04-Biomonitoring i Bioremedijacija

8/9/2019 04-Biomonitoring i Bioremedijacija

1/23

BIOLOKI MONITORINGI

BIOREMEDIJACIJA

MONITORING predstavlja sistem sukcesivnih osmatranjaelemenata ivotne sredine u prostoru i vremenu. Cilj je prikupljanje

podataka kvantitativne i kvalitativne prirode o prisustvu idistribuciji zagaivaa, preenje emisija i imisija, izvora zagaenja i

njihovog rasporeda, transporta polutanata i odreivanje njihovihkoncentracija na odreenim mernim takama (Munn, 1973).

Jedan od najorganizovanijih i najsavrenijih monitoring sistema jeMETEOROLOKI MONITORING koji je uspostavljen jo uprolom veku i pokriva mreu ogromnog broja meteorolokih

stanica (I, II, III reda) irom Planete. Meteoroloki monitoringobuhvata sukcesivno praenje, osmatranje i beleenje velikog brojaklimatskih parametara (vlanost vazduha, temperaturu, padavine,

vazduni pritisak, itd.).

BIOLOKI MONITORING

Nezaobilazni segment monitoring sistema je BIOLOKIMONITORING koji podrazumeva primenu ivih organizama

kao BIOINDIKATORA promena u ivotnoj sredini u prostoru ivremenu.

Termin BIOINDIKATORI prvi je upotrebio Clements, 1920.godine da bi oznaio organizme koji svojim prisustvom na

stanitu jasno ukazuju na ekoloke uslove stanita.

Fiziko-hemijske metode monitoringa su nezaobilazni segmentovog sistema, s obzirom da pruaju egzaktne podatke o

prisustvu i distribuciji zagaivaa i praenju emisija i imisija

zagaivaa. Meutim, one nisu dovoljne same po sebi, niti moguiskljuiti bioloki monitoring.

Bioloki monitoring je iz metodolokih razloga podeljen u odnosuna to u kojoj od oblika ivotne sredine se prate promene, na:

BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VAZDUHA(pri emu se kao bioindikatori koriste liajevi i mahovine)

BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VODENESREDINE (bioindikatori promene stanja su alge, fauna

bentosa, bakterije, ribe, itd.)

BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI ZEMLJITA(indikator-organizmi su vie biljke, odnosno vegetacija)

BIOINDIKACIJU je mogue izvoditi na svim nivoima organizacijeivih sistema, poevi od molekularnog, preko biohemijsko-

fiziolokog, celularnog, individualnog, populacionog, specijskog,biocenolokog (ekosistemskog), biomskog zavrno sa biosfernim.


2/23

Prednost bioloke indikacije u odnosu na fiziko-hemijskemetode praenja zagaivanja ivotne sredine lei u injenici

da ivi organizmi mogu da pokazuju EFEKATAKUMULACIJE ZAGAUJUIH MATERIJA u toku

dueg vremenskog perioda. S druge strane, fiziko-hemijskemotode istina daju egzaktnije podatke, ali su oni dostupni

samo u tano odreenom trenutku vremena.

MDK - MAKSIMALNO DOZVOLJENAKONCENTRACIJA je ona koncentracija zagaujuih

materija koja ne dovodi do promena u zdravstvenom stanju

ljudi. Ove maksimalno dozvoljene koncentarcije definiu ipropisuju najee zdravstvene organizacije koje u ii

interesovanja imaju samo ljudsku populaciju. To naravno neznai da su to istovremeno i MDK za ostale ive organizme.

Potencijalno, svaka organska vrsta moe biti upotrebljena kaobioindikator stanja ivotne sredine. Neophodan preduslov za to jepoznavanje kako biologije, tako i ekologije (idioekologije) svake

pojedinane organske vrste koja se koristi kao bioindikator.Potrebno je takoe poznavati i irinu ekoloke valence vrste za

svaki pojedinaan faktor spoljanje sredine (temperaturu,vlanost, svetlost, pH zemljita, itd.).

