Μια νέα ανασκόπηση από επιστήμονες στο Ηνωμένο Βασίλειο, περιγράφει τις κύριες πηγές βαρέων μετάλλων, τις δυσμενείς επιπτώσεις τους στον άνθρωπο, το δυναμικό των φυκών στη φυτοαποκατάσταση και τον μηχανισμό πρόσληψης των ΒΜ.
Η εκβιομηχάνιση, οι φυσικές διεργασίες και η αστικοποίηση έχουν ενδεχομένως επιταχύνει το ρυθμό και το επίπεδο των βαρέων μετάλλων (HMs) στο έδαφος και το υπόγειο νερό. Αυτά τα HMs μπορούν να συσσωρευτούν σε φυτά και ζώα όταν απορροφούν τέτοιο μολυσμένο νερό και στη συνέχεια να εισέλθουν σε ανθρώπινες τροφικές αλυσίδες.
Η μόλυνση πάνω και κάτω από τα υπόγεια ύδατα από βαρέα μέταλλα (HMs) αποτελεί αιτία σοβαρής ανησυχίας. Οι φυσικές διεργασίες (π.χ. πλημμύρες, άνεμοι και ηφαιστειακές εκρήξεις) και οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες (π.χ. βιομηχανικά λύματα) είναι μερικοί από τους τρόπους με τους οποίους τα HMs απελευθερώνονται στο περιβάλλον. Οι βροχοπτώσεις προκαλούν την ανάμειξη των HMs στο έδαφος και τον αέρα σε υδάτινα σώματα.
Τα HMs είναι ανθεκτικά και μη βιοαποικοδομήσιμα από τη φύση τους, θέτοντας έτσι σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία, με αρνητικές επιπτώσεις στα οικοσυστήματα. Πρέπει να ληφθούν αυστηρά μέτρα για τη μείωση του επιπέδου των HMs στα λύματα κάτω από τα επιτρεπόμενα όρια πριν από την απόρριψή τους σε φυσικές δεξαμενές νερού.Τα HMs είναι τοξικά για τα φυτά, τα ζώα και τη συνολική υγεία του οικοσυστήματος, ενώ συσσωρεύονται στα φυτά ιδιαίτερα μέσω των ριζών τους και εισέρχονται στην τροφική αλυσίδα.
Η αυξημένη συγκέντρωση μολύβδου (Pb) στα εδάφη μπορεί να μειώσει την παραγωγικότητα, με αποτέλεσμα τα φυτά να αναπτύσσουν σκούρα πράσινα φύλλα, μειωμένο φύλλωμα, πτώση των ηλικιωμένων φύλλων και καφέ ρίζες. Η υπερβολική πρόσληψη χρωμίου (Cr), καδμίου (Cd), μολύβδου (Pb) και μαγγανίου (Mn) μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένους ρυθμούς διαπνοής.
Τα HMs ανυψώνουν την ποσότητα των δραστικών μορφών οξυγόνου (Reactive Oxygen Species, ROS) που μπορεί να βλάψουν τα ψάρια και άλλους υδρόβιους οργανισμούς. Οι άνθρωποι εκτίθενται σε HMs κυρίως μέσω της συσσώρευσης αυτών των μετάλλων σε υψηλές συγκεντρώσεις, όπως μέσω της κατάποσης τροφίμων που καλλιεργούνται σε τόσο μολυσμένο έδαφος.
Η έκπλυση, η υδρόλυση, η μικρο-ενθυλάκωση πολυμερών, η χημική εκχύλιση, η καθίζηση, η ανταλλαγή ιόντων και οι ηλεκτρολυτικές τεχνολογίες είναι μερικές συμβατικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των HMs από μολυσμένες τοποθεσίες. Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι αυτές οι τεχνικές είναι είτε δαπανηρές είτε αναποτελεσματικές για έργα μεγάλης κλίμακας. Απαιτούν επίσης συνεχή παρακολούθηση και κουραστικό έλεγχο.
Η βιοαποκατάσταση (βιολογικός καθαρισμός) προτείνεται ως φιλικό προς το περιβάλλον υποκατάστατο της επιτυχούς απομάκρυνσης των HMs από μολυσμένες περιοχές.Τα φύκια είναι μη αγγειακά φυτά που κυμαίνονται σε μέγεθος από μονοκύτταρα ή αποικιακά μικροφύκη ή «φυτοπλαγκτόν», έως μεγάλα πολυκύτταρα μακροφύκη. Κάθε φύκι περιέχει χλωροφύλλη, αλλά η πλειοψηφία τους στερείται στελεχών, αγγειακού ιστού, ριζών και φύλλων.
Η βιοαποκατάσταση από φύκια, που ονομάζεται «phycoremediation», έχει αναδειχθεί ως μια βιώσιμη μέθοδος για την απομάκρυνση των HMs από τα λύματα. Η φυκοαποκατάσταση είναι η διαδικασία χρήσης φυτών για την απομόνωση τοξικών χημικών ουσιών από το έδαφος και το νερό.
Τα πλεονεκτήματα της χρήσης της φυκοαποκατάστασης περιλαμβάνουν
- την οικονομική σκοπιμότητα – η φυκοαποκατάσταση είναι ένα αυτοτροφικό σύστημα που οδηγείται από την ηλιακή ενέργεια, επομένως η διαχείρισή τους είναι εύκολη και το κόστος συντήρησης και εγκατάστασης είναι χαμηλό
- είναι φιλική προς το περιβάλλον — μπορεί να μειώσει την έκθεση των ρύπων στο οικοσύστημα. εφαρμοσιμότητα — μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα τεράστιο πεδίο και μπορεί να απορριφθεί εύκολα.
- ελέγχει την έκπλυση και τη διάβρωση των μετάλλων σταθεροποιώντας τα HMs, μειώνοντας τον κίνδυνο πολλαπλασιασμού των ρύπων.
- μπορεί επίσης να βελτιώσει τη γονιμότητα του εδάφους απελευθερώνοντας αρκετές οργανικές ύλες στο έδαφος.
Η ανασκόπηση συμπερασματικά αναφέρει πως η απομάκρυνση των HMs μπορεί να επιτευχθεί με βιοσυσσώρευση και βιορρόφηση. Τα μικροφύκη, κυρίως, διαθέτουν διάφορους μηχανισμούς για τη δέσμευση ιόντων HMs. Πολλές εκθέσεις επιβεβαιώνουν την υπεροχή τους έναντι αρκετών άλλων φυσικοχημικών και παραδοσιακών μεθόδων και τη χρησιμότητά τους σε μεγάλης κλίμακας αποκατάσταση των λυμάτων.
Αν και τα φύκια έχουν εξαιρετικές δυνατότητες να χρησιμοποιηθούν για τη συσσώρευση HMs, έχουν ορισμένους περιορισμούς όπως η χαμηλή βιομάζα και η ευαισθησία προς την υψηλή συγκέντρωση HMs. Αυτά τα προβλήματα μπορούν να λυθούν με κάποιες προηγμένες παρεμβάσεις, όπως οι γενετικές τροποποιήσεις που ενισχύουν την παραγωγή βιομάζας. Είναι σημαντικό να εξεταστεί μια ποικιλία μεθόδων αποκατάστασης μικροφυκών ως περιβαλλοντικά αποδεκτές εναλλακτικές λύσεις για ένα υγιέστερο περιβάλλον.
Για να διαβάσετε ολόκληρη την ανασκόπηση, πατήστε εδώ
Ακολουθήστε το Cibum 
