تجمع مس و تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی خاک توسط گیاهان (مقاله ترجمه شده)

چکیدهدر این پژوهش ظرفیت تجمع مس در گیاهان خودرو در خاک آلوده به مس در نواحی معدنی شمال شرقی برزیل از طریق اندازه گیری فاکتورهای غنی شدگی (EF) و انتقال (TF) ارزیابی گردید. تاثیر تغییرات فیزیکی و شیمیایی خاک ریشه بر تحرک پذیری مس با استفاده از ترکیبات مختلفی (Melich3/MgCl2) برای استخراج Cu از نمونه های مختلف خاک (خاک توده/ریشه) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت رهنمودهای ممکن برای استفاده از این گونه های گیاهی در بازیابی ناحیه با محاسبه توازن بین Cu انتقال یافته در ریشه و Cu جذب شده توسط گیاه بررسی شد. بر اساس مقادیر EF وTF به دست آمده (1>) هیچ یک از گونه های مورد مطالعه (Ruellia paniculate,Bidens pilosa,pityrogramma calomelanos, combretum leprosum, ( در دسته بندی تجمع کنندگان قوی قرار نمی گیرند.با این وجود رسیدگی به سطوح زیستی در دسترس ( که از Mg2 استخراج شده و خاک های ریشه ای (در مقایسه با سطوح کلی و خاک توده) منجر به همبستگی بیشتر میزان فلز در بافت های گیاه می شود. در نتیجه این عمل برای تعیین ظرفیت گیاه برای انباشتن مس مناسب تر است. مشخصات مختلف خاک ریشه و توده تاثیر مستقیمی بر غلظت بالای Cu در خاک ها متفاوت است (در گستره 3604-9601mg/kg). با محاسبه توازن میان مقادیر Cu انتقال یافته در ریشه و مقدار برداشت شده توسط گیاه، دریافتیم که حضور چنین گیاهانی در زمین می تواند اثرات رقابتی داشته باشد. دو گونه p.calomelanos, B.pilosa میزان مس موجود در بافت هایشان در مقایسه با میزان Cu مس ریشه بیشتر بود. این امر یک مشخصه مطلوب برای هدف بازیابی می باشد چون گیاه می تواند میزان Cu قابل دسترس در خاک را کاهش دهد و به عنوان یک عامل تسهیل کننده برای بازیابی محیط عمل کند. در مقابل، در دو گونه دیگر (R.paniculata , C.leprosum) میزان Cu ای که در ریشه انتقال دادند به نسبت Cu جذب شده بیشتر بود که این امر منجر به انتقال Cu در دسترس به اکوسیستم می شود و برای بازیابی محیط زیست مناسب نیست.مقدمهتخلیه زباله های دارای فلز از آن جا که منشا اصلی تخلیه فلزات سمی در محیط زیست است در زمین های آزاد نماینده یک مشکل جهانی جدی می باشد(لوترموزر2007). این امر ممکن است منجر به شرایط نامناسبی برای رشد گیاهان گردد که بر تنوع و فراوانی بسیاری از گونه ها تاثیر می گذارد و رشد مجدد گونه های گیاهی و در نتیجه بازسازی کل اکوسیستم را با چالش روبرو می کند. (ابراد شاو 1997؛ آرویانو 2001؛ هرنانذر و پاستور2008، نارحی و همکاران 2012). با توجه به ترکیب زیست شیمیایی زباله معدنی، تخلیه آن در محیط می تواند تاثیرات مختلفی از جمله کاهش میزان مواد مغذی (شولز و ویگلب 2000؛ نیکو و همکاران 2010)؛ تخریب کیفیت فیزیکی خاک (شزار ولال 2011، کاهش ناگهانی PH (اسیدی یا بازی شدن) (جورجووک و همکاران 2002؛ آیکول و همکاران 2003)و تخلیه میزان زیادی از عناصر سمی (لبلانک و همکاران2000؛ دو و همکاران 2011؛ زورنوار و همکاران 2012 ، ماتینز- سانذر و همکاران 2012 ، گارسیا ؛لورتر و همکاران 2012) را به همراه داشته باشد.اکثر گیاهان قادر به تحمل غلظت های بالای فلز در خاک نیستند و شناسایی گونه هایی که به طور خود بخودی در محیط های آلودی رشد می کنند برای برنامه های بازیابی بسیار حائز اهمیت است (ویتینگ و همکاران 2004؛ بیلون اسمیتز و فریمن 2006) و به دانشمندان در درک مکانیسم اکولوژیستی تطابق با چنینی محیط هایی کمک می کند. (بوید2004؛بوجار و گودرزی 2007؛ مانارا 2012؛ آناوار و همکاران 2013) گیاهان همچنین می توانند عناصر کمیابی را به زنجیزه غذایی موجودات بیفزایند. در نتیجه گونه هایی که توانایی انباشه کردن مقدار زیادی عناصر کمیاب در بافت های فرازمینی خود (برگ ها، شاخه ها، میوه و گل) هستند مستعد آزاد سازی این عناصر محیط زیست می باشند (مک لاگین 2001؛ بوید2004؛پپلو و ادموند2005). همچنین گونه هایی با این مشخصات از آن جا که توانایی انباشته سازی