Ekoloka valenca svake organske vrste za bilo koji faktorspoljanje sredine moe biti ua ili ira. Taj princip se primenjuje

i za koncentraciju zagaujuih materija u ivotnoj sredini.

STENOVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju uu ekoloku valencu, a usmislu zagaujuih materija pogodniji su za bioloku indikaciju jer se koriste

za kvalitativnu analizu promena u ivotnoj sredini.

EURIVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju iru ekoloku valencu, a usmislu zagaujuih materija manje su pogodni za bioloku indikaciju jer se

koriste za kvantitativnu analizu promena u ivotnoj sredini (koliina, odnosnobrojnost organizama, gustina, itd.).

BIOLOKI MONITORINGZAGAENOSTI VAZDUHA

LIAJEVI KAO BIOINDIKATORI


3/23

LIAJEVI KAO BIOINDIKATORI

Do danas je u svetu opisano negde oko 17.000-25.000 vrsta liajeva.

Tek 1867. godine konstatovano je da se radi o specijalnom i specifinom

ivom biu kojeg ine dva potpuno razliita simbiontska organizma:gljiva (veoma esto iz filuma Ascomycotina) i alga (iz filumaCyanobacteriophyta i Chlorophyta).

Danas je poznato da je liaj kao organizam u sutini specifian vidsimbioze shvaen u najirem smislu ENDO-PARAZITO-

SAPROFITIZAM.

GLJIVA je kao graditelj ovog simbiontskog organizma dobila stalan i

siguran izvor organskih materija sintetisanih od strane alge u procesufotosinteze.

ALGA je kao uesnik u simbiozi dobila vee i ire mogunosti zaosvajanje razliitih manje ili vie nepovoljnih uslova spoljanje sredine.

Osnovne morfoloke, biohemijske, fizioloke iekoloke karakteristike liajeva su:

1. Liajevi su organizmi koji imaju talus i pripadaju niimbiljkama TALOFITAMA

2. U odnosu na prethodnu injenicu, oni vodu sa mineralnimmaterijama (ali istovremeno i zagaujuim materijama)

upijaju celom povrinom tela.

3. Dogoveni su, ive 30-80 godina i ne odbacuju stare i manjefuncionalne delove talusa. Na taj nain mogu da akumuliraju

tetne materije tokom dueg perioda vremena (kumulativniefekat). Tu se pre svega misli na SO2, CO2, okside azota,jedinjenja fluora, a, prainu, itd.

4. Rastu veoma sporo (u proseku rastu 3-8 mm godinje).

Osnovne morfoloke, biohemijske, fiziolokei ekoloke karakteristike liajeva su:

5. Odlikuju se razliitim morfolokim tipovima:Korasti tip liajevaListasti tip liajeva

bunasti tip liajeva

6. Imaju specifian tip razmnoavanja (putem SOREDIJA,SORUSA i IZIDIJA).

7. Imaju poseban tip metabolizma koji im omoguava dafotosintetiu i na veoma niskim temperaturama (ak i do -25 C).

8. Proizvode samo za njih karakteristine i specifine materije(prema nekim podacima sintetiu preko 700 razliitih

sekundarnih metabolita meu kojima su i tzv. LIAJSKEKISELINE.

Rhizocarpon geographicum

a) Korasti tip liajeva


4/23

b) Listasti tip liajeva

Peltigera

c) bunasti tip liajeva

Cladonia rangiferina

Liajevi kao simbiotski organizmi veoma su pogodni za biolokuindikaciju zagaenosti vazduha poto su stenovalentni u izboru podlogekoju naseljavaju, kao i u odnosu na koncentraciju zagaujuih materija(posebno SO2), dok su istovremeno eurivalentni u odnosu na neki drugi

ekoloki faktor (npr. na temperaturu vazduha).

