حذف روي وكادميوم از خاك آلوده با استفاده از گياه يونجه

Removal of zinc and cadmium from contaminated soils by Alfalfa plant

برخي از گياهان تحت عنوان گياهان فوق تجمع دهنده، داراي قابليت جذب، تحمل و حذف مقادير بالايي از فلزات سنگين خاك مي باشند. استفاده از اين گياهان به عنوان يك تكنولوژي مناسب و تجاري بوده كه با استفاده از آن، مي توان نسبت به پاكسازي خاك هاي آلوده به فلزات سنگين اقدام نمود. دربين گياهان علوفه اي، خانواده لگومينوز وازاين خانواده، يونجه به جهت دارا بودن ريشه هاي عميق، بومي ايران بودن و دوره رشد كوتاه مدت آن در آب و هواي سرد و گرم موجود در ساير نقاط كشور، ازاهميت ويژه اي برخوردار مي باشد كه اين مساله امكان حذف مقدار بيشتري از آلودگي را از سطح خاك آلوده فراهم مي سازد. در اين تحقيق ميزان جذب غلظت هاي متفاوت فلزات سنگين روي و كادميوم درخاك، توسط گياه يونجه به همراه غلظت قابل دسترس بيولوژيك آن تعيين و با pH خاك مقايسه مي گردد. مطالعه بر روي چهار نمونه خاك صورت گرفت كه بطور مصنوعي به عناصر روي و كادميوم در غلظت هاي 100، 200 وppm 400 كادميوم و 500، 1000 وppm2000 روي آلوده گرديده وگياه يونجه در گلدان غير آلوده (شاهد آزمايش) و گلدان هاي حاوي خاك آلوده به عناصر فوق كشت گرديد . پس از انجام فعاليت هاي مورد نياز شامل داشت صحيح و برداشت، آناليز شيميايي خاك براي تعيين پارامترهاي موثر در جذب نظير pH انجام گرديد. پارامترهاي اندازه گيري شده با استفاده از روش آماري آناليز خوشه اي و نرم افزار MVSP مورد بررسي قرار گرفت. اندازه گيري غلظت كل فلزات سنگين در خاك، گياه و در بخش دسترسي بيولوژيك وميزان بارمواد آلي درخاك وگياه نشان مي دهد كه يونجه داراي پتانسيل خوبي جهت جذب هر دوعنصر مورد مطالعه مي باشد. ميزان جذب اين عناصر نسبت به هم روند مشابهي داشته و در اثر كاهش pH روند صعودي دارند. به نحوي كه درنمونه خاك شماره 4 كه داراي بيشترين مقدار آلودگي است، با كاهش pH تا 72/6 ميزان غلظت روي و كادميوم درخاك و نيز ميزان جذب آن در يونجه بطور قابل ملاحظه اي تا mg/kg 75/1161 كادميوم درگياه وmg/kg 2/58 در خاك و نيز mg/kg 54/3933 روي درگياه و mg/kg 2/2703 در خاك افزايش دارد. لذا يونجه را مي توان به عنوان يك گياه مناسب جهت حذف روي و كادميوم از خاك آلوده پيشنهاد داد. خواص عمده شيمايي خاك از جمله pH‌، ظرفيت تبادل كاتيوني و مواد آلي در جذب و يا دفع فلزات سنگين خاك موثرند، همچنين نتايج نشان مي دهد كه در اثر افزايش ميزان مواد آلي در خاك مقدار pH خاك كاهش مي يابد.

Some plant species named hyper accumulator plants have necessary potential to absorb, tolerate, remove and extract a large amount of heavy metals from the soil. Use of this plant is an appropriate commercial technology to clean up of contaminated soils. Some grass plants with deep roots, have more potential to remove soil heavy metals. Alfalfa from leguminous family which is an indigenous plant in all warm and cold weather conditions of Iran, with deep roots and short growth period, is specific plant to remove more pollutants from the polluted soils. In this paper, we tried to determine the different concentration of Zinc and Cadmium in soil, with use of Alfalfa plant and also discuss its bioaccessibility, then compare them with pH soil. Subsequently the effect of pH on adsorption of metals was studied. Four soil pots were artificially contaminated with 100 ppm, 200 ppm, 400ppm Zn and 500ppm, 1000ppm, 2000 ppm Cd and Alfalfa plant was cultivated in all of them. Later, agronomic practices have done on these processes to determine the effective parameters such as pH with statistical methods such as cluster analysis and MVSP software. As a result, analysis of plant, soil and its bioaccessibility reveal that alfalfa has special potential to extract both Zn and Cd together in the same manner. Cadmium concentration in alfalfa and soil were significantly increased with decrease in pH values. In pot sample number four with more pollutant, zinc and cadmium concentration increase in pH=6.72 up to 1161.75 mg/kg in plant, 58.2 mg/kg in soil and also Zinc concentration up to 3933.54 mg/kg in plant and 2703.2 mg/kg in soil. Results suggest that Alfalfa plant is a suitable plant to remove Zinc and Cadmium from the soil that is polluted. Main soil chemistry characteristics such as pH, Cation Exchange Capacity (CEC) and organic matters are more important in absorption. Results show that soil pH decrease with increase of organic matter in polluted soils.