Download - 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
1/23
BIOLOKI MONITORINGI
BIOREMEDIJACIJA
MONITORING predstavlja sistem sukcesivnih osmatranjaelemenata ivotne sredine u prostoru i vremenu. Cilj je prikupljanje
podataka kvantitativne i kvalitativne prirode o prisustvu idistribuciji zagaivaa, preenje emisija i imisija, izvora zagaenja i
njihovog rasporeda, transporta polutanata i odreivanje njihovihkoncentracija na odreenim mernim takama (Munn, 1973).
Jedan od najorganizovanijih i najsavrenijih monitoring sistema jeMETEOROLOKI MONITORING koji je uspostavljen jo uprolom veku i pokriva mreu ogromnog broja meteorolokih
stanica (I, II, III reda) irom Planete. Meteoroloki monitoringobuhvata sukcesivno praenje, osmatranje i beleenje velikog brojaklimatskih parametara (vlanost vazduha, temperaturu, padavine,
vazduni pritisak, itd.).
BIOLOKI MONITORING
Nezaobilazni segment monitoring sistema je BIOLOKIMONITORING koji podrazumeva primenu ivih organizama
kao BIOINDIKATORA promena u ivotnoj sredini u prostoru ivremenu.
Termin BIOINDIKATORI prvi je upotrebio Clements, 1920.godine da bi oznaio organizme koji svojim prisustvom na
stanitu jasno ukazuju na ekoloke uslove stanita.
Fiziko-hemijske metode monitoringa su nezaobilazni segmentovog sistema, s obzirom da pruaju egzaktne podatke o
prisustvu i distribuciji zagaivaa i praenju emisija i imisija
zagaivaa. Meutim, one nisu dovoljne same po sebi, niti moguiskljuiti bioloki monitoring.
Bioloki monitoring je iz metodolokih razloga podeljen u odnosuna to u kojoj od oblika ivotne sredine se prate promene, na:
BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VAZDUHA(pri emu se kao bioindikatori koriste liajevi i mahovine)
BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VODENESREDINE (bioindikatori promene stanja su alge, fauna
bentosa, bakterije, ribe, itd.)
BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI ZEMLJITA(indikator-organizmi su vie biljke, odnosno vegetacija)
BIOINDIKACIJU je mogue izvoditi na svim nivoima organizacijeivih sistema, poevi od molekularnog, preko biohemijsko-
fiziolokog, celularnog, individualnog, populacionog, specijskog,biocenolokog (ekosistemskog), biomskog zavrno sa biosfernim.
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
2/23
Prednost bioloke indikacije u odnosu na fiziko-hemijskemetode praenja zagaivanja ivotne sredine lei u injenici
da ivi organizmi mogu da pokazuju EFEKATAKUMULACIJE ZAGAUJUIH MATERIJA u toku
dueg vremenskog perioda. S druge strane, fiziko-hemijskemotode istina daju egzaktnije podatke, ali su oni dostupni
samo u tano odreenom trenutku vremena.
MDK - MAKSIMALNO DOZVOLJENAKONCENTRACIJA je ona koncentracija zagaujuih
materija koja ne dovodi do promena u zdravstvenom stanju
ljudi. Ove maksimalno dozvoljene koncentarcije definiu ipropisuju najee zdravstvene organizacije koje u ii
interesovanja imaju samo ljudsku populaciju. To naravno neznai da su to istovremeno i MDK za ostale ive organizme.
Potencijalno, svaka organska vrsta moe biti upotrebljena kaobioindikator stanja ivotne sredine. Neophodan preduslov za to jepoznavanje kako biologije, tako i ekologije (idioekologije) svake
pojedinane organske vrste koja se koristi kao bioindikator.Potrebno je takoe poznavati i irinu ekoloke valence vrste za
svaki pojedinaan faktor spoljanje sredine (temperaturu,vlanost, svetlost, pH zemljita, itd.).
