Pflanztische für die Phytosanierung

Pflanztische für die Phytosanierung

Keine einzelne Pflanze entfernt alle Verunreinigungen gleich gut. Die Auswahl basiert auf drei Parametern:

Was verschmutzt die Gegend?Metall, Erdölprodukt, Lösungsmittel, Radionuklid.

Wo befindet sich die Verschmutzung?Oberboden, Wasser, Sediment oder Grundwasser.

Welches Ergebnis ist erforderlich?Gewinnung, Stabilisierung, Zersetzung oder Abfangen von kontaminiertem Wasser.

Phytosanierung ist am besten geeignet, wenndiffuse Verschmutzung von geringer bis mittlerer Intensität, die sich innerhalb der Wurzeln befindetStark kontaminierte, lokal begrenzte Bereiche erfordern in der Regel eine Sanierung, Eindämmung oder technische Behandlung. Die EPA betrachtet Anlagen als Mittel zur Entfernung, zum Abbau oder zur Rückhaltung von Metallen, Erdölprodukten, PAKs, Pestiziden, Lösungsmitteln, Sprengstoffen, Radionukliden und Sickerwasser.US-Umweltschutzbehörde)

Konventionelle Bezeichnungen

E- Phytoextraktion: Der Schadstoff reichert sich in der Pflanze an, die Biomasse wird entfernt.

Mit- Phytostabilisierung: Der Schadstoff wird im Boden und in den Wurzeln zurückgehalten.

R- Rhizodegradation: Der Schadstoff wird durch Mikroorganismen an den Wurzeln abgebaut.

FD- Phytodegradation innerhalb der Pflanze oder durch ihre Enzyme.

Russische Föderation- Rhizofiltration von kontaminiertem Wasser.

G- phytohydraulische Wasserinterzeption.

IN- Phytovolatilisierung: Umwandlung und Freisetzung der flüchtigen Form.

1. Cadmium, Zink, Nickel, Kupfer und Arsen

Pflanzen zur Gewinnung von Metallen aus dem Boden

Schnellwachsende Weiden und Pappeln sind vorteilhaft für Zn und Cu: Sie erreichen zwar in der Regel nicht die Konzentrationen spezialisierter Hyperakkumulatoren, gleichen dies aber durch eine hohe Biomasse und ein gut entwickeltes Wurzelsystem aus.research.fs.usda.gov)

Die beste Wahl für Metall

Wichtige Arsenbegrenzung

Pteris vittataFarne können Arsen zwar effektiv anreichern, sind aber in der Lage, dessen chemische Form zu verändern. Daher sollten Sammlung, Lagerung und Entsorgung der Farne wie bei kontaminierter Biomasse erfolgen.nepis.epa.gov)

2. Blei, Chrom, Kupfer und Abfälle aus Bergwerken und der Metallurgie

Für solche Bereiche ist keine schnelle Reinigung erforderlich, sondernstabile Fixierung von staubigen Abfällen und Beendigung der ErosionDie

Pflanzen zur Phytostabilisierung

Pflanzen, die auf metallurgischen und bergbaulichen Abraumhalden wachsen, speichern Metalle häufig in ihren Wurzeln, der Rhizosphäre und im Sediment, anstatt sie vom Standort abzubauen. So können sich beispielsweise in Schilf Eisen, Kupfer, Zink, Blei und Cadmium hauptsächlich in der Wurzelzone anreichern und nur geringfügig in die oberirdischen Pflanzenteile gelangen.ARS)

Chrom

In Studien mitTypha latifolia Und Carex luridaPflanzen und Wurzelsekrete trugen zur Bildung reduzierender Bedingungen bei, unter denen Cr(VI) in das weniger mobile Cr(III) umgewandelt wurde.ARS)

Führen

Für Pb der Basissatz:

Schwingel;

Weidelgras;

Wacholderdrossel;

Miscanthus;

Stock;

Weide;

Senf - hauptsächlich für Versuchsflächen;

Sonnenblume - hauptsächlich für Rhizofiltration oder Tests.

Blei wird im Allgemeinen schlecht vom Boden in die oberirdischen Organe transportiert. Daher ist das Hauptzielverhindern, dass es verstaubt, ausgewaschen wird und in die Nahrungskette gelangtDie

3. Öl, Diesel, PAK und Pestizide

Organische Verunreinigungen werden hauptsächlich durch das Zusammenwirken von Wurzeln, Bakterien und Pilzen abgebaut.

Mit Öl und Diesel verunreinigte Böden

In einer Vergleichsstudie reduzierten Seggen, Rutenhirse und Gamagras die Rückstände von Erdölkohlenwasserstoffen effektiver als Gehölzpflanzungen. Die PAK-Werte hingen jedoch stark vom Boden, der Verfügbarkeit von Nährstoffen und der Aktivität der pflanzeneigenen Mikroflora ab. Selbst ein und dieselbe Pflanzenart kann an verschiedenen Standorten unterschiedliche Ergebnisse erzielen.ARS)

Pestizide und Herbizide in Wasser und Abwasser

Vegetationsgräben und künstliche Moore zerstören nicht zwangsläufig alle Pestizide: Ein Teil des Wirkstoffs kann vorübergehend in der Vegetation und im Sediment zurückgehalten werden. Daher sind Analysen von Wasser, Sediment und Biomasse erforderlich.ARS)

4. Herbizide, Lösungsmittel und Sprengstoffe

Chlorierte Lösungsmittel und BTEX

Die EPA gibt an, dass Phytotechnologien zur Entfernung von TCE, anderen chlorierten Lösungsmitteln, BTEX, Erdölprodukten und kontaminiertem Grundwasser angewendet oder getestet wurden.US-Umweltschutzbehörde)

