Metale ciężkie należą do najgroźniejszych zanieczyszczeń środowiska. Do gleby trafiają m.in. w wyniku działalności przemysłowej, górniczej, rolniczej czy nawet wojskowej. Jednym z najbardziej problematycznych pierwiastków jest kadm, który może latami pozostawać w ziemi.
Zanieczyszczenia te łatwo przedostają się do wód gruntowych i roślin, a stamtąd trafiają do łańcucha pokarmowego i ostatecznie do organizmu człowieka. Dlatego naukowcy na całym świecie szukają skutecznych sposobów na oczyszczanie skażonej gleby. Problem polega na tym, że tradycyjne metody remediacji są często drogie, wymagają dużych nakładów energii i mogą niszczyć strukturę gleby.
Odpady z tartaków w nowej roli. Trociny „wyciągają” kadm
Na nietypowy pomysł wpadli badacze z Politechniki Wrocławskiej. Zespół prof. Izabeli Michalak – wraz z prof. Jolantą Warchoł oraz doktorantem Dawidem J. Kramskim – sprawdził, czy trociny z przemysłu drzewnego mogą pomóc w oczyszczaniu gleby skażonej kadmem.
Badania opublikowane w czasopiśmie „ACS Omega” przyniosły zaskakujące wyniki. Naukowcy przetestowali cztery rodzaje trocin: świerkowe (z korą i bez), sosnowe oraz dębowe. Dodano je do gleby zawierającej kadm i sprawdzono, jak wpłyną na rośliny.
Eksperyment przeprowadzono z wykorzystaniem gorczycy białej (Sinapis alba), rośliny znanej z dużej zdolności do pobierania metali z podłoża.
Okazało się, że trociny nie tylko nie zaszkodziły roślinom, ale wręcz poprawiły ich kondycję. Sadzonki rosły szybciej, miały więcej chlorofilu i skuteczniej pobierały kadm z gleby.
Wyniki naszych eksperymentów pokazały, że dodatek trocin nie tylko poprawił wzrost roślin, ale przede wszystkim przyspieszył pobieranie kadmu z podłoża
Co ciekawe, badacze początkowo spodziewali się zupełnie innego efektu. „Pierwotnie zakładaliśmy, że trociny zwiążą jony kadmu w glebie, jednak ich niewielka ilość i naturalny rozkład biomasy sprawiły, że zadziałały jak biostymulator roślin” – wyjaśnia badaczka.
Co zrobić z roślinami pełnymi metali ciężkich?
Rośliny wykorzystane w procesie fitoremediacji – czyli oczyszczania gleby przez rośliny – gromadzą metale ciężkie w swojej biomasie. Pojawia się więc pytanie: co dalej z takimi roślinami?
Najczęściej są one spalane. Powstały popiół zawiera skoncentrowane metale ciężkie, które można odzyskać i ponownie wykorzystać w przemyśle. Kadm jest bowiem cennym surowcem. Stosuje się go m.in. w produkcji baterii niklowo-kadmowych, barwników, stabilizatorów tworzyw sztucznych czy specjalistycznych powłok ochronnych.
Naukowcy testują kolejne pomysły
Badania nad trocinami to tylko część większego projektu prowadzonego przez zespół z Politechniki Wrocławskiej. Naukowcy sprawdzają również inne naturalne materiały odpadowe.
Jednym z nich są jesienne liście dębu, buku i klonu zbierane w Park Szczytnicki we Wrocławiu. W przypadku gleb skażonych miedzią liście działają inaczej niż trociny – pomagają unieruchamiać jony metalu w glebie, ograniczając ich przenikanie do roślin.
Równolegle doktorantka Natalia Niedzbała pracuje nad wytwarzaniem biowęgla z odpadów, takich jak fusy z kawy, skórki bananów czy algi z Bałtyku. Taki materiał jest bardzo stabilny w glebie i może skutecznie zatrzymywać jony miedzi czy cynku, jednocześnie wspierając rozwój pożytecznych mikroorganizmów glebowych.
Badania chemików z Politechniki Wrocławskiej pokazują, że odpady z tartaków, liście czy inne naturalne materiały mogą stać się ważnym narzędziem w oczyszczaniu środowiska.
Takie rozwiązania są tańsze i bardziej przyjazne dla natury niż wiele stosowanych dziś technologii. A co najważniejsze – mogą pomóc przywrócić życie terenom, które jeszcze niedawno uznawano za trwale skażone.