Ekoloka valenca svake organske vrste za bilo koji faktorspoljanje sredine moe biti ua ili ira. Taj princip se primenjuje
i za koncentraciju zagaujuih materija u ivotnoj sredini.
STENOVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju uu ekoloku valencu, a usmislu zagaujuih materija pogodniji su za bioloku indikaciju jer se koriste
za kvalitativnu analizu promena u ivotnoj sredini.
EURIVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju iru ekoloku valencu, a usmislu zagaujuih materija manje su pogodni za bioloku indikaciju jer se
koriste za kvantitativnu analizu promena u ivotnoj sredini (koliina, odnosnobrojnost organizama, gustina, itd.).
BIOLOKI MONITORINGZAGAENOSTI VAZDUHA
LIAJEVI KAO BIOINDIKATORI
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
3/23
LIAJEVI KAO BIOINDIKATORI
Do danas je u svetu opisano negde oko 17.000-25.000 vrsta liajeva.
Tek 1867. godine konstatovano je da se radi o specijalnom i specifinom
ivom biu kojeg ine dva potpuno razliita simbiontska organizma:gljiva (veoma esto iz filuma Ascomycotina) i alga (iz filumaCyanobacteriophyta i Chlorophyta).
Danas je poznato da je liaj kao organizam u sutini specifian vidsimbioze shvaen u najirem smislu ENDO-PARAZITO-
SAPROFITIZAM.
GLJIVA je kao graditelj ovog simbiontskog organizma dobila stalan i
siguran izvor organskih materija sintetisanih od strane alge u procesufotosinteze.
ALGA je kao uesnik u simbiozi dobila vee i ire mogunosti zaosvajanje razliitih manje ili vie nepovoljnih uslova spoljanje sredine.
Osnovne morfoloke, biohemijske, fizioloke iekoloke karakteristike liajeva su:
1. Liajevi su organizmi koji imaju talus i pripadaju niimbiljkama TALOFITAMA
2. U odnosu na prethodnu injenicu, oni vodu sa mineralnimmaterijama (ali istovremeno i zagaujuim materijama)
upijaju celom povrinom tela.
3. Dogoveni su, ive 30-80 godina i ne odbacuju stare i manjefuncionalne delove talusa. Na taj nain mogu da akumuliraju
tetne materije tokom dueg perioda vremena (kumulativniefekat). Tu se pre svega misli na SO2, CO2, okside azota,jedinjenja fluora, a, prainu, itd.
4. Rastu veoma sporo (u proseku rastu 3-8 mm godinje).
Osnovne morfoloke, biohemijske, fiziolokei ekoloke karakteristike liajeva su:
5. Odlikuju se razliitim morfolokim tipovima:Korasti tip liajevaListasti tip liajeva
bunasti tip liajeva
6. Imaju specifian tip razmnoavanja (putem SOREDIJA,SORUSA i IZIDIJA).
7. Imaju poseban tip metabolizma koji im omoguava dafotosintetiu i na veoma niskim temperaturama (ak i do -25 C).
8. Proizvode samo za njih karakteristine i specifine materije(prema nekim podacima sintetiu preko 700 razliitih
sekundarnih metabolita meu kojima su i tzv. LIAJSKEKISELINE.
Rhizocarpon geographicum
a) Korasti tip liajeva
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
4/23
b) Listasti tip liajeva
Peltigera
c) bunasti tip liajeva
Cladonia rangiferina
Liajevi kao simbiotski organizmi veoma su pogodni za biolokuindikaciju zagaenosti vazduha poto su stenovalentni u izboru podlogekoju naseljavaju, kao i u odnosu na koncentraciju zagaujuih materija(posebno SO2), dok su istovremeno eurivalentni u odnosu na neki drugi
ekoloki faktor (npr. na temperaturu vazduha).
