Phytoremediation: फूलों के साथ मिट्टी की सफाई

के मुताबिक इंटरनेशनल फाइटोटेक्नोलॉजी सोसाइटी वेबसाइट, फाइटोटेक्नोलॉजी को पर्यावरणीय समस्याओं जैसे प्रदूषण, पुनर्वितरण, जैव ईंधन, और लैंडफिलिंग को हल करने के लिए पौधों का उपयोग करने के विज्ञान के रूप में परिभाषित किया गया है। फाइटोर्मेडियेशन, फाइटोटेक्नोलॉजी की एक उपश्रेणी, पौधों को मिट्टी से या पानी से प्रदूषकों को अवशोषित करने के लिए उपयोग करती है।

इसमें शामिल प्रदूषक शामिल हो सकते हैं भारी धातुओं, धातु के रूप में माने जाने वाले किसी भी तत्व के रूप में परिभाषित किया गया है जो प्रदूषण या पर्यावरणीय समस्या का कारण हो सकता है और इसे और अधिक ख़राब नहीं किया जा सकता है। मिट्टी या पानी में भारी धातुओं के उच्च संचय को पौधों या जानवरों के लिए विषाक्त माना जा सकता है।

भारी धातुओं से प्रदूषित मिट्टी को निकालने के लिए उपयोग की जाने वाली अन्य विधियाँ $ 1 मिलियन यूएस प्रति एकड़ खर्च कर सकती हैं, जबकि फाइटोएडिमेडेशन 45 सेंट और $ 1.69 यूएस प्रति वर्ग फुट के बीच लागत का अनुमान लगाया गया था, प्रति एकड़ लागत को कम करके हजारों हजार डॉलर।

हर पौधे की प्रजाति का उपयोग फाइटोरामेडियेशन के लिए नहीं किया जा सकता है। एक पौधा जो सामान्य पौधों की तुलना में अधिक धातुओं को लेने में सक्षम होता है, उसे हाइपरकेम्युलेटर कहा जाता है। हाइपरकेम्युलेटर अधिक भारी धातुओं को अवशोषित कर सकते हैं, जिस मिट्टी में वे बढ़ रहे हैं।

सभी पौधों को थोड़ी मात्रा में कुछ भारी धातुओं की आवश्यकता होती है; लोहा, तांबा और मैंगनीज केवल कुछ भारी धातुएं हैं जो कि कार्य करने के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, ऐसे पौधे हैं जो अपने सिस्टम में धातुओं की एक उच्च मात्रा को सहन कर सकते हैं, यहां तक ​​कि वे सामान्य विकास के लिए विषाक्तता के लक्षणों को प्रदर्शित करने के बजाय अधिक से अधिक की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक प्रजाति Thlaspi एक प्रोटीन है जिसे "धातु सहिष्णुता प्रोटीन" कहा जाता है। जस्ता को भारी मात्रा में लिया जाता है Thlaspi एक प्रणालीगत जस्ता की कमी प्रतिक्रिया की सक्रियता के कारण। दूसरे शब्दों में, धातु सहिष्णुता प्रोटीन पौधे को बताता है कि उसे अधिक जस्ता की आवश्यकता है क्योंकि इसे "अधिक" की आवश्यकता होती है, भले ही ऐसा न हो, इसलिए इसे अधिक ऊपर ले जाना चाहिए!

विशेष धातु ट्रांसपोर्टरों एक संयंत्र के भीतर भारी धातुओं के तेज में भी सहायता कर सकता है। ट्रांसपोर्टर्स, जो भारी धातु के लिए विशिष्ट हैं, जिसे यह बांधता है, प्रोटीन होते हैं जो पौधों के भीतर परिवहन, डिटॉक्सिफिकेशन, और भारी धातुओं के अनुक्रम में सहायता करते हैं।

राइजोस्फीयर में सूक्ष्म पौधे पौधों की जड़ों की सतह से चिपके रहते हैं, और कुछ रीमेडियेटिंग रोगाणु कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने में सक्षम होते हैं जैसे कि पेट्रोलियम और भारी धातुओं को मिट्टी से ऊपर और बाहर निकालो। यह पौधे के साथ-साथ रोगाणुओं को भी लाभ पहुंचाता है, क्योंकि यह प्रक्रिया रोगाणुओं के लिए एक खाका और एक खाद्य स्रोत प्रदान कर सकती है जो कार्बनिक प्रदूषकों को नीचा दिखा सकती है। पौधों को बाद में रोगाणुओं के लिए रूट एक्सयूडेट्स, एंजाइम और कार्बनिक कार्बन जारी करते हैं।

फाइटोरैमेडिएशन के "गॉडफादर" और हाइपरकेम्यूलेटर पौधों का अध्ययन बहुत अच्छी तरह से हो सकता है आर आर ब्रूक्स न्यूजीलैंड के। प्रदूषित पारिस्थितिकी तंत्र में पौधों में भारी धातु के असामान्य रूप से उच्च स्तर से जुड़े पहले पत्रों में से एक द्वारा लिखा गया था रीव्स और ब्रूक्स 1983 में। उन्होंने पाया कि लेड की सांद्रता Thlaspi एक खनन क्षेत्र में स्थित आसानी से किसी भी फूल पौधे के लिए सबसे अधिक दर्ज किया गया था।

