بررسي گياه پالايي گونه Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel در خاك هاي آلوده به فلزات سنگين (مطالعه موردي: منطقه صنعتي ليا- قزوين)

Phytoremediation of copper, zinc and chromium Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel in contaminated soils with heavy metals (case study: Lia–Qazvin)

اين پژوهش در منطقه ليا واقع در استان قزوين براي بررسي گياه پالاييPhragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel انجام شد. بدين منظور نمونه برداري از پوشش گياهي، خاك و پساب صنعتي به صورت شعاعي از مركز خروج پساب در سه جهت و سه جايگاه به فواصل 300 متر انجام شد. نمونه هاي گياهي (150 نمونه) در طول ترانسكت هاي 100 متري در پلات-هاي 2×5 متري و نمونه هاي خاك از دو سطح 20-0 و 40-20 سانتي متر (150 نمونه براي هر سطح) از منطقه ريزوسفري در طول ترانسكت هاي نمونه برداري پوشش گياهي برداشت شدند. مقادير قابل جذب روي، مس و كروم به دليل آلوده بودن خاك به فلزات ذكر شده در ريشه، ريزوم، ساقه و برگ گياه همچنين در نمونه هاي خاك و آب (45 نمونه) اندازه گيري شد تا تفاوت بين اندام هاي گياه در تجمع فلزات و قابليت زيست رديابي آنها تعيين شود. به منظور بررسي تفاوت معني دار بين اندام‌هاي گياهي در غلظت فلزات و تعيين تفاوت در غلظت فلزات در نمونه هاي خاك و پساب، داده ها مورد تجزيه واريانس يكطرفه قرار گرفتند. همچنين رابطه رگرسيوني بين غلظت فلزات در اندام هاي گياه با خاك و پساب بررسي شد. نتايج مطالعه نشان داد كه بيشترين تجمع فلزات در ريشه و ريزوم بود. به طور كلي در چهار اندام گياه ترتيب تجمع فلزات به صورت ساقه ‹برگ ‹ريزوم ‹ريشه مشخص شد. كمترين تجمع فلزات در اندام هاي گياهي (7/6 ميلي گرم بر كيلوگرم)، خاك (03/17 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) و آب (43/13 ميلي گرم بر كيلوگرم) براي عنصر مس تشخيص داده شد. تفاوت در غلظت عناصر در اندام هاي گياه نشان داد كه بيشترين تجمع روي (160 ميلي گرم بر كيلوگرم)، مس (27/9 ميلي گرم بر كيلوگرم) و كروم (38/19 ميلي گرم بر كيلوگرم) در ريشه گياه است. رابطه رگرسيوني مثبت بين غلظت عناصر در اندام هاي گياه با نمونه هاي خاك (97/0-70/0=R2) و پساب (94/0-72/0=R2) به‌دست آمد، بنابراين مي توان گونه P. australis را به عنوان يك گونه زيست‌ردياب براي پالايش خاك هاي آلوده به فلزات سنگين معرفي كرد.

This study was conducted in Lia region in Qazvin province to investigate Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel remediation capacity of heavy metals in contaminated soils. Soil and industrial wastewater sampling was done radially along transects in distances of 300 m from exit point of wastewater in three aspect at three directions. In each sampling point, along 100 m transects within 5m×2m plots, the plant samples (n=150) and soil samples were collected in depth of 0-20 and 20-40cm from rhizosphere zone (n=150, for each depth). Concentration of Cu, Zn and Cr in root, rhizome, stem and leaves of the plant as well as soil and wastewater (n=45) were analyzed in contaminated areas to detect the differencesin heavy metals accumulation by different plant parts. In addition, plant organs were tested for heavy metals biomonitoring of soil and water. For assessing differential accumulation of a given element in plant parts and in order to detect significant differences of element concentration in soil and wastewater samples, the one-way analysis of variance was used. In addition, correlation coefficients between elements concentrations in plant parts, soil and wastewater was conducted. Results of this study revealed that the highest concentration belonged to roots and rhizomes. Particularly, for all plant parts metal concentrations decreased in the order of root› rhizomes› leaf› stem. Copper had the lowest concentration among of heavy metals studied in plant parts (6.7mgkg-1), soil (17.03mgkg-1) and wastewater (13.43mgkg-1). The highest concentration of Zn (160mhkg-1), Cu (9.27mgkg-1), and Cr (19.38mgkg-1) was observed in roots. Positive correlation was found between concentrations of studied elements between soil and plants (R2=0.70-0.97) and between wastewater and plants (R2=0.72-0.94). In conclusion P. australis is beneficial for phytoremediation of contaminated areas as well as a biomonitor species.