W Polsce są ich tysiące ton. Mogą pomóc oczyszczać skażoną glebę

Metale ciężkie to jedne z najgroźniejszych zanieczyszczeń środowiska. Do gleby trafiają między innymi wskutek działalności przemysłowej, górniczej, rolniczej, a nawet wojskowej. Wśród szczególnie problematycznych pierwiastków znajduje się kadm, który potrafi utrzymywać się w ziemi przez długie lata.

To poważny problem, ponieważ takie zanieczyszczenia łatwo przenikają do wód gruntowych i roślin. W dalszej kolejności trafiają do łańcucha pokarmowego, a ostatecznie także do organizmu człowieka. Nic więc dziwnego, że naukowcy od lat szukają skutecznych i bezpiecznych metod oczyszczania skażonych terenów. Tradycyjne sposoby remediacji są jednak często kosztowne, energochłonne i mogą negatywnie wpływać na strukturę gleby.

Odpady z tartaków mogą wspierać oczyszczanie środowiska

Z interesującym rozwiązaniem wyszli badacze z Politechniki Wrocławskiej. Zespół prof. Izabeli Michalak, wspólnie z prof. Jolantą Warchoł oraz doktorantem Dawidem J. Kramskim, sprawdził, czy trociny pochodzące z przemysłu drzewnego mogą pomóc w oczyszczaniu gleby zanieczyszczonej kadmem.

Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie „ACS Omega”, okazały się bardzo obiecujące. Naukowcy przetestowali cztery rodzaje trocin: świerkowe z korą, świerkowe bez kory, sosnowe oraz dębowe. Materiały te dodano do gleby zawierającej kadm, a następnie obserwowano ich wpływ na rozwój roślin.

Do eksperymentu wykorzystano gorczycę białą (Sinapis alba), czyli roślinę znaną 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 — wyjaśnia prof. Izabela Michalak.

Co ciekawe, naukowcy początkowo zakładali zupełnie inny mechanizm działania. —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 dzieje się z roślinami, które pobrały metale ciężkie?

Rośliny wykorzystywane w procesie fitoremediacji, czyli oczyszczania gleby za pomocą roślin, gromadzą metale ciężkie w swojej biomasie. To rodzi naturalne pytanie: co zrobić z takim materiałem po zakończeniu procesu?

Najczęściej rośliny są spalane. Powstały w ten sposób popiół zawiera skoncentrowane metale ciężkie, które można odzyskać i ponownie wykorzystać w przemyśle. Sam kadm pozostaje bowiem cennym surowcem. Znajduje zastosowanie między innymi w produkcji baterii niklowo-kadmowych, barwników, stabilizatorów tworzyw sztucznych oraz specjalistycznych powłok ochronnych.

Naukowcy sprawdzają też inne naturalne odpady

Badania nad trocinami są częścią większego projektu realizowanego przez zespół z Politechniki Wrocławskiej. Naukowcy analizują także inne naturalne materiały odpadowe, które mogłyby wspierać oczyszczanie środowiska.

Jednym z przykładów są jesienne liście dębu, buku i klonu zbierane w Parku Szczytnickim we Wrocławiu. W przypadku gleb skażonych miedzią działają one inaczej niż trociny. Zamiast wspierać pobieranie metalu przez rośliny, pomagają unieruchamiać jego jony w glebie, ograniczając ich przenikanie do upraw.

Równolegle doktorantka Natalia Niedzbała pracuje nad biowęglem wytwarzanym 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, a przy tym wspierać rozwój pożytecznych mikroorganizmów glebowych.

Tańsza i bardziej naturalna droga do rekultywacji

Badania chemików z Politechniki Wrocławskiej dają realną szansę na przywrócenie życia terenom, które jeszcze niedawno uznawano za trwale skażone. I właśnie w tym tkwi ich największa wartość — w prostocie, skuteczności i wykorzystaniu tego, co dotąd często traktowano jedynie jako odpad.