Concept: Grondverwerking
Techniekbeschrijving
Fytoremediatie is een techniek waarbij hogere planten worden gebruikt om verontreinigde grond en grondwater te reinigen, zowel in-situ als ex-situ. Planten kunnen rechtstreeks verontreiniging verwijderen door opname en/of adsorptie aan de wortels. Indirect verhogen zij de micro-biologische activiteit in de bodem en daardoor ook de mogelijke biodegradatie van organische bodemverontreinigingen.
Bij het rechtstreeks in-situ verwijderen van verontreiniging worden (hyper)accumulerende gewas-sen geteeld. Het gewas wordt gemaaid en afgevoerd ter compostering of verbranding. In land-bouwgebieden is het de bedoeling dat dit wordt uitgevoerd door de landbouwers zelf.
Voor deze techniek zijn met name die plantensoorten geschikt die een hoge opname capaciteit hebben. Daarnaast is het van belang dat het gewas een hoge opbrengst aan (maaibare) droge stof heeft. Indien het gewas verder nog economische en/of landbouwkundige waarde heeft, is dit zeker een pluspunt.
Grassen en klaver blijken ideaal te zijn voor fytoremediatie omdat ze een vezelachtig wortelstelsel hebben dat een continue compacte rhizosfeer (d.i. de bodem in de onmiddellijke omgeving van de plantenwortels) vormt. Dit geeft tevens het bijkomend voordeel dat de bodem beschermd wordt tegen water- en winderosie. De literatuur maakt melding van de volgende grassen: alfalfa, klaver, zwenkgras, bermudagras en raaigras.
Planten kunnen ook getransformeerd worden om selectief zware metalen te extraheren en te accumuleren, zodanig dat eventueel metaalrijke residu's kunnen gerecycleerd worden. Voor-beelden zijn transgene tabak en aardappel. Door deze transformatie wordt ook de tolerantie voor zware metalen verhoogd.
De mogelijkheid van planten om de biodegradatie te verhogen is gebaseerd op het feit dat planten bepaalde organische stoffen (exudaten) in de bodem vrijlaten die de biodegradatie op de volgende wijzen stimuleren:
stimulering van de bodemorganismen in de rhizosfeer;
ze bevatten enzymen die organische verbindingen kunnen transformeren;
ze kunnen co-metabolische transformaties van verontreinigingen door micro-organismen stimuleren.
Als opvolging van de sanering dienen regelmatig grondstaalnames en -analyses te worden genomen.
Hyperaccumulerende gewassen worden gekweekt zoals andere landbouwgewassen, hetgeen ook dezelfde, arbeidsintensieve, onderhoudseisen stelt (regelmatige opeenvolging van zaaien, planten en oogsten). Ook de plantengroei vereist voldoende opvolging.
Ten aanzien van stimulering biodegradatie wordt geen extra opvolging en onderhoud verwacht.
Toepassingsvoorwaarden
Verontreinigingstype
Het telen van (hyper)accumulerende gewassen is alleen geschikt voor verontreiniging die worden opgenomen door de planten zoals zware metalen (cadmium, lood, koper, kwik, selenium, nikkel, kobalt,…).
Voor het toepassen van in-situ fytoremediatie moet de verontreiniging zich in de toplaag van de bodem (de wortelzone) bevinden. De concentratie mag het fytotoxiciteitsniveau niet over-schrijden. In-situ zal de techniek voornamelijk gebruikt worden voor lichte grootschalige diffuse verontreinigingen zoals:
depositie van stoffen uit de industrie (bijv. metallurgische industrie en afvalverbrandings-installaties);
overstroming van uiterwaarden;
autoverkeer;
hoogspanningsmasten en bovenleidingen;
terreinophoging;
aanbrengen van GFT-compost, zuivering- of baggerslib.
Ex-situ stimulatie van bioremediatie is enkel van toepassing voor biologisch afbreekbare veront-reinigingen. Bij vluchtige verbindingen is er nog een extra voordeel, zijnde dat "tilling" van de grond om te beluchten niet nodig is omdat extra zuurstof door de planten in de grond wordt gebracht. Hierdoor wordt de verontreiniging bijna volledig door biodegradatie verwijderd en niet door een combinatie van vervluchtiging en biodegradatie.
Bodemtype
Afhankelijk van de plantensoort zal het bodemtype een rol spelen. De plantengroei kan ook gestimuleerd worden door bemesting.
Resultaten
Voor een grootschalige diffuse zware metalen verontreiniging is het kweken van hyper-accumulerend gewas de enige verwijderingstechniek die praktisch uitvoerbaar is. Vaak wordt in deze gevallen een beheersvariant toegepast (bijv. bekalken). Naar verwachting zullen wellicht voldoende resultaten worden geboekt (tot rond de achtergrondwaarde). De maatregel duurt echter meerdere seizoenen, mogelijk decennia (nog verder onderzoek nodig).
Het te bekomen resultaat bij fytoremediatie ter stimulering van de biologische afbraak is afhankelijk van de factoren die de biologische afbraak beïnvloeden (soort verontreiniging, bodemtype,..). Fytoremediatie zal enkel de biodegradatiesnelheid verhogen.
Kosten
Aangezien de techniek enkel op laboschaal of in veldexperimenten werd toegepast zijn hierover geen gegevens beschikbaar.
De methode wordt echter als zeer kosten effectief beschouwd.
Milieurendement
Bij het telen van hyperaccumulerend gewas zijn ter plaatse geen negatieve effecten te ver-wachten. De verwerking (composteren of verbranden) gebeurt elders; mogelijk vindt storten van asresten plaats.
Stimuleren van de biologische afbraak brengt geen bijkomende negatieve aspecten met zich mee.
Ten aanzien van veiligheid worden geen negatieve aspecten verwacht.
Energie: +
Reststoffen: 0
Ruimtegebruik: 0
Geluidshinder: +
Geurhinder: +
Ontwikkelingsstadium
De techniek bevindt zich nog in een onderzoeksstadium waarbij enkel toepassingen op laboschaal of veldexperimenten gekend zijn. Volgende aspecten worden bestudeerd:
selectie van hyperaccumulerende gewassen;
genetische manipulatie ter bevordering van opnamecapaciteit;
studie naar de invloed op biodegradatie.