Daudzi augi spēj ne tikai izdzīvot, bet arī lekni augt ļoti piesārņotās vietās, uzņemt toksiskās vielas un dzīvot tā, it kā nekas nebūtu noticis. Šo lielisko īpašību sauc par toremediāciju, un jau vairāk nekā 20 gadu to izmanto kā vienu no metodēm vides attīrīšanai.
Fitoremediācija nav nekāds jaunums – pasaulē jau sen tā pazīstama kā ļoti zaļa metode, kas atjauno līdzsvaru dabā un veicina vielu apriti, turklāt nepatērē daudz resursu. Termins « toremediācija» veidots no diviem vārdiem: grieķu phyto – ‘augs’ un latīņu remedium, kura nozīme ir ‘atjaunot līdzsvaru’, ‘dziedniecisks līdzeklis’.
Fitoremediācijas pirmsākumus var meklēt jau Senajā Grieķijā un Romā, kur ūdens augus izmantoja dzeramā ūdens attīrīšanai. Lielākos laurus toremediācijas jomā plūcis ASV zinātnieks R. L. Čeinijs (R. L. Chaney), kurš pagājušā gadsimta beigās publicēja zinātnisku rakstu «Augi kā piesārņotu apvidu attīrītāji», kas pavēra daudzus ceļus tālākai pētniecībai un biznesa iespējām nākotnē.
Ēdelīgie varoņi
Augsni attīrīt var tikai ļoti ēdelīgs augs – tāds, kurš spēj uzņemt ne tikai nepieciešamās barības vielas, bet saldajā ēdienā vēl papildus piekost augsnē un gruntsūdenī esošās toksiskās vielas. Citus augus liela toksisko vielu koncentrācija nogalinātu, taču šie augi jūtas tik labi, ka nezaudē ne spēju vairoties, ne attīstīties. Tieši otrādi, papildus uzņemtie elementi tiem palīdz gan augt, gan cīnīties ar dažādiem dabiskajiem ienaidniekiem, piemēram, kaitēkļiem un nevēlamām slimībām. Šādus ēdelīgos augus zinātniski dēvē par hiperakumulantiem augiem, jo tie spēj uzņemt toksiskos elementus lielās koncentrācijās.
Fitoremediācijas procesā augs daļu toksisko jonu noglabā saknēs, šādi sevi pasargājot no in cēšanās ar kaitīgo vielu, bet atlikušo piesārņojumu nogādā vadaudos un tālāk lapās. Lai toksiskās vielas nenodarītu kaitējumu pašai lapai un fotosintēzes procesam, tās tiek izolētas dažādos šūnu ieslēgumos. Lai notiktu kaitīgo vielu uzņemšana, nepieciešams ne tikai augs, bet arī tam atbilstošs mitruma daudzums, gaisma, pH līmenis un auga bioloģiskajām īpašībām piemērota temperatūra. Šie, kā arī vēl citi apstākļi nodrošina, ka toksiskās vielas būs augam uzņemamā formā.
Lēns process
Lai izvēlētos piemērotāko augu attīrīšanai, jāzina arī tas, cik un kāds piesārņojums ir zemē vai ūdenī, jo toremediācijas laikā tiks izmantotas augam jau no dabas dotās īpašības – vielas uzkrāt, ltrēt, stabilizēt, degradēt, transpirēt un atsāļot. Visas šīs īpašības veido dažādus toremediācijas mehānismus, un to laikā auga daba tiek apvienota ar nepieciešamību samazināt smago metālu, pesticīdu vai organisko vielu piesārņojumu augsnē vai ūdeņos. Šis ir saudzīgs vides attīrīšanas veids, lai piesārņotās un degradētās vietās atjaunotu dabisku un tīru augsni.
Process ir garš, un rezultātus nevarēs ieraudzīt pēc divām nedēļām vai pusgada; toremediācijas rezultāts sākumā ir nemanāms, līdz atšķirība kļūst ļoti labi redzama.
Labāk izmantot viengadīgus augus, jo tos ir ļoti ērti kopt. Pavasarī tos iesēj, bet rudenī novāc. Ar daudzgadīgiem lakstaugiem un kokaugiem ir sarežģītāk, jo tie ir regulāri jāapgriež, lai nodrošinātu nepārtrauktu un bagātīgu augšanu. Fitoremediācijā izmantotajiem augiem ir labi un dūšīgi jāaug un jāzaļo, lai lakstos būtu vieta, kur likt kaitīgās vielas. Ļoti piemēroti ir augi, kuriem ir resns stumbrs vai lielas lapas, kas ilgi aug un zied īsu brīdi.
