식물 환경 복원은 살아있는 식물과 토양, 물, 공기의 환경 위생 관련 미생물을 이용한 기술적 관행의 집합입니다.
식물 정화 기술은 일부 식물의 자연적 능력을 이용하여 환경에 오염 물질로 존재하는 원소와 화합물을 흡수, 농축 및 대사합니다. 식물은 오염 물질의 추출, 고정 및 안정화, 분해 또는 휘발에 사용될 수 있습니다.
그림 1. 현장에서의 Phytoremediation. 출처. : flickr.com/photos/daniela_naturephotography
토양, 지표 및 지하수, 대기는 지질 침식, 화산 활동과 같은 일부 자연 과정의 결과로 그리고 인간 활동의 영향 (산업, 농업, 폐수, 광업, 건설, 운송).
산업 배출 및 폐수, 폐기물, 폭발물, 농약 (비료, 제초제, 살충제), 비 또는 산성 퇴적물, 방사성 물질 등은 인간 활동에서 비롯되는 오염 요인입니다.
Phytoremediation은 다양한 유형의 환경 오염에 대한 borremediation을위한 저렴하고 효과적이며 공개적으로 인정 된 기술로 등장합니다.
"phytoremediation"이라는 단어는 살아있는 식물을 의미하는 그리스어 "phyto"와 균형 회복을 의미하는 라틴어 "remediare"에서 유래했습니다. 즉, 식물을 사용하여 균형 상태를 회복하는 것입니다.
식물 치료의 유형
식물 정화 기술은 영양, 광합성, 신진 대사, 증발산 등과 같은 식물과 식물과 관련된 미생물의 생리 학적 과정을 기반으로합니다.
오염 물질의 유형, 현장의 오염 정도 및 필요한 제거 또는 오염 제거 수준에 따라 식물 정화 기술은 오염 물질 억제 메커니즘 (식물 안정화 기술, 뿌리 여과) 또는 제거 메커니즘 (기술)으로 사용됩니다. phytoextraction, phytodegradation 및 phytovolatilization).
그림 2. phytoremediation의 유형. 출처 : Townie (원본에서 .png 확장자의 Arulnangai & Xavier Dengra), Wikimedia Commons에서
이러한 식물 치료 기술에는 다음이 포함됩니다.
식물 분해
식물 형질 전환이라고도하는이 기술은 흡수 한 오염 물질을 분해하는 능력이있는 식물을 선택하고 사용하는 것으로 구성됩니다.
식물 분해에서 일부 식물이 가진 특수 효소는 오염 화합물의 분자를 분해하여 더 작고 무독성이거나 덜 독성이있는 분자로 변형시킵니다.
식물은 또한 이산화탄소 (CO 2 ) 및 물 (H 2 O) 과 같은 단순하고 동화 될 수있는 화합물로 오염 물질을 광물화할 수 있습니다 .
이러한 유형의 효소의 예로는 탈할로게나 아제와 옥시 게 나아 제가 있습니다. 첫 번째는 화학 화합물에서 할로겐 제거를 선호하고 두 번째는 물질을 산화시킵니다.
식물 분해는 TNT (트리니트로 톨루엔), 유기 염소 및 유기 인산 살충제, 할로겐화 탄화수소와 같은 폭발물을 제거하는 데 사용되어 왔습니다.
Rhizoremediation
식물의 뿌리에 서식하는 미생물의 작용에 의해 오염 물질의 분해가 발생하는 경우, 그 정화 기술을 근경 화라고합니다.
식물 안정화
이러한 유형의 식물 정화는 오염 물질을 흡수하여 내부에 고정시키는 식물을 기반으로합니다.
이 식물은 흡수, 흡착 또는 침전 응고 메커니즘을 통해 독성 물질을 비활성화시키는 화합물의 뿌리에 의한 생산 및 배설을 통해 오염 물질의 생체 이용률을 감소시키는 것으로 알려져 있습니다.
이런 식으로 오염 물질은 더 이상 다른 생명체를 위해 환경에서 사용할 수 없으며, 지하수로의 이동 및 더 넓은 토양으로의 분산이 방지됩니다.
식물 안정화에 사용 된 일부 식물은 다음과 같습니다 : Lupinus albus (비소, As 및 카드뮴, Cd 고정), Hyparrhenia hirta (납, Pb 고정화), Zygophyllum fabago (아연 고정화, Zn), Anthyllis Vulneraria (아연 고정화) , 납 및 카드뮴), Deschampia cespitosa (납, 카드뮴 및 아연의 고정화) 및 Cardaminopsis arenosa (납, 카드뮴 및 아연의 고정화) 등이 있습니다.
