Începând cu anul 1986, imediat după dezastrul nuclear de la Cernobîl, cercetătorii au explorat utilizarea plantelor pentru gestionarea contaminării radioactive. O metodă care a atras atenția este folosirea floarei-soarelui, datorită capacității rădăcinilor sale de a absorbi anumite elemente radioactive din mediul înconjurător. Această abordare vizează captarea unor radionuclizi precum cesiul și stronțiul, care sunt prezente în apa contaminată, oferind o alternativă biologică pentru gestionarea poluării.
Procesul de utilizare a plantelor pentru eliminarea sau conținerea poluanților este cunoscut sub numele de fitoremediere. Floarea-soarelui este considerată o opțiune promițătoare deoarece are o creștere rapidă și produce o biomasă substanțială. Din punct de vedere chimic, cesiul radioactiv-137 prezintă asemănări cu potasiul, un nutrient esențial pentru plante, în timp ce stronțiul-90 se comportă similar cu calciul. Aceste procese de absorbție naturală permit transferul materialului radioactiv în țesuturile plantei.
Odată absorbiți, radionuclizii se deplasează prin plantă și se acumulează în diferite părți, inclusiv în rădăcini, tulpini și frunze. Este important de menționat că acest proces nu distruge radioactivitatea, ci doar transferă materialul contaminat în plantă. Eficacitatea metodei variază în funcție de mediul în care se află contaminarea. Rezultatele obținute în cazul apei nu se aplică la fel în sol, deoarece cesiul se poate atașa puternic de particulele de sol, în special de mineralele argiloase.
În Japonia, ministerul Mediului a explicat faptul că anumite minerale, precum vermiculitul și ilitul, pot fixa puternic cesiul radioactiv în sol. Această fixare reduce cantitatea de cesiu care se poate dizolva în apa din sol și, implicit, cea care poate intra în plante. Un raport al guvernului japonez a descris o demonstrație realizată în satul Iitate, unde s-au cultivat floarea-soarelui și alte plante care conțineau aproximativ 7.715 becquereli de radiocesiu per kilogram.
Deși mecanismul biologic a fost testat și după dezastrul de la Fukushima din 2011, capacitatea de a elimina contaminarea depinde de mobilitatea izotopilor. La Cernobîl, s-a demonstrat că rădăcinile pot capta radionuclizi din apă, însă la Fukushima cercetătorii au testat dacă aceeași metodă funcționează la fel de bine pentru eliminarea cesiului din solul agricol. Deoarece materialul radioactiv se concentrează în țesuturile vegetale, plantele colectate trebuie gestionate corespunzător pentru a nu perpetua contaminarea.
Fitoremedierea reprezintă o ramură a tehnologiei de remediere a mediului, utilizând procese biologice pentru a reduce concentrația de substanțe toxice sau radioactive. Deși floarea-soarelui oferă rezultate interesante în medii acvatice, aplicarea la scară largă pe soluri contaminate rămâne o provocare tehnică majoră. Succesul depinde direct de interacțiunea dintre tipul de izotop, specia de plantă utilizată și compoziția chimică a solului în care aceasta crește.