بخشی از مقاله
چکیده
آلودگی خاك با فلزات سنگین یک مشکل جهانی است. منابع اصلی آلودگی سرب شامل فعالیت هاي صنعتی مانند معدن کاري، ذوب فلزات و استفاده از محصولات سرب حاوي مانند رنگ ها، باتري هاي اسیدي سربی، گلوله، بنزین و آفت کش ها می باشد. اصلاح مناسب براي کاهش در دسترس بودن این فلز در خاك براي حفاظت از سلامت انسان ضروري است.
غیرمتحرك سازي سرب در خاك و آب با استفاده از افزودن فسفات به عنوان یک تکنیک گسترده شناخته شده است که باعث می شوند سرب در خاك از فرم با قابلیت دسترسی بالا به فرم بی تحرك تبدیل شود. روش هاي باکتریایی نیز براي حذف سرب از محل هاي آلوده، جایگزین مناسبی براي روش هاي فیزیکی و شیمیایی هستند و براي مدت طولانی مورد استفاده قرار می گیرند. براي این منظور از قارچ آسپرژیلوس بومی خاك معدن به عنوان میکروارگانیسم موثر استفاده شد. تیمارها با خاك آلوده، مقادیر 20،10،5،0 گرم سنگ فسفات ،مایه تلقیح قارچ و باگاس نیشکر تهیه و در ظروف مخصوص به مدت 1 ماه انکوبه شدند.
مقدار فسفر و سرب و pH نمونه ها در فواصل زمانی10 روز اندازه گیري شد. نتایج نشان داد که کاربرد هم زمان قارچ آسپژیلوس و سنگ فسفات بیشترین بازده انحلال فسفر و کاهش چشمگیر سرب را در تیمار حاوي 5 گرم سنگ فسفات بود. هدف از این مطالعه استفاده از راهکارهاي زیستی با هزینه پایین و کارایی بالا براي اصلاح خاكهاي آلوده به فلزات سنگین بود.
مقدمه
فلزات سنگین گروه اصلی آلایندههاي غیر آلی هستند که به طور قابل توجهی سطح وسیعی از اراضی را به دلیل استفاده از فاضلاب شهري، آفت کش ها، کودهاي شیمیایی، دود اتومبیل، بقایاي صنایع ذوب فلزات آلوده کرده اند. مقدار زیاد این فلزات می توانند منتج به تخریب خاك، کاهش عملکرد گیاهان و کاهش کیفیت محصولات کشاورزي شود و همچنین خطراتی را نیز براي انسان، جانوران و سلامتی اکوسیستم ایجاد کند.
سرب به دلیل حضور گستردهي آن در سایتهاي معادن و استفادهي تاریخی از آن به عنوان یک افزودنی در سوختها و آفت کشها ،یکی از عناصر بسیار سمی شناخته شده است بنابراین کاهش زیست فراهمی سرب براي مدیریت و اصلاح خاكهاي آلوده به سرب حیاتی است - ٢٠١٣ . - Sharma and etl. غیرمتحرك سازي سرب در خاك و آب با استفاده از افزودن فسفات به عنوان یک تکنیک گسترده شناخته شده است. این فلز قادر به تشکیل ترکیبات پایداري با فسفات می باشد.
کاربرد اصلاح کنندههاي مختلف فسفر شامل سنگ فسفات، آپاتیت و هیدروکسی آپاتیت،کودهاي فسفات محلول مانند مونو آمونیوم فسفات، دي آمونیوم فسفات، اسید فسفریک، جامدهاي زیستی غنی از فسفر و خاکستر فسفات می باشد که باعث می شوند سرب در خاك از فرم با قابلیت دسترسی بالا به فرم بی تحرك تبدیل شود - ٢٠٠٨ . - Miretzky and Fernandez-Cirelli, آسپرژیلوسها توانایی بسیار بالایی در تجزیه کانیهاي مختلف به خصوص کانیهاي فسفاته دارند و قادرند در شرایطی که منبع کربن و نیتروژن آنها فراهم شود فسفر را از کانیها جدا و به حالت قابل دسترس درآورند.
این قارچها باکلات کردن و یا سنتز و ترشح اسیدهاي آلی سلولهاي قارچی و محیط اطراف آن را اسیدي میکنند که منتج به آزاد سازي یونهاي فسفر از کانیهاي فسفردار می شود - ٢٠١١ . - Chai and et al. بطور کلی میکرو ارگانیسمهاي حل کننده فسفر با انحلال فسفات نامحلول می توانند از طریق تشکیل رسوب فسفات سرب مانند، اثر تبادل یونی - جایگزینی - و اثر آهک منجر به غیرمتحركسازي سرب شوند.
