تجمع و توزیع فلزات سنگین در چهار گونه درختی پهن برگ و سوزنی برگ کشت شده در شرکت فولاد مبارکه

سابقه و هدفآلودگی محیط زیست با فلزات سنگین، به ویژه در مناطق صنعتی مانند واحدهای تولید فولاد، تهدیدی جدی برای سلامت اکوسیستم و انسان به شمار می رود. گیاه پالایی به عنوان روشی پایدار و مقرون به صرفه برای حذف آلاینده هایی نظیر فلزات سنگین از خاک و آب مطرح است. گونه های درختی به دلیل ریشه های گسترده، زیتوده بالا و ماهیت چندساله، گزینه های مناسبی برای گیاه پالایی بلند مدت به حساب می آیند. این مطالعه به بررسی توانایی چهار گونه درختی سرو نقره ای (Cupressus arizonica)، توت سفید (Morus alba)، کاج تهران (Pinus eldarica) و اقاقیا (Robinia pseudoacacia) رشد یافته در محیط آلوده به فلزات سنگین (مجتمع فولاد مبارکه) در انباشت و توزیع فلزات سنگین در اندامهای ریشه، تنه، شاخه و برگ پرداخته است. درختان مورد بررسی ۱۷ سال در شرایط مشابه آبیاری قطره ای و در قالب توده های آمیخته (در یک کرت با وسعت تقریبی نیم هکتار و در مجاورت یکدیگر) رشد کرده اند. اهداف اصلی شامل ارزیابی الگوهای اندام محور انباشت فلزات، سنجش سهم نسبی هر اندام در پالایش و تعیین پتانسیل کلی گیاه پالایی است. نوآوری این پژوهش در ارائه تحلیل یکپارچه ای از داده های مربوط به غلظت فلزات و الگوهای واقعی تخصیص زی توده در سراسر گیاه برای ارزیابی دقیق ظرفیت پالایش گونه ها است.مواد و روش هافلزات کادمیوم (Cd)، مس (Cu)، روی (Zn) و آهن (Fe) به دلیل حضور شاخص در پساب ها و خاکهای اطراف کارخانه های فولاد و ذوب فلز انتخاب شدند. پنج پایه از هر گونه به صورت تصادفی انتخاب شدند. نمونه ها به اندام های اصلی تفکیک و پس از خشک و آسیاب کردن، غلظت فلزات با جذب اتمی شعله ای اندازه گیری شد. شاخص انتقال (TF)، تخصیص زی توده، همبستگی بین فلزات، و مقدار تجمعی فلزات محاسبه و توسط مدل خطی عمومی تحلیل شد. یافته هادرختان سرو (روی: mg/kg ۲۲۳ و کادمیوم: mg/kg ۶) و توت (آهن: mg/kg ۱۳۳۶ و مس: mg/kg ۵۵) بیشترین و اقاقیا کمترین غلظت فلزات را در اندامهایشان نشان دادند. برگها در همه گونه ها و برای تمام فلزات بالاترین TF را داشتند؛ بیشترین انباشت Fe در برگ کاج با (۸۶/۲۷TF= ) و پس از آن توت (۹۶/۵) و سرو (۶۹/۳) مشاهده شد، در حالیکه انتقال Cd و Zn به برگها غالبا با TF بیش از ۱ بود. انتقال Cu وابسته به گونه بود و بیشترین افزایش TF عمدتا در مرحله برگ به شاخه رخ داد. همبستگی مثبت و قوی میان Cd، Cu و Zn در برگهای توت (۹۶/۰-۸۵/۰= r) و اقاقیا (۹۳/۰-۸۸/۰= r) مشاهده شد، در حالیکه در کاج همبستگی معناداری بین فلزات دیده نشد. کاج با بیشترین زی توده خشک کل (۱۱۰ کیلوگرم) و تخصیص غالب به تنه (۴۷٪)، بالاترین تجمع کلی فلزات سنگین را به ویژه برای Cd، Cu و Zn در اندام تنه نشان داد، در حالیکه اقاقیا بیشترین تخصیص زی توده را به ریشه ها اختصاص داد (۳۶٪). توت با وجود زی توده کل پایین (۳۰ کیلوگرم)، تجمع بالای Fe و Cu را در برگها ثبت کرد. غلظت همه فلزات در برگ گونه ها از آستانه های سمیت فراتر بود که نشان دهنده قرارگیری همه گونه ها تحت استرس شدید فلزی است.نتیجه گیرینتایج نشان داد الگوهای تجمع، انتقال و تثبیت فلزات سنگین به طور معناداری میان گونه های درختی متفاوت است و هر گونه کارکرد متمایزی در گیاه پالایی دارد. کاج با تولید بیشترین زی توده خشک و تمرکز فلزات در تنه و ریشه، گزینه ای مناسب برای تثبیت بلندمدت فلزات سنگین محسوب می شود، در حالی که سرو با تجمع قابل توجه فلزات در برگها قابلیت ترکیب راهبردهای تثبیت و استخراج را دارد. توت و اقاقیا با وجود زی توده کمتر، به دلیل انتقال موثر فلزات به اندامهای هوایی و امکان برداشت سالانه برگها، برای بازسازی و مدیریت سایت های با آلودگی کمتر مناسب هستند. بر این اساس، انتخاب گونه در برنامه های گیاه پالایی باید بر مبنای نوع فلز غالب، سطح آلودگی و هدف مدیریتی (تثبیت یا استخراج) انجام گیرد.

کلیدواژه ها:

گیاه پالایی ، آلودگی محیط زیست ، زی توده گیاهی ، شاخص انتقال