Грибы: эффективная очистка почвы от органических загрязнений
Ученые хельсинкского университета во главе с Эриком Винкуистом провели совместные с Институтом окружающей среды Финляндии исследования, результатом которых стало замечательное открытие: очищать почву от загрязнений можно с помощью грибов.
Традиционно очистка почвы от загрязнений органического характера (в частности, от нефти) производится с помощью компостирования. Но этот способ неэффективен в отношении диоксинов, полиароматических углеводородов и множества других загрязнителей.
По данным финской статистики, только за 2005-2006 годы в стране было транспортировано на специальные свалки почти 3 миллиона тонн загрязненной почвы. Самым дешевым способом утилизации такой почвы является ее использование для строительства новых полигонов. А более дорогостоящий метод, позволяющий уничтожить все загрязнители органического характера, – это сжигание почвы в специальной установке при температуре 1000°С.
Грибы белой гнили, способные очищать почву, выращиваются особым способом: на коре сосны, содержащей соединения, предупреждающие рост иных микробов. Когда мицелий растет в течение 4-6 недель прямо на почве, имеющей загрязнения, грибы расщепляют органические соединения. Как показали лабораторные исследования, всего за 3 месяца белая гниль оказалась способной очистить почву от соединений ПАУ на 96%, а от диоксинов – на 64%. Патент на использование этого способа для очищения почвы уже приобретен компанией Ekokem Oy, также принимавшей участие в исследованиях.
Источник
Биомелиорация: грибы очищают отравленную почву
Грибы не только способны планировать строительство дорог, но могут выступать и в роли специалистов по повторной утилизации. На территории заброшенных промышленных предприятий и автозаправочных станций никогда не будут благоухать цветы, если не предпринять нужных мер. В почве таких территорий накапливается больше ядов, чем на местах разлития нефти, и среди этих веществ – чрезвычайно ядовитые продукты переработки нефти, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).
Однако здесь на передний план выступают наши друзья: древесные опилки смешивают со специально отобранными грибами и в большом количестве распыляют на пораженные участки почвы. Грибы невозбранно вытягивают во всех направлениях свои нити, распространяются глубоко в почву. Помимо опилок, грибы начинают пожирать и сложные углеводороды. Год спустя в этом месте обнаруживаются дождевые черви и начинает расти трава. Очень скоро возвращаются и цветы. Волшебными словами здесь выступают биологическая санация или биологическая мелиорация. Слово «мелиорация» происходит от латинского слова melior, означающего «лучше». Живые организмы вступают в игру, для того чтобы биологически очистить от яда загрязненные и содержащие вредные вещества экосистемы. Таким способом были очищены почвы в Юго-Восточной Польше, промышленном сердце страны. Благодаря парам цинка, свинца, кадмия и ртути над страной витало дыхание смерти. В этих местах не растет даже трава – до тех пор, пока в действие не вступают грибы. Трава образует с грибами арбускулярную микоризу, которая освобождает почву от тяжелых металлов. Подземные гифы буквально высасывают металлы из почвы, и они откладываются в ткани корня, туда, где обитает грибная часть эндомикоризы. Яд хранится там и не может теперь проникнуть в надземную часть растения.
Грибы – мастера утилизации отходов, и едва ли существует что-нибудь, способное избежать их аппетита. Среди грибов встречаются даже такие узкие специалисты, которые способны лакомиться керосином и забивать фильтры горючего в самолетах. В США, в военных самолетах было обнаружено 23 вида грибов, получивших наименование «керосинщиков». Эти грибы очень вольготно чувствуют себя в системе подачи керосина и в фильтрах.
Вывод ясен: мы ни в коем случае не должны недооценивать грибы. Они причиняют миллиардные убытки, так как уничтожают древесину, кожу, текстиль, бумагу, продовольствие и все возможные и невозможные материалы; они угрожают растениям, животным и людям (а также другим грибам), вызывая различные заболевания и аллергические состояния; они продуцируют ядовитые вещества, предположительно являются причиной некоторых форм рака, они убили миллионы людей, они становятся главной причиной болезней растений, иногда уничтожая урожаи на корню.
Но тем не менее наш прекрасный мир и его чудесная природа таковы только благодаря грибам, без которых немыслима ни одна экосистема. И именно грибы являются тем средством, с помощью которого можно исправлять вред, причиненный экосистемам нами, людьми. В этом деле грибы и люди выступают как партнеры.
Теперь мы постараемся ответить на вопрос о том, как и когда состоялось знакомство людей с этими загадочными созданиями.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Источник
Грибы можно использовать для очистки почвы
К необычному выводу пришел доктор технических наук финского университета Аалто Эрик Винкуист. Оказывается, грибы могут быть использованы для очистки почвы от загрязнений
Почва, которая была загрязнена органическими загрязнителями, например, нефтью, может быть очищена путем компостирования. Однако этот метод не обладает эффективностью против многих других органических загрязнителей, таких как полиароматические углеводороды (ПАУ) и диоксины.
Почву, загрязненную такими веществами, можно найти в местах расположения распределительных топливных сетей, предприятий по переработке отходов и других отраслей промышленности.
Как сообщает ozemle.net, за период 2005— 2006 гг. в Финляндии почти 3 млн тонн выкопанной загрязненной почвы, не подлежащей очистке, было транспортировано на свалки и другие очистные сооружения.
Здесь эта почва используется для строительства полевых структур для новых полигонов. На сегодняшний день это является самым дешевым и простым способом утилизации.
Другим, более дорогостоящим способом уничтожения загрязненной почвы является ее сжигание при температуре 1000 градусов Цельсия в специальной установке. При этом уничтожаются все органические загрязнители.
Грибы, предназначенные для очистки почвы, выращиваются на сосновой коре, которая содержит соединения, предотвращающих рост других микробов.
Период роста длится от 4 до 6 недель. Фактически очистка происходит в очистной установке, где мицелий из грибов белой гнили растет прямо на загрязненной почве.
Как выяснил ученый, произрастая не на дереве, а в почве, грибы белой гнили эффективно расщепляют загрязняющие лигнин-подобные соединения.
В лабораторных условиях грибы оказались способны в течение трех месяцев очистить почву, собранную со старых лесопилок, на 96 процентов от соединений ПАУ и на 64 процента от диоксинов.
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Источник
Растения-фильтры и грибы-аккумуляторы. Секреты фитоочистки
З агрязнение окружающей среды оказывает губительное влияние на растительные организмы. Однако многие представители флоры сумели приспособиться к новым условиям обитания. Более того, они научились очищать воздух, почву и воду от вредных химических элементов.
Вредные вещества, поллютанты – пестициды, гербициды, органические растворители, тяжелые металлы, радионуклиды – чаще всего попадают в растительные организмы через корневую систему или листья (через устьица или кутикулу эпидермиса). Соединения, поглощенные корнями, переносятся в надземные части растений или откладываются в запасающих органах.
Разрушающее воздействие
Все загрязняющие вещества могут необратимо влиять на растительные организмы, вызывая как морфологические, так и физиолого-биохимические изменения. Эти воздействия, как правило, носят неспецифичный характер. К примеру, тяжелые металлы и радионуклиды, попадая в растительные клетки, могут взаимодействовать с различными белками, что приводит к изменениям клеточного метаболизма – нарушаются процессы фотосинтеза, дыхания, меняются функции клеточных мембран и т. д.
На морфологическом уровне могут происходить изменения размеров, формы, окраски листьев и цветков, их увядания или опадения. Нередко усыхает крона деревьев, нарушается целостность коры, деформируется корневая система, срастаются некоторые органы. У хвойных деревьев отмечают изменения в размерах хвоинок. При сильных атмосферных загрязнениях у различных древесных и кустарниковых наблюдают нарушение интенсивности ветвления.
