Фитотехнология

редактировать

Фитотехнология (от Древнегреческий φυτο (фито) 'растение' и τεχνολογία (technología); от τέχνη (téchnē) «искусство, умение, ремесло» и -λογία (-logía ) «изучение-») это развивающаяся область, которая реализует решения научных и инженерных проблем в виде заводов. Он отличается от экотехнологии и биотехнологии, поскольку эти области охватывают использование и изучение экосистем и живых существ соответственно. Текущие исследования в этой области в основном направлены на удаление загрязняющих веществ (фиторемедиация ), хранение (фитосеквестрация) и накопление (см. гипераккумуляторы ). Технологии на основе растений стали альтернативой традиционным процедурам очистки из-за их низких капитальных затрат, высоких показателей успешности, низких требований к техническому обслуживанию, ценности конечного использования и эстетического характера.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 Обоснование использования
    • 2.1 Меры предосторожности при использовании
  • 3 Механизмы действия
    • 3.1 Фитосеквестрация
    • 3.2 Фитогидравлика
    • 3.3 Ризодеградация
    • 3.4 Ризофильтрация
    • 3.5 Фитоэкстракция
    • 3.6 Фитоэкстракция
    • 3.7 Фитодеградация
  • 4 Ссылки

Обзор

Фитотехнология - это применение растений для решения инженерных и научных задач. Фитотехнология использует экосистемные услуги, чтобы обеспечить специально разработанное решение проблемы. Экосистемные услуги, в широком смысле, подразделяются на 4 широкие категории: обеспечение (например, производство продуктов питания и воды), регулирование (например, контроль климата и болезней), поддержка (например, круговорот питательных веществ и опыление сельскохозяйственных культур) и культурные (например, духовные и рекреационные выгоды). Часто только одна из этих экосистемных услуг максимизируется в дизайне пространства. Например, построенное водно-болотное угодье может пытаться максимизировать охлаждающие свойства системы для обработки воды из очистных сооружений перед спуском в реку. Планируемое преимущество - снижение температуры воды в речной системе, в то время как сами построенные водно-болотные угодья обеспечивают среду обитания и пищу для диких животных, а также пешеходные тропы для отдыха. Большинство фитотехнологий сосредоточено на способности растений удалять загрязнители из окружающей среды. Другие технологии, такие как зеленые крыши, зеленые стены и bioswales, обычно считаются фитотехнологиями. В широком смысле: даже парки и ландшафтный дизайн можно рассматривать как фитотехнологии.

Однако существует очень мало единого мнения по поводу определения фитотехнологии даже в этой области. В пересмотренном документе «Фитотехнологии», технических и нормативных указаниях и деревьях решений фитотехнология определяется как «Фитотехнологии - это набор технологий, использующих растения для восстановления или сдерживания загрязнителей в почве, грунтовых водах, поверхностных водах или отложениях». Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде определяет фитотехнологию как «применение науки и техники для изучения проблем и поиска решений с участием растений». Третье определение Департамента инженерной экологии Индонезии дает это определение как «технология, основанная на применении растений в качестве живой и солнечной технологии для улучшения экологической санитарии и проблем сохранения окружающей среды».

Обоснование использования

В фитотехнологии природные свойства растений используются для достижения определенных результатов с помощью экосистемных услуг в разработанном окружающая среда. Фитотехнологическая система использует эти свойства, в широком смысле, разложение / использование химикатов в окружающей среде, а также транспортировку и хранение воды, чтобы изменить производительность системы. Эти механизмы развивались с момента появления покрытосеменных 1000 млн лет назад и стали весьма эффективными. Разнообразие растений также придает универсальность фитотехнологической системе. Установки из собственной среды, способные работать со многими приложениями, а также другие приложения для более конкретных проектов (например, гипераккумуляторы для удаления тяжелых металлов). Фактором являются дополнительные преимущества. Использование в сообществах, использование в образовании, налоговые льготы, создание среды обитания, повышение устойчивости и эстетики - все это преимущества фитотехнологии.

Стоимость системы во многих случаях также ниже по сравнению с традиционными технологиями восстановления. Без насосных систем, затрат на электроэнергию, инфраструктуру и других затрат. Даже если в некоторых случаях первоначальные инвестиции будут выше (особенно зеленые крыши ), затраты на протяжении всего срока реализации проекта будут меньше.

