پالايش سبز

ارزيابي کمي امکان پالايش سبز خاک هاي آلوده به سرب به وسيله شاهي (Barbarea verna)
پالايش سبز فناوري نوپايي براي زدودن آلودگي ها از زيست بوم است. اين فناوري در مقايسه با ساير روش هاي پالايش، بسيار کم هزينه و ساده است. از ميان آلودگي ها، فلزات سنگين به ويژه سرب بدليل پيامدهاي وخيم در آلودگي زيست بوم اهميتي ويژه دارد. هدف از اين پژوهش، بررسي امکان پالايش خاک هاي آلوده به سرب بوسيله گياه شاهي بود. بدين منظور، خاکي با بافت لوم شني با غلظت هاي صفر، ۱۵۰، ۳۰۰، ۶۰۰، ۸۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۵۰۰ ميلي گرم سرب در کيلوکرم خاک آلوده شد و بذر شاهي در آنها کشت گرديد. گياهان در ۵

بازه زماني برداشت شدند. غلظت سرب در گياه با روش اکسيداسيون تر و غلظت کل سرب در خاک به روش اکسيداسيون با اسيد نيتريک ۴ مولار عصاره گيري و با دستگاه هاي جذب اتمي و کوره گرافيتي اندازه گيري شد. با ترکيب مدل رياضي تغييرات عملکرد نسبي گياه و غلظت فلز در بافت هاي گياهي در سطوح مختلف غلظت سرب در خاک، ميزان پالايش سرب از خاک بدست آمد. نتايج نشان داد که غلظت سرب در ماده خشک گياه شاهي با افزايش غلظت سرب در خاک افزايش مي يابد. حال آنکه، عملکرد نسبي گياه با افزايش غلظت

سرب در خاک کاهش داشت. نتايج همچنين نشان داد که مقدار سرب جذب شده از خاک توسط شاهي با افزايش آلودگي خاک تا ۱۰۰۰ mg kg-l افزايش مي يابد. ليکن در آلودگي سربي خاک از ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ mg kg-l، مقدار سرب پالوده شده از خاک توسط شاهي کاهش يافت. همچنين، نتايج نشان داد که مقدار سرب پالوده شده از خاک در اواخر دوره رشد گياه افزايش چشمگيري دارد. نتايج نشان داد که گياه شاهي برخلاف توانايي اش در تحمل آلودگي هاي بالاي سرب، در زدودن آن از خاک چندان توانا نيست. بنابراين، نمي توان آلودگي هاي حاد سرب در خاک را با استفاده از گياه شاهي پالود، ليکن از آن براي کاهش آلودگي سربي تا حدي معين مي توان استفاده نمود.

گياه پالايي Phytoremediation ))
اشرف آقابراتي – كارشناس ارشد منابع طبيعي (جنگلداري )

به منظور ايجاد محيط زيستي پاك و عاري از آلودگي، قوانين و مقررات زيست محيطي جديدي بايد وضع گردد و با شناسايي منابع آلودگي و تبعات آنها روشهاي جديدتري جهت جلوگيري از توليد و يا حذف آلاينده ها از منابع آب، خاك و هوا ابداع گردد . با توجه به هزينه بالاي روشهاي فيزيكي و شيميايي معمول و اثرات جانبي اين روشها بر محيط زيست، استفاده از روشهاي بيولوژيك در سالهاي اخير همواره مورد توجه بوده است كه شامل روشهاي زيست سالم سازي (Bioremediation) و گياه پالايي (Phytoremediation) مي باشند .

در گياه پالايي، از قابليت گياهان براي حذف آلاينده‌ها استفاده مي‌شود. برخي گياهان در هر هكتار سالانه افزون بر ۱۵۰ ميليون كيلومتر ريشه توليد ميكنند, كه اين امر ميتواند به جذب و تجمع آلاينده ها در خاك كمك كند و ممكن است به كمك چنين گياهاني, يك منطقه آلوده را ظرف ۲ تا ۳ سال از آلودگي پاك كرد.

آلاينده هاي فلزي نظير ارسنيك, كادميم, جيوه, مس, و روي قابل تجزيه به تركيبات غير سمي نيستند و راه حل سنتي مبارزه با اين نوع آلودگي, دفن خاك آلوده در مكاني ديگر است. بديهي است كه اين روش بسيار مشكل و پرهزينه و غير كار آمد مي باشد. گياهاني نظير صنوبر, بيد, درخت صمغ (Liquidambar styraciflua) گياهان علفي, و لاله آبي “كارخانه هاي” تصفيه طبيعي هستند. اما بايد در مورد چراي حيوانات از اين نوع گياهان, توجه خاص مبذول داشت. بسياري از باكتريهاي خاك ذاتاً به ميزان غلظت بالايي از فلزات مقاوم هستند.

پتانسيل پالايش سبز به مقدار فعل و انفعالات خاك، فلزات سنگين باكتريها و گياهان فعل و انفعالات كمپلكسها توسط تغيير در فاكتورهايي مثل ويژگيها و فعاليت گياهان و باكتريها و شرايط اقليم، و ويژگيهاي خاك و غيره تحت تأثير قرار مي گيرد.