Атмосферные поллютанты также могут воздействовать на пыльцу растений, изменяя поверхность и форму пыльцевых зерен, нарушая целостность оболочек и вызывая их слипание.
В целом характер воздействия загрязняющих веществ зависит от их количества в окружающей среде, от их химического строения, а также от генетических и видовых особенностей самих растений, которые различаются по устойчивости к токсическому воздействию повышенных концентраций загрязняющих веществ.
Адаптация и фиторемедиация
Благодаря механизмам адаптации, действующим на разных организменных уровнях, в фитоценозах постепенно отбираются популяции, способные развиваться и расти без серьезных нарушений физиологических процессов при довольно высоких концентрациях загрязняющих веществ в среде.
Так, к примеру, постоянное накопление тяжелых металлов у одних видов сначала вызывает стимуляцию роста, а затем угнетение и гибель. У других же по мере увеличения содержания вредных веществ включается механизм, препятствующий их поглощению. Такое ограниченное поглощение наиболее характерно для опадающих частей (например, листьев) и репродуктивных органов (цветков) растений, неограниченное – для корней, древесины, стеблей.
Способность растительных организмов поглощать, аккумулировать и трансформировать поллютанты используют для фиторемедиации (от греческого phyton – «растение» и латинского remedium – «восстанавливать») – очистки окружающей среды (воды, почвы, атмосферы) при помощи растений.
Растения-фильтры
Травянистые растения применяют для фитостабилизации загрязнений – уменьшения их мобильности в почве за счет адсорбции или осаждения на корнях в виде нерастворимых соединений (фосфатов, карбонатов, гидроксидов и т. д.). При этом обычно выбирают виды, устойчивые к загрязнениям, способные образовывать плотный травянистый покров, связывать поллютанты в процессе интенсивного корневого обмена.
Бобовые растения совместно с микроорганизмами-симбионтами из прикорневой зоны также могут участвовать в биодеградации – разложении различных органических поллютантов.
Улучшить почвы с повышенным содержанием свинца помогают бобовые
Некоторые растения – осоковые, различные виды фасоли, пшеницы, риса – способны к фитотрансформации пестицидов, растворителей, топливных остатков, преобразуя (метаболизируя) их при помощи собственных внутриклеточных ферментных систем.
Крестоцветные используют для фитоэкстракции – извлечения загрязнений из почвы. Они являются аккумуляторами тяжелых металлов и радионуклидов, которые поступают в растения через корневую систему и откладываются в надземных органах (стеблях и листьях). Растительную биомассу затем можно собрать и переработать. Наиболее широко фитоэкстракцию используют для удаления из почвы свинца, цинка, кадмия, никеля.
Достаточно активно способны аккумулировать тяжелые металлы также и некоторые виды папоротников, которые являются типичными представителями лесных экосистем.
Страусник обыкновенный способен поглощать из почвы ионы кадмия
Древесные биофильтры
Деревья и кустарники часто используют как эффективные и естественные биофильтры в городах и сельской местности:
- они обладают высокой продуктивностью;
- способны поглощать загрязняющие вещества из нескольких почвенных горизонтов, благодаря большой поверхности и объему корневой системы;
- могут адсорбировать пылевые и аэрозольные частицы на высоте до 30 м;
- достаточно быстро адаптируются к смене окружающей среды.
Так, к примеру, для создания фитозаградительных барьеров вдоль автомагистралей, улиц с активным движением транспорта для защиты воздушной и водной сред часто высаживают различные виды тополя, клена, каштана, липы. Осину, различные виды берез, сосну используют при проведении комплексных работ по фитомелиорации – очистке почвы от нефти и нефтепродуктов.
Береза способствует очистке почв от нефти и нефтепродуктов
При проведении мероприятий по очистке территорий, загрязненных радионуклидами, высаживают манчьжурский орех и амурский бархат, которые считаются гораздо более устойчивыми к радиационному воздействию, чем хвойные деревья и многие лиственные породы. Эти виды отличаются способностью к быстрому вегетативному восстановлению (корневой и пневой порослью) после облучения, а также обладают сильно развитой листовой и корневой поверхностью, что позволяет им удерживать пылевые частицы и капли воды с радионуклидами и локализовать их в ветках, коре, древесине, плодах.