Предостережения относительно использования

Растения не переносят определенных условий. Слишком сильное загрязнение, вода, соль или другие переменные факторы могут убить растения в системе. Растворимость загрязнителей в воде влияет на систему. У растений также есть механизмы, останавливающие поглощение веществ, и они не могут полностью удалить загрязнение в приемлемые сроки. Продолжительность времени, в течение которого проект должен быть завершен, является еще одним ограничивающим фактором. Многим фитотехнологиям требуется не менее двух лет для достижения зрелости, а некоторые могут быть разработаны как унаследованные проекты с продолжительностью жизни, которая может составлять 100 лет и более. В более умеренном климате системы могут стать неактивными или намного менее активными в зимние месяцы и могут быть вообще непригодны для арктических сред.

Механизмы действия

Существует множество физиологических свойств растений, которые можно использовать в фитотехнологии. Механизмы работают синергетически для достижения целей, поставленных проектом.

Фитосеквестрация

Фитосеквестрация - это способность растений поглощать определенные загрязнители в корневой зоне. Это достигается за счет нескольких физиологических механизмов растения. Фитохимические вещества, экструдированные в корневой зоне, могут иммобилизовать или осаждать целевой загрязнитель. Транспортные белки, связанные с корнем, также могут необратимо связывать и стабилизировать целевые контаминанты. Загрязнения также могут поглощаться корнем и задерживаться в вакуолях корневой системы.

Фитогидравлика

Фитогидравлика - это способность растений улавливать, переносить и выделять воду из окружающей среды. Это действие, в свою очередь, содержит загрязняющие вещества и контролирует гидрологию окружающей среды. Этот механизм не разлагает загрязняющие вещества.

Ризодеградация

Ризодеградация - это усиление микробной деградации загрязняющих веществ в ризосфере. Присутствие загрязнителя в почве естественным образом создает среду для бактерий и грибков, которые могут использовать защитную оболочку в качестве источника энергии. Корневая система растений в большинстве случаев формирует симбиотические отношения с организмами в почве. Кислород и вода, переносимые корнями, способствуют большему росту полезных почвенных микроорганизмов. Это позволяет лучше разложить загрязнитель и ускорить восстановление. Это основное средство устранения органических загрязнителей.

Ризофильтрация

см. Также Ризофильтрация

Ризофильтрация - это адсорбция корнями растений или абсорбция корнями растений загрязняющих веществ, находящихся в растворе вокруг корневой зоны.

Фитоэкстракция

см. Также Процесс фитоэкстракции

Фитоэкстракция - это способность принимать загрязняющие вещества в растение. Затем растительный материал удаляется и надежно хранится или уничтожается.

Фитолатилизация

Фитовулатилизация - это способность поглощать загрязнители в потоке транспирации, а затем выделять летучие загрязнители. Загрязнение очищается путем удаления через растения.

Фитодеградация

Фитодеградация - это способность растений поглощать и разлагать загрязнители. Загрязняющие вещества разлагаются за счет внутренней ферментативной активности и фотосинтетического окисления / восстановления.

Источники

  • United Nations. Программа ООН по окружающей среде. Фитотехнологии: технический подход в управлении окружающей средой. 2003. Интернет. <http://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/9159/fito.pdf?sequence=1isAllowed=y >.
  • ITRC (Межгосударственный совет по технологиям и регулированию). 2009. Фитотехнологии, технические и нормативные руководства и деревья решений, пересмотренная. ФИТО-3. Вашингтон, округ Колумбия: Межгосударственный совет по технологиям и регулированию, группа по фитотехнологиям, Tech Reg Update. www.itrcweb.org
  • Трихадининграм, Ю., Х. Басри, М. Мухлисин, Д. Листиянавати и Н.А. Джалил. «Фитотехнология, природный подход к устойчивой санитарии и охране окружающей среды». Партнерство по водной среде в Азии. WEPA, н.д. Интернет. 26 октября 2011. <http://www.wepa-db.net/pdf/0810forum/presentation07.pdf >.
Последняя правка сделана 2021-06-02 04:44:45
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте