بخشی از مقاله
چکیده:
توسعه روزافزون علم و فناوری و همچنین حرکت پر شتاب دنیای امروز به سمت فرا صنعتی شدن، باعث شده تا در این بین بسیاری از ملزومات زندگی بشری نادیده گرفته شود. مسئله آلودگی محیط زیست به خاطر رشد سریع جمعیت، صنعت و محدودیت های منابع طبیعی بیش از پیش مورد توجه کارشناسان، محققان، دوستداران محیط زیست و عامه مردم قرار گرفته است. آلودگی محیط زیست در سه مقوله آلودگی آب، آلودگی خاک و آلودگی هوا جای می گیرد. آلودگی اکوسیستم های آبی یکی از مهم ترین مسائل زیست محیطی است که باید مورد توجه دولت، سازمان های بین المللی و سایر مسئولین و مردم قرار گیرد. ورود انواع مواد آلاینده از جمله مواد آلی، معدنی، رادیواکتیو، فلزات سنگین و صد ها ماده خطرناک دیگر به پیکره های آبی، موجب از هم گسیختگی و تخریب این منابع خدادادی شده است. بررسی های انجام شده نشان داده است که حضور فلزات سنگین در محیط های آبی موجب جهش های ژنتیکی، تغییرات رفتاری و در نهایت مرگ و میر آبزیان می شود. امروزه فناوری های مختلفی برای حذف مواد آلاینده از جمله فلزات سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. گیاه پالایی یکی از مهم ترین فناوری های جهان امروز است که توانسته است در حذف فلزات سنگین از محیط زیست، موثر واقع شود.
واژههای کلیدی: فلزات سنگین، جلبک ها و گیاهان آبزی، آلودگی، اکوسیستم های آبزی، گیاه پالایی،
مقدمه:
امروزه با پیشرفت علم و فناوری و هم چنین فعالیت های صنعتی شاهد انقلاب بزرگی در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه هستیم. بسیاری از مواد و آلاینده های مختلف مانند آلاینده های شیمیایی و سمی از طریق فعالیت های صنعتی که در کارخانجات بزرگ صورت میگیرد، به محیط های آبی راه پیدا می کنند. ورود پساب و آلاینده های مختلف به اکوسیستم های آبزی مشکلات متعددی در این سیستم های طبیعی ایجاد میکنند - شریعتی و همکاران،. - 1392 اکوسیستم های آبزی مانند - رودخانه ها، دریاها، اقیانوس هاو... - دارای منابع غنی اکولوژیکی می باشند. حضور جانوران مختلف مانند انواع ماهیان، دوکفه ای ها و سایر آبزیان از جمله مهم ترین دلایل پویایی اکوسیستم های آبی می باشد.
مسلماً ورود پساب ها و آلودگی های صنعتی به اکوسیستم های آبی اثرات نامطلوبی بر موجودات آبزی، شبکه غذایی و یا حتی خود انسان می گذارد. یکی از مهم ترین مباحث آلودگی مربوط به فلزات سنگین می باشد. این فلزات از طریق فعالیت های طبیعی رودخانه ها مانند عبور از مناطق حاوی فلز و همچنین از طریق فعالیت های انسانی وارد اکوسیستم های آبی می شوند. در بین موارد ذکر شده متأسفانه فعالیت های انسانی بیشترین اثرات مخرب را بر اکوسیستم های آبی داشته است.طبق تحقیقات انجام شده، ورود فلزات سنگین مانند - سرب، کادمیوم، نیکل، منگنز، جیوه، مس و غیره - باعث تأثیراتی روی شبکه های غذایی آبزیان، فیزیولوژی، رشد و همچنین تولید مثل آنها داشته است. - شریعتی و همکاران، - 1392 طبق پژوهش های صورت گرفته حضور فلزات سنگین در پیکره جانوران موجب جهش های ژنتیکی، تغییرات رفتاری و تولید مثلیمی شود.
بیان این مسائل به خوبی نشان می دهد که برای جلوگیری از ورود فلزات سنگین و یا حذف آنها از محیط زیست باید چاره ای اندیشید.به هر حال کنترل فلزات سنگین قبل از آزاد سازی آنها به طبیعت امری اجتناب ناپذیر است. امروزه مکانیسم های مختلفی برای حذف فلزات سنگین در محیط های آبی وجود دارد که برای انجام این فعالیت ها به حمایت سازمان های مرتبط با محیط زیست و همکاری پژوهشگران دانشگاهی نیاز است.تحقیق حاضر قصد دارد ضمن بررسی پیامدهای زیست محیطی ناشی از ورود فلزات سنگین به محیط های آبی، به بررسی راهکارهای مناسب و اصولی در جهت رفع این معظل زیست محیطی بپردازد.یقناًی حمایت و پشتیبانی سازمان های مرتبط با محیط زیست، تا حدود زیادی می تواند در انجام این امر مهم تأثیرگذار باشد.
