Požírači kovů
Kvalita půdy je pro růst a vývoj rostlin zásadní věc. Rostliny z ní pomocí svého kořenového systému přijímají látky nezbytné pro svou další existenci. Stejně intenzivně jako živiny ovšem do sebe nasávají i škodliviny, například těžké kovy.
To se různě projevuje na kvalitě života rostliny, od drobných poškození až po smrt celého organismu. Ovšem ne každá rostlina reaguje na přítomnost kovů stejným způsobem. Rostlinami, které umějí přijímat velké množství těžkých kovů, se zabývá Mgr. Petr Soudek, Ph.D. a jeho kolegové v Ústavu experimentální botaniky.
Existují rostliny, kterým se obecně říká hyperakumulátory, většina těchto rostlinných druhů z hlediska využití rostle v tropických a subtropických pásech. Tyto rostliny jsou schopny vysoké koncentrace těžkých kovů a tuto vlastnost mají ze dvou důvodů. Jednak je to ochrana vůči okusu před živočichy, ale také to může být určitá evoluční výhoda vůči ostatním rostlinám, které tuto vlastnost nemají a tudíž nejsou schopny růst na půdách, které přirozeně obsahují vysoké koncentrace těžkých kovů.
V Laboratoři biotechnologie rostlin nás zajímá zejména praktické využití těchto hyperakumulátorů. Hlavním důvodem výzkumu je, ve světě, ale i v České republice, že existuje spousta ekologických zátěží a jedním z kontaminantů, někdy dominantním, bývá některý z těžkých kovů. A je potřebné se těchto zátěží zbavit. Jednou z možností, jak to udělat bez vyšších finančních nákladů, je použití tzv. fytoremediačních technik, které právě využívají vlastnosti rostlin akumulovat těžké kovy.
Jak by využití fytoremediace mělo vypadat? Najdeme lokalitu s půdou zamořenou těžkými kovy, osadíme ji rostlinou s hyperakumulačními schopnostmi a počkáme, až z půdy přijme dostatečné množství škodlivin. Následuje sklizeň. Ovšem po ní vyvstává otázka, co udělat se sklizenými rostlinami.
Vlastně existují pro takovéto rostliny dvě varianty řešení, kam s nimi. Jednou je řízená skládka, na níž je samozřejmě zaručeno, aby se kontaminanty nedostaly znovu do životního prostředí. A druhou variantou je spálení ve speciálních spalovnách, které mají vysoce účinné filtry a odlučovače, které zamezí úniku škodlivin do ovzduší a jejich rozptýlení na větší plochu.
Pro úspěšné využití fytoremediace je nejdůležitější vybrat správnou rostlinu. Ta musí být v první řadě schopná přežít vysokou koncentraci těžkých kovů v půdě. Musí ji nejen přežít, ale hlavně musí být schopna kovy akumulovat – to je jedna důležitá vlastnost. A druhá je, aby ta rostlina měla velký nárůst biomasy, tj. abychom byli schopni pokud možno při jedné sklizni odstranit co nejvíce těžkého kovu z půdy. A pak ty rostliny musejí mít mimo jiné známé agrotechnické lhůty, aby se daly pěstovat naveliko na tom kontaminovaném poli.
Správný požírač kovů musí být vybrán pečlivě, proto je také nutné zjistit, jak rychle a intenzivně se v něm kovy ukládají. Důležité je také vědět, jaká část rostliny slouží jako úložiště škodlivin. Na to existují dvě různé metody.
Jednak existuje klasická cesta, kdy rostlinu rozemeleme na prášek, ten rozpustíme v nějaké kyselině a potom pomocí přístrojů změříme koncentraci v dotyčném roztoku a stanovíme, jestli se tam ten těžký kov nachází či nikoliv. Druhá varianta je trochu sofistikovanější. Spočívá v tom, že rostlině dáme zároveň s těžkým kovem také malé množství radioaktivního těžkého kovu, který vyzařuje radioaktivní záření a který rostlina přijme stejně jako těžký kov. Po kultivaci rostlinu vylisujeme, usušíme a položíme ji na citlivou plochu, na kterou se rostlina obtiskne. Tu pak vyhodnotíme přístroji a získáme obrázek, který se nazývá autoradiografie. Ten nám ukáže rozložení radioaktivního těžkého kovu v rostlině – vidíme pak, zda se kovy ukládají v nadzemní části nebo třeba v kořeni a v jak intenzivně.
Výstupy z autoradiografie jsou zajímavé nejen pro vědce, kterým pomáhají nalézt nejvhodnějšího kovožrouta. Pestrobarevné otisky kontaminovaných rostlin jsou na pohled zajímavé i pro laika. Nalézt je můžete na stránkách Ústavu experimentální botaniky www.ueb.cas.cz.