Fizioloke (nizak sadraj hlorofila i odsustvo ekskrecije) i morfoloke
(odsustvo kutikule na povrini talusa) karakteristike liajeva ine ihsenzitivnijim (osetljivijim) na aero zagaenje u odnosu na vie biljke.
Smanjenju brojnosti vrsta liajeva kao i individua, pored visokekoncentracije zagaujuih materija, doprinosi i injenica da liajevi mogu
biti aktivni i tokom zime kada je u gradu neto via vlanost vazduha.
S obzirom da im niska temperatura ne ograniava proces fotosinteze,liajevi su u prilinoj meri "aktivni" i tokom zimskog perioda.
Nepovoljna injenica je ta to je tokom zime u gradovima najviakoncentracija zagaujuih materija, a pre svega izduvnih gasova, to i
dovodi do propadanja liajeva i smanjenja njihove brojnosti.
Prva istraivanja uradio je Nylander je 1866. godine koji jezapazio da je flora liajeva u Luksemburkom parku u Parizu
siromanija u odnosu na iru okolinu grada.
Ovo zapaanje je potvreno istraivanjima lihenoflore u XX vekuu veim gradovima kao to su Njujork, Oslo, Berlin, Stokholm,
Minhen, London itd. Primeeno je da je, po pravilu, u centrugrada brojnost individua i vrsta liajeva zanemarljivo mala uodnosu na okolinu, dok u nekim industrijskim zonama liajevi
potpuno odsustvuju.
Ta injenica je dovedena u vezu sa velikim zagaenjem vazduha,a posebno sa visokom koncentracijom SO2. Eksperimentalno je
dokazano da SO2, ve u koncentraciji od 0,08-0,1 mg/m3 vazduha
poinje da deluje negativno na liajeve, jer dovodi do stvaranjamrkih polja u hloroplastima alge to posle izvesnog vremena
izaziva nekrozu i propadanje itavog liaja.
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
5/23
Mogui odgovor liaja na stres izazvan aero zagaenjemugljuuje razaranje (degradaciju) hlorifila, promene u fotosintezii disanju (respiraciji), poremeaje u fiksaciji azota, poremeaje u
funkciji membrana, akumulaciju toksinih elemenata kao iizvesne promene u morfologiji samog talusa, u razmnoavanju i
konano u strukturi liajskih zajednica.
U biolokoj indikaciji zagaenosti vazduha pomou liajeva,koriste se pre svega EPIFITSKI LIAJEVI (korasti, listasti i
bunasti). EPILITSKI LIAJEVI su manje pogodni s obzirom daoni naseljavaju podlogu koja je najee karbonatnog porekla i
koja delimino neutralie negativni efekat izduvnih gasova koji supo svojoj pH vrednosti kisele reakcije.
ANALIZA LIAJSKE FLORE (FLORISTIKA ANALIZA)
1. FAZA UZORKOVANJE I KARTIRANJE LIAJEVA
2. FAZA - DETERMINACIJA LIAJEVA
3. FAZA - KORIENJE REZULTATA MERENJAFIZIKO-HEMIJSKIH PARAMETARA ZAGAENJA
4. FAZA - UPOREDNA ANALIZA REZULTATA KARTIRANJAI KONKRETNIH PODATAKA O KONCENTRACIJI SO2
5. FAZA - IZDVAJANJE LIAJSKIH ZONA U GRADU
1. FAZA UZORKOVANJE LIAJEVA 1. FAZA KARTIRANJE LIAJEVA
Lokaliteti na kojima su pronaeni epifitski liajevi u Beogradu
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
6/23
2. FAZA - DETERMINACIJA LIAJEVA 3. FAZA - KORIENJE REZULTATA MERENJAFIZIKO-HEMIJSKIH PARAMETARA ZAGAENJA
Prosene godinje vrednosti sumpor-dioksida od 1983. do 1993. u Beogradu
Deo istraenog podruja sa nekoliko mernih mesta na kojima se merikoncentracija sumpor-dioksida u Beogradu
Izolinije dobijene ekstrapolacijom prosenih godinjih koncentracija sumpor-dioksida za period 1983-1993. u Beogradu
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
7/23
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
8/23
Teleoschistes flavicansOpegrapha variaLecidella elaeochromaLepraria incana
Ramalina fraxineaPhysconia distortaRamalina farinaceaDiploicia canescens
