زيست پالايي خاك هاي آلوده به فلزات سنگين سرب، كادميوم و روي توسط گياهان

نويسنده: عبدالايمان عمويي
استاد راهنما: امير حسين محوي، كاظم ندافي
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، سيمين ناصري، اشرف السادات مصباح، حميد فهيمي
تاريخ دفاع: 1382/03/30
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: در سالهاي اخير روش هاي پاكسازي خاك هاي آلوده به فلزات سنگين توسط گياهان به دلايل ارزاني، سادگي، فقدان باقيمانده ثانويه، عدم تغيير بر خصوصيات فيزيكي، شيميايي و بيولوژيك خاك، داشتن رويكردهاي طبيعي و زيست محيطي و سرانجام مقبوليت عمومي از اهميت زيادي برخوردار شده است.
در اين پژوهش ضمن بررسي خصوصيات خاك هاي مناطق مورد مطالعه، ميزان غلظت سنگين سرب، كادميوم و روي، در خاك هاي مناطق مختلف بررسي شد. سپس گونه هاي گياهي مناسب با استفاده از مطالعات كتابخانه اي، وجود و رشد گياهان در مناطق آلوده، خوراكي نبودن و داشتن بيوماس زياد شناسايي و انتخاب گرديد. سپس عمليات تهيه، آماده سازي و تثبيت خاك هاي آلوده و نيز تهيه بذر هر يك از گياهان بومي منطقه به نام هاي گاوپنبه، تاج خروس وحشي و ذرت انجام شد. بعد از انجام مراحل كاشت و داشت گياهان به روش گلداني و در هواي آزاد، عمليات برداشت در انتهاي مرحله رشد رويشي گياهان صورت گرفت. نمونه هاي برداشت شده ابتدا در داخل آون 70 درجه سانتيگراد به مدت 24 تا 48 ساعت خشك و سپس با آسياب برقي كاملاً خرد و با ترازوي ديجيتالي داراي دقت 0001/0 گرم توزين گرديد. بعد از عبور نمونه هاي گياه و خاك از سرندهاي پلي اتيلن 2 ميلي متري و عصاره گيري با اسيدهاي معدني، ميزان غلظت هر يك از فلزات سنگين در نمونه هاي مزبور به كمك دستگاه جذب اتمي Perkin Elmer مدل 603 تعيين گرديد.
در اين پژوهش حداكثر و حداقل ميزان غلظت فلز سرب به ترتيب به خاك هاي اطراف مناطق صنعتي (mg/kg 44/212) و كشاورزي (mg/kg 33/54) مربوط بوده است. حداكثر غلظت كادميوم در خاك هاي اطراف مناطق صنعتي و كشاورزي mg/kg 83/4 و mg/kg 5/2 و حداقل آن در خاك هاي اطراف بزرگراه mg/kg 5/0 و حداكثر و حداقل غلظت فلز روي نيز به ترتيب mg/kg 17/214 در خاك هاي مناطق صنعتي و mg/kg 09/107 در بزرگراه وجود داشته است. طبق نتايج اين پژوهش در خاك هاي قليايي ميزان جذب سرب در ريشه گياهان بيشتر از اندام هوايي و در خاك هاي اسيدي مقدار آن در اندام هوايي گياهان گاوپنبه و تاج خروس وحشي ( بجز ذرت) از اندام زيرزميني زيادتر مي باشد. در حالي كه در هر دو شرايط مزبور غلظت كادميوم و روي به ترتيب در اندام هاي زيرزميني و هوايي گياهان مختلف بيشتر بوده است. حداكثر غلظت سرب و كادميوم در اندام هاي مختلف گياهان به تيمارهاي حاوي EDAT (mg/kg 91/370، mg/kg 85/35) و حداقل آن به نمونه هاي داراي فسفات آمونيوم (mg/kg 76/34، mg/kg 58/9) مربوط مي باشد. همچنين بيشترين غلظت سرب در ريشه گياه ذرت (mg/kg 33/686) و در اندام هوايي گياهان تاج خروس وحشي و گاو پنبه (mg/kg 92/537، mg/kg 9/217) به تيمارهاي EDAT مربوط بوده است. در حالي كه حداكثر غلظت كادميوم و روي در نمونه هاي داراي EDAT به ترتيبmg/kg 42/48 در ريشه تاج خروس وحشي و mg/kg 57/329 در اندام هوايي ذرت وجود داشته است. ميانگين جذب فلزات سنگين مختلف در گياهان در خاك هاي اسيدي آلوده بيشتر از خاك هاي قليايي مي باشد. كمترين مقدار سرب (mg/kg 72/28 ) و كادميوم (mg/kg 98/6 ) در اندام هاي هوايي گياهان و به تيمارهاي فسفات آمونيوم مربوط مي باشد. در اين مطالعه حداكثر و حداقل ميزان غلظت فلزات سرب، كادميوم و روي در داخل نشتاب (Leaching) توليدي از تيمارهاي فاقد گياه به ترتيب به تيمارهاي حاوي EDAT (55/41، 12/7 و 17/73 ميلي گرم در ليتر ) و فسفات آمونيوم (1، 57/0 و 17/41 ميلي گرم در ليتر) مربوط مي باشد. در حالي كه در تيمارهاي حاوي مواد مذكور و داراي گياه اين مقادير به ترتيب 14/19، 15/3، 78/52 ميلي گرم در ليتر بوده است. از مقايسه كارآيي تيمارهاي داراي گياه و فاقد گياه در كنترل آلودگي نشتاب اين نتيجه حاصل مي شود كه گياهان نقش مهمي را در كاهش ورود فلزات سنگين سرب، كادميوم و روي به داخل آب هاي زيرزميني بر عهده دارد.
كلمات كليدي: خاك، فلزات سنگين، پاكسازي خاك، گياهان، اسيديته خاك، مواد افزودني، كنترل نشتاب