بخشی از مقاله
چکیده
با صنعتی شدن جامعه، آلایندههای مختلفی به محیط وارد میگردند. یکی از این آلایندهها که به یک مشکل جهانی تبدیل شده است، فلزات سنگین میباشندکه از آلایندههای پایدار و بادوام محیط زیست به شمار میآیند، چون نمیتوانند مانند آلوده کنندههای آلی از روش شیمیایی یا فرایندهای زیستی درطبیعت تجزیه شوند. صنایع سیمان از آلاینده های صنعتی، به خصوص آلودگی فلزات سنگین محسوب می شوند. امروزه گیاه پالایی یکی از بهترین و جدیدترین روش ها برای حذف و یا کاهش آلودگی فلزات سنگین و پالایش مناطق آلودهی صنعتی به شمار میرود که از جمله فناوری های سبز و دوست دار محیط زیست است که بسیار موثر واز لحاظ انرژی کم هزینه بوده و قابلیت اجرای آن برای مدت زمان طولانی امکان پذیر است. این فناوری دربرگیرنده ی استفاده از گیاهان و ریزجانداران وابسته به آ نها جهت پاکسازی و یا تثبیت آلاینده های سمی نظیر فلزات سنگین است.
واژه های کلیدی: گیاه پالایی، فلزات سنگین، آلودگی صنعتی، فناوری سبز
مقدمه
امروزه وجود فلزات سنگین در محیط و گسترش هرچه بیشتر صنایع و صنعتی شدن شهرها، به مساله ای جدی و خطرساز تبدیل شده است و وجود آن، عواقبی ناگوار را برای انسان وجانوران و به طورکلی برای محیط زیست، به همراه دارد. این فلزات با ایجاد مکانیسم های متعدد سبب به هم خوردن تعادل در موجودات زنده بویژه انسان میشوند و طیف گستردهای از عوارض و اختلالات را بوجود میآورند .[11] به دنبال این امر، بشر برای بقای خود و سایر موجودات زنده و حفظ آنها از آسیبهای متعدد، هرروزه به دنبال روشهای متعددی جهت پالایش محیط های صنعتی از این آلودگی هاست. که در ادامه به بررسی این مسائل و روش گیاه پالایی پرداخته خواهد شد.
مبانی نظری تحقیق
الف- فلزات سنگین
فلزات سنگین از آلایندههای پایدار و بادوام محیط زیست به شمار میآیند، چون نمیتوانند مانند آلوده کنندههای آلی از طرق شیمیایی یا فرایندهای زیستی درطبیعت تجزیه شوند. واژه ی فلزات سنگین به فلزها و شبه فلزهایی که دارای چگالی بیش از 5 گرم بر سانتیمتر مکعب هستند، اطلاق میشود.[11] سرب - Pb - ، - Ni - نیکل ، - Cd - کادمیم ، - Cu - مس ، - Zn - روی، - Mo - مولیبدن ، - Mn - منگنز ، - Fe - آهن ، - As - آرسنیک، - Ag - نقره ، - Cr - کروم ، - Hg - جیوه ، - Mg - منیزیم ، - Co - کبالت و سلنیوم - Se - از جمله ی این فلزات می باشند .[13]
ب- منابع این آلودگی ها
آلودگی به فلزات سنگین، دارای دو منشا طبیعی و انسانی است. یکی از عمدهترین منابع تولید کننده ی طبیعی این عوامل سنگهای معادن و غبارهای آتشفشانی میباشند. این فلزات جزء عوامل متشکله طبیعی آب دریاها میباشند و مقادیر فراوانی از آنها به صورت طبیعی از طرق متنوعی مانند فرسایش سنگهای معادن، باد، ذرات غبار، فعالیتهای آتشفشانی، رودخانهها و آبهای زیرزمینی وارد دریا میشوند. ولی آنچه مسئله ساز است افزایش منطقهای این فلزات به واسطه فعالیتهای صنعتی انسانی مانند افزایش پسابها و ضایعات صنعتی کارخانجات ،آلودگیهای نفتی، سموم ، دفع آفات و … میباشد .[5]
این فلزات در مقادیر کم به طور طبیعی برای بدن و محیط، لازم و ضروری میباشند ولی در غلظتهای بالاتر که توسط فعالیتهای انسانی به محیط وارد میگردند خطرات زیست محیطی فراوانی را به بار میآورند. منابع ناشی از فعالیتهای بشر که به طور عمده باعث ورود فلزات سنگین به محیط میگردند عبارتند از :معدن کاری فلزات، صنایع کشاورزی، صنایع متالوژیکی، صنایع الکترونیک، باتری سازی و پسابهای صنعتی .[11]
ج- آسیب های وارده به بدن از طریق آنها
عوارض و اختلالاتی که به وجود می آورند در تمامی ارگانها دیده می شوند و فاکتورهای مختلفی از جمله نوع فلز در آنها دخالت دارند. از مهمترین اختلالات و عوارض آنها میتوان به سرطان زائی، اثر بر سیستم اعصاب مرکزی و محیطی، اثر بر روی پوست، اثر برروی سیستم خون ساز، اثر بر سیستم قلبی و عروقی، آسیب به کلیهها و تجمع در بافتها اشاره کرد .[11] سرب که بیشتر از طریق فاضلاب کارخانجات باتری سازی،مهمات سازی و غیره وارد آب میگردد، بعد از ورود به بدن جایگزین کلسیم استخوان میشود و در تولید آنزیم هم که درساخت هموگلوبین خون نقش دارد اختلال ایجاد میکند. همچنین باعث اختلال در تولید آنزیمهای کلیوی شده و مشکلات استخوانی و خونی و کلیوی را به دنبال خواهد داشت .
