Nakon nuklearnih katastrofa u Hirošimi, Fukušimi i Černobilu, polja suncokreta zasađena su diljem pogođenih krajolika. Evo što trebate znati o razlozima te strategije, njenom uspjehu, i fascinantnoj moći biljaka koje mogu promijeniti planet.
Godine 1996., kada je Ukrajina postala država bez nuklearnog oružja, suncokreti su posađeni u raketnoj bazi u zemlji kako bi se proslavila ova monumentalna svečanost. Od tada su suncokreti postali simbol svijeta bez nuklearnog oružja, ali to nije sve. Otkriveno je da sadnja suncokreta nakon nuklearne nesreće može pomoći u čišćenju kontaminiranih područja, pod odgovarajućim uvjetima.
Fitoremedijacija u Černobilu
Nakon katastrofe u Černobilskoj nuklearnoj elektrani u Ukrajini, koja je ispustila više od 100 radioaktivnih elemenata u okoliš, suncokreti su zasađeni u gomilama kako bi se izvukli radioaktivni izotopi s mjesta pogođenih padalinama – pristup koji se temelji na principu fitoremedijacije, tehnike korištenja biljaka za čišćenje kontaminacije.
Osam godina nakon nesreće, 1994. godine, znanstvenici iz SAD-a stigli su u Černobilsku zonu isključenja. To su bili specijalisti Phytotecha, a sa sobom su ponijeli sjemenke suncokreta. Samo kilometar od uništenog reaktora nuklearne elektrane Amerikanci su uredili mali cvijetnjak površine svega 75 četvornih metara i u njemu zasadili biljke.
Sletjeli su, postavili znakove da je eksperiment u tijeku i otišli. Ali ne zadugo – kada su biljke porasle i malo ojačale, znanstvenici su se vratili i uzeli uzorke biljaka i tla. Dolazili su nekoliko puta, kako su suncokreti rasli. Nakon nekog vremena, predstavnici znanosti objavili su zapanjujuću vijest. Poznata uzgojna kultura pokazala se nepomirljivim borcem protiv radijacije.
Korijenje suncokreta apsorbiralo je radioaktivni metalni cezij iz tla, a stabljike i lišće upili su ništa manje opasni stroncij. U samo 10 dana biljke na pokusnom mjestu uklonile su 95 posto radionuklida iz tla. Nakon toga su se biljke morale zbrinuti kao opasni otpad jer su suncokreti postali nevjerojatno radioaktivni.
Dvije godine kasnije, eksperiment je ponovljen. Samo, ovaj put nisu zasadili malu parcelu, već cijelo polje suncokreta. Sve se ponovilo, rezultati ispitivanja bili su isti – zemlja je očišćena. Kao rezultat pokusa, znanstvenici su otkrili da biljke ove vrste značajno smanjuju koncentraciju radioaktivnih izotopa cezija i stroncija u tlu u samo nekoliko tjedana. U isto vrijeme, što je čudno, suncokreti su bili bujni i zdravi, nakon što su primili ogromnu dozu zračenja, cvjetali su i čak donijeli žetvu. Pa, kako ovo objasniti?
Čišćenje suncokretima: Hiperakumulatori
Odgovor na ovo pitanje vrijedi tražiti u eri udaljenoj od nas stotinama milijuna godina. Kada je život tek nastao na Zemlji, razina prirodnog zračenja bila je puno viša. Biljke su se tome morale prilagoditi i naučiti preživjeti i u takvim uvjetima. Neki predstavnici flore postupno su izgubili tu sposobnost, a neki su je zadržali. Suncokret je tijekom evolucije razvio složen i izuzetno moćan sustav apsorpcije radioaktivnih tvari, koji još uvijek funkcionira.
Zbog ove značajke biolozi su suncokrete svrstali u hiperakumulativne biljke. Preporučeno im je da ih posade tamo gdje postoji radijacija i kemijska kontaminacija. Ali postoji još jedno pitanje: zašto su suncokretu potrebni opasni metali koji se nalaze u tlu?
Ispostavilo se da ih biljka apsorbira… greškom. Brka teške metale s drugim elementima koji su mu vitalni. Na primjer, cezij oponaša kalij, bez kojeg je fotosinteza nemoguća. Stroncij oponaša kalcij, koji je neophodan za rast i razvoj biljke.
