Mez ő gazdasági növényfajok passzív nehézfém fitoextrakciója

A 35. táblázatban a szennyezetlen és a galvániszappal szennyezett barna erdőtalaj nehézfém-tartalmát mutatjuk be. A 22-23. ábrákon azt szemléltetjük, hogy ezekből a talajokból a hét megvizsgált növényfaj mennyi nehézfémet akkumulált. A szennyezett talajokban jelen lévő fémek közül valamennyi bekerült a növényekbe, mivel a gyökerekben és a hajtásokban mért nehézfém-tartalom általában nagyobb volt, mint a kontroll, szennyezetlen talajon termesztett növényekben.

35. táblázat: A szennyezetlen és a galvániszappal szennyezett barna erdőtalaj „összes”¹ nehézfém-tartalma (tenyészedényes kísérlet, Nyíregyháza, 1997).

Cd Cr Cu Ni Zn

Talajok

mg kg^-1

Szennyezetlen talaj 1,3 19,2 14,7 9,3 51,0

Galvániszappal szennyezett talaj 29,9 247 100 56,7 117

* * * * *

1cc. HNO3+cc. H₂O₂ roncsolatban mért elemkészlet. Student féle t-próba. *: P<0,001 szinten szignifikáns a különbség a szennyezetlen és a szennyezett talajban mért értékek között. n=3.

Beta vulgaris L. var. rapa, cv. Horpácsi lila

0

Brassica napus L. ssp. oleifera Metzg. ap. Sinks, cv. Mécses

0

22. ábra: Szareptai mustár, fehér mustár, takarmányretek, tarlórépa, káposztarepce és kender nehézfém-akkumulációja szennyezetlen és galvániszappal szennyezett barna erdőtalajból (tenyészedényes kísérlet, Nyíregyháza, 1997). Raphanus sativus L. convar. oleiformis, cv. Leveles olajretek

0

23. ábra: Amaránt nehézfém-akkumulációja szennyezetlen és galvániszappal szennyezett barna erdőtalajból (tenyészedényes kísérlet, Nyíregyháza, 1997).

Ezúttal is beigazolódott, hogy a talajból a kadmium könnyen bekerül a növényekbe (2.3.2.

fejezet), és jelentős része átszállítódik a gyökerekből a hajtásokba. A kadmium a galvániszappal szennyezett talajból a legnagyobb mértékben (81 µg g^-1*) a tarlórépa hajtásába került be (22. ábra).

A króm a talaj-növény rendszerben és a növényen belül általában nem mozog (2.3.3.

fejezet). Valamennyi növény gyökere viszonylag sok krómot (80-200 µg g^-1) akkumulált, a hajtásokba viszont már csak igen kis mennyiség szállítódott át ebből a fémből.

A réz a cinkhez hasonlóan esszenciális mikroelem (2.3.5. fejezet), tehát aktív transzporttal kerül be a gyökereken át a növényekbe. Az aktív transzportot jelzi az is, hogy a szennyezetlen és szennyezett talajon termesztett tesztnövények cinkfelvételében nem voltak olyan nagy különbségek, mint pl. a kadmium esetén. A gyökerekben a legnagyobb réz- (75 µg g^-1) és cinktartalmat (191 µg g^-1) a tarlórépa répagyökerében mértük. A hajtásban a legnagyobb réztartalmat (52 µg g^-1) a szareptai mustárban, a legnagyobb cinktartalmat (150 µg g^-1) pedig a fehér mustárban találtuk (22. ábra).

A növények nikkelfelvétele kismértékű volt, még a gyökerek nikkeltartalma sem tükrözte vissza a galvániszappal szennyezett talaj nikkelszennyeződését (22-23. ábra). Ezúttal sem tudtuk tehát igazolni azt, hogy a nikkel a talajokban elég mozgékony, és a növényekbe is bekerül (2.3.4. fejezet).

A galvániszappal szennyezett talajból bekerült viszonylag nagy nehézfém-mennyiségek ellenére egyik vizsgált növényfaj szárazanyag-hozama sem csökkent le szignifikáns mértékben (nem közölt adatok), és fitotoxicitásra utaló tüneteket sem figyeltünk meg.

* Valamennyi adat szárazanyagra vonatkozik.

Amaranthus hypochondriacus L., cv. Edit

0 50 100 150 200

Cd Cr Cu Ni Zn Cd Cr Cu Ni Zn

Gyökér Hajtás µµµµg////g sz.a.

Kontroll talaj Szennyezett talaj

A növények fitoextrakciós (nehézfémeket a talajból eltávolító) képességét oly módon is kiszámoltuk, hogy összeadtuk a gyökerekbe, hajtásokba, illetve a teljes növénybe bekerült kadmium-, króm-, réz-, nikkel- és cinktartalmakat (SIMON et al., 1998).

Összeadva mind az öt vizsgált nehézfém mennyiségét megállapítottuk, hogy a legtöbb fém a tarlórépa, repce, illetve az amaránt gyökerébe került be. Itt az össznehézfém-tartalom 400-450 µg g^-1 között változott. A hajtásokban mért össznehézfém-tartalom ennek kb. a fele volt, és 200-250 µg g^-1 között volt 1 gramm növényi szárazanyagra vetítve, kivéve a kendert és a repcét, ahol kisebb összmennyiségeket mértünk.

Összeadva a gyökerekben és a hajtásokban mért nehézfém-mennyiségeket, kiderült, hogy a legtöbb fém a szennyezett talajból a tarlórépába (667 µg g^-1), ill. az amarántba (613 µg g^-1) került be. A tarlórépa nehézfém-akkumulációja a szennyezetlen talajból is a legnagyobb volt.

A betakarított növények szárazanyag-hozamát megszorozva a nehézfém-tartalommal a talajból kivont nehézfémek összmennyiségét is kiszámítottuk a gyökérben, a hajtásban és a teljes növényben (SIMON et al., 1998).

A gyökerekben mért össznehézfém-mennyiség ezúttal is a legnagyobb a tarlórépában volt (100 µg g^-1), ezt követte a repce (84 µg g^-1), és az amaránt (80 µg g^-1). A hajtásokban szintén a tarlórépában mértük a legnagyobb felvett nehézfém összmennyiséget (118 µg g^-1), melyet a szareptai mustár (79 µg g^-1), és a fehér mustár (77 µg g^-1) követett. A teljes növényre vonatkozóan a bekerült nehézfémek összmennyisége a tarlórépában (218 µg g^-1) és az amarántban (151 µg g^-1), volt a legnagyobb.

Figyelembe véve azt, hogy a gyakorlatban kivitelezett fitoextrakció során a hajtásokat sokkal könnyebb betakarítani, mint a gyökereket, kiderült, hogy a hét megvizsgált növényből a Brassicaceae családba tartozó fajok (tarlórépa, szareptai mustár, fehér mustár) vették fel a legtöbb nehézfémet hajtásukban a szennyezett talajból. Ez a tendencia azonban szabadföldi körülmények között más lehet, tekintettel arra, hogy a kender vagy az amaránt kisebb nehézfém-akkumulációját a keresztesvirágúaknál jóval nagyobb hozam (biomassza) ellensúlyozhatja.

Valamennyi megvizsgált növényfajban működött az ún. „gyökérszűrő”, mely egyes fémek (pl. króm, nikkel) esetén megakadályozta, hogy a könnyen betakarítható hajtásba jelentős mennyiségű nehézfém kerüljön át. Eredményeink megerősítik Kádárés munkatársai (KÁDÁR, 1995; KÁDÁR és PROKISCH, 2000; KÁDÁR et al.2000ab; KÁDÁR, 2001; KÁDÁR ésHUSSEIN, 2001; KÁDÁR et al., 2001abc; KÁDÁR, 2003; KÁDÁR és HUSSEIN, 2003; KÁDÁR et al.,2003;

KÁDÁR és KASTORI, 2003; KÁDÁR ÉS PÁLVÖLGYI, 2003) ez irányú megfigyeléseit, akik az 1991-ben Nagyhörcsökön beállított szabadföldi nehézfém-terheléses tartamkísérletben több

termesztett növényen (burgonya, kukorica, sárgarépa, borsó, búza, spenót, cékla, borsó, őszi árpa, sóska, mák, repce, napraforgó) tanulmányozták, hogy a hajtásokba mennyi fém kerül be a szennyezett talajból. Tapasztalataik szerint a szennyezett talajon termesztett növények hajtásában megnő ugyan a nehézfém-tartalom (köztük az általunk is vizsgált Cd, Cr, Cu, Ni és Zn), de a talajból kivont nehézfémek mennyisége egyik növény esetén sem túl nagy. Kádár szerint ahhoz, hogy egy nehézfémekkel mérsékelten szennyezett talaj (amin a növények nem pusztulnak el) nehézfém-tartalmát a határértékek közelébe tudjuk csökkenteni, több évtizeden keresztül kellene a területen mezőgazdasági növényeket termeszteni. A keletkezett fémekkel enyhén szennyezett biomassza ártalmatlanítása újabb környezetvédelmi problémákat okozna.

Hasonló következtetésekre jutottak világszerte a kutatók, ezért a passzív fitoextrakciót vizsgáló kutatások újabban a mezőgazdasági növények helyett az intenzíven növő, nagy biomasszát képező fa- (nyárfa, fűzfa) és nádfajok vizsgálatára irányulnak (CZAKÓ et al.,2005;

PEUKE ésRENNENBERG, 2005; PULFORD és WATSON, 2003; TLUSTOS et al., 2005).