بخشی از مقاله
چکیده
آلودگی خاک با عناصر سنگین یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی جهان است که با توجه به اهمیت موضوع روش های مختلفی برای اصلاح خاک مطرح شده است. روش گیاه پالایی یک روش نوین، کم هزینه و پایدار است که باعث کاهش آلودگی خاک به طور طبیعی می شود.
با توجه به بالا رفتن میزان کادمیوم خاک های اهواز به دلیل نفت خیز بودن و فعالیت های صنعتی این منطقه، گونه های گیاهی فضای سبز غیر خوراکی که وارد زنجیره غذایی انسان ها نمی شوند مناسب ترین گزینه جهت گیاه پالایی خاک های اهواز به حساب می آیند. در نتیجه با مطالعات میدانی و کتابخانه ای با توجه به اقلیم و خاک این منطقه گونه های اقاقیا، بومادران، شمعدانی معطر و چمن آفریقایی پیشنهاد شده است.
.1 مقدمه و هدف
آلودگی خاک با عناصر سنگین یکی از چالش برانگیزترین مشکلات زیست محیطی در بسیاری از نقاط جهان است. فلزات سنگین عناصری هستند که به طور طبیعی در خاک به میزان کم یافت می شوند و تعدادی از آنها به عنوان مواد غذایی برای گیاهان به حساب می آید اما تجمع بیش از حد این مواد در خاک سبب ایجاد آلودگی و سمیت گیاهی می گردد.
فلزات سنگین آلاینده معمولاً کادمیوم - - Cd، کروم - - Cr، سرب - - Pb، نیکل - - Ni و روی - - Zn هستند که منبع اصلی این آلاینده ها ناشی از احتراق سوخت های فسیلی، صنایع طوب فلز، ضایعات شهری، زهکشی صنعتی، لجن فاضلاب فعالیت های پالایشی و پتروشیمیایی و آفت کش ها می باشد.>7,11@ جمع بندی سوابق موضوع نشان می دهد که طی استفاده از فاضلاب های خانگی تصفیه شده بدون نفوذ فاضلاب های صنعتی، خطری از نظر تجمع فلزات سنگین در خاک و انتقال آن به محصولات زراعی مشاهده شده است ولی نفوذ فاضلاب های صنعتی و افزایش غلظت فلزات سنگین در پساب، آلودگی خاک و محصولات زراعی را در طولانی مدت به دنبال دارد.
نتایج پژوهش ها نشان می دهد که حداقل 20 میلیون هکتار از راضی در شمال و جنوب آفریقا، آمریکای جنوبی، خاورمیانه، جنوب اروپا جنوب غرب آمریکا، مکزیک و بخش مهمی از آسیای مرکزی و شرقی که عمدتاً به کشت سبزی و صیفی اختصاص دارند با فاضلاب خام شهری و صنعتی آبیاری می شوند. استفاده از این منابع در منابع مختلف، آلودگی خاک و تجمع فلزات سنگین در محصولات زراعی را به همراه داشته است.[5,10,13] اکثر فلزات در لایه های سطحی خاک رسوب کرده و تجمع تدریجی آنها در درازمدت منجر به انتقال به محصولات زراعی در حدی فراتر از استانداردهای مجاز مصرف انسانی می شود.
آلودگی خاک با عنصر کادمیوم یکی از مهم ترین آلودگی های زیست محیطی در بسیاری از کشورها است. کادمیوم از جمله فلزات سمی و سرطان زایی است که هیچگونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد. خوردن هر مقدار قابل ملاحظه ای از کادمیوم موجب مسمومیت سریع کبد ، کلیه ها و آسیب های مغزی- عصبی می گردد. نمک های کادمیوم به راحتی جذب گیاهان و سبب آسیب های سلولی و بافتب می شوند [12,14] و همچنین عنصری غیر ضروری برای گیاهان است و هیچ گونه عملکرد بیولوژیک شناخته شده ای ندارد.[14] میزان طبیعی کادمیوم در خاک 0.01-2 - mg?kg - و میزان بحرانی آن در خاک 3-8 - mg?kg - می باشد.
از جمله روش های اصلاح خاک استفاده از آب برای خارج کردن آلاینده ها از خاک، استفاده از حلال های شیمیایی، اضافه کردن مواد به خاک برای محافظت آن و جلوگیری از انتشار آلودگی به سایر نقاط، استفاده از فناوری آنزیمی اصلاح زیستی در تصفیه محیط های آلوده به مواد نفتی و استفاده از روش های نوین گیاه پالایی است.
گیاه پالایی - Phytoremediation - فرآیندی است که در طی آن گیاهان با جذب فلزات سنگین و انباشتن آنها در اندام های مختلف گیاه باعث کاهش آلودگی در خاک می شود. تثبیت و رسوب دادن در خاک و کاهش تحرک فلزات سنگین که توسط بعضی از گیاهان به کار گرفته می شود یک راه برد دیگر است که این گیاهان پس زننده فلزات هستند. گیاه پالایی در مقایسه با روش های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی روشی پایدار، طبیعی، کم هزینه و قابل کاربرد در سطوح وسیع است.
تاکنون گیاهان انباشتگر زیادی به منظور پالایش و تصفیه مناطق آلوده شناسایی شده است که اکثر این گونه های گیاهی خوراکی و مرتعی باشد و با وارد شدن به زنجیره غذایی انسان ها و حیوانات سلامت بشر را تهدید می کند. از این رو شناسایی گیاهان زینتی و فضای سبزی بسیار حائز اهمیت است چرا که پس از پالایش مناطق آلوده می توان این گونه های گیاهی را در شرایطکنترل شده دفن کرد و سوزاند و از خاکستر آنها نیز مجدداً فلزات را احیا کرد.