Fizioloke (nizak sadraj hlorofila i odsustvo ekskrecije) i morfoloke

(odsustvo kutikule na povrini talusa) karakteristike liajeva ine ihsenzitivnijim (osetljivijim) na aero zagaenje u odnosu na vie biljke.

Smanjenju brojnosti vrsta liajeva kao i individua, pored visokekoncentracije zagaujuih materija, doprinosi i injenica da liajevi mogu

biti aktivni i tokom zime kada je u gradu neto via vlanost vazduha.

S obzirom da im niska temperatura ne ograniava proces fotosinteze,liajevi su u prilinoj meri "aktivni" i tokom zimskog perioda.

Nepovoljna injenica je ta to je tokom zime u gradovima najviakoncentracija zagaujuih materija, a pre svega izduvnih gasova, to i

dovodi do propadanja liajeva i smanjenja njihove brojnosti.

Prva istraivanja uradio je Nylander je 1866. godine koji jezapazio da je flora liajeva u Luksemburkom parku u Parizu

siromanija u odnosu na iru okolinu grada.

Ovo zapaanje je potvreno istraivanjima lihenoflore u XX vekuu veim gradovima kao to su Njujork, Oslo, Berlin, Stokholm,

Minhen, London itd. Primeeno je da je, po pravilu, u centrugrada brojnost individua i vrsta liajeva zanemarljivo mala uodnosu na okolinu, dok u nekim industrijskim zonama liajevi

potpuno odsustvuju.

Ta injenica je dovedena u vezu sa velikim zagaenjem vazduha,a posebno sa visokom koncentracijom SO2. Eksperimentalno je

dokazano da SO2, ve u koncentraciji od 0,08-0,1 mg/m3 vazduha

poinje da deluje negativno na liajeve, jer dovodi do stvaranjamrkih polja u hloroplastima alge to posle izvesnog vremena

izaziva nekrozu i propadanje itavog liaja.


5/23

Mogui odgovor liaja na stres izazvan aero zagaenjemugljuuje razaranje (degradaciju) hlorifila, promene u fotosintezii disanju (respiraciji), poremeaje u fiksaciji azota, poremeaje u

funkciji membrana, akumulaciju toksinih elemenata kao iizvesne promene u morfologiji samog talusa, u razmnoavanju i

konano u strukturi liajskih zajednica.

U biolokoj indikaciji zagaenosti vazduha pomou liajeva,koriste se pre svega EPIFITSKI LIAJEVI (korasti, listasti i

bunasti). EPILITSKI LIAJEVI su manje pogodni s obzirom daoni naseljavaju podlogu koja je najee karbonatnog porekla i

koja delimino neutralie negativni efekat izduvnih gasova koji supo svojoj pH vrednosti kisele reakcije.

ANALIZA LIAJSKE FLORE (FLORISTIKA ANALIZA)

1. FAZA UZORKOVANJE I KARTIRANJE LIAJEVA

2. FAZA - DETERMINACIJA LIAJEVA

3. FAZA - KORIENJE REZULTATA MERENJAFIZIKO-HEMIJSKIH PARAMETARA ZAGAENJA

4. FAZA - UPOREDNA ANALIZA REZULTATA KARTIRANJAI KONKRETNIH PODATAKA O KONCENTRACIJI SO2

5. FAZA - IZDVAJANJE LIAJSKIH ZONA U GRADU

1. FAZA UZORKOVANJE LIAJEVA 1. FAZA KARTIRANJE LIAJEVA

Lokaliteti na kojima su pronaeni epifitski liajevi u Beogradu


6/23

2. FAZA - DETERMINACIJA LIAJEVA 3. FAZA - KORIENJE REZULTATA MERENJAFIZIKO-HEMIJSKIH PARAMETARA ZAGAENJA

Prosene godinje vrednosti sumpor-dioksida od 1983. do 1993. u Beogradu

Deo istraenog podruja sa nekoliko mernih mesta na kojima se merikoncentracija sumpor-dioksida u Beogradu

