المعالجة النباتية

يهدف الاستخلاص النباتي (أو التراكم النباتي أو العزل النباتي ) إلى استغلال قدرة بعض النباتات على امتصاص ملوثات معينة من التربة أو الماء. من حيث المبدأ، تمتص الجذور المواد من التربة أو الماء وتركزها فوق سطح الأرض في الكتلة الحيوية للنبات. ^{[ 7 ]}

تُسمى الكائنات الحية القادرة على امتصاص كميات كبيرة من مركبات معينة تحتوي على معادن بالكائنات فائقة التراكم . ^{[ 8 ] [ 9 ]} ونظرًا لأن الزرنيخ (As) منتج ثانوي صناعي سام، فقد اقتُرحت زراعة نباتات مُراكمة للزرنيخ - مثل نباتات الفرامل الصينية - لتركيز الزرنيخ ثم إزالته من التربة الملوثة. ^{[ 10 ]}

يمكن أيضاً إجراء الاستخلاص النباتي باستخدام نباتات غير مُفرطة التراكم (مثل الحور والصفصاف ). ورغم أنها تمتص مستويات منخفضة فقط من الملوثات، إلا أن معدل نموها السريع يسمح لها من حيث المبدأ بإزالة كمية كبيرة من الملوثات من التربة . ^{[ 11 ]}

غالباً ما تكون النباتات فائقة التراكم من النباتات المعدنية ، أي أنها تتراكم فيها المعادن بكميات كبيرة. وتُعدّ النباتات المعدنية أساساً للتعدين النباتي ، وهي تقنية مقترحة لجمع المعادن الثمينة دون الحاجة إلى الحفر. ^{[ 12 ]}

من التحديات التي تواجه المعالجة النباتية أن المعادن الثقيلة غالبًا ما تكون غير متحركة بما يكفي لامتصاصها من قِبل النباتات، سواء كانت نباتات مُفرطة التراكم أو غيرها. وقد حفّز هذا التحدي ابتكار الاستخلاص النباتي المُساعد، حيث تُضاف مادة مُخلِّبة إلى التربة لزيادة ذوبان المعادن أو تحريكها، مما يُسهّل على النباتات امتصاصها. ومن الأمثلة الشائعة على هذه المواد المُخلِّبة مادة EDTA . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

تُقلل عملية التثبيت النباتي من حركة المواد في التربة، على سبيل المثال، عن طريق الحد من تسرب المواد من التربة . ^{[ 15 ]} وهي تركز على تثبيت الملوثات واحتوائها على المدى الطويل. وعلى عكس الاستخلاص النباتي، يركز التثبيت النباتي بشكل أساسي على عزل الملوثات في التربة بالقرب من الجذور وليس في أنسجة النبات. فتصبح الملوثات أقل توافراً بيولوجياً. ويؤدي التثبيت إلى تقليل التعرية والجريان السطحي والتسرب، بالإضافة إلى تقليل التوافر البيولوجي للملوث. ^{[ 9 ]}

استُخدمت تقنية التثبيت النباتي، التي تتضمن غطاءً نباتيًا، لتثبيت مخلفات المناجم واحتوائها . ^{[ 16 ]} تُقلل بعض مُحسّنات التربة من حركة المصادر المشعة، بينما تزيدها عند بعض التركيزات . ^{[ 17 ] [ 18 ]} من المحتمل أن تكون حصائر جذور أعشاب المروج فعّالة في تثبيت المواد المشعة، خاصةً مع بعض الممارسات الزراعية الأخرى. ^{[ 17 ] [ 18 ]} ويُحدث نوع الأعشاب المُقترحة فرقًا كبيرًا. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

التحلل النباتي (ويسمى أيضاً التحويل النباتي) هو استخدام النباتات لتحليل الملوثات العضوية. ^{[ 19 ]} وقد اقتُرحت هذه العملية لمعالجة مبيدات الأعشاب، وثلاثي كلورو الإيثيلين ، وميثيل ثالثي بوتيل الإيثر . ^{[ 9 ]}

يُعرَّف التحوّل النباتي، المرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتحلل النباتي، بأنه التعديل الكيميائي للمواد بواسطة النباتات، ويكون ذلك في أفضل الأحوال ذا آثار مفيدة. ^{[ 20 ]} وقد استُخدم مصطلح "الكبد الأخضر" لوصف التحوّل النباتي، ^{[ 21 ]} إذ يُمكن اعتبار النباتات مُشابهة للكبد البشري في التعامل مع هذه المركبات الغريبة (المركبات/الملوثات الغريبة). ^{[ 22 ] [ 23 ]}

