Invasiv tropisk plante kan helt fjerne metalforurenende stoffer fra Britains -floder - ny undersøgelse

Forurenende stoffer i floder og andre vandområder er et alvorligt problem for havlivet såvel som menneskers sundhed. Imidlertid, at fjerne dem fra vandet kan være en bekostelig proces, ofte kræver energi fra fossile brændstoffer, hvilket øger både driftsomkostninger og miljøskader. Følgelig, at bruge planter til at fjerne forurenende stoffer - en proces kendt som fytoremediering - er blevet stadig mere attraktiv rundt om i verden.

Fytoremediering er ikke kun mere miljøvenlig end konventionelle metoder, det er også billigere. Det indebærer at bruge fotosyntetiserende organismer til at fjerne forurenende stoffer - f.eks. tungmetaller som bly - fra vand. Det menes, at fjernelsesmekanismen involverer en kombination af adsorption (hvorved forurenende stoffer klæber til overfladen af ​​rødder) og absorption (hvorved de optages af plantens transportsystem) af metaller via plantens rødder.

Vores forskerhold har for nylig undersøgt, hvordan fytoremediering kan hjælpe med at rydde op i floder i Storbritannien. Selvom fytoremediering tidligere har været brugt i landet, denne gang har vi specifikt brugt vandhyacint. Denne tropiske plante er ikke hjemmehørende i Storbritannien, og er faktisk klassificeret som en invasiv art. Det har været brugt til fytoremediering før, men vi var de første til at bruge den i en tempereret flod på den nordlige halvkugle, langt væk fra sit oprindelige levested, oprindeligt i Sydamerika.

Det, vi fandt, var bemærkelsesværdigt. Vandhyacinten var helt i stand til at fjerne meget giftige elementer fra flodvand.

Udrydning af forurening

Vi introducerede anlægget til Nant-Y-Fendrod-strømmen, en biflod til floden Tawe, i Swansea. Denne vandveje ligger i et område, der var hjertet i den globale kobberproduktion i løbet af det 19. og 20. århundrede. Som en konsekvens, det er blevet stærkt forurenet af millioner af tons kobber- og zinksmelteaffald. På trods af tidligere bestræbelser på at afhjælpe jorden ved hjælp af konventionelle metoder, såsom fjernelse af forurenet jord, betydelig kontaminering af tungmetaller er tilbage, påvirker vandløbets vandkvalitet. Faktisk, forurening er så slem, at den ikke opfylder EU's vandkvalitetsstandarder.

Vi konstruerede to specialbyggede behandlingsbælg til at indeholde planterne i floden, forhindrer dem i at undslippe, men lader vandet bevæge sig ind og ud af dem. Vi brugte 25 planter i hver pod, dækker omkring en kvadratmeter. Dette svarede til cirka 10% af kanalens bredde. Indholdet af tungmetaller i flodvandet blev bestemt - ved hjælp af induktivt koblet plasmamassespektrometri - før planteindførelse, inden for behandlingsbælgene, og nedstrøms på timebasis i en periode på syv timer.

Vi fandt ud af, at vandhyacinten var i stand til at fjerne mange forskellige tungmetaller - herunder cadmium, zink, arsen, at føre, krom, aluminium, kobber, mangan og nikkel - fra åens vand. Hastigheden af ​​denne metalfjernelse var hurtig. Vores test viste, at mere end 60% af aluminium og zink, der forurenede vandet, der gik ind i bælgene, blev fjernet inden for kun syv timer. En sådan høj fjernelseshastighed er i overensstemmelse med vandhyacintens ry som den hurtigst voksende vandplante i verden. I andre tilfælde, op til 100% af metallerne blev fjernet på bare tre uger.

Forbereder sig på klimaændringer

Til dato, det meste forskningsarbejde på vandhyacintplanten er stammer fra udviklingslande. Men i betragtning af virkningerne af klimaændringer på fordelingen af ​​alle slags arter, forskere fra udviklede lande har et presserende behov for at spille en større rolle i udforskningen af ​​dens kontrol, ledelse og effektiv udnyttelse.

Et bestemt forskningsområde, der stadig skal undersøges, er håndteringen af ​​vandhyacinten, efter at den har adsorberet/absorberet forurenende stoffer. Der er flere mulige løsninger, såsom genvinding af de metaller, den har adsorberet/absorberet til industriel brug, og brug af plantebiomassen til bioenergiproduktion eller gødning. En anden mulighed er at finde en måde at leve med, hvad der er verdens mest produktive vandplante, i stedet for at udrydde det - hvilket hidtil har været uden held.

Planten har en produktiv vækstrate og, da klimaforandringer påvirker rækkevidden af ​​alle slags arter, det vil sandsynligvis sprede sig til nye regioner. Det betyder, at det måske ikke længere er et problem, der udelukkende er forbundet med fattigere lande i Afrika, Asien og Sydamerika, hvor det tilstopper floder, søer og kanaler, der forårsager enorme økonomiske byrder.

Selvom der er ulemper ved fytoremediering - herunder at det tager tid for planten at fange forurenende stoffer, og at det omhyggeligt skal lykkes at stoppe det med at blokere vandveje helt - vores forskning har vist, hvordan naturen kan hjælpe med at helbrede de skader, industrien forårsager.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.