مواد و روشها
نمونه برداري براي جداسازي میکرو ارگانیسم :
نمونههاي خاك ریزوسفري و غیرریزوسفري از خاكهاي آلوده به سرب معدن فلورین و سرب پاجی میانا ، واقع در 75 کیلومتري جنوب ساري و 14 کیلومتري مرکز بخش دودانگه در دامنه رشته کوه البرز با ارتفاع 1100 -1700متر از سطح دریا تهیه شد. سپس pH، EC ، Ca و Mg ، ظرفیت تبادل کاتیونی، آهک، فسفر و نیز میزان غلظت عناصر سنگین موجود در نمونهها اندازهگیري شد.
نمونهبرداري از خاك ریزوسفري:
نمونههاي ریزوسفري از محل رویش گیاهان بومی سالم و در سطوح مناطق مختلف واقع در معدن به منظور جداسازي میکروارگانیسم ها انتخاب شد.
جداسازي گونههاي قارچی حل کننده فسفات از نمونه:
براي جداسازي قارچ هاي حلکننده فسفر10 گرم از نمونه خاك را به 95 میلیلیتر آب مقطر استریل افزوده شد و به مدت 20 دقیقه بر روي شیکر قرار گرفت. سپس تکنیک رقیقسازي سریالی بر روي محیطکشت NBRIP به منظور غربالگري میکروارگانیسم-هاي حلکننده فسفات اجرا شد. پس از سه تا هفت روز از انکوباسیون و در دماي 30 درجه سانتیگراد، کلونیهایی که قادر به تشکیل هاله بودند برروي محیط کشت NBRIP - حاوي سنگ فسفات - و در حضور معرف برموفنل بلو خالص سازي شدند.
بررسی ماکروسکوپی و میکروسکوپی جدایهها:
با توجه به ویژگیهاي مورفولوژیک کلونیهاي قارچی جدا شد، ابتدا تشخیص اولیه احتمالی برروي آنها صورت گرفت سپس با استفاده از روشهاي میکروسکوپی جزئیات ریزبینی آنها تحت بررسی قرار گرفت. و قارچ Aspergillus Niger strain SANRU حل کننده فسفات شناسایی شد.
آمادهسازي اسپور و محیطهاي کشت:
اسپورها از یک محیط یک هفته ایی با محلول استریل 0/2 - w/v - درصد توئین80 شسته شدند. تعداد اسپوررها با استفاده از هموسیتومتر مشخص شد و یک سوسپانسیون با غلظت اسپور در میلیلیتر تهیه گردید. یک میلیلیتر از سوسپانسیون اسپور در 100 میلی لیتر محیط کشت تلقیح داده شد.
آماده سازي نمونهها:
براي تهیه نمونهها، ابتدا 3 گرم پودر باگاس نیشکر از الک 18 مش عبور داده شد و با مقادیر مختلف سنگ فسفات 6 - ،4،2، - 0 گرم که از الک 80 مش عبور داده و اتوکلاو شده بودند ترکیب شد، سپس 5 میلی لیتر از مایه تلقیح به آنها افزوده و به ظروف پلاستیکی منتقل شدند و مقدار 25 درصد وزنی محلول غذایی ساکارز به آنها اضافه شد . نمونهها به مدت یک هفته جهت رشد و تشکیل کلونی قارچ در دماي 28درجه سانتی گراد انکوبه شدند و هر 3 روز توسط پمپهاي هواي آکواریومی به مدت 15 دقیقه هوادهی شدند. رطوبت آنها توسط آب مقطر استریل به 60درصد ظرفیت زراعی رسانده شد.
بعد از گذشت یک هفته، به هر ظرف 50 گرم خاك آلوده به سرب که از الک 80 مش عبور داده شده بود افزوده شد و مجدد رطوبت نمونهها توسط محلول غذایی ساکارز به 60 درصد ظرفیت زراعی رسانده شد و در انکوباتور قرار گرفتد. نمونههاي شاهد نیز بدون قارچ تهیه شدند، سپس در فواصل زمانی معین - 10 روز - مقدار فسفر و سرب و pH نمونهها به مدت 2 ماه اندازه گیري شد.
