Bioremediation of the polluted soils and waters

Abstract

Industry, mining and agriculture produce large amount of wastes as by-products, such as heavy metals, pesticides and other organic compounds and fertilizers who's caused seriously environment pollution both in water and soils. At polluted area, many pollutants become available to local vegetation, so crop cultivation in such areas has been found to pose a hazard to human and livestock nourishment. However, certain pollutant-tolerant wild plants are characterized by a pronounced ability to uptake large amounts of different pollutants over their vegetation and reproduction period. Such plants manage to survive on contaminated soils and they have been termed metal super-accumulators. Since 1980, plant species of this type have been at the focus owing to their ability to clean up different pollutants from soil. These plants at the other hand favorite diversity, activity and multiply of different soil microorganisms (MO) which they have very important role in soil remediation. Plant roots excrete different substances (amino acids sugars and etc) that's MO used for food and such symbiotic connection enhanced remediation potential. Unlike the rather costly conventional soil remediation methods, these new technologies (phytoremediation) and MO and its combination are relatively cheap and environmentally friendly, especially for impoverished countries. About 400 wild plants species with such properties have been investigated worldwide and more than 200 different MO were patented specially for remediation of metals and organic pollutants in soils. The aims of this article are to give more details about wild and cultivars species and MO, its mechanisms for uptake and biological degradation of different pollutants and possible practical application to cleaning up the polluted soils.

Veliki lignitski baseni u našoj zemlji su energetski potencijal strategijskog značaja. Razvoj površinskih kopova kao energetsko-industrijskog kompleksa prate brojni negativni uticaji na životnu sredinu, što obavezuje na integralno planiranje, revitalizaciju i uređenje degradiranih prostora i njihovo svestrano korišćenje u posteksploatacionom periodu. Rekultivacija i restrukturiranje mase otkrivke nude brojne mogućnosti. Da bi se izbegle štetne posledice razvoja površinskih kopova, termoelektrana i pogona za preradu uglja, rudarske aktivnosti treba da prati biološka rekultivacija odlagališta jalovine i uređenje degradiranih predela u cilju uspostavljanja različitih vegetacijskih i drugih ekosistema na novoformiranim deposolima. Brojna istraživanja su pokazala da je na ovako degradiranim područjima moguće stvoriti nove poljoprivredne, šumske, akvatične, livadske i druge ekosisteme. Rekultivacija je kompleks rudarsko-tehnoloških, inženjerskih, poljoprivrednih i šumsko-uzgojnih postupaka koji se preduzimaju u cilju transformacije industrijski degradiranog zemljišta u stanje pogodno za poljoprivredu i šumarstvo, rekreaciju, ribarstvo, izgradnju objekata različite namene i druge ciljeve. Generalno posmatrajući, rekultivacija podrazumeva ponovno uspostavljanje biljnih zajednica u područjima degradiranih eksploatacijom uglja, može se obavljati periodično ili u kontinuitetu, paralelno sa rudarskim aktivnostima. Nije neophodno, a često nije ni moguće restaurisati prvobitne predele i ekosisteme koji su postojali pre eksploatacije uglja. Mogu se podržati sve forme korišćenja zemljišta. Važno je da odabrani način korišćenja zemljišta zadovoljava potrebe lokalne zajednice, uslova sredine kao i osobina novoformiranih zemljišta, posteksploatacione stratigrafije i ekonomskog aspekta. Područje Kolubarsko-Tamnavskog lignitskog basena karakterišu impresivni radovi na revitalizaciji i uređenju degradiranih prostora. Do 1997. godine rekultivisano je preko 1,000 hektara. Šume se nalaze na 74.7% ukupno rekultivisane površine, poljoprivredne površine na 23%, voćnjaci na 1.3% i rasadnici na 1%. Ovakav inicijalni udeo različitih ekosistema je poželjan s obzirom da su šumski ekosistemi najznačajniji za zaštitu životne sredine. Mnogo veći udeo poljoprivrednih ekosistema se planira u daljem toku procesa eksploatacije uglja i biološke rekultivacije. U zavisnosti od mikro-ekoloških uslova i tipa deposola, korišćene su brojne četinarske i listopadne vrste drveća u postupku biološke rekultivacije pošumljavanjem. Najveću površinu zauzimaju čiste sastojine crnog i belog bora (27.2%), kao i grupe mešovitih lišćara i četinara (23.2%). Mešovite sastojine četinara učestvuju sa 11.1% u ukupno pošumljenoj površini, a mešovite sastojine lišćara sa oko 9.6%. Ostali lišćari - joha, sibirski brest, lipa i drugi učestvuju sa 7.9%, bagrem sa 8.4%, dok sve druge vrste učestvuju od 1.3% do 3.4%. Korišćen je relativno veliki broj vrsta dendroflore, ne samo zbog velike varijabilnosti mikro-ekoloških uslova što je posledica neselektivnog odlaganja otkrivke, već i u težnji da se obogati biodiverzitet i oplemene predeli u estetskom smislu. Sve korišćene vrste imaju visok stepen preživljavanja po sadnji, veoma dobru dinamiku visinskog, debljinskog i zapreminskog prirasta, ali postoje razlike između vrsta na identičnom tipu deposola, kao i razlike u razvoju svake pojedinačne vrste na različitim deposolima. Monitoring razvoja zasađene dendroflore omogućava da se za svaki tip deposola napravi optimalan izbor vrsta za pošumljavanje, kako bi se postigli najveći razvojno-produkcioni efekti, vitalnost, dekorativnost i ostale funkcionalne vrednosti. U radu su prezentirani rezultati istraživanja razvoja tri vrste roda Pinus: P. sylvestris L., P. nigra Arn. i P. strobus L.