Kasvien fytoremediaatiopotentiaali CCA:lla saastuneen maan puhdistuksessa

Authors

• Petra Manninen-Egilmez Helsingin Yliopisto, Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Pirjo Mäkelä Helsingin Yliopisto, Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Helinä Hartikainen Helsingin Yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Arja Santanen Helsingin Yliopisto, Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Mervi Seppänen Helsingin Yliopisto, Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Frederick Stoddard Helsingin Yliopisto, Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto
• Markku Yli-Halla Helsingin Yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76883

Keywords:

fytoremediaatio, biomassa, lupiini, hamppu, raskasmetallit, bioenergia

Abstract

Maaperän saastuminen on maailmanlaajuinen ympäristöongelma. Ihmisen toiminnan tuloksena
esimerkiksi raskasmetalleilla pilaantuneita maa-alueita on runsaasti. CCA (chromated copper arsenate)
on maailmalla laajasti käytetty puun kyllästysaine, joka on saastuttanut laajoja maa-alueita mm.
sahalaitoksilla, tehdasalueilla ja kaatopaikoilla. Kuparin, kromin ja arseenin yhtäaikainen esiintyminen
vaikeuttaa maan puhdistamista kemiallisesti. Tästä johtuen fytoremediaatiomenetelmät näyttäisivät
olevan paras vaihtoehto CCA:lla saastuneiden maiden puhdistamiseksi.
Fytoremediaatiolla tarkoitetaan maanperän puhdistamista kasvien avulla. Tutkimuksen
tarkoituksena oli tutkia kasvien kykyä puhdistaa maaperää haitta-aineista. Kokeessa kasvatettiin eri
kasvilajeja sekä selvitettiin niiden kestävyys raskasmetalleja vastaan sekä kyky ottaa raskasmetalleja
maasta.
Raskasmetallien kertyminen eri kasvinosiin sekä biomassan muodostus määritettiin. Biomassan
muodostumisen sekä kasvien raskasmetallipitoisuuden avulla arvioitiin kasvien
fytoremediaatiopotentiaali. Kasveista havainnoitiin lisäksi lehtialan muodostus, itävyys
juurinystyröiden muodostus, juurien rakenne ja anatomia, vesisuhteet, yhteyttäminen, ravinnepitoisuus.
Lisäksi tutkitaan antioksidanttiaktiivisuutta, raskasmetallien lokalisoitumimista, fytokelatiinien
muodostusta sekä määritetään kasvien tuhkapitoisuus ja koostumus.
Astiakokeissa lupiinit tuottivat noin kolme kertaa suuremman biomassan verrattuna
hamppukasveihin. Kupari kerääntyi eniten valko- ja sinilupiinin lehtiin, keltalupiinin korsiin sekä
hampun lehtiin ja siemeniin. Kromia kerääntyi lehtiin ja korsiin, mutta ei palkoihin ja siemeniin.
Arseeni kerääntyi suurimmaksi osaksi lupiinien lehtiin sekä hampun korsiin, mutta sitä löydettiin
huomattavasti kohonneina pitoisuuksina jokaisesta kasvinosasta. Raskasmetalleista arseenin
konsentraatio lisääntyi selvästi maan arseenipitoisuuden kasvaessa. Kasveilla näyttäisi sen sijaan
olevan raja kuinka paljon kasvi kykenee ottamaan kuparia. Raskasmetalleista kromin otto oli
rajoitettua ja se näyttäisi haittaavan eniten kasvua.
Hamppu ja lupiini näyttäisivät soveltuvan fytoremediaatioon alueilla, joilla saastuneen maan
konsentraatio on alle 200 mg kg^-1 maata. Viljelemällä kasveja CCA-aineilla pilaantuneilla mailla
voitaisiin puhdistaa maata sekä käyttää kasvimateriaali bioenergian lähteenä sekä lisäksi vähentää
raskasmetallien ja metalloidien huuhtoutumista estämällä eroosion muodostuminen