مقدار زیادی آلاینده و سپس آزاد سازی آن ها در مکان مناسب دیگر و در نتیجه دفع آن ها را دارند برای استفاده در برنامه های گیاه پالایی (از جمله استخراج گیاهی) مناسب هستند (ریوز و بیکر 2000؛ زانتور و باکمپ 2002؛ پیلون اسمیتز 2005؛ ارنست 2005) در نقطه مقابل گونه های گیاهی که آلاینده ها را در ریشه خود ذخیره می کننده با توجه به معیارهایی که برای دسته بندی گیاهان تجمع کننده استفاده می شود، در این دسته قرار نمی گیرند ( بیکر و بروکز 1989؛ ریوز 2006). با این وجود از آن جا که این گیاهان ممکن است در برنامه های تثبیت یا رشد مجدد گیاه مفید باشندحائز اهمیت هستند. این گونه ها می توانند آلاینده ها را در بافت های زیر زمینی خود تثبیت کننده و یا کمپلکس های فلزی در ریشه های خود به وجود آورند و انتقال فلزات در دسترس به سایر گونه ها را محدود کنند. با این عمل این گیاهان فرایند رشد و تکثیر گیاهی را تسهیل می کنند (ویتنگ و همکاران2004؛ پیلون استیمر2005؛ مندر و مایر 2008). مواد و روش هاناحیه مورد بررسیاین پژوهش در ناحیه "serra da Ibiapaba" در شمال شرقی برزیل (شکل1) انجام شد. آب و هوا در مناطق کم ارتفاع (کمتر از 300 متر، در جایی که معدن وجود دارد) نیمه خشک استوایی و در مناطق بلندتر ( بیش از 300 متر؛ در بالای ارتفاعات فلات "serra da Ibiapaba") نیمه مرطوب است. میزان متوسط بارش سالیانه در ناحیه vicosa do ceara(ارتفاع 710 متری) برابر 1470 میلی متر و در ناحیه Tiburcio (ارتفاع 220 متری) برابر 960.0 میلی متر است و در هر ناحیه بارش منحصر به فصل ژانویه و می است. متوسط دمای سالیانه در هر ناحیه بین 22 و 24°c است. بحث و نتیجه گیریویژگی های کلی و میزان Cu در خاک توده و ریشهویژگی های کلی خاک توده و ریشه در جدول 1 ارائه شده است. PH خاک p.paniculata نزدیک به ویژگی های خاک خنثی بود و اختلافی بین خاک توده و ریشه وجود نداشت. غلظت کربن آلی و غیر آلی، نیتروژن و گوگرد در خاک ریشه بیشتر از خاک توده بود. برای b.pilosa اختلاف چشمگیری بین پارامترهای اندازه گیری شده در خاک توده و ریشه وجود نداشت.نتیجه گیریبا توجه به رابطه ژئو شیمیایی بین یون های Cu با اجزائ مختلف خاک استفاده از غلظت کلی فلز در خاک به خصوص زمانیکه این غلظت به عنوان پارامتری برای محاسبه ظرفیت گیاهان برای تجمع فلز به کار می رود، بایستی با دقت انجام شود. بر اساس یافته های ما استفاده از میزان فلز در دسترس (MgCl2 استخراج شده) یا میزان فلز با قابلیت دسترسی (Melich3) چشم انداز بهتری ارائه می دهد. با توجه به اختلاف بین غلظت مس در خاک توده و ریشه اثبات گردیده که با استفاده از این پارامترها مناسب تر است چون خاک ریشه بازتاب دهنده محیط بیوشیمیایی رشد گیاه است. تغییرات حاصل از فعالیت ریشه می تواند باعث تغییرات PH یا میزان کربن آلی خاک شود که تاثیر مستقیمی بر انتقال Cu دارد.هیچ یک از گیاهان مورد بررسی، طبقه بندی تجمع کننده را به طور کامل ارضا ننمودند.(یعنی 1000mg/kg< مس در بافت ها یا نسبت برگ به خاک بزرگتر از 1) گونه های R.Paniculata و C.leprosum همانند گونه های مانع عمل کردند چون با وجود تحمل شرایط محیطی میزان CU انباشته در بافت هایشان بسیار ناچیز بود. این گونه ها توانایی جذب Cu انتقال یافته را نداشتند و با توجه به موازنه مثبت بین میزان Cu انتقال داده شده و میزان Cu انباشته شده در بافت هایشان می تواند خط آلایندگی محیط را افزایش دهند.از طرف دیگر در P.calomelanos و B.pilosa نسبت بین Cu انتقال یافته در ریشه و Cu جذب شده در بافت ها منفی بود. نمیانگر این است که این گونه ها می توانند میزان Cu بیشتری نسبت به مقدار انتقال یافته را جذب کنند و میزان Cu در دسترس محیط را کاهش دهند. این گونه ها برای پالایش محیط مناسب هستند.این مقاله در سال 2015 در نشریه الزویر و در مجله مهندسی محیط زیست، توسط گروه علوم خاک منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله تجمع مس و تغییرات در خواص فیزیکی و شیمیایی خاک توسط گیاهان در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.