Sprengstoffe

Die Artenauswahl für TNT und RDX kann nicht allein auf der Grundlage von Tabellen in der Literatur erfolgen: Die EPA weist darauf hin, dass Nebenprodukte, Besatzdichte, Kontaminationstiefe und das Grundwasserverhalten der Substanz berücksichtigt werden müssen.nepis.epa.gov)

5. Metalle, Radionuklide und kontaminiertes Abwasser

Rhizofiltration von Wasser

Bei der Wasserreinigung wandern Metalle oft nicht in die oberen Blätter, sondern lagern sich an den Wurzeln ab, bilden Eisenablagerungen an den Wurzeln und setzen sich im Bodensediment ab. Daher ist es notwendig, regelmäßig nicht nur die Pflanzen, sondern mitunter auch das kontaminierte Sediment zu entfernen.ARS)

Radioaktive Kontamination

Bei der Auswahl einer Pflanze für Radionuklide sollte ein radiologisches Projekt durchgeführt werden. Die IAEA betont, dass die Übertragung von Cäsium und anderen Radionukliden von den Bodeneigenschaften und der Pflanzenart abhängt. In vielen Fällen ist es zuverlässiger, die Aufnahme durch Nutzpflanzen zu reduzieren, Nicht-Nahrungspflanzen anzubauen, Bindemittel hinzuzufügen oder die oberste Bodenschicht abzutragen, als eine vollständige Phytoextraktion anzustreben.www-pub.iaea.org)

6. Kontaminiertes Grundwasser und Sickerwasser

Holzige Pflanzen zur phytohydraulischen Kontrolle

Tiefenbegrenzung

Bäume wirken nur dort, wo ihre Wurzeln oder das kapillare Wasser tatsächlich hinkommen. Ältere EPA-Richtlinien für Weiden und Pappeln geben eine ungefähre Arbeitstiefe von mehreren Metern an, die tatsächliche Tiefe hängt jedoch von Bodenbeschaffenheit, Sauerstoffgehalt, Wasserstand und Baumart ab.US-Umweltschutzbehörde)

Filtratreinigungssystem

In der Praxis funktioniert folgende Reihenfolge besser:

Akkumulationsbecken → Sedimentation von Schwebstoffen → Schilf- und Rohrkolbenzone → Binsen- und Seggenzone → Weidenplantage → Kontrollteich.

7. Selen, Quecksilber und flüchtige organische Verbindungen

Phytovolatilisierung

Phytovolatilisierung gilt nicht automatisch als Sanierung: Der Schadstoff kann einfach aus dem Boden oder Wasser in die Atmosphäre gelangen. Die EPA verlangt eine Bewertung des endgültigen Verbleibs des Schadstoffs und der Zulässigkeit seiner Umwandlungsprodukte.US-Umweltschutzbehörde)

Bei Quecksilber ist dieser Ansatz besonders umstritten. In einem typischen Umweltbereich ist es sicherer, Folgendes zu berücksichtigen:

Quellenisolierung;

Bodenbindung;

Verhinderung der Methylierung;

kontrollierte Wasserreinigung;

Beseitigung der am stärksten kontaminierten Bereiche.

8. Schnelle Pflanzenauswahl für eine Aufgabe

9. Bevorzugtes Schema für Mitteleuropa und die Schweiz

Für ein gemäßigtes Klima eignet sich ein praktisches, mehrjähriges Set:

Trockene kontaminierte Böden

Rotschwingel;

Rohrschwingel;

Weidelgras;

Wacholderdrossel;

Miscanthus;

Birke;

Kiefer;

Ziegenweide.

Feuchte Böden

weiße Weide;

Korbweide;

Pappel;

Schwarzerle;

Hecht;

ein Sieb;

Seggen.

Kläranlagen

Teppich;

Stock;

Schilf;

ein Sieb;

Seggen;

Kontrollierte Wasserlinsen.

Versuchsflächen für die Extraktion

Senf;

Sonnenblume;

Noccaea caerulescens;

Pteris vittata- nur in einem geeigneten Mikroklima oder geschlossenen System;

Spezialisierte Nickel-Hyperakkumulatoren.

Vor der Einführung nicht-heimischer Pflanzen sollten deren Invasivität und Genehmigungsstatus geprüft werden. Wasserhyazinthen und einige schnellwachsende Exoten sind nur in geschlossenen, prozessgesteuerten Anlagen, nicht aber in freier Natur zulässig.

Verbindliche Regel für den Umgang mit der Ernte

Sämtliche Biomasse von Phytoextraktionsstandorten sollte als potenziell kontaminiert betrachtet werden.

Das ist nicht erlaubt:

zu essen;

Verwendung als medizinischer Rohstoff;

Tierfutter;

Im normalen Kompost aufbewahren;

als Mulch verstreuen;

im Ofen verbrennen;

Verwendung für Biokohle im Haushalt.

Die EPA schreibt vor, dass Pflanzen, in denen sich Schadstoffe angesammelt haben, gesammelt und einer kontrollierten Verarbeitung oder Entsorgung zugeführt werden müssen; bei der thermischen Verarbeitung bleiben die Metalle erhalten und werden in der Asche konzentriert.US-Umweltschutzbehörde)

Das Hauptprinzip

Metalle zersetzen sich nicht:Sie werden extrahiert oder stabilisiert. Öl, Diesel, PAKs, Pestizide und Lösungsmittel können sich zersetzenDie Wirksamkeit hängt jedoch von der Mikroflora, dem Sauerstoffgehalt, der Luftfeuchtigkeit und der Verfügbarkeit des Schadstoffs ab. Radionuklide erfordern ein separates radiologisches Projekt. Pflanzen sind Teil des Systems, kein Ersatz für Analysen, Hydrogeologie und sichere Entsorgung.