Föroreningar i floder och andra vattendrag är ett allvarligt problem för såväl marint liv som människors hälsa. Dock, att ta bort dem från vattnet kan vara en kostsam process, kräver ofta energi från fossila bränslen, vilket ökar både driftskostnaderna och miljöskadorna. Följaktligen, att använda växter för att ta bort föroreningar – en process som kallas fytoremediering – har blivit alltmer attraktivt runt om i världen.

Inte bara är fytoremediering mer miljövänligt än konventionella metoder, det är billigare också. Det handlar om att använda fotosyntesorganismer för att ta bort föroreningar – t.ex. tungmetaller som bly – från vatten. Man tror att mekanismen för avlägsnande involverar en kombination av adsorption (där föroreningar fastnar på ytan av rötter) och absorption (där de tas upp av växternas transportsystem) av metaller via växtrötterna.

Vårt forskarlag har nyligen undersökt hur fytoremediering kan hjälpa till att städa upp floder i Storbritannien. Även om fytoremediering har använts i landet tidigare, den här gången har vi specifikt använt vattenhyacint. Denna tropiska växt är inte hemma i Storbritannien, och klassas faktiskt som en invasiv art. Det har använts för fytoremediering tidigare, men vi var de första att använda den i en tempererad flod på norra halvklotet, långt borta från sin ursprungliga livsmiljö, ursprungligen i Sydamerika.

Det vi hittade var anmärkningsvärt. Vattenhyacinten kunde helt ta bort mycket giftiga ämnen från flodvattnet.

Rota ut föroreningar

Vi introducerade växten till Nant-Y-Fendrod-strömmen, en biflod till floden Tawe, i Swansea. Denna vattenväg ligger i ett område som var hjärtat av den globala kopparproduktionen under 1800- och 1900-talen. Som en konsekvens, den har blivit kraftigt förorenad av miljontals ton koppar- och zinksmältavfall. Trots tidigare ansträngningar att sanera marken med konventionella metoder, som borttagning av förorenad jord, betydande förorening av tungmetaller kvarstår, påverkar bäckens vattenkvalitet. Faktiskt, föroreningarna är så allvarliga att de inte uppfyller EU:s vattenkvalitetsnormer.

Vi konstruerade två specialbyggda behandlingsbaljor för att innehålla växterna i floden, hindrar dem från att fly men låter vattnet röra sig in och ut ur dem. Vi använde 25 plantor i varje balja, täcker cirka en kvadratmeter. Detta motsvarade ungefär 10 % av kanalens bredd. Innehållet av tungmetaller i flodvattnet bestämdes – med hjälp av induktivt kopplad plasmamasspektrometri – innan anläggningen introducerades. i behandlingskapslarna, och nedströms på timbasis under en period av sju timmar.

Vi fann att vattenhyacinten kunde ta bort många olika tungmetaller – inklusive kadmium, zink, arsenik, leda, krom, aluminium, koppar, mangan och nickel – från bäckens vatten. Hastigheten för denna metallborttagning var hög. Våra tester visade att mer än 60 % av aluminium och zink som förorenade vattnet som gick in i baljorna avlägsnades inom bara sju timmar. En så hög hastighet för borttagning stämmer överens med vattenhyacintens rykte som den snabbast växande vattenväxten i världen. I andra fall, upp till 100 % av metallerna togs bort på bara tre veckor.

Förbereder sig för klimatförändringar

Hittills, det mesta forskningsarbetet om vattenhyacintväxten har sitt ursprung i utvecklingsländer. Men med tanke på klimatförändringarnas effekter på utbredningen av alla typer av arter, forskare från utvecklade länder måste snarast spela en större roll i att utforska dess kontroll, förvaltning och effektivt utnyttjande.

Ett särskilt forskningsområde som fortfarande behöver utforskas är att hantera vattenhyacinten efter att den har adsorberat/absorberat föroreningar. Det finns flera möjliga lösningar, såsom återvinning av de metaller som den har adsorberat/absorberat för industriellt bruk, och att använda växtbiomassan för bioenergiproduktion eller gödningsmedel. Ett annat alternativ är att hitta ett sätt att leva med det som är världens mest produktiva vattenväxt, istället för att utrota det – vilket hittills har varit misslyckat.

Växten har en produktiv tillväxthastighet och, eftersom klimatförändringar påverkar utbudet av alla typer av arter, det kommer sannolikt att spridas till nya regioner. Detta innebär att det kanske inte längre är ett problem enbart kopplat till fattigare länder i Afrika, Asien och Sydamerika, där det täpper till floder, sjöar och kanaler orsakar enorma ekonomiska bördor.

Även om det finns nackdelar med fytoremediering – inklusive att det tar tid för växten att fånga föroreningen, och att det måste hanteras försiktigt för att förhindra att det blockerar vattendragen helt – vår forskning har visat hur naturen kan hjälpa till att läka de skador som industrin orsakar.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.