بررسي تاثير برخي ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﺧﺎك بر جذب آرسنيك و كادميوم توسط گياه دارويي خارمريم (Silybum marianum)

Effects of some soil properties on Arsenic and Cadmium uptake by Silybum marianum

سابقه و هدف: عوامل تاثيرگذار زيادي بر جذب فلزات موثر مي‌باشند به‌طوري‌كه به‌جز نوع و مقدار كلوييدهاي خاك، عوامل كنترل‌كننده‌اي نظير pH، غلظت يوني محلول، غلظت كاتيون فلزي، حضور كاتيون‌هاي فلزي رقابت‌كننده و وجود ليگاندهاي آلي و معدني در آن نقش دارند. با توجه به اهميت آرسنيك و كادميوم به‌عنوان يكي از جدي‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌محيطي و تاثيراتي كه اين فلزات با ورود به زنجيره غذايي بر سلامت انسان و جانوران دارند، بررسي مساله آلودگي آرسنيك و كادميوم و واكنش گونه‌هاي مختلف گياهي در رويارويي با غلظت‌هاي گوناگون آن‌ها داراي اهميت است. در اين پژوهش، نقش برخيخصوص?ات خاك بر جذب آرسن?ك و كادميوم خاك توسط گياه دارويي خارمريم (Silybum marianum) و نيز توانايي گياه پالايي آن، مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: به اين منظور منطقه اطراف كارخانه آسفالت شهرستان كلاله در استان گلستان، به 6 قطعه (A, B, C, D, E, F) با مساحت تقريبي هر كدام يك هكتار تقسيم شد. مناطق A و D در دو طرف رودخانه، نزديك‌ترين مناطق به كارخانه آسفالت هستند. يك منطقه غيرآلوده نيز به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نمونه‌برداري از خاك هر منطقه از عمق 30-0 سانتي‌متري خاك در 3 تكرار و به‌طور كاملاً تصادفي انجام شد و نمونه‌هاي گياهي نيز در 3 نقطه‌ هر منطقه و در 3 تكرار از هر نقطه گرفته ‌شد. نمونه‌ها، در محلي سرپوشيده و در هواي آزاد خشك و سپس با استفاده از وسايل مكانيكي كاملاً خرد گرديده و آن‌گاه از الك 2 ميلي‌متري رد شدند. برخي پارامترهاي فيزيكوشيميايي خاك مانند اسيديته، شوري، ظرفيت تبادل كاتيوني، كربن آلي و نيز ميزان آرسنيك و كادميوم موجود در خاك و گياه خارمريم اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد مقدار تجمع آرسنيك در گياهان جمع‌آوري شده از كرت‌هاي A و D (83/6 و 18/6 ميلي‌گرم آرسنيك بر كيلوگرم وزن خشك گياه) از حد مجاز در گياه بيش‌تر مي‌باشد. همچنين بيش‌ترين ميزان جذب كادميوم در كرت A (58/1 ميلي‌گرم كادميوم بر كيلوگرم وزن خشك گياه) و بعد از آن كرت D با مقدار جذب (41/1 ميلي‌گرم كادميوم بر كيلوگرم وزن خشك گياه) مشاهده شد كه در هر دو كرت بيش‌تر از حد مجاز استاندارد بوده است. نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج، بين ظرفيت تبادل كاتيوني و كربن آلي خاك با آرسنيك و كادميوم جذب‌شده در گياه همبستگي منفي ديده شد. در پژوهش حاضر، مقدار آرسنيك جذب‌شده در گياهان مناطقي كه اسيديته و شوري بالاتري داشتند، بيش‌تر بوده است. با توجه به اين‌كه شاخص تجمع زيستي هم در ريشه و هم در اندام هوايي براي هر دو فلز آرسنيك و كادميوم، در تمام كرت‌ها كوچك‌تر از يك بود بنابراين گياه خارمريم نمي‌تواند گياه بيش اندوز، براي اين دو عنصر باشد.

Background and Objectives: Many factors are affecting absorption of heavy metals. So that the type and amount of soil colloids, controller parameters such as pH, ion concentration of the solution, the concentration of metal cations, the existence of competing metal cations and organic and inorganic ligands are involved (1). Given the importance of arsenic and cadmium, as one of the most serious environmental pollutants and the effects of these metals on human health and animals and entering the food chain, investigating the problem of arsenic and cadmium and the response of different plant species faced with various levels is important. In this study the effects of some soil properties on uptake of arsenic and cadmium by Silybum marianum was studied. Materials and Methods: The surrounding area of asphalt plant of Kalaleh city in Golestan province, was divided into 6 pieces (A, B, C, D, E, F), with an area of approximately one hectare. Plots A and D on both sides of the river, are the nearest areas to asphalt plant. Also a Non-polluting area as a control was considered. Soil samples of 0-30 cm soil depth in 3 replicates were collected randomly with plant samples in 3 points of each region and 3 were repeated at every point. Samples in a place closed and in the open air dried and then crushed using mechanical means and then from 2 mm sieve passed. Some soil physicochemical parameters such as pH, salinity, cation exchange capacity, organic carbon and the amount of arsenic and cadmium in the soil and Silybum marianum were measured. Results: Arsenic accumulation in plants collected from plots A and D (6.83 and 6.18 mg arsenic per kg of plant dry weight) is greater than the plant permitted limit. The highest uptake of cadmium was observed in plot A (1.58 mg Cd per kg of plant dry weight) and then plot D (1.41 mg Cd per kg of plant dry weight) that in both plots were more than permitted standard limits. In the present study, between the CEC and soil organic carbon, with arsenic and cadmium uptake by the plant, a negative correlation was observed, so that areas with lower CEC and soil organic carbon, arsenic and cadmium levels were higher in plants. Conclusion: In the present study, the arsenic amount in plants in areas with high acidity and salinity was higher. Considering that bioaccumulation factor in the roots and shoots for both metal, in all plots was smaller than one, the plant cannot be as a hyper accumulator for these metals.