گیاه‌پالایی
تکنیک گیاه‌پالایی

گیاه پالایی با استفاده از مهندسی گیاهان سبز شامل گونه‌های علفی و چوبی برای برداشت مواد آلاینده از آب و خاک یا کاهش خطرات آلاینده‌های محیط زیست نظیر فلزات سنگین، عناصر کمیاب، ترکیبات آلی و مواد رادیواکتیو به کار برده می‌شود.
مهم‌ترین ترکیبات معدنی آلاینده، فلزات سنگین بوده و ریزجاندارهای خاک قادر به تجزیه آلاینده‌های آلی هستند، اما برای تجزیه میکروبی فلزات نیاز به آلی شدن یا تغییرات فلزی آن‌ها وجود دارد که امروزه از گیاهان برای این بخش استفاده می‌شود.
اگرچه دغدغه دیگر برای کارشناسان، نحوه استفاده از گیاهانی است که به این شکل آلوده می‌شوند، اما راهکار تولید انرژی به عنوان یکی از ضروری‌ترین بخش‌های زندگی امروز، دریچه دیگری را برای دانشمندان باز کرد.
از دیدگاه جهانی، پس از آب و هوا، پوسته خاک، سومین جزء عمده محیط زیست انسان تلقی می‌شود.
خاک علاوه بر این‌که پایگاه موجودات خشکی‌زی، به ویژه جوامع انسانی است، محیط منحصربه‌فردی برای زندگی انواع حیات به‌خصوص گیاهان به‌شمار می‌رود. برخلاف آب و هوا، آلودگی خاک از نظر ترکیب شیمیایی به آسانی قابل اندازه‌گیری نبوده و یک خاک پاک یا خالص تعریف‌پذیر نیست بنابراین ناگزیریم مسائل بالقوه آلودگی خاک را در چارچوب پیش‌بینی خطرات و صدمات احتمالی در کارکرد خاک مطالعه کنیم.
با توسعه طرح‌های انسان ساخت و آلوده شدن خاک‌ها به وسیله فلزات سنگین، ساختار خاک برای رشد و توسعه گیاهان مسموم و خطرناک می‌شود و تنوع زیستی خاک را نیز بهم می‌ریزد.
در روش گیاه پالایی، گیاهان بر اساس مکانیسم جذب طبقه‌بندی و آلودگی خاک به فلزات سنگین به کمک روش‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی کاهش داده می‌شود.
بر اساس تحقیقات دفتر بررسی آلودگی آب و خاک سازمان حفاظت محیط زیست، رفع آلودگی خاک معمولاً با ۲ روش خارج از محل و در محل صورت می‌گیرد. در روش خارج از محل، خاک آلوده به مکان دیگری انتقال یافته و پس از رفع آلودگی به مکان اولیه برگردانده می‌شود. در روش دیگر که نیاز به جابه‌جایی و انتقال ندارد آلاینده‌ها با آلی شدن، از قابلیت جذب زیستی آن‌ها کاسته می‌شود.
برای کاهش آلودگی آلاینده‌های معدنی در خاک می‌توان از روش‌های آلی کردن، کمپلکس کردن و افزایش خاک به وسیلهٔ آهک استفاده کرد اما بیشتر این روش‌ها گران بوده و سبب تخریب محیط زیست می‌شوند.
در فناوری استفاده از گیاهان با عنوان گیاه پالایی، از گیاهان سبز و ارتباط آن‌ها با ریزجاندارهای خاک برای کاهش آلودگی خاک و آب‌های زیرزمینی استفاده می‌شود. این فناوری می‌تواند برای رفع هر دو نوع آلاینده خاک یعنی معدنی و آلی به کار رود.
بررسی‌ها نشان می‌دهد کاربرد تکنیک‌های فیزیکوشیمیایی، سبب از میان رفتن ریزجاندارهای مفید خاک مانند تثبیت‌کننده‌های نیتروژن همزیستی قارچ‌ریشه می‌شود که در نتیجه فعالیت‌های بیولوژیکی خاک را ضعیف می‌کند و در مقایسه با تکنیک گیاه پالایی، بسیار هزینه‌بر است.
در روش پاک‌سازی ریشه، از گیاهان خاکی و آبی استفاده می‌شود که آلاینده‌های منابع آبی آلوده با غلظت کمتر در ریشه‌هایشان تغلیظ یا رسوب می‌کنند که این روش به‌خصوص برای فاضلاب‌های صنعتی، رواناب کشاورزی یا فاضلاب معادن اسیدی کاربرد دارد و برای فلزاتی مانند سرب، کادمیم، مس، نیکل، روی و کروم مناسب است.
گیاهانی مانند خردل هندی، آفتابگردان، تنباکو، چاودار و ذرت دارای این توانایی هستند. آن‌ها دارای قدرت جذب سرب از فاضلاب هستند که در این میان، آفتابگردان بیشترین قدرت و توانایی را دارد.
در روش دیگری با استفاده از قدرت ریشه، محدودکردن تحرک و قابلیت دسترسی آلاینده‌ها در خاک صورت می‌گیرد.
این روش معمولاً برای کاهش آلودگی در خاک، رسوب و لجن استفاده می‌شود و از طریق جذب، رسوب، کمپلکس یا کاهش ظرفیت انجام می‌پذیرد.
در روش تبخیر گیاهی، گیاهان، آلاینده‌ها را از خاک جذب و سپس به بخار تبدیل کرده و با عمل تعرق به جو انتقال می‌دهند. این روش در درختان در حال رشد برای جذب آلاینده‌های آلی و معدنی کاربرد دارد.
در روش دیگری که به نام کاهش گیاهی معروف است، گیاه با متابولیسم خود از طریق انتقال، تجزیه، تثبیت و تصعید ترکیبات آلاینده به برطرف کردن آلودگی از خاک و آب‌های زیرزمینی کمک می‌کند. در این روش، ترکیبات آلی به مولکول‌های ساده‌تر شکسته شده که می‌تواند به درون بافت گیاه وارد شوند.
بررسی‌ها نشان داده است گیاهان دارای آنزیم‌هایی هستند که می‌توانند پسماند حاصل از حلال‌های کلرینات مانند تری‌کلرو اتیلن و حشره‌کش‌های دیگر را تجزیه کند.