ريشه گياهان با تعداد زيادي از ميكروارگانيسم ها فعل و انفعالاتي دارند كه اين فعل و انفعالات ميزان پالايش سبز را نشان مي دهد ميكروبهاي خاك نقش مهمي در بازيابي عناصر غذايي ، حفظ و نگه داري ساختمان خاك، سميت زدائي مواد شيميايي سمي و كنترل آفتها و رشد گياهان دارند. علاوه بر اين، گياهان و باكتريها مي توانند يك ارتباط ويژه داشته باشند به اين ترتيب كه فرآيندهاي معمول گياهي جمعيت ميكروبي خاك را تحريك كرده و در طول يك جريان فعاليت متابوليكي آلودگي هاي خاك تجزيه مي شود. ريشه گياهان ترشحاتي دارند

كه حلاليت يونها را افزايش مي دهد اين مكانيسم هاي بيوشيميايي فعاليت پالايشي باكتريهاي خاك مرتبط با ريشه گياهان را افزايش مي دهد. ريزوباكترها چندين فرايند مختلف دارند كه زيست فراهمي فلزات سنگين را با آزادسازي تركيبات كلاته اسيدي كردن محيط و توسط تغييرات مؤثر بر پتانسيل واكنشها را تبخير مي كنند. اكنون به خوبي معلوم شده است كه جمعيت ريزوباكترها در چندين رده خيلي بزرگ هستند كه در خاك هاي توده اي با سطوح بالايي از فلزات سنگين وجود دارند كه در اين خاكها اندازه جمعيت ميكروارگانيسم ها، ساختمان جامعه و فعاليت بالاي جمعيت ميكروبي خاك اهميت دارد.

در سالهاي اخير گونه هاي مشابه با ژنتيكهاي جديد مقاومت به فلزات سنگين تعيين شده اند كه مي توانند در بخش استخراج سبز مورد بهره برداري قرار بگيرد .ميكروارگانيسم هاي خاك نقش مهمي در طبيعت دارد و در عملكرد محيط و براي گياهان و حيوانات و انسانها مفيد مي باشند آنها همچنين از عوامل مؤثر بيوژئوشيميايي براي حفظ زندگي در زمين هستند.
فلزات كمياب به طور طبيعي در جهان زيستي در حد قابل قبولي وجود دارند اما در قرن اخير در اثر فعاليتهاي بشر افزايش يافته اند و تأثيرات آن برروي رشد ، بقاء تعداد، زيست شود و فراواني باكتريها شناخته شده است.

يكي از منابع عمده عناصر كمياب در محيط پخش وسايل نقليه و احتراق موتور داخلي اتومبيلهاست ، در بسياري از مناطق شهري تجزيه خاكهاي كنار جاده نشان مي دهد كه غلظت فلزات سنگين با افزايش فاصله از كنار جاده ها كاهش مي يابد. توانايي مواد آلي براي جذب فلزات سمي مي تواند باعث كاهش تأثيرات سمي آنها در ميكروبهاي خاك باشد و علاوه بر اين مقاومت ميكروفلور خاك در برابر فلزات آلوده كننده جمعيت آنها را تحريك خواهد كرد.

گونه هايي از ميكروارگانيسم ها كه در برابر حضور اين فلزات در خاك واكنش نشان مي دهند امكان دارد به عنوان گونه هاي شاخص براي خاكهاي آلوده انتخاب شوند. نقش باكتريها و جمعيت ميكروبي خاك در پالايش سبز خاكهاي آلوده ريزوسفر (سطح مشترك خاك گياه) يك نقش مهم در پالايش سبز آلودگي هاي فلزات سنگين دارد كه جمعيت ميكروبي خاك در تحرك و قابل استفاده كردن فلزات براي گياهان از طريق رهاسازي عامل كلاته، اسيدي كردن، حل كردن فسفات و تغيير واكنشها مؤثر شناخته شده اند و بنابراين داراي پتانسيلهايي براي افزايش فزايندة پالايش سبز هستند.

در استراتژي پالايش سبز با استفاده از ريزوباكتريهاي ويژه سازگار با فلزات سنگين مي توان جذب فلزات سنگين را در گياهان بيشتر و بيشتر كرد. يكي از روشهاي پالايش سبز اينست كه از گونه هايي استفاده كنيم كه ارتباطي با ريز و باكترهاي تحريك كننده رشد گياهان برقرار مي كنند كه اخيراً در استراتژي پالايش سبز مورد توجه قرار گرفته است. بعضي از باكتريهاي تحريك كننده رشد گياهان كه با ريشه گياهان مرتبط هستند براي بعضي از تأثيرات سودمند آنها در رشد و تغذيه گياهان ممكن است استفاده شوند. كه آن به خاطر بعضي از تأثيرات سودمند آنها مثل رشد و تغذيه گياهان با مكانيسم هايي مثل تثبيت نيتروژن، توليد هورمونهاي گياهي و هيدروفورها انتقال عناصر غذايي مي باشد، هنگامي كه در خاك با بذرها تلقيح مي شوند.

ميكروبهاي خاك نقش مهمي را در بازيابي عناصر غذايي، حفظ و نگه داري ساختمان خاك ، سميت زدائي مواد شيميايي و كنترل آفتها و رشد گياهان دارد. در نتيجه باكتريها مي توانند ظرفيت پالايش سبز گياهان را افزايش دهند.
وقتي فلزات سنگين با غلظت بالا در خاك حضور دارد و به عنوان عامل سمي در خاك عمل مي كند.در خاكهاي آلوده به فلزات سنگين تأثيرات واضحي در تنوع ميكروارگانيسم هاي خاك و فعاليت ميكروبي خاك كه شاخصهاي متابوليسمي ميكروبها و حاصلخيزي خاك در محيط هاي آلوده به فلزات سنگين هستند، دارد.