Degelia plumbeaBryoria fucescensLecanora chlaroteraLecanora dispersa
Parmelia perlataGraphis scriptaForaminella ambiguaXanthoria parietina
Usnea subfloridanaParmelia caperataEvernia prunastriHypogymnia physodes
Minimalno zagaenjeNeznatno zagaenjeUmereno zagaenjeVisoko zagaenje
Neke vrste liajeva koje su indikatori razliitog nivoa zagaenja
5. FAZA - IZDVAJANJE LIAJSKIH ZONA U GRADU
I ZONA - ZONA LIAJSKE PUSTINJE
II ZONA - ZONA VRLO ZAGAENOG VAZDUHA
III ZONA - ZONA SREDNJE ZAGAENOG VAZDUHA- "ZONA BORBE"
IV ZONA - ZONA RELATIVNO ISTOG VAZDUHA
I ZONA - ZONA LIAJSKE PUSTINJETo je podruje na kome nema epifitskih liajeva. Na drveu sesamo ponegde moe primetiti zelena algaPleurococcus viridis
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
9/23
II ZONA - ZONA VRLO ZAGAENOG VAZDUHANaseljena je samo liajevima korastog tipa morfologije, koji su sposobni
da podnesu vrlo velike koncentracije SO2 i azotnih oksida u vazduhu
Lecanora
LeprariaBuellia
III ZONA - ZONA SREDNJE ZAGAENOG VAZDUHA - "ZONA BORBE"Kontinuirano se nastavlja na drugu zonu i karakterie se
pojavom prvih listastih formi liajevaHypogymnia physodes Physcia ascendens
Physcia tenella
Xanthoria parietina
IV ZONA - ZONA RELATIVNO ISTOG VAZDUHAKarakterie se prisustvom liajeva relativno osetljivih na zagaenost vazduha,
kao npr neki predstavnici listastih formi, kao i bunastih formi liajeva
Evernia prunastri Parmelia caperata
Parmelia tiliacea
MAHOVINE KAO BIOINDIKATORI
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
10/23
IZDVAJANJE ZONA U GRADU NA OSNOVU MAHOVINA
I ZONA - najvia koncentracija SO2
II ZONA neto nia koncentracija SO2
III ZONA jo nia koncentracija SO2 relativno ist vazduh
IV ZONA najnia koncentracija SO2 ist vazduh
Rasprostranjenje vrsta mahovina po zonama zagaenosti na podruju Beograda
I ZONA - najvia koncentracija SO2konstatovano samo 7 vrsta mahovina koje su tolerantne
na poviene koncentracije SO2 i ai u vazduhuBryum argenteum Funaria hygrometrica
Tortula muralis
II ZONA neto nia koncentracija SO2Konstatovano 20 vrsta mahovina (sem prethodno navedenih vrsta mahovina
koje podnose neto vie koncentracije SO2 i ai, konstatovane su i neto osetljivije vrste
Brachytecium salebrosum
Bryum capillare Eurhynchium
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
11/23
III ZONA jo nia koncentracija SO2 relativno ist vazduhkonstatovana 21 vrsta mahovina. Manja koncentracija sumpor-dioksida u ovoj zoni
omoguava i prisustvo vrstama koje su osetljive na prisustvo visokih koncentracija SO2
Amblystegium serpens
Tortula ruralis
IV ZONA najnia koncentracija SO2 ist vazduhKonstatovano 48 vrsta mahovina i obuhvata one delove Beograda koji se nalaze uglavnomna perifernim delovima istraivanog podruja. Meu njima se posebno istiu vrste koje se
smatraju indikatorima istog vazduhaGrimmia pulvinata Orthotrichum anomalum
Orthotrichum diaphanum
BIOLOKI MONITORINGZAGAENOSTI ZEMLJITA
VASKULARNE BILJKE KAO BIOINDIKATORI
U odnosu na osnovne abiotike faktore stanita (kao npr. vlanost, kiselostzemljita, koliina azota u zemljitu, svetlost, temperatura) sve populacije bilokoje biljne vrste mogu se grupisati u 5 osnovnih grupa (Landolt, 1977, Koji et
al., 1994). Na svaki abiotiki faktor ivotne sredine biljne vrste odgovarajuspecifinim kompleksom biohemijsko-fiziolokih, morfo-anatomskih adaptacija,kao i optim habitusom, to uslovljava postojanje itavog niza prelaznih oblika i
formi u smislu ekolokih grupa biljaka u fitoindikaciji stanja ivotne sredine.
