بخشی از مقاله
چکیده
امروزه کشاورزی از مهمترین منابع آلوده کننده آب میباشد. آلودگی آبی که در اثر فعالیتهای کشاورزی ایجاد میشود، بیشتر به دلیل استفاده از کودهای شیمیایی، آفتکشها و علفکشها است. نیترات و فسفات از جمله دو آلاینده مهم هستند که توسط کودهای شیمیایی ایجاد، و سبب آلودگی منابع آب میشوند. تکنیکهای مختلفی برای پاک کردن محیط زیست از فلزات آلوده کننده وجود دارد که اکثر این تکنیکها بسیار پر هزینه، زمانبر و مخرب محیط زیست هستند.
در این میان سامانههای اگروفارستری با داشتن کارکرد سپر ساحلی توسط فرآیند گیاه پالایی، روشی جدید برای پالایش آلودگی ناشی از سیستمهای کشاورزی است. در این پژوهش جهت بررسی قابلیت گیاه پالایی گونه زبان گنجشک - Fraxinus excelsior .L - در سپرهای ساحلی در سه چرخه زمانی، در مقایسه با نمونه شاهد - خاک بدون گیاه - آزمایشی انجام شد.
در این راستا با استفاده از سه غلظت 50-10-5 میلیگرم در لیتر نیترات و فسفات به صورت همزمان، در غالب طرح بلوککاملاً تصادفی در سه تکرار به بررسی پرداختیم. نتایج نشان داد گونه زبان گنجشک قابلیت بالایی در حذف آلاینده نیترات و فسفات از خود نشان میدهد و اختلاف مقادیر جذب نیترات و فسفات، در چرخه زمانی اول و دوم و سوم وجود دارد، بهطوریکه حداکثر میزان جذب نیترات و فسفات در سه غلظت 5، 10 و 50 میلیگرم در لیتر در چرخه زمانی اول به ترتیب به میزان 2/9، 6/13، 33/97 میلیگرم در لیتر نیترات و 2/41، 5/97، 33/56 میلیگرم در لیتر فسفات رخ میدهد.
میزان جذب نیترات و فسفات در چرخه دوم و سوم روند نزولی داشته است. همچنین تفاوت معنیداری بین میزان جذب آلاینده توسط گونه مذکور و نمونه شاهد - خاک بدون گیاه - مشاهده شد. استفاده از زبان گنجشک، راهکاری مناسب برای حذف آلایندههای نیترات و فسفات محسوب میشود که علاوه بر هزینه کم، فناوری ساده، در اصلاح و بهبود محیط زیست نقش موثری دارند.
مقدمه
بحرانهای زیستی بهشکل بیابانزایی در اثر اشکال مختلفی از تخریبهای منابع طبیعی، در دورههای اخیر روند تشدید شوندهای داشته است و منجر به از بین رفتن استعدادها و کیفیتهای طبیعی گردیده است. یکی از اقدامات گسترده در طبیعت به شکل توسعه اراضی کشاورزی بخصوص در مجاورت آبراههها در مناطق خشک ونیمه خشک است که منجر به آلودگی آبها میشود. یکی از بدترین منابع آلاینده آبها، آلودگیهای غیر نقطهای میباشد . - 3 - نیترات و فسفات نیز از جمله دو آلاینده مهم هستند که توسط کودهای شیمیایی ایجاد و سبب آلودگی محیط از جمله منابع آب میشوند و اثرات مضری بر سلامت انسان دارند
از عوارض ناشی از ورود نیترات زیاد به بدن میتوان به بیماری متهموگلوبینمیای اطفال، سرطان دستگاه گوارش، افزایش فشار خون، افزایش سقط جنین، معلولیتهای مادرزادی، بروز دیابت وابسته به انسولین، کاهش عملکرد فیزیولوژیکی- عصبی اشاره کرد
همچنین ورود نیتروژن زیاد به زمین و سطح آب، ممکن است باعث رشد بیش از حد جلبکها و سایر علفهای هرز آبزی و درنتیجه بروز پدیده اتروفیکاسیون شود - . - 11 روشهای مختلف فیزیکی و شیمیایی به منظور پاکسازی محیط زیست از انواع آلایندهها، ابداع و به کار گرفته شده است - 17 - که با توجه به هزینههای گزاف آنها تلاش زیادی برای دستیابی به روشهای ارزانتر صورت گرفته است . - 16 - از جمله این فناوریها، گیاه پالایی است که در سپرهای ساحلی اتفاق می افتد. در واقع گیاهپالایی فنآوری جدیدی است که در آن از گیاهان مقاوم برای حذف یا کاهش غلظت آلایندههای آلی، معدنی و ترکیبات خطرناک محیط زیست از جمله فلزات سنگین، مواد نفتی وعلفکشها استفاده میشود
با توجه به اینکه درختان متعددی از گونه زبان گنجشک بهطور وسیع در سطح کشور وجود دارند و جنگلکاریهای گستردهای هم با این دو گونه در سالهای اخیر صورت گرفته است، لزوم بررسی توان جذب آلودگی بهوسیله آنها ضروری است و میتواند در اتخاذ سیاست-های مدیریتی شهرداری و سازمان جنگلها و مراتع مؤثر واقع شود. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت گیاه پالایی گونه زبان گنجشک در سپرهای ساحلی در مقایسه با نمونه شاهد - خاک بدون گیاه - می باشد.
ساندارالینگام و گننولرجا - 15 - در مطالعهای پتانسیل گیاه پالایی سه گیاهان آبزی Ipomoea aquatica، Eichhornia crassipes،Pistia stratiotes، را در حذف نیترات و فسفات مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که گونههایIpomoea aquatic ، Eichhornia crassipes، Pistia stratiotes ، توانایی حذف نیترات را بهصورت -91/8 61/5 ، %40-63/5 و %29/3-75 داشتند. علاوه بر این %90-99،%75-97/2 و%75-83/3 از فسفر توسط stratiotes Pistia، Ipomoea aquatica، Eichhornia crassipes، از آب حذف شد.
