Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych
ul. Kossutha 6, 40-844 Katowice
jednostka badawczo-rozwojowa KRS 0000058172; NIP 634-012-55-19
tel.: (32) 254-60-31, fax: (32) 254-17-17, e-mail: [email protected]
www.ietu.katowice.pl
1/2016
Katowice, styczeń 2016
Informacja dla dziennikarzy
W Instytucie Ekologii Terenów Uprzemysłowionych trwają badania nad
oczyszczaniem gleb z metali ciężkich skojarzonym z produkcją biomasy na
cele energetyczne. Naukowcy z Polski, Niemiec i Rumuni w uprawie roślin
energetycznych widzą remedium dla gruntów rolnych oraz nieużytków
poprzemysłowych zanieczyszczonych wskutek działalności przemysłowej. To innowacyjne podejście
stanowi szansę na odnowę ekologiczną i gospodarczą tych terenów.
Wykorzystanie biomasy roślinnej do celów energetycznych stale wzrasta ze względu na atrakcyjność tego
paliwa jako zasobu odnawialnego. Jednocześnie, jak pokazały ponad piętnastoletnie badania prowadzone
przez IETU, niektóre gatunki roślin energetycznych posiadają specyficzne mechanizmy umożliwiające
pobieranie i gromadzenie w tkankach substancji toksycznych, np. ołowiu i kadmu.
Otwiera to nowe możliwości ich zastosowania do oczyszczania zanieczyszczonych metalami ciężkimi gruntów
ornych i terenów poprzemysłowych. Potencjał roślin energetycznych tkwi w tym, że pewne gatunki jak np.
miskant olbrzymi, charakteryzują się silnym wzrostem i wykazują zdolność do akumulowania metali ciężkich
z gleby w częściach nadziemnych czyli do fitoekstrakcji a tym samym oczyszczania gleby. Inne gatunki np.
spartyna preriowa, choć produkują nieco mniejszy niż miskant olbrzymi plon energetyczny, mają mniejsze
naturalne zdolności do akumulowania metali ciężkich w biomasie części nadziemnych. Dzięki temu można
powiedzieć, że umożliwiają pozyskanie „bezpiecznej” biomasy energetycznej.
Aby w praktyce w pełni wykorzystać zdolności roślin energetycznych do produkcji biomasy skojarzonej
z fitoremediacją, konieczne jest opracowanie sposobów stymulowania lub hamowania pobierania metali
przez rośliny oraz ograniczania toksycznego wpływu zanieczyszczeń pobranych z gleby na jakość i wielkość
plonu biomasy. Jest to również niezwykle ważne ze względu na bezpieczne dla środowiska przetworzenie
biomasy na energię.
Te problemy badawcze są przedmiotem czteroletniego projektu Phyto2Energy realizowanego przez
międzynarodowe konsorcjum jednostek badawczych i firm, którego liderem jest Instytut Ekologii Terenów
Uprzemysłowionych w Katowicach.
Celem badań jest równoczesne uzyskanie odpowiedniego plonu biomasy i stopnia oczyszczania gleby
dostosowanych do planowanego zagospodarowania terenu – mówi dr Marta Pogrzeba, z Instytutu Ekologii
Terenów Uprzemysłowionych. – W przypadku zanieczyszczonych gruntów rolnych oznacza to zwiększenie
poboru i akumulacji metali ciężkich w nadziemnych częściach roślin uzyskane przez stymulowanie ich wzrostu
i przyrostu plonu biomasy. Dzięki temu efektywność fitoremediacji będzie lepsza, co da możliwość zmiany
zagospodarowania tych terenów w kierunku upraw roślin energetycznych.
Doświaczenia polowe z roślinami energetycznymi, Multipoligon Zintegrowanego Monitoringu Środowiska IETU, Bytom 2015
1/3
Zastosowanie procesu fitoremediacji w produkcji plonu energetycznego
na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi jako lokalnego źródła energii
Natomiast na nieużytkach poprzemysłowych, często silnie zanieczyszczonych ołowiem, kadmem czy cynkiem,
badania służą dobraniu takich gatunków roślin energetycznych oraz sposobów ich uprawy, aby plon biomasy
był jak największy przy stosunkowo niskiej zawartości akumulowanych w nim metali ciężkich – uzupełnia
dr Jacek Krzyżak z Instytutu Ekologii Terenów Uprzemysłowionych. – Pozwoli to na wykorzystanie nieużytków
poprzemysłowych do produkcji biomasy łatwej do przetworzenia na energię w sposób bezpieczny dla
środowiska, np. poprzez zgazowanie, przy jednoczesnym ograniczeniu rozprzestrzeniana się zanieczyszczeń
z tych terenów.
Doświadczenia polowe potrwają do 2018 r. Prowadzone są na dwóch terenach zanieczyszczonych metalami
ciężkimi: w Polsce (grunty orne) i w Niemczech (teren poprzemysłowy). Istotnym elementem prowadzonych
prac są badania mikrobiologiczne, które pozwolą na opracowanie na bazie produktu komercyjnego, nowej
szczepionki wspomagającej zwiększenie produkcji biomasy i ograniczającej choroby roślin wywołane
patogenami występującymi na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi.