Zbog toga su uvedeni BIOLOKI INDEKSI za 5 NAJOSNOVNIJIHABIOTIKIH FAKTORA ivotne sredine i definisani su EKOLOKI INDEKSI(brojane vrednosti) za svaki navedeni faktor. Na osnovu indikatorskih vrednosti
biljke su grupisane u kategorije (5-7) koje obuhvataju raspon od "najniih" do"najviih" oblika (adaptivnih tipova) u smislu odgovora na pojedini abiotiki
faktor spoljanje sredine.
U biolokom monitoringu zagaenosti zemljita najee se koristeVASKULARNE BILJKE (vrste, njihove populacije i fitocenoze) kao
FITOINDIKATORI.
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
12/23
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
13/23
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
14/23
Vrsta koja je indikator zemljita koja su bogata ARSENOM
Viola arsenica
stanite Alar (Makedonija)
Biljne vrste koje ukazuju na poveanu koncentraciju NITRATA i NITRITA uzemljitu i obino naseljavaju nitrifikovana stanita
Urtica dioica
Urtica urens
Razliite vrste halofita (halos = so,phytos = biljka), mogu da budu, kada suobilno razvijene, indikatori zaslanjenih i slanih stanita (kao to su morske obale
i kontinentalne slatine)
Salsola soda
Suaeda maritima
Limonietum gmelini
HIPERAKUMULATORI se definiu kao one vrste koje su sposobne dataloe (akumuliraju) metale u koncentracijama koje su i do 100 puta veeod koncentracija koje su izmerene kod ostalih biljaka koje ne akumuliraju
teke metale
Do danas je detektovano preko 400 biljnih vrsta iz oko 45 familija koje sudefinisane kao hiperakumulatori jednog ili vie tekih metala
Najvei broj biljaka hiperakumuliraju NIKL (Ni), oko 30 biljakaabsorbuju ili KOBALT (Co) ili BAKAR (Cu) i/ili CINK (Zn), a mali broj
biljaka akumuliraju MANGAN (Mn) i KADMIJUM (Cd)
METALOFITE magaciniraju ogromne koliine tekih metala (0,5 g/kg,ak do 25 g/kg suve teine biljke), otprilike u koliinama u kojima
usvajaju osnovne makroelemente, a to je i po 1000 puta vie od koliineneophodnih mikroelemenata..." (Stevanovi & Jankovi, 2001)
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
15/23
Neke biljke pokazuju sposobnost naseljavanja (kolonizacije) stanita (zemljita)koja su obogaena OLOVOM (Pb), CINKOM (Zn) i KADMIJUMOM (Cd),
tzv. KALAMINSKA zemljita
Thlaspi alpestre subsp.calaminare
Viola calaminaria
BAKAR (Cu) u velikim koliinama podnose sledee biljke
Na CINK (Zn) su otporni ekotipovi vrsta
Armeria maritima subsp.halleri
Silene vulgaris
OLOVO (Pb) akumuliraju
Agrostis tenuis
Festuca ovina
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
16/23
Pojedine biljke koje nagomilavaju izuzetno tetne hemijske elemente kakvi suARSEN ili SELEN, nazivaju se i TOKSIKOFITE
Pteris vittata - ARSEN
Xylorhiza tortifolia - SELEN
Izuzetnu mogunost akumulacije raznovrsnih jona tekih metala (OLOVA) i drugihtoksinih supstanci ima i tropska flotantna biljkaEichhornia crassipes zbog ega se
danas iroko primenjuje u preiavanju jezera i drugih vodenih ekosistema
Eichhornia crassipes
Jedna od najinteresantnijih i najkontroverznijih biljaka za bioloku indikacijuzagaenosti zemljita u urbanim ekosistemima je - kiselo drvo (pajasen)