Izolinije dobijene ekstrapolacijom prosenih godinjih koncentracija sumpor-dioksida za period 1983-1993. u Beogradu


7/23


8/23

Teleoschistes flavicansOpegrapha variaLecidella elaeochromaLepraria incana

Ramalina fraxineaPhysconia distortaRamalina farinaceaDiploicia canescens

Degelia plumbeaBryoria fucescensLecanora chlaroteraLecanora dispersa

Parmelia perlataGraphis scriptaForaminella ambiguaXanthoria parietina

Usnea subfloridanaParmelia caperataEvernia prunastriHypogymnia physodes

Minimalno zagaenjeNeznatno zagaenjeUmereno zagaenjeVisoko zagaenje

Neke vrste liajeva koje su indikatori razliitog nivoa zagaenja

5. FAZA - IZDVAJANJE LIAJSKIH ZONA U GRADU

I ZONA - ZONA LIAJSKE PUSTINJE

II ZONA - ZONA VRLO ZAGAENOG VAZDUHA

III ZONA - ZONA SREDNJE ZAGAENOG VAZDUHA- "ZONA BORBE"

IV ZONA - ZONA RELATIVNO ISTOG VAZDUHA

I ZONA - ZONA LIAJSKE PUSTINJETo je podruje na kome nema epifitskih liajeva. Na drveu sesamo ponegde moe primetiti zelena algaPleurococcus viridis


9/23

II ZONA - ZONA VRLO ZAGAENOG VAZDUHANaseljena je samo liajevima korastog tipa morfologije, koji su sposobni

da podnesu vrlo velike koncentracije SO2 i azotnih oksida u vazduhu

Lecanora

LeprariaBuellia

III ZONA - ZONA SREDNJE ZAGAENOG VAZDUHA - "ZONA BORBE"Kontinuirano se nastavlja na drugu zonu i karakterie se

pojavom prvih listastih formi liajevaHypogymnia physodes Physcia ascendens

Physcia tenella

Xanthoria parietina

IV ZONA - ZONA RELATIVNO ISTOG VAZDUHAKarakterie se prisustvom liajeva relativno osetljivih na zagaenost vazduha,

kao npr neki predstavnici listastih formi, kao i bunastih formi liajeva

Evernia prunastri Parmelia caperata

Parmelia tiliacea

MAHOVINE KAO BIOINDIKATORI


10/23

IZDVAJANJE ZONA U GRADU NA OSNOVU MAHOVINA

I ZONA - najvia koncentracija SO2

II ZONA neto nia koncentracija SO2

III ZONA jo nia koncentracija SO2 relativno ist vazduh

IV ZONA najnia koncentracija SO2 ist vazduh

Rasprostranjenje vrsta mahovina po zonama zagaenosti na podruju Beograda

I ZONA - najvia koncentracija SO2konstatovano samo 7 vrsta mahovina koje su tolerantne

na poviene koncentracije SO2 i ai u vazduhuBryum argenteum Funaria hygrometrica

Tortula muralis

II ZONA neto nia koncentracija SO2Konstatovano 20 vrsta mahovina (sem prethodno navedenih vrsta mahovina

koje podnose neto vie koncentracije SO2 i ai, konstatovane su i neto osetljivije vrste

Brachytecium salebrosum

Bryum capillare Eurhynchium


11/23

III ZONA jo nia koncentracija SO2 relativno ist vazduhkonstatovana 21 vrsta mahovina. Manja koncentracija sumpor-dioksida u ovoj zoni

omoguava i prisustvo vrstama koje su osetljive na prisustvo visokih koncentracija SO2