معرفی فلزات سنگین - عناصر کمیاب -
فلز سنگین - - Heavy metal واژه ای است که کمتر تعریف صحیح و دقیقی از آن ارائه شده است. معمولا به فلزاتی با جرم مخصوص بیشتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب فلز سنگین اطلاق می شود، به همین دلیل می توان گفت که این عناصر دارای خاصیت سمی اند. فلزاتی مانند آلومینیوم، برلیوم، کادمیوم، کبالت، کروم، سرب، مس، آهن، نیکل، منگنز، جیوه، قلع، روی و غیره به عنوان فلزات سنگین شناخته می شوند. - عرفان منش و عفیونی - 76:1381 برخی از این فلزات یاد شده جزو عناصر ضروری بدن جانوران، آبزیان و انسان می باشند و حضور این عناصر به میزان پایین در
جیره غذایی لازم و ضروری است. در صورتی که دز های بالای این عناصر به شبکه های غذایی و پیکره موجودات را پیدا کنند، حالت سمی پیدا می کنند و باعث مشکلات متعدد در پیکره جانداران می شوند. - شریعتی و همکاران، - 1392
منشا فلزات سنگین
بر اساس گزارش های اعلام شده، عوامل متعدد انسانی، باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی در مناطق مختلف شده اند. فعالیت های معدن کاری جهت استخراج فلزات، ضایعات معادن، پسماند ها و لجن باقی مانده باعث آلودگی اولیه خاک، آب و محیط زیست اطراف معادن می گردد. تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی، استخراج زغال سنگ، کادمیوم موجود در مواد روان کننده ماشین آلات، مولیبدن، وانادیوم و تنگستن حاصل از خوردگی فلزات و سرب ناشی از احتراق بنزین از جمله عواملی هستند که باعث آلودگی های زیست محیطی در مناطق مختلف شده اند. - - Malakouti,2002
تاثیر فلزات سنگین بر موجودات آبزی
آلاینده هایی که وارد محیط زیست می شوند می توانند اثرات مخربی بر موجودات مختلف داشته باشند. اکوسیستم های آبی در برگیرنده گروه کثیری از جانداران مختلف می باشد که بسیاری از آن ها می توانند مفید باشند - قوتی،. - 1390ورود فلزات سنگین به صورت مستقیم و یا از طریق رواناب های سطحی، اثرات زیان بار و جبران ناپذیری بر ذخایر ژنتیکی آبزیان خواهد داشت. - عرفان منش و عفیون - 77 :1381 ورود این مواد آلاینده، زنگ خطری برای نابودی اکوسیستم های آبی، مرگ و میر ماهیان و انواع آبزیان خواهد بود. علاوه بر مواردگفته شده، نباید از عملکرد شبکه های غذایی نیز غافل شد چرا که انسان به منظور کسب طعام و انرژی، همواره به محیط های آی از جمله دریاها وابسته بوده است.
مسلما آلودگی دریاها و موجودات آبزی منجر خواهد شد که اختلالاتی در شبکه های غذایی رخ دهد. مصرف ماهیان و انواع آبزیان آلوده توسط انسان ممکن است عوارضی همچون سرطان، جهش ژنتیکی، اختلالات عصبی و حتی مرگ را با خود به همراه داشته باشد - قوتی، - 1390 به منظور پیدا کردن یک دید کلی نمونه هایی از پژوهش های انجام شده در رابطه با تأثیر فلزات سنگین بر روی ماهیان را بررسی می کنیم. طبق آزمایشات انجام گرفته حضور فلزات سنگین روی فاکتورهای بیولوژیکی ماهیان تأثیر می گذارد. ورود این فلزات بر روی میزان تنفس ماهی اثر می گذارد. آبشش ماهیان دارای رشته های متعددی می باشند که انتقال اکسیژن به داخل بدن را انجام می دهند.
وقتی ماهیان در معرض فلزات سنگین مثل مس قرار می گیرند، ساختار فیزیولوژیکی آبشش آنها تغییر می کند و رشته- های آبششی بر حسب گونه ماهی و همچنین غلظت فلز آسیب می بینند. آسیب رشته های آبششی، تنفس ماهی را با مشکل روبه رو می کند و حتی ممکن است باعث ایجاد بیماری های عفونی در آبشش ماهی شود. - - Monteiro et al,2009 گاهی اوقات به علت پایین بودن غلظت فلزات شاهد تجمع این مواد سمی در بافت های ماهی ان، دوکفه ای ها و سایر آبزیان هستیم. تجمع زیستی - - Bioaccumulation این فلزات اثرات مخربی روی عملکرد بافت ها و ایجاد جهش های ژنتیکی خواهد داشت - . - Fukunaga et al,2011کاهش میزان تنفس ماهیان و تجمع فلزات سنگین در بافت ها می تواند از عمده ترین دلایل مرگ و میر ماهیان به هنگام مواجهه با فلزات سنگین باشد - . - Monteiro et al,2009
ارائه راهکارهای اصولی جهت جذب و کاهش فلزات سنگین در اکوسیستم های آبزی
امروزه از روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین استفاده می شود. یکی از پرکاربردترین این روشها استفاده از جلبک ها و گیاهان ماکروفیت برای جذب فلزات سنگین می باشد . - Dwivedi, 2012 - مکانیسم جذب فلزات سنگین شامل رسوب کردن