Parametry uzyskiwanej biomasy są istotne także z punktu widzenia jej bezpiecznego dla środowiska
przetwarzania na energię przy wykorzystaniu metod termicznych. Chodzi tu przede wszystkim o uniknięcie
emisji zanieczyszczeń do środowiska oraz wykorzystanie produktów końcowych procesu – informuje
dr hab. inż. Sebastian Werle z Politechniki Śląskiej. Badany jest wpływ parametrów biopaliwa na jakość i skład
gazu oraz końcowych produktów zgazowania ze szczególnym uwzględnieniem zachowania metali ciężkich
w trakcie procesu. Uzupełniają je badania wpływu składników mineralnych, zawartych w biomasie w wyniku
stosowania zabiegów agrotechnicznych, na proces zgazowania i instalację oraz możliwości rolniczego
zagospodarowania popiołów. Wypracowane zostaną wytyczne dla poprawy parametrów procesowych
zgazowania biopaliwa zanieczyszczonego metalami ciężkimi.
Projekt Phyto2Energy finansowany jest z 7. Programu Ramowego Badań i Rozwoju Technologicznego Unii
Europejskiej w ramach Działań Marie Curie-Skłodowskiej. Nasze innowacyjne rozwiązanie opracowujemy
w ścisłej współpracy z biznesem. Polega ona na transferze wiedzy dzięki wymianie personelu pomiędzy
firmami a jednostkami naukowymi realizującymi projekt w wymiarze międzynarodowym – mówi Izabela
Ratman-Kłosińska. – W wymianie tej bierze udział łącznie ponad 20 osób z Polski, Niemiec i Rumunii. Grupę
badaczy uzupełnia doświadczony naukowiec z Francji zatrudniony specjalnie do projektu. W sumie na stażach
naukowcy spędzą ponad 110 osobomiesięcy. Taki sposób prowadzenia badań naukowych pozwala nie tylko
zdobyć nową wiedzę, ale także wzbogacić swoje doświadczenia zawodowe o praktyczne umiejętności
uzyskane dzięki pracy w międzynarodowym, wielokulturowym środowisku.
Więcej o projekcie phyto2energy na stronie internetowej: www.phyto2energy.eu
Wanda Jarosz, rzecznik prasowy IETU
tel. 32 254-60-31 wew. 136, kom. 602 484 611
[email protected]
2/3
Zastosowanie procesu fitoremediacji w produkcji plonu energetycznego
na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi jako lokalnego źródła energii
Background
Skala problemu
Szacuje się, że w Europie jest około 800 tys. km2 terenów zanieczyszczonych bądź potencjalnie
zanieczyszczonych. Jedną trzecią z nich stanowią tereny zanieczyszczone metalami ciężkimi.
W Polsce prawie 10% gruntów rolnych jest odłogowanych. Nie są wykorzystywane rolniczo, m.in. z takich
powodów jak: niekorzystne warunki klimatyczne, słaba jakość gleb lub ich zanieczyszczenie wskutek
działalności przemysłowej. Do areału gruntów rolnych niewykorzystywanych zgodnie ze swoim
przeznaczeniem z powodu zanieczyszczenia środowiska dochodzą także nieużytki poprzemysłowe.
Zarządzający terenami poprzemysłowymi często nie dysponują funduszami na ich oczyszczenie i nie mają
pomysłu na ponowne zagospodarowanie. Proponowanym rozwiązaniem jest uprawa roślin energetycznych
skojarzona z oczyszczaniem gleb.
Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych (IETU)
W latach 80. ubiegłego wieku IETU rozpoczął badania nad wpływem emisji przemysłowych na rośliny oraz
możliwościami zapobiegania ich skutkom. Stanowiły one podstawę do stworzenia monitoringu
zanieczyszczenia gleb i roślin metalami ciężkimi oraz opracowania kryteriów oceny zanieczyszczenia
terenów rolniczych pod kątem prowadzenia upraw bezpiecznych dla konsumentów.
Od 1996 r. IETU zajmuje się badaniami nad biologiczną remediacją gleb na terenach poprzemysłowych,
prowadzoną w kierunku zmniejszenia zagrożeń wynikających z przenikania metali ciężkich ze środowiska
glebowego do organizmów żywych. Zainteresowania badawcze i kierunki rozwoju koncentrują się wokół
ograniczenia pobierania zanieczyszczeń z gleby przez rośliny oraz remediacji gleb z zastosowaniem metod
fitoekstrakcji i fitostabilizacji. Prace badawczo-wdrożeniowe dotyczą zastosowania fito ekstrakcji
i fitostabilizacji na skalę wielkoobszarową, a także wykorzystania plonu po procesie fitoekstrakcji
w produkcji bioenergii.
Prawie piętnastoletnie badania gatunków roślin energetycznych, prowadzone przez IETU dowiodły, że
niektóre z gatunków roślin, jak np. miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus), wykazują zdolności do
akumulowania metali ciężkich z gleby. Inne, np. spartynę preriową (Spartina pectinata), cechuje wysoka
odporność na niekorzystne warunki glebowe spowodowane zanieczyszczeniem chemicznym, przy
jednoczesnej zadowalającej ilości wytworzonej biomasy.
W ostatnich latach poszerzono zakres badań o mikrobiologiczne aspekty procesów biotechnologii
środowiskowych – fitoremediacji i bioremediacji. W wyniku tych prac IETU dysponuje szczepami
bakteryjnymi produkującymi biologiczne związki powierzchniowo czynne (tzw. biosurfaktanty), znacznie
przyspieszające oczyszczanie gruntu i ścieków z węglowodorów.
Badane gatunki roślin
W celu wyboru gatunków o najlepszej wydajności i przydatności do produkcji biomasy na cele
energetyczne, jednocześnie wykazujących zdolności fitoremediacyjne, uprawiane są cztery gatunki roślin:
miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus), ślazowiec pensylwański (Sida hermaphrodita), spartyna
preriowa (Spartina pectinata), proso rózgowe (Panicum virgatum).
3/3