Amblystegium serpens

Tortula ruralis

IV ZONA najnia koncentracija SO2 ist vazduhKonstatovano 48 vrsta mahovina i obuhvata one delove Beograda koji se nalaze uglavnomna perifernim delovima istraivanog podruja. Meu njima se posebno istiu vrste koje se

smatraju indikatorima istog vazduhaGrimmia pulvinata Orthotrichum anomalum

Orthotrichum diaphanum

BIOLOKI MONITORINGZAGAENOSTI ZEMLJITA

VASKULARNE BILJKE KAO BIOINDIKATORI

U odnosu na osnovne abiotike faktore stanita (kao npr. vlanost, kiselostzemljita, koliina azota u zemljitu, svetlost, temperatura) sve populacije bilokoje biljne vrste mogu se grupisati u 5 osnovnih grupa (Landolt, 1977, Koji et

al., 1994). Na svaki abiotiki faktor ivotne sredine biljne vrste odgovarajuspecifinim kompleksom biohemijsko-fiziolokih, morfo-anatomskih adaptacija,kao i optim habitusom, to uslovljava postojanje itavog niza prelaznih oblika i

formi u smislu ekolokih grupa biljaka u fitoindikaciji stanja ivotne sredine.

Zbog toga su uvedeni BIOLOKI INDEKSI za 5 NAJOSNOVNIJIHABIOTIKIH FAKTORA ivotne sredine i definisani su EKOLOKI INDEKSI(brojane vrednosti) za svaki navedeni faktor. Na osnovu indikatorskih vrednosti

biljke su grupisane u kategorije (5-7) koje obuhvataju raspon od "najniih" do"najviih" oblika (adaptivnih tipova) u smislu odgovora na pojedini abiotiki

faktor spoljanje sredine.

U biolokom monitoringu zagaenosti zemljita najee se koristeVASKULARNE BILJKE (vrste, njihove populacije i fitocenoze) kao

FITOINDIKATORI.


12/23


13/23


14/23

Vrsta koja je indikator zemljita koja su bogata ARSENOM

Viola arsenica

stanite Alar (Makedonija)

Biljne vrste koje ukazuju na poveanu koncentraciju NITRATA i NITRITA uzemljitu i obino naseljavaju nitrifikovana stanita

Urtica dioica

Urtica urens

Razliite vrste halofita (halos = so,phytos = biljka), mogu da budu, kada suobilno razvijene, indikatori zaslanjenih i slanih stanita (kao to su morske obale

i kontinentalne slatine)

Salsola soda

Suaeda maritima

Limonietum gmelini

HIPERAKUMULATORI se definiu kao one vrste koje su sposobne dataloe (akumuliraju) metale u koncentracijama koje su i do 100 puta veeod koncentracija koje su izmerene kod ostalih biljaka koje ne akumuliraju

teke metale

Do danas je detektovano preko 400 biljnih vrsta iz oko 45 familija koje sudefinisane kao hiperakumulatori jednog ili vie tekih metala

Najvei broj biljaka hiperakumuliraju NIKL (Ni), oko 30 biljakaabsorbuju ili KOBALT (Co) ili BAKAR (Cu) i/ili CINK (Zn), a mali broj

biljaka akumuliraju MANGAN (Mn) i KADMIJUM (Cd)

METALOFITE magaciniraju ogromne koliine tekih metala (0,5 g/kg,ak do 25 g/kg suve teine biljke), otprilike u koliinama u kojima

usvajaju osnovne makroelemente, a to je i po 1000 puta vie od koliineneophodnih mikroelemenata..." (Stevanovi & Jankovi, 2001)


15/23

Neke biljke pokazuju sposobnost naseljavanja (kolonizacije) stanita (zemljita)koja su obogaena OLOVOM (Pb), CINKOM (Zn) i KADMIJUMOM (Cd),

tzv. KALAMINSKA zemljita

Thlaspi alpestre subsp.calaminare

Viola calaminaria

BAKAR (Cu) u velikim koliinama podnose sledee biljke

Na CINK (Zn) su otporni ekotipovi vrsta

Armeria maritima subsp.halleri

Silene vulgaris

OLOVO (Pb) akumuliraju

Agrostis tenuis

Festuca ovina


16/23

Pojedine biljke koje nagomilavaju izuzetno tetne hemijske elemente kakvi suARSEN ili SELEN, nazivaju se i TOKSIKOFITE

