Repcével a nehézfémek ellen

Mi lenne, ha a jövőben a természet erejével állíthatnánk helyre a múltban bekövetkezett környezeti károkat, miközben biztonságosabbá tesszük az asztalunkra kerülő élelmiszereket is? A „zöld kármentesítés” koncepciójának előmozdítója lehet annak a kutatásnak az eredménye, melynek gyökerei 2020-ig nyúlnak vissza, amikor egy OTKA fiatal kutatói ösztöndíj tette lehetővé Tőzsér Dávid számára, hogy a laboratóriumi elméletéből gyakorlati vizsgálat váljon. 

A Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológiai Kar fiatal kutatója két olyan nehézfémet vett célkeresztbe csapatával, amelyek világszerte a leggyakoribb ipari és mezőgazdasági szennyezők közé tartoznak: az erősen mérgező kadmiumot és az alapvetően fontos mikroelemet, a cinket, amely nagy mennyiségben szintén mérgező lehet. A DE TTK Biológiai és Ökológiai Intézet tudományos munkatársa arra volt kíváncsi, mennyire toleráns, ellenálló a repce a korai fejlődési szakaszában, ha a gyökérzónájában túl sok a nehézfém.

- Választásunk azért esett a repcére, mert ez a mezőgazdaságban igen fontos növényfaj igazoltan kiemelkedő képességgel bír a fémek akkumulációját illetően. A gyökerein keresztül képes kivonni a nehézfémeket a szennyezett közegből, és a föld feletti szerveiben – a szárában és a leveleiben – felhalmozni azokat – magyarázta a kutatás vezetője.

Tőzsér Dávid elmondta, hogy ez a képesség kétélű fegyver, hiszen míg környezetvédelmi szempontból hasznos, a mezőgazdaságban komoly kockázatot jelenthet. Ha ugyanis a növény túl sok szennyező anyagot vesz fel, az a takarmányozás vagy akár az étolajgyártás során bekerülhet az élelmiszerláncba.

A kísérlet során a kutatók Petri-csészékben figyelték meg a csíranövények fejlődését különböző koncentrációjú fémoldatok mellett. 

- Különböző szennyezőanyag-szinteket mint lépcsőfokokat kialakítva figyeltük meg, hogy az egyes koncentrációk hogyan hatnak a növények fejlődésére. Ezt úgy monitoroztuk, hogy 1, 3 és 5 nap után manuálisan megmértük a gyökereik, illetve a szárkezdeményük hosszát. Majd kiszárítottuk és összemorzsoltuk a növényeket, hogy oldatokat készítve belőlük műszeresen is analizáljuk a mintákat – részletezte a fiatal kutató. 

Az eredmények rávilágítottak a természet bonyolult egyensúlyára. Míg a cink – amely kis mennyiségben esszenciális nyomelem – még nagy koncentrációban is kevésbé gátolta a növekedést, viszont a kadmium már minimális mennyiségben is toxikusnak bizonyult. Az egyik legérdekesebb megfigyelés azonban a fémek közötti „versengés” volt. 

- A cink sok esetben képes volt csökkenteni a kadmium negatív hatását, úgymond tompította a káros folyamatokat, melyet nem csupán közvetlenül, de a nélkülözhetetlen tápanyagok koncentrációinak befolyásolása révén közvetve is elősegített. Jelenléte támogatta a növényt abban, hogy a stressz alatt ne következzen be az a hanyatlás, amely tiszta kadmium adagolása esetén lenne megfigyelhető – emelte ki a szakember.

Az eredményeket összegző cikk – melyért Tőzsér Dávid a Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány Publikációs Díját is elnyerte – a Chemosphere című rangos tudományos folyóiratban jelent meg.  

A kutatás azonban nem áll meg a falak között. A csapat már tervezi a folytatást: egy Debrecen melletti, régi szennyvízülepítő területen fogják tesztelni a növényeket. Ez a terület évtizedekig üzemelt, és a talajában ma is kimutathatók a múlt ipari tevékenységének nyomai. 
Itt az is kiderülhet, mennyire alkalmas a repce a nehézfémmel szennyezett talaj tisztítására – azaz a fitoremediációjára – szabadföldi körülmények között. Ez a technológia rendkívül ígéretes, de Tőzsér Dávid szerint van egy jelentős hátránya: az idő.

- Ahhoz, hogy a talaj szennyezettségi szintje jelentősen csökkenjen, nem napokra, hanem hónapokra vagy évekre van szükség. Ez egy hosszadalmas folyamat, viszont sokkal kevésbé invazív, mint a hagyományos fizikai és kémiai kármentesítési eljárások, amelyek után a talaj gyakran steril, élettelen közeggé válik – vélekedett a szakember. 

A tervezett kutatás legfőbb célja ezért továbbra is az, hogy hiteles információkkal szolgáljon a mezőgazdasági szakembereknek. Ugyanis ha egy gazda ismeri az adott talaj összetételét, akkor az adatok alapján pontosabb becslést kaphat a jövőben arról, milyen terméshozamra vagy élelmiszerbiztonsági kockázatra számíthat egy adott területen. 
 

Forrás: DE. Sajtóközpont - TB