Ailanthus glandulosa (= A. altissima)
BIOREMEDIJACIJA
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
17/23
BIOREMEDIJACIJA
Odreene heterotrofne bakterije imaju sposobnost da razlau razliitesintetike materije, pesticide, mineralna ubriva i druge tetne materije
koje dospevaju u zemljite (Stevanovi & Jankovi, 2001). Ovde se radi obiotehnologiji poznatoj pod nazivom BIOREMEDIJACIJA
Esznyiov et al. (2000) definie BIOREMEDIJACIJU i kao menadmentivotne sredine, koji se sprovodi s ciljem da se podstakne razlaganje
organskog zagaenja pomou mikroorganizama
Kao i ostale tehnologije, i ona je ograniena vrstom zagaenja koje moeda sanira, uslovima u ivotnoj sredini i vremenom potrebnim za odvijanje
Dok je, s jedne strane, ona izuzetno korisna kod tretiranja zagaenjaporeklom od ugljovodonika nafte, dotle je praktino nemona u
sluajevima zagaenja tekim metalima
BIOREMEDIJACIJA deli se na dve potkategorije
Biostimulacija (aplikacijanutrijenata kako bi se ubrzao
proces razgradnje)
Bioaugmentacija (dodavanje ilizasejavanje mikroorganizama
kako bi dolo do razgradnje ciljnekontaminacije ili otpadnog
materijala
Strategije u bioremedijaciji
2. Korienje prirodnih / domaihmikrobijalnih populacija
1. Poboljanje uslova za razvojmikroorganizama
3. Zasejavanje" kontaminiranog mestaspecijalno razvijenim mikroorganizmima
CILJEVI BIOREMEDIJACIJE
Redukcija toksinosti smanjenje ukupne toksinostikontaminiranog zemljita putem razliitih metabolikih
stupnjeva i meustupnjeva
Poveanje rastvorljivosti poveanje relativnerastvorljivosti kontaminanata moe dovesti do drugaijeg
rasporeda i na taj nain lakeg uklanjanja
Restauracija vraanje stanita u prethodno stanje, kojenaseljavaju autohtone peopulacije mikro i makro
organizama
TOKSINE MATERIJE
U odnosu na okolinu, toksine materije imaju brojne osobinekoje ih ine tekim za uklanjanje ili absorbciju:
Toksinost (za ljude, biljke, ivotinje imikroorganizme)
Istrajnost (materijali se mogu zadrati u
nepromenjenom toksinom obliku izuzetnodugo vremena)
Spor metabolizam (materijali se ne moguuspeno metabolisati od strane autohtonih
populacija)
Slaba rastvorljivost (materijali koji se tekorastvaraju, ne mogu se lako ukloniti sa
stanita. To moe uticati na poremeaj umetabolizmu razgradnje od strane autohtonih
populacija)
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
18/23
Mnoga jedinjenja mogu biti razgraena mikroorganizmima, i to uformama netoksinih materija ili manje toksinih intermedijera:
2,4-D (herbicidi)
DDT (pesticidi) Ugljovodonina goriva i ulja
PCB's - polychlorinated biphenyls (tenosti zahlaenje u elektrinim transformatorima)
Sapuni i deterdenti
Neke vrste plastike Neorganski kontaminanti - Arsen, Selen, iva
(baterije), Nitriti (sastojci ubriva), Uranijum
Mikroorganizmi koji razgrauju toksine:
Postoji veliki broj mikroorganizama koji razgraujukontaminante. U odnosu na njihovu stopu rasta, razvijaju se
populacije koje su sposobne da intenzivnije razgrauju imetaboliu 2,4-D i srodne kontaminante:
Alcaligenes eutrophus (genetiki modifikovana kojoj jeprikljuen plazmid koji obezbeuje genetiku informaciju