Pteris vittata - ARSEN

Xylorhiza tortifolia - SELEN

Izuzetnu mogunost akumulacije raznovrsnih jona tekih metala (OLOVA) i drugihtoksinih supstanci ima i tropska flotantna biljkaEichhornia crassipes zbog ega se

danas iroko primenjuje u preiavanju jezera i drugih vodenih ekosistema

Eichhornia crassipes

Jedna od najinteresantnijih i najkontroverznijih biljaka za bioloku indikacijuzagaenosti zemljita u urbanim ekosistemima je - kiselo drvo (pajasen)

Ailanthus glandulosa (= A. altissima)

BIOREMEDIJACIJA


17/23

BIOREMEDIJACIJA

Odreene heterotrofne bakterije imaju sposobnost da razlau razliitesintetike materije, pesticide, mineralna ubriva i druge tetne materije

koje dospevaju u zemljite (Stevanovi & Jankovi, 2001). Ovde se radi obiotehnologiji poznatoj pod nazivom BIOREMEDIJACIJA

Esznyiov et al. (2000) definie BIOREMEDIJACIJU i kao menadmentivotne sredine, koji se sprovodi s ciljem da se podstakne razlaganje

organskog zagaenja pomou mikroorganizama

Kao i ostale tehnologije, i ona je ograniena vrstom zagaenja koje moeda sanira, uslovima u ivotnoj sredini i vremenom potrebnim za odvijanje

Dok je, s jedne strane, ona izuzetno korisna kod tretiranja zagaenjaporeklom od ugljovodonika nafte, dotle je praktino nemona u

sluajevima zagaenja tekim metalima

BIOREMEDIJACIJA deli se na dve potkategorije

Biostimulacija (aplikacijanutrijenata kako bi se ubrzao

proces razgradnje)

Bioaugmentacija (dodavanje ilizasejavanje mikroorganizama

kako bi dolo do razgradnje ciljnekontaminacije ili otpadnog

materijala

Strategije u bioremedijaciji

2. Korienje prirodnih / domaihmikrobijalnih populacija

1. Poboljanje uslova za razvojmikroorganizama

3. Zasejavanje" kontaminiranog mestaspecijalno razvijenim mikroorganizmima

CILJEVI BIOREMEDIJACIJE

Redukcija toksinosti smanjenje ukupne toksinostikontaminiranog zemljita putem razliitih metabolikih

stupnjeva i meustupnjeva

Poveanje rastvorljivosti poveanje relativnerastvorljivosti kontaminanata moe dovesti do drugaijeg

rasporeda i na taj nain lakeg uklanjanja

Restauracija vraanje stanita u prethodno stanje, kojenaseljavaju autohtone peopulacije mikro i makro

organizama

TOKSINE MATERIJE

U odnosu na okolinu, toksine materije imaju brojne osobinekoje ih ine tekim za uklanjanje ili absorbciju:

Toksinost (za ljude, biljke, ivotinje imikroorganizme)

Istrajnost (materijali se mogu zadrati u

nepromenjenom toksinom obliku izuzetnodugo vremena)

Spor metabolizam (materijali se ne moguuspeno metabolisati od strane autohtonih

populacija)

Slaba rastvorljivost (materijali koji se tekorastvaraju, ne mogu se lako ukloniti sa

stanita. To moe uticati na poremeaj umetabolizmu razgradnje od strane autohtonih

populacija)


18/23

Mnoga jedinjenja mogu biti razgraena mikroorganizmima, i to uformama netoksinih materija ili manje toksinih intermedijera:

2,4-D (herbicidi)

