science >> Wetenschap >  >> Natuur

Invasieve tropische plant kan metaalverontreinigende stoffen volledig uit de Britse rivieren verwijderen - nieuwe studie

Krediet:ewapee/Shutterstock

Verontreinigende stoffen in rivieren en andere waterlichamen vormen een ernstig probleem voor het leven in zee en voor de menselijke gezondheid. Echter, ze uit het water halen kan een kostbaar proces zijn, vaak energie nodig uit fossiele brandstoffen, wat zowel de bedrijfskosten als de schade aan het milieu verhoogt. Bijgevolg, het gebruik van planten om verontreinigende stoffen te verwijderen - een proces dat bekend staat als fytoremediatie - is over de hele wereld steeds aantrekkelijker geworden.

Niet alleen is fytoremediatie milieuvriendelijker dan conventionele methoden, het is ook goedkoper. Het gaat om het gebruik van fotosynthetiserende organismen om verontreinigende stoffen te verwijderen - bijvoorbeeld zware metalen zoals lood – uit water. Men denkt dat het verwijderingsmechanisme een combinatie is van adsorptie (waarbij verontreinigende stoffen aan het worteloppervlak blijven kleven) en absorptie (waarbij ze worden opgenomen door het transportsysteem van de plant) van metalen via de plantenwortels.

Ons onderzoeksteam heeft onlangs onderzocht hoe fytoremediatie kan helpen bij het opruimen van rivieren in Groot-Brittannië. Hoewel fytoremediatie eerder in het land is gebruikt, dit keer hebben we specifiek waterhyacint gebruikt. Deze tropische plant is niet inheems in het VK, en is eigenlijk geclassificeerd als een invasieve soort. Het is eerder gebruikt voor fytoremediatie, maar wij waren de eersten die het gebruikten in een gematigde rivier op het noordelijk halfrond, ver verwijderd van zijn oorspronkelijke leefgebied, oorspronkelijk in Zuid-Amerika.

Wat we vonden was opmerkelijk. De waterhyacint was in staat om zeer giftige elementen volledig uit het rivierwater te verwijderen.

Vervuiling uitroeien

We hebben de plant geïntroduceerd in de Nant-Y-Fendrod-stroom, een zijrivier van de rivier de Tawe, in Swansea. Deze waterweg ligt in een gebied dat in de 19e en 20e eeuw het hart was van de wereldwijde koperproductie. Als gevolg hiervan, het is zwaar vervuild door miljoenen tonnen koper- en zinksmeltafval. Ondanks eerdere pogingen om het land te saneren met behulp van conventionele benaderingen, zoals het verwijderen van verontreinigde grond, aanzienlijke verontreiniging van zware metalen blijft, die de waterkwaliteit van de beek beïnvloeden. In feite, vervuiling is zo erg dat het niet voldoet aan de EU-normen voor waterkwaliteit.

We hebben twee speciaal gebouwde behandelingspods gebouwd om de planten in de rivier te bevatten, voorkomen dat ze ontsnappen, maar het water in en uit laten stromen. We gebruikten 25 planten in elke pod, ongeveer een vierkante meter beslaat. Dit komt overeen met ongeveer 10% van de breedte van het kanaal. Het gehalte aan zware metalen in het rivierwater werd bepaald - met behulp van inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie - voorafgaand aan de introductie van de plant, binnen de behandelpods, en downstream op uurbasis voor een periode van zeven uur.

We ontdekten dat de waterhyacint veel verschillende zware metalen kon verwijderen, waaronder cadmium, zink, arseen, leiding, chroom, aluminium, koper, mangaan en nikkel - uit het water van de beek. De snelheid van deze metaalverwijdering was snel. Onze tests toonden aan dat meer dan 60% van het aluminium en zink dat het water vervuilt dat in de peulen ging, binnen slechts zeven uur was verwijderd. Een dergelijke hoge verwijderingssnelheid past bij de reputatie van waterhyacint als snelst groeiende waterplant ter wereld. In andere gevallen, tot 100% van de metalen werd in slechts drie weken verwijderd.

Voorbereiden op klimaatverandering

Daten, het meeste onderzoek naar de waterhyacintplant is afkomstig uit ontwikkelingslanden. Maar gezien de effecten van klimaatverandering op de verspreiding van allerlei soorten, onderzoekers uit ontwikkelde landen moeten dringend een grotere rol spelen bij het verkennen van de controle ervan, beheer en effectief gebruik.

Een specifiek onderzoeksgebied dat nog moet worden onderzocht, is de behandeling van de waterhyacint nadat deze verontreinigende stoffen heeft geadsorbeerd/geabsorbeerd. Er zijn meerdere mogelijke oplossingen, zoals het terugwinnen van de metalen die het heeft geadsorbeerd/geabsorbeerd voor industrieel gebruik, en het gebruik van de plantaardige biomassa voor bio-energieproductie of meststoffen. Een andere optie is om een ​​manier te vinden om te leven met wat 's werelds meest productieve waterplant is, in plaats van het uit te roeien – wat tot nu toe niet gelukt is.

De plant heeft een productieve groeisnelheid en aangezien klimaatverandering het verspreidingsgebied van allerlei soorten beïnvloedt, het zal zich waarschijnlijk naar nieuwe regio's verspreiden. Dit betekent dat het misschien niet langer een probleem is dat alleen verband houdt met armere landen in Afrika, Azië en Zuid-Amerika, waar het rivieren verstopt, meren en kanalen veroorzaken enorme economische lasten.

Hoewel er nadelen zijn aan fytoremediatie, waaronder dat het tijd kost voor de plant om de verontreinigende stof op te vangen, en dat het zorgvuldig moet worden beheerd om te voorkomen dat het de waterwegen volledig blokkeert - ons onderzoek heeft aangetoond hoe de natuur kan helpen de door de industrie veroorzaakte schade te herstellen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.