Fytoremediering af forurening med olie- og  tjæreprodukter

Sammenfatning og konklusioner

Fytoremediering er en eksperimentel bioteknologi, som har til formål at rense forurenet jord og grundvand ved hjælp af planter. De planter, der har været mest anvendt til formålet, er træer (poppel og pil), græsser (især rajgræs) og bælgplanter (især lucerne). Planterne ændrer de fysiske, kemiske og biologiske forhold i rodzonen. De påvirker vandbalancen gennem deres transpiration. Forskellige typer af organisk forurening har vist sig at kunne elimineres fra jorden ved hjælp af planter. De pågældende oprensningsmekanismer varierer fra mikrobiel nedbrydning til optag i planter og afdampning. I mange tilfælde er den gældende mekanisme ikke identificeret med sikkerhed. Ved hjælp af matematiske modeller er det dog muligt at pege på en sandsynlig hovedårsag til elimineringen. De bestemmende faktorer i disse modeller er stoffernes fysisk-kemiske egenskaber.

De fleste studier af fytoremediering er blevet udført i USA, men der er dog også lavet undersøgelser i Danmark og andre europæiske lande. Selvom fytoremediering er en in situ teknik, er der ikke ét enkelt in situ forsøg, som har vist en remedieringsproces med start fra forurenet jord og slutresultatet ren jord (ren i betydningen: opfylder jord-kvalitetskriterierne). Tilsyneladende er teknologien endnu nyere end det tidsrum, der er påkrævet for en komplet remediering. Dette giver et hul i den nuværende viden, eftersom laboratoriekontroller af jord ikke er ubehandlede (jorden er blevet bearbejdet), og derfor vil nedbrydningen uden tilstedeværelse af planter foregå hurtigere end ved in situ. På den anden side er det muligt, at vegetationens effekt på nedbrydningen er overestimeret i laboratoriemodeller, eftersom biotilgængeligheden in situ er mindre, hvilket skyldes kontaminanternes alder, en større sorption samt en uens rumlig fordeling i jorden. Indtil resultater fra in situ er tilgængelige, kan resultatet af fytoremediering ikke forudsiges med sikkerhed.

Kun meget få undersøgelser omhandler oprensning af BTEX og kortkædede alkaner. Disse forbindelser er ikke vedvarende i miljøet og kan hurtigt nedbrydes af bakterier, hvis iltforsyningen er tilstrækkelig. Vegetation vil øge eliminationshastigheden af BTEX gennem en øget lufttilførsel i jorden samt ved planteoptag og ved afdampning fra planter.

Elimineringen af MTBE, en forbindelse der er sværere at omsætte, kan stimuleres af vegetation, hvor den primære omsætningsrute er planteoptag og evapotranspiration. Hvis afdampning af MTBE til atmosfæren anses for at være miljømæssigt acceptabel, kan denne forbindelse være en lovende kandidat for fytoremedieringsprocesser, eftersom planter kan fungere som pumper, der fjerner MTBE-forurenet vand. Begrænsningen for denne teknologi er naturligvis den maksimale dybde for pælerødder.

I flere projekter er det beskrevet, at eliminationshastigheden for PAH fra jord kan accelereres med beplantning. Elimineringen af de lavmolekylære PAH-forbindelser, som også er lettest bionedbrydelige, er signifikant forøget af vegetation. Derimod er fjernelsen af de højmolekylære PAH-forbindelser, som f.eks. benzo(a)pyren, der er bio-utilgængelige og mindre bionedbrydelige, kun forstærket af vegetation i meget få tilfælde.

Olieforurening i de øverste jordlag kan tilnærmelsesvist reduceres med 40% på to år. Særligt ved oliespild er der blevet set en nedbrydning ved hjælp af bakterier, der lever på rødderne af Compositae planter (kurvblomstfamilien).

En af de største ulemper ved fytoremediering er, at den kræver lang tid: i størrelsesordenen år. For det første varer etableringen af vegetativt dække mindst én vækstsæson, og målelige effekter bør ikke forventes at kunne registreres, før det andet år. For det andet kan hastighederne for fjernelse af forurening fra jorden i alle tilfælde forventes at være så små, at det vil vare adskillige vækstsæsoner, før jorden opnår en kvalitet, som kan opfylde kvalitetskriterierne for ren jord.

En anden principiel begrænsning for fytoremediering er relateret til planters roddybde. I praksis bør man vælge den planteart, der får rødder, der når ned i den dybde, som forureningen befinder sig i. Det betyder, at træer og lucerne vil være egnede til dybereliggende forurening. Den maksimale dybde for effektiv jordrensning må anses at ligge omkring 2 meter. I fremtiden er det dog tænkeligt, at vandopløselige forbindelser som MTBE og BTEX kan vise sig at være mulige at ekstrahere med pælerødder, som rækker 10 meter ned i jorden.

Der ser ikke ud til at være en biologisk forlignelighed for forskellige plantearter overfor de enkelte grupper af kemiske kontaminanter. Derfor bør valget af planteart til et fytoremedieringsprojekt styres af agronomiske overvejelser og kendskab til roddybder. Alle hidtidige virkningsfulde fytoremedieringsstudier har udnyttet lokalt dyrkede afgrøder eller skovbrugsplanter, eller alternativt: vilde planter tilpasset til jord og klima. I Danmark er pil den hurtigst voksende plante, men denne plantes vækst kan begrænses af utilstrækkelig vandforsyning på visse lokaliteter. I så fald kan man overveje at benytte pilens nære slægtning, poppeltræet. Adskillige succesfulde remedieringsprojekter med PAH-forurening ser dog ud til at pege på lucerne som en brugbar plante-kandidat.