by Seshata on 25/12/2013 | Teelt

Hennep en de sanering van radioactieve bodems

10-01-2018 We hebben ons artikel over hennep en de sanering van radioactieve bodems herzien.

×

Hennep Hennep wordt al bijna twintig jaar gebruikt bij bodemsaneringsprojecten. In 1998 begonnen wetenschappers die in het verboden gebied van Tsjernobyl werkten, hennep te gebruiken, omdat deze plant giftige zware metalen als strontium en cesium kan opnemen. Tegenwoordig wordt dit overal ter wereld steeds meer toegepast.


Hennep en het fytoremediatieproject van Tsjernobyl

De industriële hennep die in de omgeving van de verlaten kerncentrale van Tsjernobyl bij Prypjat in Oekraïne groeit, verlaagt al bijna twintig jaar de giftigheid van de bodem.

In 1990, slechts vier jaar na de explosie in Tsjernobyl, verzocht de toenmalige Sovjetregering het Internationaal Atoomagentschap (IAEA) om de milieusituatie te beoordelen. In het verboden gebied in een straal van 30 km rond Tsjernobyl werden in de bodem en ook in planten en dieren hoge concentraties van verscheidene giftige metalen aangetroffen, waaronder lood, cesium-137, strontium-90 en plutonium.

Hierop besloot men een gezamenlijke poging te ondernemen om de bodemvervuiling met behulp van nuttige planten te verminderen. Dit proces, fytoremediatie, werd bijna onmiddellijk in de praktijk gebracht.

Hennep en de sanering van radioactieve bodems
Men heeft ontdekt dat hennep een zeer hoog gehalte aan zware metalen uit de bodem opneemt

Welke planten zijn goed voor fytoremediatie?

In Tsjernobyl zijn verschillende planten gebruikt die bepaalde vervuilende stoffen opnemen: twee soorten brassica voor de verwijdering van chroom, lood, koper en nikkel, mais voor de opname van lood (in verschillende onderzoeken is aangetoond dat dit belangrijke gewas uitstekend lood kan opnemen) en meer recent, zonnebloemen en hennep.

De aanplant van zonnebloemen begon in 1996, nadat men een soort had ontwikkeld waarvan de verwachting was dat deze op tot dan toe ongekend efficiënte wijze de bodem kon saneren. Al snel, in 1998, werd ook hennep aangeplant. Slavik Doesjenkof, een onderzoeker bij Phytotech, een van de organisaties verantwoordelijk voor de hennepaanplant, verklaarde dat “hennep een van de beste planten voor fytoremediatie blijkt te zijn die we hebben kunnen vinden.”

Behalve in Oekraïne werden ook in het naburige Wit-Rusland gebieden op het platteland door het ongeluk in Tsjernobyl getroffen. Ook daar heeft de overheid overwogen hennep te gebruiken voor sanering van de bodem. Het is echter onduidelijk of er ooit een hennepprogramma is uitgevoerd.

Hennep en de sanering van radioactieve bodems
Terwijl planten en dieren het land weer overnemen, wordt de verboden zone rond Tsjernobyl, de locatie van ’s werelds ernstigste nucleaire ramp, langzaam weer gezond

Waar wordt hennep nog meer gebruikt voor fytoremediatie?

In Apulië in Italië wordt op grote schaal industriële hennep gebruikt voor de sanering van een van de meest verontreinigde bodems in Europa. De Ilva-staalfabriek, de grootste in haar soort in Europa, heeft tientallen jaren de plaatselijke bodem, planten, dieren, en menselijke bewoners vergiftigd met haar giftige uitstoot. Het is verboden om vee binnen een straal van 20 km vanaf de fabriek te laten grazen.

