Skażona substancjami ropopochodnymi gleba to ogromny problem dla funkcjonowania ekosystemów. Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach badają mechanizmy, dzięki którym bakterie mogą wspomagać rośliny w procesie jej oczyszczania. Ten proces to wspomagana fitoremediacja.
Nad zastosowaniem fitoremediacji do walki z substancjami ropopochodnymi pracuje duet mikrobiologów - doktor Magdalena Pacwa-Płociniczak i doktor Tomasz Płociniczak.
- Poszukiwałem szczepów, które będą wpływały na zwiększenie efektywności usuwania zanieczyszczeń ropopochodnych z gleby przy użyciu roślin. I znalazłem je. Przeprowadzone przeze mnie doświadczenia wykazały, że dzięki tym konkretnym bakteriom rośliny lepiej i szybciej usuwają zanieczyszczenia - powiedział Tomasz Płociniczak.
Badania mikrobiologów
Naukowcy pod lupę wzięli bakterie endofityczne, czyli te zasiedlające wnętrze rośliny. Wyselekcjonowali około 30 szczepów, które zbadali i opisali w laboratorium. Następnie do badań doniczkowych wykorzystali jeden szczep: Enterobacter ludwigii ZCR5. Kluczowe w badaniach mikrobiologów okazały się analizy molekularne określające mechanizmy, jakie zachodzą po wprowadzeniu tych bakterii do gleby.
- Potwierdziliśmy wysoką aktywność mechanizmów promowania wzrostu roślin i degradacji węglowodorów w warunkach laboratoryjnych. Prowadząc doświadczenia doniczkowe, uzyskaliśmy informację, że te bakterie, które wprowadzaliśmy do gleby, miały zdolność do wchodzenia do wnętrza tkanek roślinnych zarówno do korzeni, jak i części nadziemnych. Ale niestety badane przez nas bakteryjne mechanizmy w przypadku szczepu ZCR5 nie były aktywne w glebie, ani w roślinie. Nad tym będziemy dalej pracowali - tłumaczyła Magdalena Pacwa-Płociniczak.
W silnie skażonej glebie mało które rośliny chcą rosnąć. Tolerancją na zanieczyszczenia ropopochodne i możliwością bytowania w takiej glebie wykazuje się między innymi trawa życica trwała. - Ona sobie bardzo dobrze radzi w tych warunkach środowiskowych. A wspomagana odpowiednimi bakteriami radzi sobie jeszcze lepiej - podkreślił Płociniczak.
Z kolei Pacwa-Płociniczak, której badania dotyczą terenów zanieczyszczonych zarówno organicznymi, jak i nieorganicznymi związkami, do analiz wybrała kukurydzę. - Dzięki naszym badaniom dowiadujemy się, jakie oddziaływania między bakterią a rośliną są najważniejsze dla efektywności fitoremediacji, wspomaganej bakteriami. Wiedzę tę możemy później wykorzystać np. do produkcji bioszczepionek wykazujących się dużą skutecznością - podkreśliła mikrobiolog.
Fitoremediacja w walce z zanieczyszczeniami
W ocenie badaczy fitoremediacja, w porównaniu z metodami fizykochemicznymi lub wywożeniem skażonej gleby i zastępowaniem jej glebą nieskażoną, stosowanymi obecnie do remediacji gleb, jest procesem tańszym, a także dostarczającym przy tym walorów estetycznych w postaci posadzonych roślin.
- Przewagą fitoremediacji jest to, że ona w najmniejszym stopniu zaburza równowagę biologiczną oczyszczanego środowiska, a wręcz zwiększa bioróżnorodność mikrobiologiczną danego terenu. Jest to jednak metoda długoterminowa, tutaj efektu należy spodziewać się raczej po latach niż miesiącach - tłumaczyła badaczka.
Płociniczak powiedział, że w Polsce fitoremediacja, czyli obsiewanie czy obsadzanie zanieczyszczonych gleb, jest stosowane na małą skalę. Jego zdaniem problemem są niskie nakłady finansowe na działania proekologiczne oraz brak regulacji prawnych, które nakazywałyby konieczność oczyszczania obszarów zanieczyszczonych. - Wierzymy w tę metodę, ale jednocześnie zdajemy sobie sprawę, że nie wszędzie jest ona najlepszą opcją. Czasem może lepsza byłaby biostymulacja, czyli wspomożenie tych mikroorganizmów, które występują w miejscu skażenia, ale z jakiś powodów nie są aktywne, wtedy można wprowadzać do gleby pożywki, powietrze, brakujące minerały lub modyfikować wybrane parametry, na przykład odczyn gleby - dodał jednak.
Mikrobiolodzy przypomnieli, że w Polsce niemal nie ma miejsca, gdzie gleba byłaby całkowicie wolna od zanieczyszczeń. - Zanieczyszczenie środowiska węglowodorami ropopochodnymi stanowi jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla prawidłowego funkcjonowania ekosystemów zarówno glebowych, jak i wodnych. Występują one np. w miejscach po dawnych zakładach przemysłowych, stacjach paliw czy wzdłuż nieszczelnego rurociągu. Najgroźniejsze z nich, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, pochodzą też ze spalania paliw kopalnych. A wpływ tych związków, które są między innymi kancerogenne czy mutagenne, na człowieka i inne organizmy jest bardzo istotny - podsumowali badacze.
Autor: anw / Źródło: PAP
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock