Wyobraź sobie oczyszczanie brudnej wody za pomocą rośliny... bez konieczności stosowania dużych, ciężkich zbiorników z wodą. Taka jest idea stojąca za najnowszym artykułem badawczym IMPRESS opublikowanym przez Ivána Loaizę i Marcela A.K. Jansena z University College of Cork w International Journal of Phytoremediation. Krótko mówiąc, testuje ona hodowlę rzęsy wodnej ’fog-o-ponic“.
O czym jest artykuł
Naukowcy przyjrzeli się rzęsie (Lemna minor L.), szybko rosnąca roślina pływająca, która już słynie z pochłaniania nadmiaru azotu (N) i fosforu (P) ze ścieków. Na czym polega haczyk? Większość systemów rzęsy wodnej w pomieszczeniach nadal opiera się na tacach pełnych wody, a układane w stosy wersje “wielopoziomowe” są trudne pod względem technicznym, ponieważ każda warstwa ma kolumnę wody, która ją obciąża.
Dlaczego fog-o-ponics?
Fog-o-ponics wykazuje podobieństwa do aeroponiki, ale wykorzystuje mgiełkę odżywczą zamiast korzeni siedzących w cieczy. Umieścili oni kolonie rzęsy na nylonowej siatce “hamaka”, a roztwór odżywczy został przekształcony w mgłę za pomocą ultradźwiękowego zamgławiacza. Jeśli to zadziała, cienkie warstwy roślin można układać w stosy przy znacznie mniejszej wadze, potencjalnie tworząc kompaktowe, całoroczne, wewnętrzne “żywe filtry”, które pasują do celów gospodarki o obiegu zamkniętym, do oczyszczania strumieni odpadów i przekształcania składników odżywczych w biomasę. W procesie tym zbudowano trójwarstwowy prototyp (z odstępami 2 cm), aby zbadać, jak uprawa piętrowa może działać na różnych wysokościach.
Jak to przetestowali (i kiedy)
Przeprowadzono krótkie próby, aby sprawdzić, jak poziomy światła i harmonogramy zamgławiania wpływają na wzrost, a dłuższe próby trwające do 21 dni sprawdzały, czy rośliny pozostają zdrowe przez długi czas. Ponieważ sama mgła może blokować światło, z potencjalną dziesięciokrotną redukcją, intensywność światła została dostosowana tak, aby uniknąć głodzenia roślin.
Co znaleźli
Rzęsa nie tylko przetrwała, ale rosła równie dobrze jak w tradycyjnej kulturze płynnej. Najlepsza wydajność osiągnęła względne tempo wzrostu ~0,24 dziennie przy oświetleniu 50 µmol m-² s-¹, ze wskaźnikami zdrowia fotosyntezy porównywalnymi do “normalnego” wzrostu. Ciągłe zamgławianie pokonało cykle włączania i wyłączania, sugerując, że stała mgła pomaga utrzymać dostępność składników odżywczych. Co najważniejsze, rośliny usuwały wiele składników odżywczych, przy czym w artykule odnotowano całkowite usuwanie azotu na poziomie około 500 mg na metr kwadratowy dziennie, odnotowując znaczny pobór N i P do tkanki roślinnej.
Co to może oznaczać w przyszłości
W przypadku zwiększenia skali, rzęsa wodna może stać się wysokowydajnym, wielopoziomowym etapem oczyszczania ścieków w gospodarstwach rolnych, przetwórstwie spożywczym lub oczyszczalniach wewnętrznych, zamieniając “zanieczyszczenia” w biomasę nadającą się do zbioru, na nawóz, składniki pasz lub bioprodukty. W artykule poruszono również kwestie związane z utrzymaniem efektywnego dostarczania mgły i oświetlenia na skalę przemysłową, ale jest to obiecujący dowód koncepcji dla lżejszych, gęstszych reaktorów fitoremediacyjnych.
Przeczytaj całość publikacja ⤵️
Uprawa rzęsy wodnej (Lemna minor L.) metodą mgiełkową: innowacyjna technika fitoremediacji
To podsumowanie zostało napisane przez reframe.food.