Клен очищает воду и воздух возле автомагистралей
Большинство деревьев могут вступать в симбиотические взаимоотношения с грибами с формированием микоризы. Микориза улучшает почвенную структуру, связывает ионы тяжелых металлов, защищает растения от токсичных органических соединений, помогая им лучше адаптироваться и выживать в условиях повышенного загрязнения окружающей среды. Благоприятный эффект от такого «сотрудничества» наблюдали, к примеру, для ели обыкновенной, различных видов клена, растущих на урбанизированных территориях в «сожительстве» с грибным мицелием.
|
Селекция и инженерия
Для получения растений, устойчивых к неблагоприятным антропогенным воздействиям, активно применяют методы современной клеточной селекции, а также генетической клеточной инженерии.
Особое внимание также уделяют получению растений-гипераккумуляторов тяжелых металлов. За основу берут виды с высокой продуктивностью и вводят бактериальный геном, который отвечает за формирование у растений способности адсорбировать или трансформировать поллютанты в значительных количествах. Особо эффективно этот метод применяют для выведения устойчивых газонных трав.
Грибы-аккумуляторы
Достаточно интенсивно способны поглощать и накапливать тяжелые металлы грибы. Интересно, что отдельные виды обладают определенной избирательностью по отношению к этим элементам.
Грибы также активно способны сорбировать из лесной подстилки радионуклиды, в частности радиоактивный цезий. Так, в первые годы после аварии на Чернобыльской АЭС грибы использовали как биоиндикаторы радиоактивного загрязнения.
Шампиньоны активно аккумулируют ртуть
Наиболее активно из субстрата грибами поглощаются легкорастворимые соединения тяжелых металлов и радиоизотопов. В молодых плодовых телах отмечают более высокие их концентрации, чем в старых. Наибольшие количества, как правило, аккумулируются в шляпках грибов, особенно в гименофорах. Со временем в условиях постоянного загрязнения эти элементы могут накапливаться в мицелии.
Интенсивность поглощения и накопления тяжелых металлов и радионуклидов грибами сильно зависит от условий окружающей среды, в первую очередь от плотности, состава и степени увлажнения субстрата. К примеру, было установлено, что на увлажненных лесных почвах грибы гораздо интенсивнее накапливают радиоизотопы, чем те же виды, растущие на почвах с глубоким залеганием грунтовых вод. Определяющими также являются различные видовые особенности, в частности глубина расположения мицелия, тип питания. Так, в грибах-симбионтах содержится больше тяжелых металлов, чем в древоразрушающих грибах-сапрофитах.
При употреблении в пищу съедобных грибов, собранных в лесах с высокой степенью техногенного загрязнения, высока вероятность тяжелых отравлений и внутреннего облучения. Даже кулинарная обработка (например, последовательная варка с неоднократной сменой воды) не всегда приводит к снижению концентрации вредных веществ до допустимых величин.
Для справки:
Фиторемедиация – очистка окружающей среды при помощи растений.
Фитостабилизация – уменьшение мобильности поллютантов в почве за счет адсорбции или осаждения на корнях в виде нерастворимых соединений.
Биодеградация – разложение различных органических поллютантов.
Фитоэкстракция – извлечение загрязнений из почвы.
Фитомелиорация – очистка почвы от нефти и нефтепродуктов.
Рекомендуем прочитать:
Строение дерева. От клеток до корней
Строение растений мы изучали еще в школе. В этой статьей мы решили напомнить, что из себя представляет дерево, и рассказать о каждой из его частей: клетках и тканях, древесине и коре, ветвях и ветках, листьях и корнях.
Свойства древесины разных пород
Еще пару веков назад ни сельское хозяйство, ни строительство, ни промышленность не обходились без древесины. Не потеряла она своего важного значения и сегодня
Источник