Rośliny – sojusznicy w walce ze skażeniem radioaktywnym

Profesor Gawroński opowiada o aktualnej sytuacji w tym regionie oraz o swoich pomysłach na rekultywację tych terenów z wykorzystaniem technologii fitoremediacji.

Jak wygląda dzisiaj sytuacja w rejonie Fukushimy, ponad 5 lat od katastrofy?

Skażenie nadal wywiera silny wpływ na ten obszar. W wyniku katastrofy uwolnione zostały znaczne ilości pierwiastków radioaktywnych, głównie cezu i jodu. Jod nie stanowi już zagrożenia, gdyż jego okres półrozpadu wynosi 2 lata. Natomiast duże zagrożenie stanowi cez, którego okres półrozpadu wynosi 32 lata. Chociaż w trakcie katastrofy uwolnione zostało tylko 10% tej ilości, jaka dostała się do środowiska w 1986 r. w Czarnobylu, to jednak przenoszony przez wiatr pył radioaktywny osiadł nierównomiernie, powodując, że niektóre obszary uległy znacznemu skażeniu. W sumie zanieczyszczone tereny opuściło ponad 170 tys. ludzi, zostawiając swoje domy , gospodarstwa i miejsca pracy.

Szczególnie trudnym problemem jest skażenie gleby. Cez jest silnie zatrzymywany przez minerały ilaste i zwykle w wierzchniej warstwie gleby znajduje się 90% tego pierwiastka. Z tego powodu pewne zagrożenie stanowi także porywana przez wiatr skażona gleba. Ograniczyć rozprzestrzenianie się tego pierwiastka pomagają rośliny. Jednak ze względu na fakt, że cez jest bardzo dobrze przez nie pobierany, zwłaszcza przy niskim poziomie potasu, w ramach bioobiegu ponownie wraca wraz z resztkami roślin na powierzchnię  gleby.

Wprowadzenie na te tereny odpowiedniej roślinności jest jednym ze sposobów walki ze skażeniem radioaktywnym.  Znalezieni odpowiednich rozwiązań było jednym z celów Pana wizyty w Japonii.

Tak, rzeczywiście, do Japonii zostałem zaproszony przez Uniwersytet w Kyoto. Wziąłem udział w Fukuszimie w seminarium pt.: „Nauka w zrównoważonej przyszłości Fukushimy”, wygłaszając referat  „Rola zielonej infrastruktury w ograniczeniu zanieczyszczenia środowiska” oraz uczestniczyłem w obradach zespołu ekspertów. Prezentując między innymi  sposoby  zastosowania technologii fitoremediacji w rekultywowaniu obszarów skażonych radioaktywnie. Przedstawiłem nasze doświadczenia związane ze skażeniem metalami ciężkimi oraz radioaktywnymi po katastrofie w Czarnobylu.

Na czym polega technologia fitoremediacji i jak może ona zostać wykorzystana w tym konkretnym przypadku?

Fitoremediacja  to technika oczyszczania gleby, wody i powietrza  za pomocą roślin. W rejonie Fukushimy zaproponowałem uprawę roślin bioenergetycznych pobierających małe ilości cezu. Nie jest tu możliwa uprawa dla spalanej biomasy, gdyż w popiele  promieniowanie zwiększa się prawie stukrotnie. Z kolei na terenach nieużytkowanych rolniczo zaleciłem uprawę długowiecznych drzew  o grubym, silnym systemie korzeniowym, formujących gruby pień. Taka roślinność gromadzi radioaktywny cez ze środowiska  i zatrzymuje go w swoich organach przez ponad sto lat. Po tym okresie poziom radioaktywnego  cezu spadnie do poziomu naturalnego. Taką postać fitoremediacji nazywamy fitostabilizacją. Największą trudnością w zastosowaniu tej metody jest fakt, że Japonia jest krajem o ograniczonej powierzchni do uprawy roślin. W procesie rekultywacji środowiska bardzo istotna rolę odgrywa niedopuszczenie do degradacji gleb uprawnych, co jest możliwe także przy zaniechaniu uprawy. Trzeba zabiegać o jak najszybsze oczyszczenie środowiska ze skażenia, nie dopuszczać do przenoszenia się radioaktywnego pyłu i jednocześnie nie doprowadzić  do wyjałowienia zanieczyszczonych cezem gleb.

