ارزیابی پتانسیل گیاه‌پالایی گونه‌های گیاهی مرتعی در خاک‌های آلوده به ترکیبات نفتی با تاکید بر فلز سنگین نیکل

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: افزایش آلودگی آب‌ و خاک باعث ایجاد مسائل و مشکلات محیط زیستی زیادی می‌شود. آلوده شدن منابع خاک و آب به ترکیبات مختلف آلی و معدنی به دلیل ارتباط نزدیک این دو با تغذیه موجودات زنده و به دلیل دخالت مستقیم آنها در تأمین غذای موجودات زنده ازنظر جنبه‌های محیط‌زیستی و سلامت انسان دارای اهمیت است. هدف از این پژوهش بررسی توانمندی گونه‌های گیاهی مرتعی Stipagrostis plumosa ، Calotropis procera  و Medicago sativa تحت تیمارهای کمپوست زباله شهری و بیوچار (هرکدام در سه سطح 0، 1 % و 2 %  وزنی) در پالایش خاک‌های آلوده به ترکیبات نفتی با تاکید بر فلز سنگین نیکل در شرایط گلخانه‌ای است.مواد و روش‌ها: برای کشت گلخانه‌ای، از منطقه آلوده به ترکیبات نفتی پازنان گچساران، خاک برداشت شد. کشت در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در 5 تکرار انجام شد. پس از دوره کشت شش‌ماهه، اندم‌های هوایی و زیرزمینی گیاهان برداشت و برخی از خصوصیات مهم در خاک و فلز نیکل در گیاهان اندازه‌گیری شد. مقدار کل فلز نیکل با استفاده از دستگاه ICP-OES اندازه‌گیری شد. برای تجزیه‌و‌تحلیل آماری اطلاعات اندازه‌گیری‌شده از آزمون تجزیه واریانس و آزمون مقایسه میانگین چنددامنه‌ای دانکن در محیط نرم‌افزار SPSS استفاده شد. شاخص‌های فاکتور انتقال (TF)، فاکتور پالایش (RF) و فاکتور تجمع بیولوژیکی (BCF) برای ارزیابی توانمندی گیاهان استفاده شد.نتایج و بحث: نتایج نشان داد مقدار TF نیکل در گونه  S. plumosa بزرگ‌تر از یک و به‌طور معنی‌داری از گونه‌های M. sativa و C. procera بیشتر بود. با توجه به اینکه مقدار TF در گونه S. plumosa بزرگتر از یک است، گونه S. plumosa می‌تواند طی عمل گیاه‌ استخراجی باعث جذب و استخراج نیکل از خاک شود. بیشترین مقدار RF (فاکتور پالایش) برای فلز نیکل در گونه C. procera و تیمار بیوچار 1 و 2 درصد به میزان 08/0 و کمترین مقدار RF در گونه S. plumosa و تیمار شاهد به میزان 02/0 بود. نتایج نشان داد کاربرد تیمارهای بیوچار و کمپوست زباله شهری باعث افزایش میزان pH و هدایت الکتریکی خاک محیط کشت گونه‌های گیاهی نسبت به شاهد شد. نتایج نشان داد تیمار بیوچار 2 درصد دارای بالاترین مقادیر نیتروژن، پتاسیم و فسفر بود. مقایسه میانگین‌ها نشان داد  تیمار کمپوست 2 درصد دارای بیشترین درصد کربن آلی خاک و تیمار شاهد دارای کمترین درصد کربن آلی خاک بود. بیشترین مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی در تیمار بیوچار 2 درصد و کمترین مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی در تیمار شاهد بود. نتایج اثر متقابل گونه و تیمار (بیوچار و کمپوست) بر ویژگی‌های طول ریشه، حجم ریشه، وزن خشک ریشه، وزن خشک شاخساره و وزن کل خشک گیاهان معنی‌دار شد. تیمارهای (بیوچار و کمپوست) استفاده‌شده در تحقیق حاضر باعث افزایش طول ساقه، طول ریشه، حجم ریشه، وزن خشک ریشه، وزن خشک شاخساره و وزن کل خشک نسبت به تیمار شاهد شدند. به‌طورکلی تیمار بیوچار 2 درصد دارای بیشترین طول ریشه، حجم ریشه، وزن خشک ریشه، وزن خشک شاخساره و وزن کل خشک بود.نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، گونه S. plumosa می‌تواند طی عمل گیاه‌استخراجی باعث جذب و استخراج نیکل از خاک شود، همچنین بیوچار 2 درصد بیشترین تاثیر را در ارتقاء گیاه‌پالایی نیکل داشت. بنابراین با توجه به نتایج تحقیق حاضر می‌توان گونه S. plumosa را به‌عنوان گیاهی مناسب برای گیاه‌پالایی فلز نیکل در خاک‌های آلوده در مناطق نفتی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Agrawal, S.B., 1992. Effects of supplemental UV-B radiation on photosynthetic pigment, protein and glutathione contents in green algae. Environmental and Experimental Botany. 32(2), 137-143.