.2 پیشینه و تئوری تحقیق
ایده استفاده از گیاهان برای پالایش آلاینده ها از محیط زیست برای اولین بار حدود سیصد سال پیش جهت تصفیه فاضلاب ها و پساب ها ارائه گردید و دو گونه Thlaspi caerulescens و Viola calaminaria به عنوان گونه های فراانباشت فلزات سنگین معرفی شدند. در سال 1935 ، Bayer گونه گون - - Astrgalus را برای پالایش خاک های آلوده به سلنیوم معرفی کرد و یک دهه بعد در سال 1948 گیاهان جاذب نیکل و در ادامه تحقیقات گیاهان جاذب مس، منگنز، کادمیوم و روی گزارش شدند. استفاده از گیاهان برای پالایش خاک های آلوده در سال 1980 توسط Chaney پیشنهاد و توسعه یافت. در تحقیقات اخیر انجام شده، معرفی گیاه Althea rosa توسط Jia Nvliuh و همکاران - 2009 - و در ایران گونه گیاهی تاج خروس به عنوان جاذب کادمیوم توسط متشرع زاده و همکاران - - 1387 انجام شد.
.3مواد و روشها
با توجه به نفت خیز بودن شهرستان اهواز و با مطالعات میدانی انجام شده، صنعت های زیادی وجود دارند که باعث افزایش فلزات سنگین در خاک های اهواز شده اند. تأسیسات نفت و گاز و پسماند فعالیت های صنعتی در اهواز موجب ورود آلاینده های بسیاری از جمله کادمیوم به خاک شده است. حصارهای طبیعی از گونه های گیاهی مقاوم به آلاینده ها در اطراف مناطق صنعتی می تواند به مقدار قابل توجهی از غلظت آلاینده ها بکاهد. به همین جهت با استفاده از مطالعات کتابخانه ای گونه های گیاهی زینتی پایدار فضای سبز شهری که با توجه به اقلیم و خاک شهرستان اهواز قابل رویش هستند پیشنهاد می شوند.
درخت زینتی اقاقیا Robinia peudocacia که متعلق به خانواده فاباسه می باشد از گونه های گیاهی مقاوم به کادمیوم است که پراکنش جغرافیایی وسیعی در جهان دارد و کاشت و نگهداری آن آسان و کم هزینه است
همچنین بومادران یکی از مهم ترین جنس های متعلق به خانواده مرکبان می باشد و گونه Achille millefdium به دلیل عدم داشتن مشکل خاص جهت کشت وکار، مقاومت به شرایط نامساعد محیطی و داشتن گل های زیاد به عنوان یک گونه گیاه زینتی در فضای سبز معرفی می شود.[7] گونه بومادران یک گیاه جاذب کادمیوم می باشد که متشرع زاده و همکارانش آن را به عنوان گونه زینتی انباشتگر کادمیوم معرفی کرده اند.
گیاه شمعدانی معطر Pelargonium spگیاهی است کندرشد و چندساله، عموماً علفی که عطری شبیه گل سرخ و سیب دارد. منشاء آن آفریقای جنوبی بوده ولی امروزه در بسیاری از نواحی الجزیره ،ماداگاسکار، اسپانیا و فرانسه پرورش می یابد.
گونه چمن آفریقایی Cynodon dactylon که از نوع چمن های مقاوم به شوری، خشکی و گرما می باشد، در بین فصل گرما سریع رشد می کند و نیاز کمی به آب دارد و می توان به عنوان یک چمن زینتی آن را کشت داد.
.4نتایج و بحث
در تحقیقات انجام شده بر روی همزیستی اقاقیا و ریزوبیوم جهت گیاه پالایی خاک های آلوده به نفت خام گیاه اقاقیا به تنهایی یا همراه با ریزوبیوم انباشتگر کادمیوم معرفی شده است که با افزایش مقدار نفت خام - هم در گیاهان تلقیح ریزوبیومی و هم گیاهان غیر تلقیحی - میزان حذف و برداست کادمیوم توسط گیاهان افزایش معنی داری داشته است. البته بیشترین برداشت کادمیوم از خاک توسط اقاقیای تلقیح شده با ریزوبیوم در غلظت 4درصد نفت انجام شده است که تقریباً 99 درصد عنصر فوق از خاک آلوده به نفت برداشت شده است.
همچنین در تحقیقاتی دیگر بر روی گیاه بومادران با جذب کادمیوم به میزان 3 میلی گرم در کیلوگرم، بومادران گزینه مناسبی جهت گیاه پالایی معرفی شده است.
در طی یک مطالعه گلخانه ای قلمه های جوان شمعدانی معطر در بسته مصنوعی کشت و با محلول های مختلف فلزی از جمله کادمیوم در غلظت های متفاوت کشت داده شده نتایج نشان داد که این گونه زینتی قادر به جذب مقادیر زیادی از آلاینده کادمیوم در یکمانز نسبتاً کوتاه می باشد. ریشه های این گیاه قادر به استخراج 2.7 کادمیوم در وزن خشک گیاه در طی 14 روز از محلول های غذایی می باشد
گونه چمن آفریقایی به عنوان یک گونه علفی زینتی شناخته شده است که مقاومت به کادمیوم در شرایط درون شیشه ای این چمن فصل گرم با بررسی میزان رشد و تشکیل ریشه مورد ارزیابی قرار گرفت
