بررسي شرايط بهينه عملياتي در گياه پالايي خاك هاي آلوده به سرب و كادميوم توسط گياهان بومي ايران

Optimum operating conditions in the phytoremediation of contaminated soils with Lead and Cadmium by native plants of Iran

چكيده سابقه و هدف: در دهه اخير، تكنولوژي گياه پالايي به دليل ارزاني، سادگي، استفاده از انرژي نوراني خورشيد و برخورداري از مكانيسم هاي طبيعي، از اهميت فوق العاده اي برخوردار گرديده است. در اين تحقيق، قابليت پاكسازي خاك هاي آلوده به سرب و كادميوم توسط گياهان بومي ايران مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش ها: در اين مطالعه تجربي، از گياهان گاو پنبه، تاج خروس وحشي و ذرت مورد استفاده قرار گرفت. عصاره‌گيري در نمونه‌‌هاي خاك با استفاده از نيتريك و هيدرو كلريك اسيد و در گياهان با مخلوط نيتريك، پركلريك و سولفوريك اسيد انجام گرديد. ميزان سرب و كادميوم در نمونه هاي خاك و گياه به كمك دستگاه جذب اتمي " Perkin-Elmer" تعيين شد. نتايج: ميزان سرب( خاك هاي قليايي) در ريشه گياهان بيشتر از اندام هاي هوايي و در خاك هاي اسيدي(به جز ذرت) كمتر از اندام هاي هوايي بوده است. اين مقادير در تيمارهاي گروه 3 و در اندام هاي زير زميني و هوايي گاو پنبه، تاج خروس و ذرت بر حسب ميلي گرم بر كيلو گرم (خاك هاي قليايي) به ترتيب(54/5، 25/5)، (69، 37/6) و (47، 32) و در خاك هاي اسيدي به ترتيب (71/4، 92/5)، (89، 120/5) و (85، 66/7) بدست آمد. ميزان كادميوم نيز در اندام هاي گياهان و در خاك هاي قليايي به ترتيب (6/5، 4)، (8، 6/2) و (5/6، 3/4) و در خاك هاي اسيدي به ترتيب (5/8، 4/5)، (7/6، 5/4) و (6، 4/8) ميلي گرم بر كيلوگرم بدست آمد. ميزان بيوماس توليدي گياهان درخاك هاي آلوده (گروه 3) كمتر از تيمار شاهد و گروه هاي 1 و 2 بود. نتيجه گيري: با توجه به افزايش ميزان جذب و تجمع سرب و كادميوم در گياهان رشد يافته در خاك هاي اسيدي و قليايي و ميزان بيوماس گياهان ذرت و تاج خروس وحشي، كاربرد اين دسته از گياهان بومي به منظور پالايش خاك هاي آلوده به فلزات سنگين در مناطق مختلف كشور مناسب مي باشد.

ABSTRCT Background and Aim: In recent decade, phytoremediation technology is regarded very important because of its simplicity, inexpensiveness and use of natural resources and solar energy. In this study, we investigated the efficiency of remediation of contaminated soil with Lead and Cadmium by using native plants of Iran. We selected three native plants of Iran (Abutilon theophrasti, Amaranthus retoflexus and Zea maize) for this study. Extraction of soil and plant samples was performed by use of HNO3 ,HCl and HNO3, HClO4 and H2SO4 respectively. Concentrations of Lead and Cadmium in soil and plants were determined by Perkin-Elmer 603 atomic absorption spectrophotometer. Results: Lead concentration in the roots of plants (Alkaline soil) was more than those in their shoots. In acidic soil (with exception of Zea maize), concentration of Lead in the shoots was more than its concentration in the roots of the plants. Concentrations of lead in the roots and shoots of Abutilon theophrasti, Amaranths and Zea maize in alkaline soil were (54.5 and 25.5 mg/kg), (69 and 37.6mg/kg) and (47 and 32mg/kg) respectively, and its respective concentrations in acidic soil were (71.4 and 92.5 mg/kg), (89 and 120.5mg/kg) and (85 and 66.7 mg/kg). Cadmium concentrations in alkaline soil were (6.5 and 4mg/kg), (8 and 6.2 mg/kg) and (5.6 and 3.4 mg/kg) and in acidic soil were (5.8 and 4.5 mg/kg), (7.6 and 5.4mg/ kg) and (6 and 4.8 mg/kg) respectively. Plants in group 3 produced less biomass than those in control group, group 1 and group 2. Conclusion: Considering the increased rate of absorption of Lead and Cadmium and the amount of biomass produced by Zea maize and Amaranthus retoflexus in the acidic and alkaline soil, use of these native plants is recommended for refining the soil contaminated with heavy metals.