  2. Alahdadi, A., Memari, A., Akbari, GH. and Lotfifar, A., 2011. Impact of application of the different rates of urban waste compost on characteristics and concentration soil nutrient elements and growth and yield of Zea mays. Plant Productions Technology. 11(1). (In Persian with English abstract).
  3. Alsagh, A. and Barmaki, M., 2013. Analysis and measurement of heavy metals contaminations in Persian gulf sediments. Environment Technology and Sciences. (15) 3. (In Persian with English abstract).
  4. APHA, AWWA, WEF. 1998. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington.19 Pp.
  5. Balakram, M. and Chauhan, J.S., 2005. Mapping cultivable lands in Bikaner district of arid Rajasthan for sustainable use and development. Central Arid zone Research Institute. Jodhpur.
  6. Du Laing, G., Tack, F.M.G. and Verloo, M.G., 2003. Performance of selected destruction methods for the determination of heavy metals in reed plants Phragmites australis. Analytica Chimica Acta. 49, 191–198.
  7. Ebrahimi, M., Jafari, M., Savaghebi, Gh.R., Azarnivand, H., Tavili, A. and Madrid, F., 2014. Investigation of heavy metals accumulation in plants growingin contaminated soils (Case study: Qazvin province, Iran). Journal of Rangeland Science. 4(2), 30-43. (In Persian with English abstract).
  8. Fellet, G., Marchiol, L., Delle Vedove, G. and Peressotti, A., 2011. Application of biochar on mine tailings: Effects and perspectives for land reclamation. Chemosphere. 83, 1262-1297.
  9. Ghodosi, J., 2005. Cause of desertification. Journal of natural resources, 66-67 Pp.(In Persian).
  10. Jafari Haghighi, M., 2003. Methods of sampling and analysis of soil physical and chemical analysis with emphasis on theory and practical importance. Press Neda Zoha. 236 p.(In Persian).
  11. Karimi, H., 1990. Alfa alfa. Markaz Nashar University Publishing, Tehran, Iran. Khan, A.G., 2005. Role of soil microbes in the rhizospheres of plants growing on trace metal contaminated soils in phytoremediation. Journal of
  12. Trace Elements in Medicine and Biology. 18(4), 355364.
  13. Kiarostami, Kh. Ghafari Rahbar, F. and Shirdom, R., 2013. Study of the function and alteration of plants root in the oil contaminated soils. Journal of Plant Research (Bilogy). 26(4), 500-509. (In Persian with English abstract).
  14. Loghman, H., 1997. Landscaping of roads and highways using rainwater systems and the plants resistant to drought levels. Soil Conservation and Watershed Management Research Center, Ministry of Jihad. 232 p.
  15. Mansouri, F., Danekar, A. and Khorasani, N., 2015. Investigation of the ability to lead and nickel metals accumulation in roots and leaves in cultivated communities mangroves (Avicennia marina) in Bandar Imam. Journal of Environment and Natural Resources. 68(1), 119-128. (In Persian with English abstract(.
  16. Meinz, V., 2007. Used oil characterization study. Washington. 98, 504-871.
  17. Moameri, M., Jafari, M., Tavili, A., Motasharezadeh, B. and Zare Chahuki, M., 2015. Assesment of potential A of rangeland plant for phytoremediation contaminated soils with Zn and Pb (Case study: rangeland ground of Zn and Pb Zanjan). Journal of Rangeland Science. 9(1), 29-41. (In Persian with English abstract).
  18. Moslehi, T., Fazeian, M. and Sohrabi, A., 2015. Effects of municipal waste compost and EDTA on phytoremediation of cadmium from the soil. In Proceedings 1st International Conference on Environmental Engineering, January 29, Tehran, center strategies to achieve sustainable development. 10 p. (In Persian with English abstract)
فصلنامه علوم محیطی
دوره 14، شماره 3
مهر 1395
صفحه 107-122

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار