KWASY HUMUSOWE - antidotum na zanieczyszczoną glebę i wodę

 

Dr Anna Magdalena Ambroszczyk

 


 

Intensywna industrializacja i wykorzystanie na dużą skalę metali ciężkich oraz syntetycznych ksenobiotyków, w tym organicznych i nieorganicznych powoduje, że zanieczyszczenia te mogą stworzyć liczne problemy środowiskowe, w tym mogą szkodliwie oddziaływać na obieg biogeochemiczny materii oraz mieć działanie toksyczne na organizmy, w tym na człowieka. W związku z tym, że zagrożenie związane z nagromadzeniem w środowisku zanieczyszczeń opornych na degradację jest coraz większe, konieczne jest poszukiwanie nowych, bezpiecznych, często niekonwencjonalnych metod walki z zanieczyszczeniem.

 

Na terenach, na których występuje przemysł wiertniczy, wydobywczy oraz rafineryjny, stacje benzynowe, przepompownie i bazy paliwowe, stacje obsługi maszyn i pojazdów istnieje zagrożenie skażenia gleb związkami organicznymi zawartymi w odpadach, paliwach, w których dodatkowo rozpuszczone są toksyczne dodatki takie jak chlorowcopochodne, wielopierścieniowe węglowodory i inne dodatki uszlachetniające, które w środowisku glebowym wykazują tendencję do migracji przede wszystkim do wód gruntowych i powierzchniowych powodując zagrożenie.

 

Nowe, organiczne sposoby radzenia sobie ze skażeniami i zanieczyszczeniami są równie skuteczne jak te chemiczne, ale są od nich dużo bezpieczniejsze.  

Jednym z takich sposobów jest stosowanie kwasów humusowych, które znajdują zastosowanie podczas rekultywacji zanieczyszczonej gleby i wody. Posiadają zdolność naturalnego neutralizowania toksycznych związków chemicznych, substancji organicznych, produktów przemysłu naftowego, metali ciężkich, a także odpadów radioaktywnych.

 

W glebach zasobnych w próchnicę obserwuje się zwiększenie współczynnika sorpcji trwałych zanieczyszczeń przez węgiel organiczny. Cząstki węgla organicznego zawierają hydrofobowe grupy, które oddziałują z hydrofobowymi zanieczyszczeniami. Na podstawie badań można stwierdzić istotną rolę materii organicznej i substancji humusowych w  sorpcji zanieczyszczeń.

 

Oprócz zdolności wiążących jony i związki chemiczne w substancje o ograniczonej aktywności chemicznej i biologicznej, kwasy humusowe posiadają także właściwości powierzchniowo czynne, co sprawia, że są wykorzystywane w celu poprawienia poziomu rozpuszczalności organicznych substancji hydrofobowych, w tym także produktów przemysłu naftowego.

 

Substancje humusowe wchodzą w skład płuczek wiertniczych. Są również bazą roztworów przeznaczonych do przemywania warstw wodonośnych, zanieczyszczonych przez substancje
o budowie aromatycznej. Stanowią świetny, całkowicie bezpieczny dla środowiska zamiennik stosowanych jeszcze do niedawna syntetycznych surfaktantów. Naukowcy szacują, że kwasy humusowe za sprawą swojej heterogenicznej struktury posiadają o wiele szersze spektrum działania niż możliwości odkryte dotychczas przez naukę. Ich niespecyficzność działania otwiera przed współczesną chemią ogromne pole doświadczalne, które w przyszłości zaowocuje z pewnością kolejnymi,
innowacyjnymi rozwiązaniami, wykorzystywanymi w rozmaitych gałęziach przemysłu i w codziennym życiu człowieka.

 

Substancje humusowe zwiększają rozpuszczalność węglowodorów około dwukrotnie. Mechanizm tego zjawiska polega na wbudowywaniu tych związków w micele koloidowe powstające w rezultacie tworzenia się międzycząsteczkowych asocjatów monomerów huminowych w glebie.

 

W technologii bioremediacyjnej wykorzystane mogą być materiały w formie sproszkowanej o właściwościach biosorbentów na bazie ligninocelulozy do augmentacji w badaniach własnych naturalne sorbenty organiczno-mineralne takie jak węgiel brunatny, zeolity oraz kwasy huminowe do degradacji pentachlorofenolu (PCP) w glebie. Obecność sorbentów, kwasów humusowych i węgla brunatnego wzmaga rozwój obecnych w glebie mikroorganizmów i ich zdolność do bioremediacji.

 

W technologiach bioremedicyjnych istnieje także możliwość aplikacji szczepów bakteryjnych charakteryzujących się zdolnością do produkcji surfukantów (związków powierzchniowo czynnych). Biosurfukanty wytwarzane przez mikroorganizmy są bardziej stabilne w środowisku glebowym, stymulują procesy enzymatyczne poprawiając tym samym biodostępność zanieczyszczeń (np. WWA czy metali ciężkich). Przykładem mikroorganizmów wytwarzających te substancje są np. Bacillus megaterium i Bacillus subtilis promujące wzrost roślin (z ang. plant-growth-promoting rhizobacteria PGPR).

 

Coraz powszechniejsze staje się przekonanie, że metody bioremediacyjne są skutecznymi, tanimi i ekologicznie przyjaznymi sposobami ochrony środowiska. Często proces samooczyszczania środowiska nie jest jednak wystarczający i konieczne jest zastosowanie dodatkowych zabiegów oraz różnych substratów i preparatów wspomagających proces oczyszczania biologicznego. Wspomaganie bioremediacji ma na celu przede wszystkim przyspieszenie i zwiększenie wydajności degradacji zanieczyszczeń występujących w środowisku poprzez m.in. stymulację rodzimej flory bakteryjnej w wyniku dostarczenia pożywek dla mikroorganizmów (kwasów humusowych, które są źródłem węgla) oraz tlenu lub też wprowadzenie aktywnych mikroorganizmów zdolnych do rozkładu zanieczyszczeń występujących na danym terenie. 

Ważną rolę ochronną spełniają w glebie związki próchniczne, które charakteryzuje duża pojemności sorpcyjna. W związku z tym na terenach rolniczych zanieczyszczonych metalami ciężkimi wielką wagę przywiązuje się do zawartości próchnicy glebowej, która potrafi uwstecznić metale na tyle skutecznie, że można ją uznać za czynnik zapobiegający negatywnym skutkom skażenia gleby.

 

Z badań wynika, że wprowadzenie do gleby 5-procentowego dodatku humusu zwiększa w większości przypadków dawkę metalu powodującą 50-procentową inhibicję aktywności enzymów (dla ureazy prawie o połowę). Ochronna rola próchnicy glebowej wynika ze specyfiki związków humusowych stanowiących główny jej składnik. Związki humusowe charakteryzuje duża zawartość grup funkcyjnych, takich jak grupy karboksylowe, hydroksylowe, aminowe i inne, dzięki którym w reakcjach z metalami mogą tworzyć sole oraz chelatowe związki kompleksowe.

 

 

Adres

AGRARIUS Sp. z o. o.
Ratuszowa 2/3
37-700 Przemyśl

Kontakt

tel./fax: +48 16 675 03 38
e-mail: biuro@agrarius.eu
formularz kontaktowy

Newsletter

x