Naravno, uvijek postoji mogućnost da životinje ili ptice progutaju biljke koje su akumulirale kontaminante, što uzrokuje širenje kontaminacije hranidbenim lancem. To je razlog zašto se cvijet obično žanje prije nego što počne formirati sjeme. Nakon što započne cvatnja i proizvodnja sjemena, biljke ne rastu mnogo vegetativno (korijenje, stabljike i lišće poznati su kao vegetativni dijelovi biljke), tj. proizvodnja tkiva za pohranjivanje kontaminanata je mnogo manja.
Suncokreti zaraženi zračenjem uklanjaju se iz tla zajedno s korijenom. Odvode se u pogone za preradu radioaktivnog otpada uz sve mjere opreza. Tamo se biljke uništavaju pirolizom na visokoj temperaturi, nakon čega se vitrifikacijom pretvaraju u tvar sličnu staklu i zakopavaju se na odlagalištima otpada.
Definitivno se radi o praktičnijem i jeftinijem rješenju zbrinjavanja kontaminiranog tla, koje se tradicionalnom metodom iskapa i pohranjuje duboko pod zemlju.
Suncokreti u Fukushimi
Za Černobil, dok je dekontaminacija vode pomoću suncokreta pokazala povoljne rezultate, čišćenje tla nije bilo tako učinkovito. Budući da su metode sanacije primijenjene nekoliko godina nakon eksplozije nuklearnog reaktora, radiocezij je već bio vezan za čestice tla, što je onemogućilo njegovo izdvajanje iz tla.
Suncokreti su također posađeni u Fukushimi u Japanu nakon što je snažan potres izazvao tsunami, što je dovelo do nuklearne katastrofe u nuklearnoj elektrani Fukushima Daiichi 2011. godine. Napori da se ovdje provede fitoremedijacija pomoću suncokreta, međutim, nisu se smatrali uspješnim i imali su izrazito drugačiji ishod od Černobila, što bi se moglo pripisati tome što je Fukushima koristila sortu koja u sebi ne nosi mogućnosti fitoekstrakcije i fiksacije cezija u tlu.
Ovaj neuspjeh imao je značajne implikacije u smislu isticanja važnosti provjere sorte biljaka da bi fitoremedijacija bila izvediva. Odabrana biljna vrsta mora biti tolerantna na visoke koncentracije kontaminanta, dok akumulira znatnu količinu ciljanog kontaminanta u svojim tkivima. Trebala bi brzo rasti i imati visok proizvodni kapacitet biomase. Gorušica, amarant i pijetlova kresta još su neke od biljaka koje se koriste za fitoremedijaciju.
Budući da radijacija nakon nuklearne katastrofe često ostaje u gornjem sloju tla, kako bi se dekontaminiralo to tlo, Japan je pokušao iskopati nuklearni otpad iz tla uklanjanjem gornjih slojeva tla gdje su onečišćenja ostala. Ovo je golemi pothvat koji nije samo skup, već je i vrlo opasan, jer uključuje transport kontaminiranog materijala na drugo mjesto, povećavajući rizik od sekundarne kontaminacije.
Daljnja istraživanja suncokretovih moći
I dok se veza suncokreta i zračenja mnogima čini kao sporo razvijajući lijek za sve moderne ekološke katastrofe, istraživanja i dalje traju i još uvijek ne postoji konačni zaključak o učinkovitosti svih sorti suncokreta u sprječavanju onečišćenja okoliša.
Jedan od ranih uspjeha u istraživanju suncokreta dogodio se prije gotovo deset godina kada je tvrtka za fitoremedijaciju pod nazivom Edenspace Systems dovršila uspješno čišćenje olovom obložene parcele u Detroitu.
Godine 2001. članak u The New York Timesu pod naslovom “New Pollution Tool: Toxic Avengers With Leaves” istaknuo je da su se suncokreti i indijska gorušica sadili u kontaminiranim kopnenim zonama jer su poznati sakupljači olova.
