WEST LAFAYETTE, Ind. – A Purdue Egyetem férj és feleség kutatócsoportja úttörő szerepet váll alt a növények felhasználásában a kőolajtermékekkel szennyezett talaj tisztítására. A Környezetvédelmi Ügynökség és az ipari kutatók már használják a Purdue csapata által kifejlesztett módszereket számos kőolajszennyezési helyen országszerte.
„Természetes módszereket használunk a talajszennyező anyagok tisztítására” – mondja Katherine Banks, a purdue-i építőmérnök professzora. Agronómiaprofesszor férjével, Paul Schwabbal az első kutatócsoportok egyike volt, akik a fitoremediáció szántóföldi tesztelésének módszereit fejlesztették ki, vagyis a növények felhasználását a szennyezett talaj tisztítására.
Banks azt mondja, hogy a veszélyes hulladékkal kapcsolatos problémák megoldásában szerzett szakértelme, valamint Schwab erős növényi és talajtani háttere egy olyan házasság, amely a fitoremediációt teszi lehetővé. A fiuk panaszkodik, hogy mindig az otthoni munkáról beszélnek, "ami jobb kutatókká tesz minket, bár ez bizonyos szempontból kicsit szűkít" - mondja Banks.
A bankok és a Schwab növényeket használt egy texasi olajvezeték kiömlésének, egy indianai gázüzem szennyeződésének, egy kaliforniai ipari iszaptelepen, valamint a virginiai és kaliforniai haditengerészeti támaszpontok dízelszennyezésének megtisztítására. Munkájukat a "Szennyezett talajok bioremediációja" című könyvben írják le, amely az American Society of Agronomy tavaly télen megjelent könyve.
"A talaj mikrobái valójában azok, amelyek lebontják a kőolajszennyeződéseket" - mondja Schwab, "de a növények felgyorsítják a mikrobák hatását a talajban. Arra serkentik a mikrobákat, hogy lebontsák a szennyeződéseket azáltal, hogy több oxigént juttatnak a talajba, és gyökereiken keresztül tápanyagellátással."
Más biológiai tisztítási módszerekkel gyorsabban elvégezhető a munka, de a fitoremediáció sokkal kevesebbe kerül, és érintetlenül hagyja a talaj szerkezetét, mondja Schwab.
"Szabványos módszerekkel ki kell ásni a talajt, majd elégetni, komposztálni vagy lerakni kell a szennyezett anyagot" - mondja Schwab. "Fitoremediáció segítségével kezelhetjük a talajt azon a helyen, ahol a kiömlés történt."
Bedford, Ind. közelében, a Banks és a Schwab együttműködik az EPA-val és az Indiana Gas Co.-val, hogy összehasonlítsák több bioremediációs módszer hatékonyságát egy szén-földgázfinomító szennyezett helyén. Közös erőfeszítéseik a földgázgyártók demonstrációs projektjévé váltak országszerte.
Bedfordban a purdue-i kutatók füvet és nyárfákat ültettek a terület egyik részén, hogy felgyorsítsák a talajszennyező anyagok lebomlását. Az EPA a terület más részeit a talaj komposztálásával, földműveléssel (talajműveléssel a talajhoz tápanyagok hozzáadásával) kezeli, vagy hagyja, hogy a természetes folyamatok működjenek a szennyeződések lebontására.Az elkövetkező néhány évben az EPA és a Purdue is összehasonlítja az egyes tisztítókezelések költségét és sebességét.
A Banks végzős hallgatója, Tom Spriggs, az indiai Bargersville-ből, felügyeli a Bedford fitoremediációs projektet. A munka lesz az alapja a doktori értekezésének.
A legnagyobb kihívás minden telephelyen a megfelelő üzem megtalálása a munkához – mondja Schwab. A kihívás egy része a növényeknek az éghajlathoz igazítása. Például az Indiana déli részén virágzó növények nem biztos, hogy átvészelik a hurrikánokat vagy a kelet-texasi nyár melegét.
A probléma másik része az, hogy olyan növényeket találjunk, amelyek túlélnek a szennyezett területeken, és ugyanakkor ösztönzik a mikrobiális növekedést. Banks és Schwab növénytermesztőkkel együttműködve olyan növényeket találtak, amelyek a mikrobákkal a legjobban együttműködnek a kőolaj lebontásában. Banks szerint még senki sem rendelkezik a legjobb növények teljes listájával, bár a kutatók azonosítottak néhány olyan jellemzőt, amelyek alkalmassá teszik a növényeket a fitoremediációra.
"Ahhoz, hogy ez a módszer működjön, a gyökereket érintkezésbe kell juttatnunk a szennyeződéssel" - mondja Banks. "A gyepképző füvek bizonyos helyzetekben jól működnek, mivel nagy gyökérfelülettel érintkeznek a talajjal."
Szánföldi tesztek során a kutatók azt találták, hogy a csenkesz és a bermudafű jól működik. A lóhere és a lucerna bizonyos helyzetekben is ígéretesnek tűnik, mert gyökérrendszerük serkenti a mikrobák növekedését.
Schwab és Banks munka közben találkoztak, amikor mindketten professzorként dolgoztak a Kansasi Állami Egyetemen. Banks egy EPA-projekten dolgozott, és segítségre volt szüksége a talaj jellemzőinek vizsgálatához. Egy barátja azt mondta neki, hogy hívja fel Schwabot, és elkezdődött az együttműködésük.
Továbbra is a kőolajtermékek megtisztítására fognak összpontosítani, részben azért, mert a kőolaj az egyik legnagyobb talajszennyező szerte a világon, részben pedig azért, mert a növények kiválóan alkalmasak a kőolaj-mentesítésre.
"A kőolaj nem túl mozgékony, szorosan tapad a talaj összetevőihez" - mondja Schwab. "A fitoremediáció jól működik az ilyen vegyületekkel, mivel a szennyeződések a talaj felső hat lábában maradnak, és közvetlen kapcsolatban vannak a növény gyökereivel."