دی ترمینی و همکاران - - 8 در مطالعهای میزان حذف نیتروژن و فسفر توسط ریز جلبک های بومی منطقهعمدتاً ریزجلبک Scenedesmus را در دو فتوبیوراکتور تحت شرایط کنترل شده در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان داد که، ریز جلبک تحت شرایط کنترل شده در فتوبیوراکتور، قادر به حذف 99/9 نیتروژن و فسفر میباشد.
احمدی پور - - 1 در پژوهشی برای شناسایی توانمندی دو گیاه دارویی آبزی علفچشمه و پونه در پالایش آبهای آلوده به نیترات و فسفات مطالعهای انجام داد در جریان این آزمایش مشخص شد که دو گیاه به عنوان پالاینده آلاینده های نیترات و فسفات عمل کردهاند - فاکتور انتقال نیترات در علفچشمه 1/3 و در پونه 1/07 و فاکتور انتقال فسفر در علفچشمه و پونه به ترتیب 1/07. و 0/94 بود - . دو گیاه پتانسیل بالایی در حذف نیترات و فسفات آب داشتند به گونهای که کارایی حذف نیترات در دو گیاه در بیشترین غلظت % 99 و کارایی حذف فسفات نیز در غلظت 15 میلیگرم در لیتر برای پونه % 96 و برای علفچشمه % 97 بود.
مواد و روش
جهت بررسی و مقایسه قابلیت گیاه پالایی گونه زبان گنجشک در سپر ساحلی، تعداد 48 نهال از گونه زبان گنجشک در اسفندماه سال 1393 در اراضی دانشگاه صنعتی اصفهان مستقر گردید. گونه مذکور بهصورت سه تکرار با غلظتهای 5 ، 10، 50 میلیگرم در لیتر فسفات و نیترات، با طرح بلوککاملاً تصادفی، در کانالهای لولهای شکل حاوی شن کوارتزی با شیب 30 درصد کاشته شدند. در انتهای هر کانال بهمنظور جمعآوری و بهچرخه در آوردن آب آلوده، بطریهای پلاستیکی 1/5 لیتری قرار گرفت.
برای اندازهگیری میزان نیترات و فسفات نمونههای زهآب و ارزیابی تأثیر گیاه پالایی در جذب آلایندههای مذکور، بطریهای پلاستیکی حاوی زهآب، به آزمایشگاه منتقل شد. میزان نیترات و فسفات با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد. برای تجزیه و تحلیل دادهها از نرم افزار SPSS نسخه 22، استفاده شده است. همچنین مقایسه میانگین دادهها به کمک آزمون توکی صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج نشان میدهد که در تیمارهایی که درخت زبان گنجشک کاشته شدهاند، اختلاف معنیداری با شاهد که فاقد گیاه میباشد در جذب نیترات و فسفات وجود دارد. بهعبارت دیگر حضور این درختان موجب جذب نیترات و فسفات از خاک میگردد. در خصوص قابلیت گیاه پالایی گونه زبان گنجشک در حذف نیترات و فسفات به وضوح محدودیت پژوهشهای انجام شده در مقالات علمی معتبر دیده میشود ولی سایر مطالعات بهطور مشخص بر قابلیت گیاه پالایی گونه زبان گنجشک در حذف فلزات سنگین تاکید کردهاند که با مطالعات خادمی و کرد - 4 - ، خواجه ئی و همکاران - 5 - ، مرتنز و همکاران - 10 - همخوانی دارد.
همچنین نتایج حاصل، اختلاف مقادیر جذب نیترات و فسفات، در چرخه زمانی اول و دوم و سوم را نشان میدهد. بهطوری که حداکثر میزان جذب آلاینده در گونه زبان گنجشک و نمونه شاهد - خاک بدون گیاه - ، در چرخه زمانی اول رخ میدهد و میزان جذب نیترات و فسفات در چرخه دوم و سوم روند نزولی داشته است.
ریان و چانی - 13 - در مطالعهای فرضیه جذب ثابت را مطرح کردند که بر اساس آن جذب فلزات سنگین توسط گیاه به عنوان تابعی خطی از شدت افزایش فلز در خاک صورت میگیرد تا این که به یک حد بیشینه رسیده و پس ازآن مقدار جذب ثابت میشود. این اثر میتواند تابع فیزیولوژی گیاه باشد که در تایید با نتیجه مطالعه حاضر میباشد. بهطوریکه که گونه مذکور و نمونه شاهد - خاک بدون گیاه - در چرخه اول آزمایش بیشترین میزان آلاینده را جذب نموده اند و در چرخه دوم و سوم میزان جذب خیلی ناچیز میباشد. از طرفی با توجه به این که خاک دارای قدرت خود پالایی بوده و بهعنوان پالاینده طبیعت محسوب میشود - - 2، بنابراین تیمار شاهد - خاک بدون گیاه - در حذف آلایندههای نیترات و فسفات نقش داشته است که نتیجه فوق در تایید با نتایج مطالعات صدیق بیان و همکاران - 7 - وشتی و همکاران - 14 - میباشد.
نتیجهگیری
بهطور کلی با اسنتباط از یافتههای آزمایش مشخص شد که گونه گیاهی زبان گنجشک در مقایسه با شاهد - خاک بدون گیاه - در برداشت نیترات و فسفات نقش موثرتری داشتهاند و حداکثر میزان جذب آلاینده نیترات و فسفات در چرخه زمانی اول رخ داده است.