식물 자극
이 경우 오염 물질을 분해하는 미생물의 발달을 촉진하는 식물이 사용됩니다. 이 미생물은 식물의 뿌리에 산다.
식물 추출
phytoaccumulation 또는 phytosequestration이라고도하는 Phytoextraction은 식물이나 조류를 사용하여 토양이나 물에서 오염 물질을 제거합니다.
식물이나 조류가 물이나 토양에서 오염 화학 물질을 흡수하여 축적 한 후 바이오 매스로 수확하여 일반적으로 소각합니다.
그림 3. 웅덩이의 식물 복원, 버려진 우라늄 광산 재건. 포르투갈. 출처 : flickr.com/photos/daniela_naturephotography
유골은 특별한 장소 나 보안 덤프에 보관되거나 금속을 회수하는 데 사용됩니다. 이 마지막 기술을 약초 채집이라고합니다.
과 축적 식물
토양과 물에서 극도로 많은 양의 오염 물질을 흡수 할 수있는 유기체를과 축적이라고합니다.
비소 (As), 납 (Pb), 코발트 (Co), 구리 (Cu), 망간 (Mn), 니켈 (Ni), 셀레늄 (Se) 및 아연 (Zn)의 과다 축적 식물이보고되었습니다.
금속의 식물 추출은 Thlaspi caerulescens (카드뮴, Cd 추출), Vetiveria zizanoides (아연 Zn, 카드뮴 Cd 및 납 Pb 추출), Brassica juncea (납 Pb 추출) 및 Pistia stratiotis (은 Ag 추출)와 같은 식물을 사용하여 수행되었습니다. , 수은 Hg, 니켈 Ni, 납 Pb 및 아연 Zn) 등이 있습니다.
식물 여과
이러한 유형의 식물 정화는 지하수와 지표수의 오염 제거에 사용됩니다. 오염 물질은 미생물이나 뿌리에 의해 흡수되거나 양쪽 표면에 부착 (흡착)됩니다.
그림 4. 액체 배지에서 실험실의 뿌리 성장. 출처 : pixabay.com
식물 여과에서 식물은 수경법으로 재배되며 뿌리가 잘 발달되면 식물은 오염 된 물로 옮겨집니다.
식물 여과기로 사용되는 일부 식물은 Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda 및 Polygonum punctatum입니다.
식물 휘발
이 기술은 식물의 뿌리가 오염 된 물을 흡수하고 잎의 증발을 통해 기체 또는 휘발성 형태로 변형 된 오염 물질을 대기로 방출 할 때 작동합니다.
식물, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus 및 Chara canescens의 셀레늄 (Se)의 식물 성화 작용과 식물 종 Arabidopsis thaliana의 수은 (Hg)을 발생시키는 능력이 알려져 있습니다.
식물 치료의 장점
- 식물 정화 기술의 적용은 기존의 오염 제거 방법을 구현하는 것보다 훨씬 저렴합니다.
- 식물 정화 기술은 중간 수준의 오염이있는 넓은 지역에 효율적으로 적용됩니다.
- 현장 오염 제거 기술이기 때문에 오염 된 매체를 운반 할 필요가 없으므로 물이나 공기에 의한 오염 물질의 분산을 방지합니다.
- 식물 정화 기술을 적용하면 귀중한 금속과 물을 회수 할 수 있습니다.
- 이러한 기술을 적용하려면 전통적인 농업 관행 만 필요합니다. 특수 시설의 건설은 필요하지 않으며 그 구현을위한 훈련 된 인력의 교육도 필요하지 않습니다.
- 식물 정화 기술은 전기 에너지를 소비하지 않으며 오염 된 온실 가스를 배출하지도 않습니다.
- 그들은 토양, 물 및 대기를 보존하는 기술입니다.
- 환경에 미치는 영향이 가장 적은 오염 제거 방법입니다.
단점과 한계
- 식물 치료 기술은 식물의 뿌리가 차지하는 영역, 즉 제한된 면적과 깊이에서만 효과를 발휘할 수 있습니다.
- 식물 정화는 오염 물질이 지하수로 침출되거나 침투하는 것을 방지하는 데 완전히 효율적이지 않습니다.
- 식물 정화 기술은 식물과 관련된 미생물의 성장을 위해 대기 시간이 필요하기 때문에 느린 오염 제거 방법입니다.
- 이러한 기술에 사용되는 식물의 성장과 생존은 오염 물질의 독성 정도에 영향을받습니다.
- 식물 정화 기술의 적용은 식물에 오염 물질이 생물 축적되어 1 차 및 2 차 소비자를 통해 먹이 사슬로 전달 될 수 있기 때문에 실행되는 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
참고 문헌
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