Sinds 2012, toen de omvang van de crisis duidelijk werd, hebben boeren miljoenen cannabisplanten geplant om de bodem te saneren. Sindsdien is het plaatselijke areaal van hennepteelt gegroeid van 3 naar 300 hectare. Ongeveer 100 boeren telen hennep en de beweging is zelfs een economische impuls gebleken. Er is een nieuwe hennepverwerkingsfabriek geopend om de oogst te verwerken tot vezels voor kleding en de bouw.

Sinds het verwoestende ongeluk in de kerncentrale Fukushima Dai-ichi in 2011 zijn er stemmen opgegaan voor het gebruik van fytoremediatie met hennep door Japan. Door de Cannabis Control Law (Wet op beheersing van cannabis), die in 1948 onder dwang van de Amerikaanse bezettingsmacht in het Japanse wetboek werd opgenomen, mag hennep echter alleen maar geteeld worden met een vergunning, waarvan er weinig worden uitgegeven en die moeilijk te krijgen zijn.

Een paar maanden na het ongeluk begonnen inwoners van Fukushima met de aanplant van miljoenen zonnebloemen en wilde mosterd en kattenstaarten in een poging cesium en andere gifstoffen uit de bodem op te nemen. In 2011 begon ook het Japan Aerospace Exploration Agency (de nationale ruimtevaartorganisatie van Japan) een experiment met zonnebloemen. Sindsdien heeft men in verschillende projecten algen, boekweit en spinazie onderzocht op hun vermogen om stoffen op te nemen. Het lijkt er echter op dat hennep tot nu toe nog niet gebruikt is.

Onderzoek naar hennep als bodemsaneerder

Er is veel onderzoek gedaan naar het vermogen van hennep om te helpen bij fytoremediatie. Uit een Italiaans onderzoek dat in 2003 werd gepubliceerd in Plant and Soil, bleek dat hennep cadmium, chroom en nikkel uit de bodem kan opnemen en dat een hoge concentratie van deze zware metalen weinig gevolgen voor de morfologie van de plant heeft.

Sterker nog, ‘tijdens de ontwikkeling [van de hennepplanten] werd een toename van fytochelatine en DNA-gehalte waargenomen’, wat ‘het vermogen om celschade te voorkomen door activering van verschillende moleculaire mechanismen’ suggereert.

In 2005 werd in een Duits onderzoek in Biologia Plantarum geconcludeerd dat hennep niet wordt aangetast door een concentratie cadmium van maar liefst 800 mg/kg in de wortels, maar dat een concentratie van 50-100 mg/kg in de bladeren en steel ‘een aanzienlijk effect op de levensvatbaarheid en vitaliteit van de plant’ heeft. In dit onderzoek werd ook opgemerkt dat de pH-waarde van de bodem de snelheid van de cadmiumopname beïnvloedt.

In een Chinees onderzoek uit 2010 werden acht gewassen, waaronder hennep, onderzocht op hun vermogen om zink op te nemen. Zink is een zwaar metaal dat nuttig is in zeer kleine hoeveelheden, maar bij een hogere concentratie fytotoxisch kan zijn.

Volgens dit onderzoek ‘groeiden alle gewassen, behalve zonnebloemen, behoorlijk goed bij een druk van 400–800 mg kg−1 Zn’. Bij hennep werden ‘kleine belemmeringen in de plantengroei’ waargenomen, wat wijst op ‘een hoge tolerantie van een hoge concentratie Zn’.

Hennep en de sanering van radioactieve bodems
Terwijl de vegetatie de voorheen bewoonde gebieden langzaam overneemt, kan het ecosysteem geholpen worden bij het herstel door soorten toe te voegen waarvan bekend is dat ze zware metalen in de bodem doeltreffend verwijderen

Transgene hennepsoorten voor fytoremediatie

Meer recent werden in een Pakistaans onderzoek uit 2015 verschillende genen bij hennep geïdentificeerd die in verband worden gebracht met tolerantie van zware metalen, waaronder nikkel, cadmium en koper. Deze resultaten kunnen helpen bij de ontwikkeling van transgene hennepsoorten die metalen beter kunnen opnemen.