لقد خضعت عملية التحول النباتي لمركب ثلاثي نتروتولوين لبحوث مكثفة، وتم اقتراح مسار للتحول. ^{[ 24 ]}

التحفيز النباتي (أو التحلل الجذري) هو تعزيز نشاط الكائنات الحية الدقيقة في التربة لتحليل الملوثات العضوية، وعادةً ما تقوم بذلك الكائنات الحية المرتبطة بالجذور . ^{[ 19 ]} تحدث هذه العملية داخل منطقة الجذور ، وهي طبقة التربة المحيطة بالجذور. ^{[ 19 ]} تطلق النباتات الكربوهيدرات والأحماض التي تحفز نشاط الكائنات الحية الدقيقة، مما يؤدي إلى التحلل البيولوجي للملوثات العضوية. ^{[ 25 ]} في الحالة المثالية، تعمل الكائنات الحية الدقيقة على إزالة سمية الملوثات. ^{[ 19 ] [ 26 ]}

يمكن لمخلفات الأوراق والمواد العضوية من النباتات أن تُثبّت التنوع البيولوجي الميكروبي في التربة وتقلل من فقدان الكائنات الدقيقة نتيجة الملوثات. ^{[ 27 ]} وقد تم اختبار التحفيز النباتي باستخدام البترول ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. ^{[ 9 ]} وقد يكون التحفيز النباتي قابلاً للتطبيق أيضًا على تحلل الأترازين بواسطة نبات ذيل الثعلب . ^{[ 28 ]}

التطاير النباتي هو إزالة المواد من التربة أو الماء وإطلاقها في الهواء، نتيجةً لتحولها إلى مواد أكثر تطايرًا و/أو أقل تلويثًا. ^{[ 19 ]} بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتطاير الملوثات من منطقة الجذور. ^{[ 29 ]} وقد قُدِّمت أدلة على إمكانية إزالة السيلينيوم (Se) والزئبق (Hg) من التربة من خلال التطاير النباتي. ^{[ 15 ]} يتطاير السيلينيوم على شكل ثنائي ميثيل سيلينيد ، بينما يتطاير الزئبق على شكل عنصر. ^{[ 14 ]} وقد اشتهرت أشجار الحور بقدرتها على إزالة المركبات العضوية المتطايرة، مستغلةً معدل النتح العالي لهذا النوع من الأشجار. ^{[ 9 ]}

الترشيح الجذري هو عملية ترشيح المياه عبر كتلة من الجذور لإزالة المواد السامة أو العناصر الغذائية الزائدة . تبقى الملوثات ممتصة في الجذور أو مرتبطة بها. ^{[ 19 ]} تُستخدم هذه العملية غالبًا لتنقية المياه الجوفية الملوثة عن طريق الزراعة مباشرة في الموقع الملوث أو عن طريق نقل المياه الملوثة وتوفيرها لهذه النباتات في موقع آخر. ^{[ 19 ]} في كلتا الحالتين، تُزرع النباتات عادةً أولًا في دفيئة ضمن ظروف دقيقة. ^{[ 30 ]}

يحدث الاحتواء الهيدروليكي البيولوجي عندما تقوم بعض النباتات، مثل أشجار الحور، بسحب الماء إلى أعلى عبر التربة إلى الجذور ثم إلى خارج النبات، مما يقلل من حركة الملوثات الذائبة إلى أسفل، إلى أعماق الموقع وإلى المياه الجوفية. ^{[ 31 ]}

تستخدم عملية إزالة الملوحة النباتية النباتات الملحية (النباتات المتكيفة مع التربة المالحة) لاستخلاص الملح من التربة لتحسين خصوبتها. ^{[ 7 ]}

• جدول المُفرطات التراكم – 1  : الألومنيوم، الفضة، الزرنيخ، البريليوم، الكروم، النحاس، المنغنيز، الزئبق، الموليبدينوم، النفثالين، الرصاص، البلاديوم، البلاتين، السيلينيوم، الزنك
• جدول العناصر فائقة التراكم - 2  : النيكل
• الجدول 3  : المواد فائقة التراكم: النويدات المشعة (الكادميوم، السيزيوم، الكوبالت، البلوتونيوم، الراديوم، السترونتيوم، اليورانيوم)، الهيدروكربونات، المذيبات العضوية.