पौधों द्वारा भारी धातु हाइपरकेम्यूलेशन पर प्रोफेसर ब्रूक्स के काम ने यह सवाल उठाया कि कैसे इस ज्ञान का उपयोग प्रदूषित मिट्टी को साफ करने के लिए किया जा सकता है। विशेष रूप से चयनित और इंजीनियर धातु संचयित पौधों को प्रदूषित मिट्टी को साफ करने के लिए उपयोग करने के बारे में रटगर्स विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा फाइटोरैमिडिएशन पर पहला लेख लिखा गया था। 1993 में, ए संयुक्त राज्य अमेरिका पेटेंट फाइटोटेक नामक कंपनी द्वारा दायर किया गया था। "धातु के फाइटोर्मेडियेशन" शीर्षक से, पेटेंट ने पौधों का उपयोग करके मिट्टी से धातु के आयनों को हटाने की एक विधि का खुलासा किया। मूली और सरसों सहित पौधों की कई प्रजातियों को आनुवंशिक रूप से मेटालोथायोनिन नामक एक प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया गया था। पादप प्रोटीन भारी धातुओं को बांधता है और उन्हें हटा देता है ताकि पौधे की विषाक्तता उत्पन्न न हो। इस तकनीक के कारण, आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पौधों, सहित Arabidopsis, तंबाकू, कैनोला, और चावल को पारा से दूषित क्षेत्रों में सुधारा गया है।

एक संयंत्र की भारी धातुओं को हाइपरकेम्युलेट करने की क्षमता को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक उम्र है। युवा जड़ें तेजी से बढ़ती हैं और पुरानी जड़ों की तुलना में अधिक दर पर पोषक तत्व लेती हैं, और उम्र भी प्रभावित कर सकती है कि पूरे संयंत्र में रासायनिक संदूषक कैसे चलते हैं। स्वाभाविक रूप से, जड़ क्षेत्र में माइक्रोबियल आबादी धातुओं के तेज को प्रभावित करती है। सूर्य / छाया के जोखिम और मौसमी परिवर्तनों के कारण वाष्पोत्सर्जन की दर, भारी धातुओं के पौधे को प्रभावित कर सकती है।

500 से अधिक पौधों की प्रजातियां बताया जाता है कि इसमें हाइपरकेम्युलेशन गुण होते हैं। प्राकृतिक hyperaccumulators शामिल हैं इबेरिस इंटरमीडिया तथा Thlaspi एसपीपी। विभिन्न पौधे विभिन्न धातुओं को जमा करते हैं; उदाहरण के लिए, ब्रासिका कबाड़ तांबा, सेलेनियम और निकल जमा करता है, जबकि अरेबिडोप्सिस हल्लेरी कैडमियम और जमा करता है लेम्ना गिब्बा आर्सेनिक जम जाता है। में प्रयोग होने वाले पौधे इंजीनियर आर्द्रभूमि इसमें सेज, रशेस, रीड्स और कैटेल शामिल हैं क्योंकि वे बाढ़ सहिष्णु हैं और प्रदूषकों को आगे बढ़ाने में सक्षम हैं। आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पौधों, सहित Arabidopsis, तम्बाकू, कैनोला, और चावल को पारा से दूषित क्षेत्रों में सुधारा गया है।

पौधों को उनकी हाइपरकेम्युलेटिव क्षमताओं के लिए कैसे परीक्षण किया जाता है? पौधों के ऊतक संवर्धन पादप प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने और समय और धन बचाने की उनकी क्षमता के कारण, अक्सर फाइटोर्मेडियेशन अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।

Phytoremediation इसकी कम स्थापना लागत और सापेक्ष सादगी के कारण सिद्धांत में लोकप्रिय है। 1990 के दशक में, फाइटोटेकमेडिशन के साथ कई कंपनियां काम कर रही थीं, जिनमें फाइटोटेक, फाइटोवर्क्स और अर्थकेयर शामिल हैं। शेवरॉन और ड्यूपॉन्ट जैसी अन्य बड़ी कंपनियां भी फाइटोर्मेडिमेशन विकसित कर रही थीं प्रौद्योगिकियों. हालांकि, कंपनियों द्वारा हाल ही में बहुत कम काम किया गया है, और कई छोटी कंपनियां व्यवसाय से बाहर हो गई हैं। प्रौद्योगिकी के साथ समस्याओं में यह तथ्य शामिल है कि पौधे की जड़ें मिट्टी में पर्याप्त दूर तक नहीं पहुंच सकती हैं कुछ प्रदूषकों को संचित करने के लिए कोर, और हाइपरकेम्यूलेशन के बाद पौधों का निपटान जगह। पौधों को मिट्टी में वापस नहीं रखा जा सकता है, मनुष्यों या जानवरों द्वारा उपभोग किया जाता है, या लैंडफिल में डाल दिया जाता है। डॉ। ब्रूक्स ने हाइपरकेम्युलेटर पौधों से धातुओं के निष्कर्षण पर अग्रणी काम किया। इस प्रक्रिया को फाइटोमिनिंग कहा जाता है और इसमें पौधों से धातुओं का गलाना शामिल होता है।