ارزيابي توان بيش‌اندوزي گياه شاهي براي پالايش گياهي خاك‌هاي آلوده به كادميم

Assessing land cress potential for phytoextraction of cadmium from Cd-contaminated soils

آلودگي خاك با فلزات سنگين يكي از چالش‌هاي مهم در ارتباط با حفاظت منابع آب و خاك است. كادميم يكي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌محيطي است كه با توجه به تحرّك خيلي زياد در چرخه خاك- گياه- انسان و اثرات نامطلوبي كه بر انسان و حيوان دارد، پالايش آن از خاك‌هاي آلوده بسيار ضروري است. يكي از راه‌هاي آلودگي‌زدايي خاك گياه پالايي است كه در آن از گياهان بيش‌اندوز براي جذب آلاينده‌ها از خاك‌هاي آلوده استفاده مي‌شود. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي امكان آلودگي‌زدايي كادميم از خاك با استفاده از گياه شاهي بود. بدين منظور، آزمايشي در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با 6 تيمار شامل شاهد، 3، 5، 10، 25 و 50 ميلي‌گرم كادميم در هر كيلوگرم خاك و 4 تكرار در گلخانه اجرا گرديد. پس از طي دوره رشد، گياهان از خاك برداشت و غلظت كادميم تجمع يافته در اندام‌هاي هوايي و ريشه گياه و همچنين خاك تيمارهاي مختلف اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه در تمام تيمارها با افزايش غلظت كادميم در خاك، مقدار جذب كادميم در ريشه افزايش مي‌يابد. با افزايش غلظت كادميم در خاك، غلظت كادميم در اندام هوايي 3/19 و در ريشه حدود 34 برابر شد. اين نتايج نشان دهنده توانايي زياد ريشه و اندام هوايي شاهي براي جذب كادميم از خاك‌هاي آلوده است. مجموع ميانگين مقادير كادميم جذب شده در ريشه 18/65 و در اندام هوايي 86/60 ميلي‌گرم بر كيلوگرم بود. همچنين، با افزايش غلظت كادميم، زمان لازم براي پالايش گياهي نيز افزايش يافته و كمترين زمان لازم مربوط به پالايش غلظت 3 ميلي‌گرم بر كيلوگرم بود. بنابراين با توجه به اينكه شاهي گياهي با دوره رشد نسبتاً كوتاه و عملكرد بالا مي‌باشد، مي‌توان از اين گياه به عنوان گياهي بيش‌اندوز براي پالايش خاك‌هاي آلوده به كادميم استفاده كرد.

Soil contamination with heavy metals is one of the most important challenges in soil and water conservation area. Remediation of Cd as one of the most important environmental contaminants from contaminated soils due to its high mobility in soil-plant-human chain and adverse effects on human and animals, is very important. Phytoextraction is one of the biological remediation methods in which hyperaccumulator plants are used to take up pollutants from contaminated soils. The objective of this study was to investigate the capability of Land Cress (Lepidium sativum) for phytoremediation of cadmium from Cd-contaminated soils. For this purpose, a randomized block experimental design with six treatments of 0, 3, 5, 10, 25 and 50 mg Cd/ kg soil and four replicates was established in the greenhouse. When plants were fully developed, plants were harvested and cadmium concentrations in the soil, roots and shoots were measured. The results indicated that by increasing Cd concentration in soil, its accumulation in plant tissues was also increased. By increasing cadmium concentration in soil, its concentration within the roots and shoots was increased to 19.3 and 34 times, respectively. This indicates the high capability of both roots and shoots for cadmium uptake from contaminated soils. Total average cadmium concentration in roots and shoots was 65.18 and 60.86 mg/kg, respectively. With increasing cadmium concentration, the time needed for phytoextraction was also increased. The minimum time needed for phytoextraction was belonged to the 3 mg/kg Cd treatment. Since Land Cress has short growing period and high biomass, it can be used as hyperaccumulator plant to remediate cadmium from Cd-contaminated soils.