Walka z zanieczyszczeniem środowiska w Fukushimie to wielkie wyzwanie dla naukowców z całego świata i przede wszystkim samej Japonii. Jak Pan ocenia to, co przez tych 5 lat od katastrofy udało się zrobić?

Japończycy zmagają się z naturą od setek lat i mają w tym zakresie duże doświadczenie. Rocznie na działania mające na celu likwidację skutków tej katastrofy wydają olbrzymią sumę około 100 miliardów US $, to w przybliżeniu tyle, ile wynosi roczny budżet naszego kraju.  Jestem głęboko przekonany, że podjęte działania zakończą się pełnym sukcesem, choć bez wątpienia jest to największe wyzwanie w historii Japonii.

Rozmawiała: Anna Ziółkowska

Prof. dr hab. Stanisław W. Gawroński (Wydział Ogrodnictwa, Biotechnologii i Architektury Krajobrazu, SGGW)

Profesor od ponad 20 lat zajmuje się nową dyscypliną naukową z obszaru biotechnologii środowiskowej o nazwie fitoremediacja. Obecnie dyscyplina ta ma już swoje miejsce zarówno w nauce, jak i praktyce. W 2015 r. prof. S. Gawroński został laureatem nagrody Miltona Gordona (profesora biochemii badającego mechanizm degradacji zanieczyszczeń przez rośliny) przyznawanej corocznie jednej osobie  przez Międzynarodowe Towarzystwo Fitotechnologii. W ten sposób doceniony został wkład Profesora w rozwój tej dyscypliny naukowej.

FOTOGALERIA: Opis fotografii w fotogalerii

Zdjęcie 1. Trasa i miejsca pobytu na terenach skażonych radioaktywnym cezem (137Cs)
Zdjęcie 2. Zniszczone przez front tsunami obiekty nie ustabilizowane w gruncie gleby
Zdjęcie 3. Zniszczone przez tsunami słabsze konstrukcje budowlane
Zdjęcie 4. Zniszczony parter domu przez fale tsunami już kilka kilometrów od brzegu. W trakcie następnych 2 dni uwolniony z uszkodzonej elektrowni atomowej radioaktywny cez i jod dokonał skażenia na powierzchni około 800 km2
Zdjęcie 5. Aparat do indywidualnego pomiaru aktualnego poziomu promieniowania oraz dawki pochłoniętej, konieczny po wkroczeniu na te tereny
Zdjęcie 6. Opuszczone domostwo kolonizowane przez przyrodę
Zdjęcie 7. Zamknięte na tych terenach zakłady produkcyjne i handlowe
Zdjęcie 8. Opuszczone tereny rolnicze na których poziom skażenia nie pozwala na podjęcie uprawy. Nadal są odcinki, które należy przejechać bez zatrzymywania.
Zdjęcie 9. Zgormadzona gleba radioaktywna nakryta folia uniemożliwiającą wymywanie( kolor zielono-niebieski)
Zdjęcie 10. Zgromadzona ziemia radioaktywna przykryta folią
Zdjęcie 11. Rolnicze Centrum Badawcze Regeneracji Gleby w miejscowości Hama
Zdjęcie 12. Farma (bez prawa do zamieszkania) po wymianie 5 centymetrów gleby na nieskażoną, 90% radioaktywnego cezu ulokowane jest w tej warstwie
Zdjęcie 13. Sadownicza Stacja Doświadczalna: wymieniona gleba w sadzie brzoskwiniowym
Zdjęcie 14. Sad czereśniowy (chroniony przed ptakami) po wymianie ziemi na nieradioaktywną
Zdjęcie 15. W tym samym czasie biegnie jednak codzienne życie, trening w dojo Klubu Aikido Uniwersytetu Kyoto