پالايش گياهي و تخمين زمان بهينه پالايش خاك‌هاي آلوده به كادميم با استفاده از گياه اسفناج (Spinacia oleracea L.)

Phytoextraction and estimating optimal time for remediation of Cd-contaminated soils by spinach (Spinacia oleracea L.)

پالايش گياهي يكي از راه‌هاي آلودگي‌زدايي خاك است كه به دليل استفاده از گياهان بيش‌اندوز بازده بالايي دارد. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي امكان آلودگي‌زدايي خاك‌هاي آلوده به كادميم با استفاده از گياه اسفناج L.) (Spinacia oleracea و تعيين دامنه كارآيي گياه پالايي آن بود. به ‌همين منظور، آزمايشي در قالب طرح كاملاً تصادفي با پنج تيمار شامل شاهد، 15، 30، 60 و 120 ميلي‌گرم كادميم در كيلوگرم خاك و سه تكرار انجام شد. پس از آلوده سازي خاك‌ها با سطوح مختلف كادميم، بذر اسفناج در آن‌ها كاشته شد. گياهان پس از طي دوره رشد كامل، برداشت شدند. غلظت كادميم تجمع يافته در اندام‌هاي هوايي و ريشه گياه و همچنين خاك تيمارهاي مختلف اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد با افزايش مقدار كادميم موجود در خاك، مقدار افزايش غلظت كادميم در ريشه‌ها به مراتب بيشتر از افزايش غلظت كادميم در اندام‌هاي هوايي بود. بيشترين مقدار جذب در ساقه و ريشه به ترتيب 7/73 و 86/75 ميلي‌گرم بر كيلوگرم بود. با توجه به توانايي اسفناج در جذب مقادير زياد كادميم از ناحيه رشد ريشه و عملكرد گياهي بالا و توانايي تجمع كادميم در اندام‌هاي قابل برداشت، اين گياه براي پالايش سبز كادميم گياهي مناسب مي‌باشد. ليكن با توجه به زمان پالايش و اين كه بيشترين مقدار ماده خشك توليد شده در تيمار 30 ميلي گرم بر كيلوگرم بود، بيشترين مقدار كادميم استخراجي از ا ندام هوايي در يك هكتار در سال در تيمار 30 ميلي گرم بر كيلوگرم بوده و بنابراين گياه اسفناج براي پاكسازي كادميم از اعماق سطحي خاك و غلظت هاي متوسط كادميم كارآيي بهتري دارد.

The so-called phytoextraction in which hyperaccumulator plants are used to remediate the contaminated soils is proven to be an efficient method. The objective of this study was to investigate the capability and efficiency of spinach for phytoremediation of cadmium from Cd-contaminated soils. For this purpose, a completely randomized design with five treatments including 0, 15, 30, 60 and 120 mg Cd/ kg soil and three replications was established in natural conditions. After contaminating the experimental soils with different levels of cadmium, the seeds of spinach were planted. When plants were fully developed, plants were harvested and their cadmium contents in shoots and roots as well as the soil-cadmium were measured. The results indicated that by increasing Cd concentration in soil, the most Cd accumulation was occurred in the roots rather than shoots. Maximum cadmium concentration within the shoots and roots was 73.7 and 75.86 mg.kg-1 soil, respectively. According to spinach ability to absorb high concentration of cadmium in the root zone and its high biomass and capability of cadmium accumulation in shoots, this plant can be used as a hyperaccumulator to remediate cadmium from Cd-contaminated soils. But, according to minimum remediation time and maximum dry matter for the 30 mg Cd/ kg soil, maximum Cd extracted by shoots in hectare/year was in 30 mg Cd/ kg soil. It can be concluded that spinach is a suitable plant for phytoremediation of slight to moderately cadmium contaminated topsoils.