DDT (pesticidi) Ugljovodonina goriva i ulja

PCB's - polychlorinated biphenyls (tenosti zahlaenje u elektrinim transformatorima)

Sapuni i deterdenti

Neke vrste plastike Neorganski kontaminanti - Arsen, Selen, iva

(baterije), Nitriti (sastojci ubriva), Uranijum

Mikroorganizmi koji razgrauju toksine:

Postoji veliki broj mikroorganizama koji razgraujukontaminante. U odnosu na njihovu stopu rasta, razvijaju se

populacije koje su sposobne da intenzivnije razgrauju imetaboliu 2,4-D i srodne kontaminante:

Alcaligenes eutrophus (genetiki modifikovana kojoj jeprikljuen plazmid koji obezbeuje genetiku informaciju

potrebnu za razlaganje 2,4-D)

Burkholderia cepacia (razlae 2,4-D)

Halomonas (halo-tolerant/slano-tolerant 2,4-D razgraujuabacteria)

FITOREMEDIJACIJA

Amerika agencija za zatitu ivotne sredine EPA (Pilipovi i sar., 2002)

definisala je FITOREMEDIJACIJU kao tehnologiju koja koristibiljke i njihove rizosferine mikroorganizme da ukloni, degradira ili

zadri tetne hemijske materije koje se nalaze u zemljitu,podzemnim i povrinskim vodama i atmosferi

Iako su brojna istraivanja ve izvrena ili su utoku, jo puno truda i napretka treba uloiti da

bi se prirodni potencijal biljaka iskoristio mnogokomercijalnije

Smatra se da je napredak u smislukomercijalizacije ove biotehnologije usporen

nedovoljnim poznavanjem sloenog odnosa koji

postoji izmeu rizosfere i mehanizama koji suzasnovani na sposobnosti biljaka da usvajaju i

translociraju metale iz zagaene sredine

PrednostiPrednosti fitoremedijacijefitoremedijacije

FitoremedijacijaFitoremedijacija spadaspada uujednujednu ododjeftinijihjeftinijih biotehnologijabiotehnologija

RemedijacijaRemedijacijajeje prirodnaprirodna tehnologijatehnologija environmentalenvironmental

friendlyfriendly,, odnosnoodnosno njenomnjenom primenomprimenom nene optereoptereujeuje sesedodatnododatno ivotnaivotna sredinasredina

ObezbeivanjeObezbeivanje energijeenergije zaza ovuovu biotehnologijubiotehnologiju odvijaodvija sese nanapotpunopotpuno prirodanprirodan nanainin ((odod stranestrane biljakabiljaka uu procesuprocesufotosintezefotosinteze))

OvomOvom biotehnologijombiotehnologijom postipostiuu se i neke propratne pojave kojese i neke propratne pojave koje

nisu od malog znanisu od malog znaaja za oaja za ouvanjeuvanje ivotne sredineivotne sredine


19/23


20/23


21/23

POBOLJANJE FITOREMEDIJACIJE BIOTEHNOLOGIJOM PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA


22/23

Iako neke biljke poseduju genetiki potencijal za uklanjanje tekihmetala iz zemljita one pokazuju i neke negativne osobine saspekta biotehnologije. Na primer, veina biljaka koje su

hiperakumulatori su sitne i sporo rastue vrste ili su njihovastanita jako slabo zastupljena na veim povrinama.

Zbog toga je potrebno usmeriti se na genetiki inenjering kako bi sevetakim putem ove osobine korigovale. Zato se predlae tranfer

gena odgovornih za fenotip hiperakumulacije iz vrsta koje su niske isporo rastue u one koje imaju visoku produkciju biomase ali nisku

sposobnost hiperakumuliranja tekih metala

POBOLJANJE FITOREMEDIJACIJE BIOTEHNOLOGIJOM PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA

Iskoriavanje Prirodnih Mehanizama Detoksifikacije kod Biljaka

Rugh i saradnici sa Univerziteta Georgia izvrili su transfer gena za bakterijalnureduktazu jona ive uArabadopsis thaliana i utu topolu, i time poveali

toleranciju na jone ive, kao i konverziju u manje toksinu formu elementarneive. Takva forma ive se zatim oslobaa putem volatizacije iz transgenih

biljaka.

Iako se teki metali i metaloidi ne mogu enzimatski razlagati kao to je to sluajsa organskim kontaminantima, genetski inenjering moe doprineti poboljanju

fitoremedijacije tekih metala

Drvenasta vrsta duvana tobacco (Nicotiana glauca), koja brzo raste i

produkuje veliku koliinu biomase, genetski je modifikovana unoenjem genaTaPCS1, poreklom iz penice koji kodira fitohelatin sinthazu. Transgena

semena pokazala su veliku toleranciju na KADMIJUM i korenovi koji su serazvili iz ovakvih semena bili su za 160 % dui u odnosu na kontrolne biljke.

PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA

Glifozat (N-fosfonometil glicin) je aktivni sastojak iroko korienog herbicidapod imenom Roundup (Monsanto), koji se koristi i protiv trava i protiv

irikolisnih korova.

Nova linija soje sadri bakterijski gen za 5-enolpiruvilikimat-3-fosfatsintazu koji je rezistentniji na inhibiciju od strane glifozata, to omoguava

modifikovanim biljkama soje da podnesu primenu ovog herbicida bezsmanjenja prinosa

Transfer Metabolikih Funkcija iz Mikroorganizama u Biljku

Glifozat


Transfer Metabolikih Funkcija iz Mikroorganizama u Biljku

Vii nivo tolerancije na vrste eksploziva glicerol trinitrat i 2,4,6-trinitrotoluen postignut je vrstom transgenog duvana koji je u sebi sadrao

gen za mikrobijalni enzim pentaeritritol tetranitrat reduktazu.

Nitroglicerin

PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA PRIMERI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA


23/23


TCE - TetrahloroetilenCl2C=CCl2

Humani gen za citohrom P450 2E1, enzim koji vri oksidacijuirokog spektra ugljovodoninih polutanata, ubaen je u biljke

duvana to je rezultiralo poveanjem transformacije TCE i etilendibromida za 640 puta vie u odnosu na kontrolne biljke.

Transfer Metabolikih Funkcija iz Humanog genoma u Biljku


RIZICI PRIMENE TRANSGENIH BILJAKA

Nekontrolisano irenje transgena butem ukrtanja sapopulacijama divljih srodnika

Nekontrolisano irenje transgenih biljaka u odnosu na

njihovu viu adaptivnu vrednost (npr. tolerancija na metale),ili njihovu generelno govorei korovsku prirodu

Bioloka transformacija metala u oblike koji su viebiodostupni, to bi uzrokovalo poveano izlaganje divljih

vrsta i ljudi tim metalima

ZAKLJUAK

Razliite vrste fitoremedijacije mogu se s uspehom primeniti samoukoliko se u potpunosti zadovolje svi kriterijumi potrebni za njihovu

uspenu implementaciju

Svakako da osnovni i kljuni kriterijum jeste ispravan odabir vrste.Jedna od tih vrsta je topola, koja se u odnosu na svoje karakteristike u

odnosu na fitoremedijaciju svrstava u sam vrh primenjenih biljnihvrsta.

Na osnovu dosadanjih rezultata moe se rei da fitoremedijacionetehnike imaju potencijal da jednog dana i dominiraju u sferiremedijacije sredina zagaenih razliitim vrstama zagaenja

Procenjeno je (US AEC) da cena fitoremedijacije 1 akra zemljitazagaenog olovom, i to do dubine od 50 cm iznosi od 60.000 do 100.000 $,dok ostale mehanike metode uklanjanja olova sa tog zemljita kotaju

od 400.000 do 1,700.000 $

Documents

04-Biomonitoring i Bioremedijacija