Do kraja testnog razdoblja koncentracija olova u tlu smanjena je za 43%, dovoljno da razine onečišćenja padnu ispod federalnih sigurnosnih standarda. Iako je projekt koštao 900.000 dolara, predstavnik tvrtke istaknuo je da je to više od milijun dolara jeftinije nego što bi bilo sanirati 5700 kubičnih metara zemlje iskopavanjem i odnošenjem kontaminiranog tla na odlagalište opasnog otpada.
Od 2001. godine, kada je članak objavljen, tvrtke u Sjedinjenim Državama trošile su više od 700 milijardi dolara godišnje za čišćenje tisuća toksičnih mjesta.
Slično kao što je crijevni trakt odrasle osobe nekoliko metara duži nego što većina nas može zamisliti (dug je oko 8 metara), The New York Times izvještava da bi “labirint korijena i sitnih korijenovih dlačica jedne biljke suncokreta mogao biti dug mnogo kilometara”.
Nakon desetljeća ispitivanja na terenu i u staklenicima, pojavile su se različite tehnike za rasvjetljavanje najučinkovitije primjene sposobnosti suncokreta za čišćenje nuklearnog zračenja.
Višegodišnji suncokreti povijesno nisu bili tako popularni kao udomaćeni suncokret, Helianthus annuus, zbog svoje tendencije da postanu invazivni. Međutim, u slučaju nuklearnog čišćenja, sposobnost cvijeta da se brzo širi je prednost: uz malu pomoć prirode, cijelo polje može se neutralizirati (ili barem značajno sanirati) unutar tri godine od sadnje. Cvijet najbolje raste u šumama i na vlažnim tlima, poput onih u blizini vodenih tokova – što je još jedna značajka svakog ekosustava koji je kategorički osjetljiv na onečišćenje.
Suncokreti nisu jedini fitoremedijatori
Liječenje tla suncokretima dolazi u vrijeme ponovnog zanimanja za fitoremedijaciju: osim uzgoja suncokreta koji hvata uran, znanstvenici su koristili papratac za čišćenje arsena u šumama Apalača.
Određeno alpsko bilje također je proučavano zbog svoje sposobnosti “tamanjenja cinka”, dok neke sorte gorušice mogu apsorbirati olovo, neke sorte djeteline supaju ulje, a američki tulipanovac (Liriodendron tulipifera L.) iz porodice magnolija mogu pretvoriti toksični oblik žive u benigniji oblik. Prema istraživanju Nacionalnog istraživačkog laboratorija za upravljanje rizicima Savezne agencije za zaštitu okoliša u Cincinnatiju, ova vrsta tulipanovca također može uništiti otapala za kemijsko čišćenje.
Ti se tulipanovci, poput suncokreta, mogu koristiti za čišćenje zaliha vode u zagađenim područjima – ali bilo da je mjesto ispitivanja zagađena močvara u Apalačkom gorju ili polje u blizini nuklearne elektrane, biljke se moraju odabrati ne samo na temelju njihove sposobnosti da apsorbiraju neželjene kemikalije, nego i u skladu s njihovom tolerancijom na vremenske i druge uvjete na lokaciji.
Kao i svaki drugi usjev, suncokret se mora prilagoditi lokalnim uvjetima – ali budući da je širenje sjemena jeftino, neinvazivno i gotovo univerzalno dostupno, sadnja suncokreta je idealna strategija za brzo industrijalizirane dijelove svijeta u razvoju kako bi se ublažili učinci zagađenja.
Kako izvještava The New York Times, močvare zasađene suncokretom “od Ekvadora do doline rijeke Hudson već čiste zagađenu vodu s odlagališta otpada, klaonica, tvornica jabukovače, kanalizacijskih postrojenja, ribogojilišta i parkirališta”.
Opseg uloge suncokreta kao najučinkovitijeg, neinvazivnog sredstva za čišćenje nuklearnog zračenja još uvijek nije poznat, ali obećanja i mogućnosti svojstvene biologiji biljke neprestano se otkrivaju. Ova je biljka sasvim slučajno postavljena kao međunarodni simbol za nuklearno razoružanje – a kakav smisao toj poruci donose i njene, naknadno otkrivene, fantastične sposobnosti čišćenja planeta, zaključite sami.