ارزیابی کمی امکان پالایش سبز خاک های آلوده به سرب به وسیله شاهی (Barbarea verna)
پالایش سبز فناوری نوپایی برای زدودن آلودگی ها از زیست بوم است. این فناوری در مقایسه با سایر روش های پالایش، بسیار کم هزینه و ساده است. از میان آلودگی ها، فلزات سنگین به ویژه سرب بدلیل پیامدهای وخیم در آلودگی زیست بوم اهمیتی ویژه دارد. هدف از این پژوهش، بررسی امکان پالایش خاک های آلوده به سرب بوسیله گیاه شاهی بود. بدین منظور، خاکی با بافت لوم شنی با غلظت های صفر، 150، 300، 600، 800، 1000 و 1500 میلی گرم سرب در کیلوکرم خاک آلوده شد و بذر شاهی در آنها کشت گردید. گیاهان در 5 بازه زمانی برداشت شدند. غلظت سرب در گیاه با روش اکسیداسیون تر و غلظت کل سرب در خاک به روش اکسیداسیون با اسید نیتریک 4 مولار عصاره گیری و با دستگاه های جذب اتمی و کوره گرافیتی اندازه گیری شد. با ترکیب مدل ریاضی تغییرات عملکرد نسبی گیاه و غلظت فلز در بافت های گیاهی در سطوح مختلف غلظت سرب در خاک، میزان پالایش سرب از خاک بدست آمد. نتایج نشان داد که غلظت سرب در ماده خشک گیاه شاهی با افزایش غلظت سرب در خاک افزایش می یابد. حال آنکه، عملکرد نسبی گیاه با افزایش غلظت سرب در خاک کاهش داشت. نتایج همچنین نشان داد که مقدار سرب جذب شده از خاک توسط شاهی با افزایش آلودگی خاک تا 1000 mg kg-l افزایش می یابد. لیکن در آلودگی سربی خاک از 1000 تا 1500 mg kg-l، مقدار سرب پالوده شده از خاک توسط شاهی کاهش یافت. همچنین، نتایج نشان داد که مقدار سرب پالوده شده از خاک در اواخر دوره رشد گیاه افزایش چشمگیری دارد. نتایج نشان داد که گیاه شاهی برخلاف توانایی اش در تحمل آلودگی های بالای سرب، در زدودن آن از خاک چندان توانا نیست. بنابراین، نمی توان آلودگی های حاد سرب در خاک را با استفاده از گیاه شاهی پالود، لیکن از آن برای کاهش آلودگی سربی تا حدی معین می توان استفاده نمود.
گیاه پالایی Phytoremediation ))
اشرف آقابراتی – کارشناس ارشد منابع طبیعی (جنگلداری )
به منظور ایجاد محیط زیستی پاک و عاری از آلودگی، قوانین و مقررات زیست محیطی جدیدی باید وضع گردد و با شناسایی منابع آلودگی و تبعات آنها روشهای جدیدتری جهت جلوگیری از تولید و یا حذف آلاینده ها از منابع آب، خاک و هوا ابداع گردد . با توجه به هزینه بالای روشهای فیزیکی و شیمیایی معمول و اثرات جانبی این روشها بر محیط زیست، استفاده از روشهای بیولوژیک در سالهای اخیر همواره مورد توجه بوده است که شامل روشهای زیست سالم سازی (Bioremediation) و گیاه پالایی (Phytoremediation) می باشند .
در گیاه پالایی، از قابلیت گیاهان برای حذف آلاینده‌ها استفاده میشود. برخی گیاهان در هر هکتار سالانه افزون بر 150 میلیون کیلومتر ریشه تولید میکنند, که این امر میتواند به جذب و تجمع آلاینده ها در خاک کمک کند و ممکن است به کمک چنین گیاهانی, یک منطقه آلوده را ظرف 2 تا 3 سال از آلودگی پاک کرد.
آلاینده های فلزی نظیر ارسنیک, کادمیم, جیوه, مس, و روی قابل تجزیه به ترکیبات غیر سمی نیستند و راه حل سنتی مبارزه با این نوع آلودگی, دفن خاک آلوده در مکانی دیگر است. بدیهی است که این روش بسیار مشکل و پرهزینه و غیر کار آمد می باشد. گیاهانی نظیر صنوبر, بید, درخت صمغ (Liquidambar styraciflua) گیاهان علفی, و لاله آبی "کارخانه های" تصفیه طبیعی هستند. اما باید در مورد چرای حیوانات از این نوع گیاهان, توجه خاص مبذول داشت. بسیاری از باکتریهای خاک ذاتاً به میزان غلظت بالایی از فلزات مقاوم هستند. پتانسیل پالایش سبز به مقدار فعل و انفعالات خاک، فلزات سنگین باکتریها و گیاهان فعل و انفعالات کمپلکسها توسط تغییر در فاکتورهایی مثل ویژگیها و فعالیت گیاهان و باکتریها و شرایط اقلیم، و ویژگیهای خاک و غیره تحت تأثیر قرار می گیرد.
