Fitoremediacja przy użyciu konopi przemysłowych

Konopie, zaraz obok bambusa, uważane są za rośliny przyszłości. Ich uprawa nie jest wymagająca, a z każdej części rośliny da się zrobić pożytek – od produkcji suplementów i żywności, przez tkaniny, filtry, papier i materiały budowlane, aż po obiecującą alternatywę dla baterii litowo-jonowych. Jak się okazuje, również sama uprawa konopi przemysłowych może być korzystna dla środowiska. Są one w stanie pochłaniać z gleby substancje chemiczne, również te radioaktywne oraz niektóre metale ciężkie, dzięki czemu zakażone wcześniej tereny mogą być z łatwością przywrócone do bezpiecznego użytku rolnego. Dlaczego fitoremediacja konopiami to świetny pomysł?

Fitoremediacja gruntów a konopie

Proces przywracania skażonym gruntom użyteczności nazywa się remediacją. Wykorzystywanie do niej mikroorganizmów, grzybów i roślin to nic nowego – niektóre organizmy, jak np. zawciąg pospolity (Armeria maritima), doskonale radzą sobie z wysokimi stężeniami metali ciężkich w glebie i bez problemu “wyciągają” je z podłoża [1]. Jedną z lepiej przystosowanych do tolerowania metali ciężkich roślin jest Cannabis sativa, czyli właśnie konopia przemysłowa. Jej potencjalna użyteczność przy fitoremediacji (remediacji z wykorzystaniem roślin np. metalolubnych) jest przypisywana genom tej wyjątkowej rośliny [2]. Z badań wynika, że dzięki nim nie tylko jest ona odporna na szkodliwy wpływ wysokich stężeń takich metali jak miedź, kadm czy nikiel, ale także z wysoką skutecznością kumuluje je w liściach.

fitoremediacja

Oczywiście zanieczyszczoną chemikaliami glebę można oczyścić bez użycia roślin. Metody chemiczne czy fizyczne są jednak zabiegami dość skomplikowanymi i bardzo kosztownymi. Nie wspominając oczywiście o tym, że nierzadko wymagają silnego ingerowania w głębsze warstwy gleby.

Gdzie przydaje się fitoremediacja?

Przy rosnącym, antropogenicznym zanieczyszczeniu gleb, fitoremediacja może okazać się zbawienna zarówno dla nas jak i dla dzikiej fauny i flory. Łatwe w uprawie konopie doskonale sprawdzają się przy oczyszczaniu gleb przesyconych intensywnym użyciem pestycydów i nawożeniem środkami fosforowymi, które w licznych przypadkach prowadzi do gromadzenia wysokich stężeń toksycznego kadmu [3]. Ten pierwiastek jest również produktem ubocznym pracy silników spalinowych oraz (razem z innymi metalami) częstym odpadem industrialnym. Konopie sprawdzą się zatem wszędzie tam, gdzie środowisko narażone jest na tego typu zanieczyszczenia.

Ponadto konopie, które w wielu miejscach uważane są po prostu za szybko rosnące chwasty, mogą być pomocą w walce ze skażeniem po katastrofach nuklearnych. Takie wykorzystanie znalazły, przykładowo, na Ukrainie po katastrofie reaktora w Czarnobylu. Z powodzeniem przyczyniają się do remediacji tamtejszych gleb z radioaktywnych pierwiastków już od ponad 20 lat.

Dlaczego akurat konopie?

Zarówno w Czarnobylu, jak wielu innych skażonych miejscach na świecie, równolegle z konopiami używa się wielu innych fitoremediantów. Dlaczego zatem konopie miałyby mieć przewagę? Decydują o tym 3 istotne cechy konopi:

  • Szybki wzrost i łatwa uprawa. Jak już wspominaliśmy, konopie przemysłowe, potocznie mówiąc, są chwastem. Oznacza to, że mają niewielkie wymagania środowiskowe i szeroki zakres tolerancji temperaturowej. Ponadto rosną i rozmnażają się wyjątkowo szybko. Nie trzeba przy nich zbyt wiele robić, rosną w niemal każdych warunkach, a oczyszczenie dużej powierzchni gleby zajmuje im niewiele czasu.
  • Długi system korzeniowy. Zdecydowaną przewagą konopi nad innymi fitoremediantami jest rozbudowana ryzosfera. Stosunkowo długie korzenie tej rośliny są w stanie oczyścić głębsze partie ziemi niż większość używanych do tego celu roślin. Konopna fitoremediacja jest zatem bardziej kompleksowa.
  • Niewielki nakład finansowy. W porównaniu z innymi metodami remediacji (a nawet innymi roślinami używanymi w fitoremediacji), uprawa konopi jest stosunkowo tania. Ponadto, nawet skażone wyciągniętymi z gleby pierwiastkami, rośliny te można sprzedać i dalej wykorzystać. Oczywiście na ściśle określone cele.

Co zrobić ze skażonymi konopiami?

Konopie, które używane były w celu remediacji silnie skażonych gleb, nie mogą być użyte we wszystkich sektorach, w których normalnie ta roślina znajduje zastosowanie. Z liści, łodyg czy nasion z wysoką zawartością kadmu, ołowiu czy niklu nie zrobimy ani żywności, ani suplementów, ani ubrań. Można natomiast sprzedać je jako biomasę do produkcji biopaliwa. Zanieczyszczone konopie można również spalać w kotłach grzewczych do produkcji energii elektrycznej lub destylować do etanolu.

Tutaj należy również uważać – konopie, które naturalnie wyciągają z ziemi szkodliwe substancje, mogą często być zanieczyszczone nimi nieintencjonalnie! Jeśli zatem chcemy dbać o swoje zdrowie, wybierajmy produkty konopne z pewnych, certyfikowanych (a najlepiej ekologicznych) upraw.

Przemysł konopny rośnie w siłę

Oprócz użycia konopi do fitoremediacji skażonych terenów, dużego potencjału upatruje się np. w tworzeniu filtrów konopnych, które mogłyby absorbować zanieczyszczenia z wody i ścieków [4]. W roślinie tej pokłada się ogromne nadzieje względem rosnącego zapotrzebowania na rozwiązania zrównoważone, ekologiczne. Dlatego właśnie naukowcy zajmujący się biotechnologią już pracują nad genetycznymi modyfikacjami konopi – również w celu zintensyfikowania absorpcji szkodliwych związków chemicznych. Miejmy nadzieję, że plany uda się zrealizować, a naszą Ziemię w końcu nieco oczyścić.

Źródła:

[1] Abratowska A., 2006: Armeria maritima — gatunek roślin przystosowany do wzrostu na glebach skażonych metalami ciężkimi. „Kosmos”, 55, 2–3, 217–227.
[2] Asad S., Shah M. M., Muhammad S., 2015: Phytoremediation Potential of Hemp (Cannabis sativa L.): Identification and Characterization of Heavy Metals Responsive Genes. CLEAN – Soil Air Water, 44, 2.
[3] Salmanzadeh M., 2017: Cadmium accumulation in agricultural soils (Thesis, Doctor of Philosophy (PhD)). The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
[4] Morin-Crini N., Loiacono S., Placet V., Torri G., Bradu C., Kostić M., Crini G., 2018: Hemp-Based Materials for Metal Removal. Green Adsorbents for Pollutant Removal, 1–34.

    Podziel się swoją opinią

    Dodaj Odpowiedź

    EcoReactor
    Logo
    Login/Register access is temporary disabled
    Compare items
    • Total (0)
    Compare
    0