potrebnu za razlaganje 2,4-D)
Burkholderia cepacia (razlae 2,4-D)
Halomonas (halo-tolerant/slano-tolerant 2,4-D razgraujuabacteria)
FITOREMEDIJACIJA
Amerika agencija za zatitu ivotne sredine EPA (Pilipovi i sar., 2002)
definisala je FITOREMEDIJACIJU kao tehnologiju koja koristibiljke i njihove rizosferine mikroorganizme da ukloni, degradira ili
zadri tetne hemijske materije koje se nalaze u zemljitu,podzemnim i povrinskim vodama i atmosferi
Iako su brojna istraivanja ve izvrena ili su utoku, jo puno truda i napretka treba uloiti da
bi se prirodni potencijal biljaka iskoristio mnogokomercijalnije
Smatra se da je napredak u smislukomercijalizacije ove biotehnologije usporen
nedovoljnim poznavanjem sloenog odnosa koji
postoji izmeu rizosfere i mehanizama koji suzasnovani na sposobnosti biljaka da usvajaju i
translociraju metale iz zagaene sredine
PrednostiPrednosti fitoremedijacijefitoremedijacije
FitoremedijacijaFitoremedijacija spadaspada uujednujednu ododjeftinijihjeftinijih biotehnologijabiotehnologija
RemedijacijaRemedijacijajeje prirodnaprirodna tehnologijatehnologija environmentalenvironmental
friendlyfriendly,, odnosnoodnosno njenomnjenom primenomprimenom nene optereoptereujeuje sesedodatnododatno ivotnaivotna sredinasredina
ObezbeivanjeObezbeivanje energijeenergije zaza ovuovu biotehnologijubiotehnologiju odvijaodvija sese nanapotpunopotpuno prirodanprirodan nanainin ((odod stranestrane biljakabiljaka uu procesuprocesufotosintezefotosinteze))
OvomOvom biotehnologijombiotehnologijom postipostiuu se i neke propratne pojave kojese i neke propratne pojave koje
nisu od malog znanisu od malog znaaja za oaja za ouvanjeuvanje ivotne sredineivotne sredine
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
19/23
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
20/23
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
21/23
POBOLJANJE FITOREMEDIJACIJE BIOTEHNOLOGIJOM PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
22/23
Iako neke biljke poseduju genetiki potencijal za uklanjanje tekihmetala iz zemljita one pokazuju i neke negativne osobine saspekta biotehnologije. Na primer, veina biljaka koje su
hiperakumulatori su sitne i sporo rastue vrste ili su njihovastanita jako slabo zastupljena na veim povrinama.
Zbog toga je potrebno usmeriti se na genetiki inenjering kako bi sevetakim putem ove osobine korigovale. Zato se predlae tranfer
gena odgovornih za fenotip hiperakumulacije iz vrsta koje su niske isporo rastue u one koje imaju visoku produkciju biomase ali nisku
sposobnost hiperakumuliranja tekih metala
POBOLJANJE FITOREMEDIJACIJE BIOTEHNOLOGIJOM PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
Iskoriavanje Prirodnih Mehanizama Detoksifikacije kod Biljaka
Rugh i saradnici sa Univerziteta Georgia izvrili su transfer gena za bakterijalnureduktazu jona ive uArabadopsis thaliana i utu topolu, i time poveali
toleranciju na jone ive, kao i konverziju u manje toksinu formu elementarneive. Takva forma ive se zatim oslobaa putem volatizacije iz transgenih
biljaka.
Iako se teki metali i metaloidi ne mogu enzimatski razlagati kao to je to sluajsa organskim kontaminantima, genetski inenjering moe doprineti poboljanju
fitoremedijacije tekih metala
Drvenasta vrsta duvana tobacco (Nicotiana glauca), koja brzo raste i
produkuje veliku koliinu biomase, genetski je modifikovana unoenjem genaTaPCS1, poreklom iz penice koji kodira fitohelatin sinthazu. Transgena
semena pokazala su veliku toleranciju na KADMIJUM i korenovi koji su serazvili iz ovakvih semena bili su za 160 % dui u odnosu na kontrolne biljke.
PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
Glifozat (N-fosfonometil glicin) je aktivni sastojak iroko korienog herbicidapod imenom Roundup (Monsanto), koji se koristi i protiv trava i protiv
irikolisnih korova.
Nova linija soje sadri bakterijski gen za 5-enolpiruvilikimat-3-fosfatsintazu koji je rezistentniji na inhibiciju od strane glifozata, to omoguava
modifikovanim biljkama soje da podnesu primenu ovog herbicida bezsmanjenja prinosa
Transfer Metabolikih Funkcija iz Mikroorganizama u Biljku
Glifozat
PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
Transfer Metabolikih Funkcija iz Mikroorganizama u Biljku
Vii nivo tolerancije na vrste eksploziva glicerol trinitrat i 2,4,6-trinitrotoluen postignut je vrstom transgenog duvana koji je u sebi sadrao
gen za mikrobijalni enzim pentaeritritol tetranitrat reduktazu.
Nitroglicerin
PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
-
8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija
23/23
PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
TCE - TetrahloroetilenCl2C=CCl2
Humani gen za citohrom P450 2E1, enzim koji vri oksidacijuirokog spektra ugljovodoninih polutanata, ubaen je u biljke
duvana to je rezultiralo poveanjem transformacije TCE i etilendibromida za 640 puta vie u odnosu na kontrolne biljke.
Transfer Metabolikih Funkcija iz Humanog genoma u Biljku
PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
RIZICI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA
Nekontrolisano irenje transgena butem ukrtanja sapopulacijama divljih srodnika
Nekontrolisano irenje transgenih biljaka u odnosu na
njihovu viu adaptivnu vrednost (npr. tolerancija na metale),ili njihovu generelno govorei korovsku prirodu
Bioloka transformacija metala u oblike koji su viebiodostupni, to bi uzrokovalo poveano izlaganje divljih
vrsta i ljudi tim metalima
ZAKLJUAK
Razliite vrste fitoremedijacije mogu se s uspehom primeniti samoukoliko se u potpunosti zadovolje svi kriterijumi potrebni za njihovu
uspenu implementaciju
Svakako da osnovni i kljuni kriterijum jeste ispravan odabir vrste.Jedna od tih vrsta je topola, koja se u odnosu na svoje karakteristike u
odnosu na fitoremedijaciju svrstava u sam vrh primenjenih biljnihvrsta.
Na osnovu dosadanjih rezultata moe se rei da fitoremedijacionetehnike imaju potencijal da jednog dana i dominiraju u sferiremedijacije sredina zagaenih razliitim vrstama zagaenja
Procenjeno je (US AEC) da cena fitoremedijacije 1 akra zemljitazagaenog olovom, i to do dubine od 50 cm iznosi od 60.000 do 100.000 $,dok ostale mehanike metode uklanjanja olova sa tog zemljita kotaju
od 400.000 do 1,700.000 $