ریشه گیاهان با تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها فعل و انفعالاتی دارند که این فعل و انفعالات میزان پالایش سبز را نشان می دهد میکروبهای خاک نقش مهمی در بازیابی عناصر غذایی ، حفظ و نگه داری ساختمان خاک، سمیت زدائی مواد شیمیایی سمی و کنترل آفتها و رشد گیاهان دارند. علاوه بر این، گیاهان و باکتریها می توانند یک ارتباط ویژه داشته باشند به این ترتیب که فرآیندهای معمول گیاهی جمعیت میکروبی خاک را تحریک کرده و در طول یک جریان فعالیت متابولیکی آلودگی های خاک تجزیه می شود. ریشه گیاهان ترشحاتی دارند که حلالیت یونها را افزایش می دهد این مکانیسم های بیوشیمیایی فعالیت پالایشی باکتریهای خاک مرتبط با ریشه گیاهان را افزایش می دهد. ریزوباکترها چندین فرایند مختلف دارند که زیست فراهمی فلزات سنگین را با آزادسازی ترکیبات کلاته اسیدی کردن محیط و توسط تغییرات مؤثر بر پتانسیل واکنشها را تبخیر می کنند. اکنون به خوبی معلوم شده است که جمعیت ریزوباکترها در چندین رده خیلی بزرگ هستند که در خاک های توده ای با سطوح بالایی از فلزات سنگین وجود دارند که در این خاکها اندازه جمعیت میکروارگانیسم ها، ساختمان جامعه و فعالیت بالای جمعیت میکروبی خاک اهمیت دارد.
در سالهای اخیر گونه های مشابه با ژنتیکهای جدید مقاومت به فلزات سنگین تعیین شده اند که می توانند در بخش استخراج سبز مورد بهره برداری قرار بگیرد .میکروارگانیسم های خاک نقش مهمی در طبیعت دارد و در عملکرد محیط و برای گیاهان و حیوانات و انسانها مفید می باشند آنها همچنین از عوامل مؤثر بیوژئوشیمیایی برای حفظ زندگی در زمین هستند.
فلزات کمیاب به طور طبیعی در جهان زیستی در حد قابل قبولی وجود دارند اما در قرن اخیر در اثر فعالیتهای بشر افزایش یافته اند و تأثیرات آن برروی رشد ، بقاء تعداد، زیست شود و فراوانی باکتریها شناخته شده است.
یکی از منابع عمده عناصر کمیاب در محیط پخش وسایل نقلیه و احتراق موتور داخلی اتومبیلهاست ، در بسیاری از مناطق شهری تجزیه خاکهای کنار جاده نشان می دهد که غلظت فلزات سنگین با افزایش فاصله از کنار جاده ها کاهش می یابد. توانایی مواد آلی برای جذب فلزات سمی می تواند باعث کاهش تأثیرات سمی آنها در میکروبهای خاک باشد و علاوه بر این مقاومت میکروفلور خاک در برابر فلزات آلوده کننده جمعیت آنها را تحریک خواهد کرد.
گونه هایی از میکروارگانیسم ها که در برابر حضور این فلزات در خاک واکنش نشان می دهند امکان دارد به عنوان گونه های شاخص برای خاکهای آلوده انتخاب شوند. نقش باکتریها و جمعیت میکروبی خاک در پالایش سبز خاکهای آلوده ریزوسفر (سطح مشترک خاک گیاه) یک نقش مهم در پالایش سبز آلودگی های فلزات سنگین دارد که جمعیت میکروبی خاک در تحرک و قابل استفاده کردن فلزات برای گیاهان از طریق رهاسازی عامل کلاته، اسیدی کردن، حل کردن فسفات و تغییر واکنشها مؤثر شناخته شده اند و بنابراین دارای پتانسیلهایی برای افزایش فزاینده پالایش سبز هستند.
در استراتژی پالایش سبز با استفاده از ریز وباکتری های ویژه سازگار با فلزات سنگین می توان جذب فلزات سنگین را در گیاهان بیشتر و بیشتر کرد. یکی از روشهای پالایش سبز اینست که از گونه هایی استفاده کنیم که ارتباطی با ریز و باکترهای تحریک کننده رشد گیاهان برقرار می کنند که اخیراً در استراتژی پالایش سبز مورد توجه قرار گرفته است. بعضی از باکتریهای تحریک کننده رشد گیاهان که با ریشه گیاهان مرتبط هستند برای بعضی از تأثیرات سودمند آنها در رشد و تغذیه گیاهان ممکن است استفاده شوند. که آن به خاطر بعضی از تأثیرات سودمند آنها مثل رشد و تغذیه گیاهان با مکانیسم هایی مثل تثبیت نیتروژن، تولید هورمون های گیاهی و هیدروفورها انتقال عناصر غذایی می باشد، هنگامی که در خاک با بذرها تلقیح می شوند.