WikiDer > Фитотехнология

Phytotechnology

Фитотехнология (из Древнегреческий φυτο (фито) 'завод' и τεχνολογία (технология); из τέχνη (téchnē) «искусство, мастерство, ремесло» и -λογία (-logía) «изучение-») - это развивающаяся область, которая реализует решения научных и инженерных проблем в форме растения. Он отличается от экотехнология и биотехнология поскольку эти области охватывают использование и изучение экосистемы и живые существа 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.

Обзор

Фитотехнология - это применение растений для решения инженерных и научных задач. Фитотехнология использует экосистемные услуги чтобы предоставить 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 попытаться максимизировать охлаждающие свойства системы для обработки воды из очистное сооружение перед введением 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 фитотехнологией. В широком смысле: даже парки и ландшафтный дизайн можно рассматривать как фитотехнологии.

Тем не менее, существует очень мало единого мнения по поводу определения фитотехнологии даже в этой области. В Техническое и нормативное руководство по фитотехнологии и дерево решений, пересмотренное определяет фитотехнологию как: «Фитотехнологии - это набор технологий, использующих растения для восстановления или сдерживания загрязняющих веществ в почва, грунтовые воды, поверхностные воды или отложения ». Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде определяет фитотехнологию как« применение науки и техники для изучения проблем и поиска решений, связанных с растениями ». Третье определение от Департамента инженерной экологии Индонезии дает это as, «технология, основанная на применении растений как солнечной и живой технологии для улучшения экологической санитарии и проблем сохранения».

Обоснование использования

В фитотехнологии природно существующие свойства растения используются для достижения определенных результатов с экосистемные услуги в разработанном 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 начала покрытосеменные 1000 млн лет и стали вполне эффективными. Разнообразие растений также придает универсальность фитотехнологической системе. Растения из родной среды, способные обрабатывать множество приложений и других приложений для более конкретных проектов (например, гипераккумуляторы для удаления тяжелых металлов). Фактором являются дополнительные преимущества. Использование в общинах, 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 вложения выше (особенно зеленые крыши) затраты на время жизни проекта будут меньше.

Предостережения против использования

Растения не перенесут определенных условий. Слишком много загрязнение, воды, соль или другие переменные могут убить растения в системе. Растворимость загрязнителей в воде влияет на систему. У растений также есть механизмы, которые останавливают 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 большей степени умеренный климат системы могут стать неактивными или менее активными в зимние месяцы и вообще не могут быть использованы в более Арктический среды.

Механизмы действия

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

Фитосеквестрация

Фитосеквестрация - это способность растений улавливать определенные загрязнители в корневая зона. 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 попадать в корень и задерживаться в вакуоли в корневой системе.

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

Ризодградация - это усиление микробной деградации загрязняющих веществ в ризосфера. 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

смотрите также Ризофильтрация

Ризофильтрация - это адсорбция корнями растений или абсорбция корнями растений загрязняющих веществ, находящихся в растворе, окружающем корневую зону.

Фитоэкстракция

смотрите также Процесс фитоэкстракции

Фитоэкстракция - это способность переносить загрязняющие вещества внутрь растения. Затем растительный материал удаляется и безопасно хранится или уничтожается.

Фитоволатилизация

Фитоволатилизация - это способность поглощать загрязнители в транспирационном потоке, 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.

Navigation