceutyczny (depresje, rozstroje nerwowe)

• od 1874 produkcja syntetyczne wanilii – cukier wanilinowy

Aloes drzewiasty (Aloe arborescens)

• pędy proste, soczyste

• liście osadzone parami, wąskie, szarozielone

• brzeg blaszki liściowej zaopatrzony w kolce

• kwiaty czerwone osadzone na długich szypułach kwiatostanowych

  • kwitną zimą

• liście

  • miąższ, sok

  • wielocukry, kwasy organiczne, sole mineralne

  • przemysł farmaceutyczny (doustnie: nieżyty żołądka, wrzody, odporność organizmu, właściwości przeczyszczające; zewnętrznie: wysypki, oparzenia, rany, choroby oczu)

Kawa (Coffea arabica)

• niskopienne drzewo, krzew 6-10m

• obficie ulistnione

• liście podłużnie owalne z ostrymi wierzchołkami

• w kątach liści kwiatostany zbudowane z 4-18 białych kwiatów, intensywnie pachnące

• owoce owalne, kuliste, po dojrzeniu czerwone, czasem żółte, wewnątrz 2 nasiona

  • od kwitnienia do zbioru 12-18miesięcy

  • suszenie

  • łuszczenie

  • polerowanie (pozbawianie się łupiny nasiennej)

  • pakowanie (worki papierowe, jutowe)

  • prażenie w temperaturze 200-250 st C

  • przechowywanie w hermetycznych pojemnikach

• nasiona

  • węglowodany, tłuszcze, białka

  • kofeina 1,3-2%

  • preparowana 0,08% kofeiny

• napój

• lecznictwo, farmacja

• niewielkie dawki

  • stymulują aktywność układu nerwowego

  • pracę mięśni, serca

  • lepsza praca nerek

  • podnosi ciśnienie

• nadmiar

  • bezsenność, duszności, drżenie mięsni, szum w uszach

kardamon (Elettaria cardamomum)

• bylina

• grube kłącza

• liście lancetowaty do 70cm, pochwiaste, zachodzą na siebie nasadami

• kwiatostany do 50cm

• płożące się wyrastają z nasadowej części łodygi rzekomej

• owoc trójkomorowa torebka, wielkości orzecha laskowego

• nasiona drobne

• ostry korzenny smak

• zbiór nasion przed całkowitym dojrzeniem gdy są zielone

• nasiona

  • 9% olejku lotnego (limonen, sabinen, cyneol)

  • 10% oleju

  • Przemysł cukierniczy (pierniki, ciasta, czekolada)

  • Marynaty

  • Drób

  • Wędliny (salami)

  • Przemysł spirytusowy (likier Curacao)

  • Przemysł tytoniowy

• Liście

  • Zieleń cięta

Szafran uprawny (Crocus dativus)

• Do 30cm

• Liście równowąskie

• Kwiaty lejkowate fioletowe, 6 płatkowe

• Trzy pręciki i trójdzielny słupek o znamieniu barwy pomarańczowej

• Organ podziemny – bulwa

• Zbiera się znamiona słupka w pełni kwitnienia

• Kilogram suszu / 150 tys. kwiatów

• Znamiona słupka

  • Olejek lotny 0,4-1,3 %

  • 4% glikozydu pikrokrocyny

  • Karotenoidy

  • Wit. B2

  • Kro cetyna – barwnik

  • Przyprawa (sosy, mięsa, ryż)

  • Barwnik (ciast, marcepanów, alkoholi, leków, tkanin)

  • Przemysł kosmetyczny

  • Przemysł farmakologiczny (działanie moczopędne, przeciwbólowo, przeciwkaszlowo, obniża stężenie cholesterolu)

Kosaciec niemiecki (Iris germanica)

• Bylina

• Liście szablaste

• Pęd kwiatostanowy rozgałęziony

• Kwiaty duże

• Kwitnie VI

• Organem podziemnym jest kłącze

• Kłącze

  • Olejek eteryczny (40% ironu)

  • Garbniki

  • Tłuszcze

  • Flawonoidy

  • Glikozyd irydyna

  • Związki śluzowe

  • Najwięcej zawartości wiosną

  • Przemysł farmaceutyczny (ułatwia odksztuszanie, moczopędne, działanie przeciwbakteryjne)

  • „korzeń fiołkowy” – wyżynanie zębów

  • Przemysł kosmetyczny (pudry, pasty do zębów, utrwalacz zapachów likwidacja piegów)

  • Przemysł cukierniczy

  • Przemysł alkoholowy (aromatyzowanie likierów, win)

  • Przemysł tytoniowy (aromatyzowanie)

Rącznik pospolity (Ricinus communis)

• Drzewo, krzew do 3-4 m

• Pęd gruby

• Liście duże, dłoniaste, głęboko powcinane

• Kwiatostan – grono, w dolnej części kwiaty męskie w górnej żeńskie

• Owoc – torebka kolczasta

• Nasiona duże, eliptyczne

• Nasiona

  • 40-56% tłustego oleju rycynowego

  • Rycyna – substancja toksyczna

  • Alkaloidy

  • Błonnik

  • Aminokwasy

  • Przemysł farmaceutyczny (środek przeczyszczający, zapalenie powiek, oparzenia, zmiękczanie naskórka, schorzenia narządów rodnych)

  • Produkcja tworzyw sztucznych (linoleum)

  • Smar do silników wysokoprężnych

  • Przemysł skórzany (zmiękczanie skóry)

• Pędy

  • Z włókna wyrabia się grube tkaniny, sznury

Lawenda wąskolistna (Lavandula officinalis)

• Bylina

• Liście wąsko lancetowate, do 5cm długości

• Kwiaty dwuwargowe zebrane w nibyokółki, fioletowe, różowe, białe

• Cała roślina intensywnie pachnie

• Liście i kwiaty

  • Olejek lotny

    • 0,37% liście

    • 0,19% pędy

    • 0,8-102% kwiatostany

  • Kwas ursolowy

  • Kumaryna

  • Przemysł farmaceutyczny (moczopędne, przeciwskurczowo, właściwości bakteriobójcze, inhalacje, rany, schorzenia skórne)

  • Weterynaria

  • Przemysł alkoholowy (likiery, wódki)

  • Odstrasza mole, komary

  • Przyprawa (mięsa, sosy, zupy rybne)

Słonecznik zwyczajny (Helianthus annus)

• Roślina jednoroczna

• Liście naprzemianległe, sercowate

• Pędy i liście pokryte szorstkimi włoskami

• Koszyczki kwiatostanowe do 50 cm średnicy

• Owoc spłaszczona niełupka

• Kwiaty

  • Zbiór

  • Suszenie

  • Tylko kwiaty języczkowate

  • Saponozydy trójterpenowe

  • Flawonoidy

  • Karotenoidy

  • Cholinę

  • Odwar działa przeciwgorączkowo, przeciwkaszlowo

  • Przyspiesza gojenie ran

  • Dodawanie do sałatek

• Nasiona

  • 40% oleju

  • Olej zawiera nienasycone kwasy tłuszczowe

  • 20% białka

  • 25% węglowodany

  • Kwasy organiczne

  • Mikroelementy