Sulak alanlar doğanın böbrekleri gibi davranır: Tortuları hapseder, fazla besinleri emer ve kirleticileri daha az zararlı maddelere dönüştürürler. Sulak alan bitkilerinin giderebileceği kirleticilerin listesi artık per- ve polifloroalkil maddeleri (PFAS) içeriyor. Bir sera çalışmasından, araştırmacılar Çevre Bilimi ve Teknolojisi nemi seven sarı bayraklı süsenlerin ve köklerindeki mantarların PFAS’ın giderilmesi için umut verici bir kombinasyon olduğunu bildirmektedir. İnşa edilmiş bir sulak alanın parçası olarak bu çift, kirlenmiş atık suyu etkili bir şekilde arıtabilir.
Araştırmanın ilgili yazarı Bo Hu, “Çalışmamız, bir tür mantarın (Rhizophagus irregüleris) sulak alanların PFAS’ı ortadan kaldırma yeteneğini artırdığını ve dışarı akan suda kalan ‘sonsuza kadar kimyasallardan’ kaynaklanan çevresel riskleri büyük ölçüde azalttığını gösteriyor” dedi. “Bu sonuçlar, daha güçlü sulak alan bazlı temizleme yöntemleri geliştirmenin anahtarıdır ve PFAS’ı ortadan kaldırmak için yeni teknolojilere ilham verebilir.”
Bitkiler ile arbusküler mikorizal mantarlar (AMF) adı verilen bir grup mantar gibi yeraltı mikropları arasındaki simbiyotik ilişkiler, sulak alan ekosistemleri için hayati öneme sahiptir. Mantarlar köklerde kolonileştikçe bitkilerden gelen faydalı karbonhidratlar karşılığında besin maddelerini parçalarlar.
Daha önce, Bo Hu ve meslektaşları bu ilişkinin daha fazla faydasını bulmuşlardı: AMF, sulak alan bitkilerinin PFAS’ın varlığını tolere etmesine yardımcı oldu. PFAS insanlar, hayvanlar ve bitkiler için potansiyel sağlık riskleri oluşturan uzun ömürlü bileşiklerdir. Bu nedenle, Bo Hu, Feng Zhao ve diğer araştırmacılar, sulak alan bitkilerinin, özellikle de sarı bayraklı irisin (Iris pseudacorus L.) simbiyotik bir mantarın (R. irregularis) varlığında ve yokluğunda PFAS’ı ne kadar iyi temizlediğini incelemek istediler. Doğal su arıtma stratejisi olarak inşa edilmiş sulak alanlar için rehberlik geliştirmeyi amaçladılar.
Seraların içinde araştırmacılar, uzun plastik tüplerin içinde sarı bayraklı süsenlerin bulunduğu küçük, sulak alan benzeri sistemler inşa ettiler. Çiçekler, kontrol tedavisi için mantarlı veya mantarsız kum-toprak mikrop karışımına ekildi. Minyatür sulak alanları atık suyu taklit eden bir çözümle suladılar ve bazıları da gerçekçi konsantrasyonlarda dört ayrı PFAS’tan biriyle sulandı.
Bitki sağlığı, PFAS’ye maruz bırakılmadan yetiştirilen süsenlerle karşılaştırıldığında, PFAS’ye maruz kaldığında daha az büyüme ve daha fazla fizyolojik sıkıntı belirtisi (örneğin, antioksidan enzimlerin daha düşük aktivitesi) ile birlikte azaldı. Buna karşılık araştırmacılar, mantar eklemenin, PFAS’a hem maruz kalan hem de maruz kalmayan bitkiler için büyümeyi iyileştirdiğini gözlemledi. PFAS içeren solüsyonlarla sulanan sulak alan sistemleri için AMF ile işlenmiş bitkiler:
- Sürgünlerine ve köklerine kısa zincirli PFAS’tan daha fazla uzun zincirli PFAS dahil ederek, kontrol tedavisine kıyasla %10-13 daha fazla bireysel PFAS çıkarıldı.
- PFAS’ın ana bileşiklerden daha düşük toksisiteye sahip daha küçük bileşiklere parçalanmasının artması, araştırmacıların önerdiği gibi, mantarların yakındaki mikrobiyal aktiviteyi uyarması nedeniyledir.
Ayrıca PFAS’a maruz kalan sulak alan tüplerinden akan suyu da test ettiler. Tüm çıkış örnekleri PFAS içeriyordu, ancak mantar tüplerinden alınanlar, bakteri tüplerinden alınan örneklerle karşılaştırıldığında %17-28 daha az toplam PFAS’a sahipti. Araştırmacılar, bu sonuçların, inşa edilmiş sulak alanlara AMF’nin, özellikle de R. düzensizliklerin eklenmesinin, PFAS’ın ortadan kaldırılmasını iyileştirebileceğini gösterdiğini söylüyor.
Bir sonraki adımları, inşa edilmiş sulak alanları daha gerçekçi senaryolarda test etmek, kapalı sera ortamından doğal dünyaya geçmek ve gerçek PFAS ile kirlenmiş atık suyu kullanmaktır.
