Dynie, wierzby i topole, to niektóre z gatunków roślin stosowanych do oczyszczania gleby z zanieczyszczeń organicznych. Jakie cechy gatunków są pożądane i jak przyspieszyć proces remediacji gleby badają naukowcy z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.

Prace prowadzone są pod kierownictwem dr Anny Wyrwickiej-Drewniak z Katedry Fizjologii i Biochemii Roślin, która zwróciła uwagę, że rośliny nie mają możliwości fizycznej zmiany otoczenia, nie mogą migrować w przypadku pogorszenia się warunków życia w związku z czym wykształciły mechanizmy pozwalające przetrwać działanie niekorzystnych warunków środowiska.

Często są jednak narażone na czynniki atmosferyczne, brak lub nadmiar składników mineralnych czy zanieczyszczenia środowiska. W zależności od gatunku i odmiany różne rośliny radzą sobie z tymi warunkami gorzej lub lepiej, ale są i takie, które radzą sobie znakomicie. To właśnie z powodu tych zdolności człowiek sięga po nie w celu oczyszczenia gleby.

Badania prowadzone przez biologów UŁ dotyczą zdolności roślin do oczyszczania podłoża, a także badane są rośliny jadalne pod kątem tego, czy pobierają z gleby szkodliwe substancje i czy mogą być przez to niebezpieczne dla człowieka. Naukowcy sprawdzają też, czy dana roślina - jej gatunek i odmiana - ma możliwość pochłaniania zanieczyszczeń. Jednocześnie badają, czy roślina nie jest zbyt wrażliwa na działanie danego zanieczyszczenia i jest w stanie rosnąć w zanieczyszczonym środowisku.

Jak wyjaśniła dr Wyrwicka-Drewniak, rośliny mogą oczyszczać glebę na różne sposoby. Po pierwsze mogą pobierać zanieczyszczenia z gleby przez strefę korzeniową. Po drugie, mogą "współpracować" z mikroorganizmami, które zasiedlają ryzosferę, czyli tę część gleby, która przerośnięta jest korzeniami.

"To właśnie mikroorganizmy, np. bakterie, posiadają mechanizmy, które umożliwiają rozkład niektórych związków organicznych. Często zdarza się, że mikroorganizmy rozwijają się lepiej jeśli są w ryzosferze, czyli potrzebne są im rośliny, a dokładniej ich korzenie. Jednocześnie rośliny mogą wydajniej pobierać zanieczyszczenia jeśli gleba jest zasiedlona przez odpowiednie mikroorganizmy. Zdarza się więc, że glebę specjalnie zaszczepia się mikroorganizmami o sprawdzonych właściwościach w zakresie promowania wzrostu roślin. Dzięki temu roślina lepiej się rozwija, buduje większą biomasę, a co za tym idzie, może pobrać więcej zanieczyszczeń z podłoża" – tłumaczyła biolożka.

Okazuje się, że wiele roślin ma zdolność oczyszczania gleby. Są jednak wśród nich takie, które specjalizują się w remediacji konkretnych rodzajów zanieczyszczeń.

"Z badań wynika, że istnieją gatunki roślin, które są hiperakumulatorami, czyli pochłaniają nawet kilkaset razy więcej jednostek szkodliwych substancji, niż inne rośliny. Dotyczy to przede wszystkim oczyszczania podłoża z metali ciężkich. Wśród tych roślin można wymienić między innymi: tobołki alpejskie (cynk, kadm), tobołki okrągłolistne (ołów), smagliczka (nikiel), berkheya coddii - bardzo wydajny hiperakumulator niklu, akumuluje także kadm, ołów i cynk" – wskazała dr Wyrwicka-Drewniak.

Jeśli zaś chodzi o zanieczyszczenia organiczne, to wśród najskuteczniejszych roślin królują wierzba i topola. Są to bowiem rośliny niezbyt wymagające, które rosną nawet na bardzo ubogiej i zanieczyszczonej glebie.

"Dodatkowo charakteryzują się bardzo szybkim przyrostem biomasy, a jest to bardzo pożądana cecha z punktu widzenia remediacji. Na przykład wierzba wiciowa stosowana jest jako roślina energetyczna. Jej przyrost jest tak szybki, że co dwa lata kosi się ją specjalnymi kombajnami. To doskonała kandydatka z punktu widzenia remediacji. Ponadto oba wymienione wyżej gatunki roślin są niejadalne, nie istnieje więc ryzyko zatrucia ludzi poprzez wprowadzenie ich do diety" – podkreśliła badaczka.

Nie brakuje też roślin wykorzystywanych przy remediacji wód. Pałka wodna, tatarak, kosaciec, oczeret jeziorny i manna mielec, mają bardzo rozbudowane systemy korzeniowe, dzięki czemu przepływająca przez korzenie woda doskonale się oczyszcza.

"W ten sposób zmniejsza się między innymi zawartość azotu i fosforu w wodzie. A to z kolei zapobiega zakwitom sinicowym w położonych niżej zbiornikach wodnych" – zaznaczyła.

"Badacze z różnych stron świata testują zdolności remediacyjne konopi siewnych pod kątem remediacji metali oraz metaloidów. Inne rośliny, które badałam pod względem oczyszczania gleby z dioksyn i związków dioksynopodobnych, to rośliny dyniowate, między innymi dynie i cukinie" – dodała dr Wyrwicka-Drewniak.

Wiedza zdobyta przez biologów UŁ w tym zakresie może być wykorzystywana dwutorowo. Po pierwsze badane są rośliny jadalne, szczególnie te, które spożywane są bez obróbki termicznej - różne rodzaje sałat, cykoria, oregano, bazylia, tymianek.

"Ta wiedza jest nam konieczna żeby uniknąć ryzyka skażenia pożywienia. Po drugie na podstawie badań dowiadujemy się jakie rośliny wykazują największą zdolność remediacji i jednocześnie są najbardziej odporne na działanie zanieczyszczeń. Dzięki temu wiemy jakie gatunki i odmiany roślin należy stosować na terenach zanieczyszczonych, by jak najskuteczniej oczyścić glebę" – podkreśliła badaczka.