Lai gan augs ir ļoti pastāvīgs organisms, diemžēl toremediācijai nepietiek tikai ar auga iesēšanu. Nepieciešams regulāri novērtēt to labsajūtu, jo neviens augs nav mūžīgs un, līdzīgi cilvēkam, katram ir savs ēdelības limits. Pazīmes, kurām nepieciešams pievērst uzmanību, ir dažādas, piemēram, pigmentācija uz auga lapām, nokaltušas jaunās vai vecās lapas, augļu vai sakņu puve. Šādos gadījumos cietušie augi jānomaina pret jauniem, lai neapstātos attīrīšanās process.
Rudenī augi ar visām saknēm no zemes ir jāizvāc un jākompostē noslēgtā tvertnē ar mikroorganismu vai speciālu šķīdumu palīdzību, nedrīkst pieļaut komposta sulu nonākšanu ūdeņos. Vēlāk kompostu var izmantot par mēslojumu zālājam, bet aizliegts to izmantot lauksaimniecības kultūru mēslošanai – tas var būt kaitīgi veselībai!
Vielu nezūdamības likums nav atcelts
Fitoremediācija jau iekarojusi vietu pasaulē – to plaši izmanto gan ASV, gan citās valstīs. Tur ierīkoti dažādi izglītojošie parki, tiek attīrītas mitrāju teritorijas un militārie poligoni. Baltijā Latvija ir vienīgā, kur izmanto toremediāciju, piemēram, 2013. gadā Rīgā Sarkandaugavas attīstības biedrība kopā ar biedrības «Homo ecos:» palīdzību Ilzes Rukšānes vadībā iepretī psihoneiroloģiskajai slimnīcai ierīkoja pirmo toremediācijas laukumu ar saulgriezēm un lupīnām. Fitoremediācijas laukums katru gadu tiek paplašināts, un šī ir iespēja sen aizmirsto Daugavas daļu atdzīvināt un atjaunot līdz kādreizējam skaistumam.
Kā iedvesmojošu piemēru vēlos minēt Hountonas parku Šanhajā. Pirms desmit gadiem tur bija veca, pamesta rūdu ražotne upes krastā, kur mētājās atkritumi, ūdens bija tumši brūns un bez dzīvības. Tagad parks ir slavens ar izsmalcinātu pastaigu taku gar dažādiem toremediācijas augiem un ūdensrozēm dzidrajā ūdenī. Līdzīgu nākotni es novēlu arī Sarkandaugavai, kur Daugavas krasti pašlaik ir līdzīga bēdu ieleja. Pagājušā gada vasarā toremediācijas pētījumi augsnes attīrīšanai, izmantojot dažādas vītolu sugas, sākās Ventspilī.
Metodes vājais posms ir augu tālāka pārstrāde, jo vielu nezūdamības likumu neviens nespēj atcelt – piesārņojumu, izņemot to no vienas vietas, nākas noglabāt citur. Visdrošākais un ekonomiski izdevīgākais veids būtu toremediācijā izmantotos augus izmantot biogāzes ražošanā vai gatavot dažādus mēslojumus zālieniem un apstādījumiem. Esmu pārliecināta, ka nākotnē mēs plaši izmantosim augu kāri uz toksisko vielu uzņemšanu un varēsim attīrīt plašas teritorijas, augi pēc tam ražos enerģiju, un tā mēs varēsim samazināt arī fosilās enerģijas patēriņu.
Augi, kam garšo toksiskas vielas
| Augs | Latīņu val. | Uzņemamās vielas |
| Sareptas sinepes | Brassica juncea | Ag, Pb, Se, Zn, Cd, Cr, Ni |
| Vasaras saulgrieze | Helianthus annuus | Cr, Mn, Pb, Zn, Ni, Cd, Cs, Sr, U |
| Platlapu vilkvālīte | Typha latifolia | Cu, Mn, Pb, Zn, Ni, Fe |
| Sējas lucerna | Medicago sativa | Cr, Co, Cd, Pb, THE, MTBE |
| Parastā apse | Populus tremula | As, DDT |
| Klūdziņu kārkls | Salix viminalis L. | Zn, Cd, U, Pb, Cr, Hg, Ag, Se, MTBE, TCE |
| Mazais ūdenszieds | Lemna minor | Cu, Cd, Zn |
| Rapsis | Brassica napus | Ag, Cr, Pb, Se, Zn |
| Parastā kukurūza | Zea mays | Cr, U, Zn |
| Parastais miezis | Hordeum vulgare | Al |
Lāsma Rābante;
Pilnu rakstu kopā ar attēliem skatiet pdf formātā VV 02/2015