سرب اثرات منفی زیادی روی نوزادان داشته و علاوه بر خطرات فوق باعث عقب ماندگی ذهنی آنان میشود .کادمیوم که ازطریق مخازن و لولههای گالوانیزه، زائدات صنعتی الکترونیکی، حشرهکشها، پلاستیکها و رنگها، باتریهای نیکل، کادمیوم و غیره وارد آب میگردد، بعد از ورود به بدن جایگزین روی شده و باعث اختلال در کار بعضی از آنزیمها از جمله آدنوزین تری فسفاتاز میگردد. عوارض سوء ناشی از کادمیوم شامل افزایش فشار خون، تخریب کلیهها، تخریب بافتهای بیضه و تخریب گلبولهای قرمز، برونشیت و آمفیزم مزمن و غیره میباشد. به بیماری ناشی از کادمیوم در ژاپن ایتای ایتای می گویند. آرسنیک ازطریق فاضلاب صنایع مختلف از جمله صنایع دباغی و سرامیک سازی و معادن - فسفاته - و سموم ضدآفات نباتی، دترجنتها و کودهای شیمیایی وارد آب میگردد .در غیر اینصورت از طریق آب و از راه پوست و ششها قادر به ورود به بدن است و باعث جلوگیری از عمل آنزیم آدنوزین تری فسفات میگردد .
از مهمترین آثارسوء آرسنیک میتوان بی اشتهایی، کم شدن وزن، اسهال، تهوع، ناراحتیهای عصبی، ایجاد زخم بر روی دستها و پاها و احتمالا سرطانهای پوست، خون، کلیه، شش، کبد اشاره نمود . جیوه از طریق استخراج معادن جیوه، کارخانجات کاغذسازی، پلاستیک سازی، دفع آفات نباتی و غیره وارد آب میگردد .ترکیبات آلی جیوه بسیار سمی تر از ترکیبات معدنی آن هستند .ورود ترکیبات آلی جیوه از راه جفت به بدن جنین باعث بروز ناهنجاری های شدید در نوزاد میگردد .از علائم اختلالات با ترکیبات جیوه میتوان به افسردگی، عصبانیت، دیوانگی، کوری، شکستن کروموزومها و در نتیجه متوقف شدن تقسیم سلولی، بیماری نفریت، دردهای شکم، تهوع، اسهال خونی، شوک تورم غدد بزاقی و شل شدن دندانها اشاره نمود .باریم به طور طبیعی و یا از طریق فاضلابهای صنعتی وارد آب میگردد .مقادیر بالای آن ممکن است باعث صدمه زدن به قلب و سیستم عصبی شود.
کروم بیشتر از طریق فاضلاب صنایع پیشرفته مانند هواپیماسازی، سموم ضدآفتاب، بعضی رنگها و فاضلاب صنایع آبکاری و غیره وارد منابع آب میگردند.کمبود کروم در بدن باعث تصلب شرایین میشود.گرد و غبار حاوی کروم شش ظرفیتی باعث صدمه به کلیهها و ششها میشود.برپایه ی استانداردهای شیمیایی آب آشامیدنی سازمان بهداشت جهانی WHO و EPA مثادیر استاندارد فلزات آرسنیک، ، باریم، جیوه، کروم، سرب و کادمیوم به ترتیب برابر0,01، 0,7، 0,001، 0,01،0,1، 0,005 برحسب میلیگرم بر لیتر میباشد. همگام با توسعه صنعتی در مناطق مختلف خصوصا حاشیه شهرها و مصرف مواد شیمیایی مختلف در بخشهای مختلف زندگی انسان و در نتیجه افزایش دور ریز این مواد به صورت جامد و مایع به محیط اطراف، باعث افزایش غلظت این فلزات در منابع آب خصوصا منابع سطحی میگردد. این موضوع ایجاب میکند که هر چند وقت منابع آب آشامیدنی شهرها خصوصا منابعی که در معرض آلودگی قرار دارند مورد بررسی قرار گیرند .[10] مس به ندرت در آبهای طبیعی یافت میشود. بنابراین حضور آن در غلظت بالا شاخصی برای آلودگی آب از طریق شیرابه زباله یا فاضلابهای صنعتی است. مس در مقادیر زیاد در آب آشامیدنی میتواند یک سم عصبی باشد و