De toepassing van genetisch gemanipuleerde hennep bij fytoremediatie is mogelijk al eens eerder gedaan. In 2017 kondigde de universiteit van Virginia een samenwerking aan met een biotechnologiebedrijf genaamd 22nd Century, dat ‘eigen hennepplanten heeft ontwikkeld die zeer geschikt zijn voor fytoremediatie’.

Phytotech, het biotechnologiebedrijf betrokken bij het bedrijf in Tsjernobyl, heeft ‘speciaal geselecteerde en gemodificeerde planten‘ gebruikt, hoewel er weinig informatie lijkt te zijn over de ontwikkeling van de gebruikte hennepsoorten.

Het is onduidelijk of deze soorten zijn ontwikkeld met ‘marker-assisted’ kweken of dat ze echt transgeen zijn (waarbij genen van het ene organisme naar het andere zijn overgebracht), en als dit het laatste het geval is, wat de gevolgen hiervan kunnen zijn.

Hoe kan hennep van locaties met een vervuilde bodem veilig gebruikt worden?

In 2012 onderzocht men in Roemenië de voedselveiligheid van hennepzaad dat afkomstig is van planten die op een bodem met cadmium, magnesium en ijzer en verschillende andere metalen zijn geteeld. In het onderzoek werd geconcludeerd dat vijf verschillende Roemeense hennepsoorten een verschillend voedingsprofiel ontwikkelden, al naar gelang de opname van de verschillende metalen uit de bodem.

Onheilspellend genoeg hadden alle soorten ook een testresultaat dat boven de wettelijk toegestane veilige limiet voor cadmium lag, ondanks dat het gehalte in de bodem binnen de veiligheidslimiet bleef. Vooral de soorten Armanca en Silvana bevatten een hoog gehalte. Cadmium is een giftig zwaar metaal dat verschillende ernstige gezondheidsproblemen kan veroorzaken. Overmatige consumptie kan leiden tot vergroeiing van botten en gewrichten, aandoeningen van de luchtwegen, bloedarmoede en nierfalen.

In 2009 werd echter in een ander Chinees onderzoek aangetoond dat de concentratie cadmium in de wortels van hennep 25-29,5 keer hoger was dan in de scheuten, ‘wat suggereert dat de plant kan worden aangemerkt als een uitsluiter van Cd’.

Hennep die gebruikt is voor bodemsanering mag dan wel ongeschikt voor consumptie zijn, de vezels ervan kunnen dus nog steeds voor textiel en toepassingen in de bouw worden gebruikt. Daarnaast kan hennepbiomassa worden gebruikt voor een aantal andere industriële doeleinden, zoals biobrandstof.

Hennep kan nuttig zijn voor honderdduizenden vervuilde locaties

Hennep is een bewezen waardevol hulpmiddel in de strijd om door mensen veroorzaakte schade aan bodem en ecosysteem te herstellen en mogelijk kunnen honderdduizenden locaties over de hele wereld er baat bij hebben. Men schat dat er in de VS alleen al 30.000 terreinen zijn die remediatie nodig hebben.

Jarenlang beletten Amerikaanse beperkingen op hennepteelt de toepassing van grootschalige teelt. Nu de beperkingen op hennepteelt in veel staten in de VS echter worden opgeheven, is dit aan het veranderen.

Het biotechnologiebedrijf 22nd Century verklaarde: ‘Aangezien er alleen al in de VS meer dan 30.000 locaties zijn die bodemremediatie nodig hebben, wordt fytoremediatie naar verwachting een belangrijk bedrijfsonderdeel voor 22nd Century’.
We blijven dit onderwerp volgen en publiceren meer updates wanneer nieuwe informatie bekend wordt.

Reageren

Plaats een reactie

Jaap

Voor de Tjernobyl-gangers printen?

10/02/2018

Leave a Comment

Please enter a name
Oops, looks like you forgot something?
Read More
Read More
Read More
Read More