تشديد استخراج روي از خاك توسط تربچه با استفاده از EDTA و اسيد سولفوريك

Enhancing the extraction of Zn from a polluted soil by radish using EDTA and H2SO4

سابقه و هدف: آلودگي خاك ها به فلزات سنگين، يك مشكل عمده زيست‌محيطي محسوب مي شود و بر سلامت انسان، جانداران، توليدات كشاورزي و زيست‌بوم اثرات منفي دارد. گياه‌پالايي فناوري مبتني بر استفاده از گياهان، براي پالايش آلودگي از محيط زيست است كه روشي موثر، ارزان قيمت و سازگار با محيط زيست مي‌باشد. گياه‌پالايي شيميايي روشي است كه در آن از كلات‌كننده‌ها و اسيدهاي مختلف جهت افزايش جذب فلزات توسط گياه استفاده مي‌شود. هدف اين مطالعه بررسي امكان گياه‌پالايي خاك آلوده به روي با استفاده ازگياه تربچه (Raphanus sativus) رقم پاسارگاد در حضور سطوح مختلف اسيدسولفوريك و EDTA مي‌باشد. مواد و روش‌ها: به اين منظور يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با 7 سطح عنصر روي (0، 200، 400، 600، 800، 1000 و 1200 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك)، 3 سطح اسيد سولفوريك (0، 750 و 1500 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) و 3 سطح EDTA (0، 10 و 20 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك) در 3 تكرار در گلخانه اجرا شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه كاربرد افزودني هاي مختلف سبب افزايش غلظت و جذب روي در بخش هوايي و زيرزميني تربچه شد ولي وزن خشك اين قسمت‌ها را كاهش داد. مصرف 20 ميلي گرم EDTA در كيلوگرم خاك سبب ايجاد بيش‌ترين غلظت روي در بخش هوايي و زيرزميني تربچه شد، به‌طوري‌كه آن را نسبت به تيمار شاهد به‌ترتيب 304 و 182 ميلي‌گرم در كيلوگرم افزايش داد. مقدار افزايش جذب روي توسط گياه در اثر مصرف 20 ميلي‌گرم EDTAدر كيلوگرم خاك 7/28 درصد بود. پس از اين افزودني به‌ترتيب سطوح مصرف 10 ميلي‌گرم EDTA در كيلوگرم خاك، 1500 ميلي گرم اسيد سولفوريك در كيلوگرم خاك و 750 ميلي گرم اسيد سولفوريك در كيلوگرم خاك قرار گرفتند. غلظت روي در اندام هاي هوايي به مراتب بيش‌تر از اندام‌هاي زيرزميني بود و بيش‌ترين غلظت آن در اين اندام‌ها به‌ترتيب 810 و 425 ميلي گرم در كيلوگرم بود. با افزايش سطوح روي خاك، غلظت روي در بخش هوايي و زيرزميني تربچه افزايش ولي وزن خشك گياه كاهش يافت. فلز روي بر جذب فسفر، آهن و پتاسيم توسط گياه تربچه اثر آنتاگونيستي داشت. نتيجه‌گيري: به‌طور‌كلي نتايج نشان داد كه ضريب انتقال روي در گياه تربچه بيش‌تر از يك مي‌باشد و يك گياه بيش انباشتگر اين فلز بوده و توانايي جذب غلظت هاي بالاي روي را دارا مي باشد، بنابراين مي توان از آن براي گياه‌پالايي خاك‌هاي آلوده به روي استفاده نمود. مقادير استفاده از اصلاح‌كننده‌ها اثر زيادي بر كاركرد آن ها دارد و مصرف زياده از حد آن‌ها اثرات منفي بر گياه پالايي دارد. بنابراين استفاده از اصلاح‌كننده EDTAدر مقدار 20 ميلي‌گرم در كيلوگرم خاك براي گياه‌پالايي شيميايي روي توصيه مي‌شود.

Background and Objectives: Soil pollution by heavy metals is a major environmental problem which has negative effects on human, animal, ecosystem and agricultural productions health. Phytoremediation, a technology that involves plants, is an effective, cheap and environmental friendly method for cleaning polluted soils. Chemical phytoextraction is a method that makes use of chelating agents and mineral acids to enhance uptake of heavy metals by plants. The aims of this study were: (a) determining the potential of the radish plant for Zn extraction from polluted soils, (b) assessing the effects of different additives (EDTA and H2SO4) on enhancing Zn uptake by radish plant and (c) assessing the effects of different levels of soil Zn on radish growth and Zn concentrations in above and below ground parts of this plant. Materials and Methods: A Factorial experiment was conducted in soil science lab, using a completely randomized design and three replications. The experimental factors were types and rates of additives (10 and 20 mg EDTA /kg and 0, 750 and 1500 mg H2SO4/kg) and levels of soil Zn (0, 200, 400, 600, 800, 1000 and 1200 mg/kg). Results: The results showed that the application of additives increased the concentrations and uptake of Zn in above and below ground parts of radish and decreased their dry weights. Application of 20 mg EDTA/kg soil caused the highest concentrations of Zn in the above and below ground parts of radish and increased 304 and 182 mg/kg respectively compared to the control. Application of 20 mg EDTA/kg soil increased Zn uptake by plant by 28.7 percent. 20 mg EDTA /kg soil, 10 mg EDTA /kg soil, 1500 mg H2SO4 /kg soil and 750 mg H2SO4 /kg soil were better treatments respectively. Zinc concentrations in aerial parts were higher than those of below ground parts and the highest concentration of Zn in these parts were 810 and 425 mg/kg respectively. The dry weights of above and below ground parts of radish decreased but Zn concentration of these parts increased as the Zn levels of soils increased. An antagonistic effect between p, K, Fe and Zn uptake was also observed. Conclusion: In general the results showed that the radish was a Zn hyperaccumulator plant having translocation factor of greater than 1 and can be used for phytoremediation of Zn polluted soils. The application rate of amendments had significant effects on their performance and inappropriate application rate, had negative effects on phytoremediation. Based on the results obtained in this experiment, the application of 20 mg EDTA/kg soil is recommend for Zn phytoremediation.