بررسی قابلیت دو گونه گیاهی در جذب فلزات سنگین خاک
عنوان تحقیق: بررسی قابلیت دو گونه گیاهی در جذب فلزات سنگین خاک
فرمت فایل: word
تعداد صفحات: 122
شرح مختصر:
فلزات سنگین از آلایندههای خطرناک محیط زیست هستند که از طریق ورود به زنجیره غذایی موجب بروز خطرات برای انسان، گیاهان و سایر موجودات زنده میشوند. در خاکهای آلوده به فلزات سنگین، استفاده از گیاهانی که توانایی رشد، سازگاری و جذب فلزات را دارند بهعنوان یکی از روشهای پاکسازی این خاکها مطرح است. گیاهپالایییکیازروشهایزیستپالاییاست کهدردهههایاخیربرایاصلاحوپالایش خاکهایآلودهبهترکیباتآلیومعدنیارائهشدهاست. مطالعات گذشته عمدتا متمرکز بر روی جذب یک عنصر بودهاند درحالیکه در این مطالعه علاوه بر افزودن چند عنصر اقدام به بررسی دقیق برهمکنش عناصر بر روی جذب هر یک از عناصر صورت گرفته است. هدف این تحقیق بررسی تاثیر غلظتهای مختلف مس، روی، سرب، کادمیوم و ترکیب این عناصر موجود در خاک بر میزان تجمع در اندامهای گیاهی دو گونه اکالیپتوس Eucalyptusmicrothecaو Eucalyptuscamaldulensisمیباشد. برای انجام این مطالعه سه تیمار مس (غلظتهای 5، 10، 20ppm)، سه تیمار روی (غلظتهای 1، 3، 10ppm)، سه تیمار سرب (غلظتهای 50، 100، 200ppm)، سه تیمار کادمیوم (غلظتهای 5، 10، 15ppm) و سه تیمار مخلوط از این عناصر در سه سطح با 3 تکرار و در قالب طرح کاملا تصادفی برای دو گونه اکالیپتوس در نظر گرفته شد. پس از 13 هفته از اعمال تیمارها، تمامی درختان اکالیپتوس قطع و به برگ، ساقه و ریشه تقسیم شدند و پس از آمادهسازی اولیه، غلظت فلزات سنگین موجود در نمونهها توسط دستگاه ICP اندازهگیری شد و آنالیزهای آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 19 انجام شد. این تحقیق در آزمایشگاه و گلخانه بخش تحقیقات منابع طبیعی اداره کل مرکز تحقیقات کشاورزی و منابعطبیعی واقع در شهر گرگاناجرا شد. نتایج این مطالعه نشان داد که دو گونه اکالیپتوس توانایی جذب عناصر سنگین در سطح مجاز و بحرانی که طبق استانداردهای جهانی تعریف شده است را دارند که با توجه به آلودگی بسیار بالای شهرهای بزرگ میتوان از گیاه همیشه سبز اکالیپتوس که توانایی بالایی در جذب عناصر سنگین دارد بهره برد. طبق نتایج به دست آمده از تحقیق میتوان گفت دو گونه اکالیپتوس E.microthecaو E.camaldulensisدر سطوح کم تیمار شاهد، از نظر جذب عناصر سنگین خاک اختلاف چندانی باهم ندارند اما با افزایش میزان غلظتهای مس، روی، سرب و کادمیوم این گونه E.camaldulensisاست که توانسته در جذب برخی از عناصر سنگین موفقتر عمل کند. تاثیر مهم نوع و غلظت عناصر سنگین موجود در خاک بر میزان جذب و ذخیرهسازی و همچنین اثر برهمکنش عناصر سنگین ذکر شده بر تجمع آنها در اندامهای مختلف E. microthecaو E. camaldulensisاز دیگر نتایج این تحقیق بشمار میآید.
واژه‌های کلیدی:فلزات سنگین، گیاهپالایی، اثرمتقابل عناصر (برهمکنش)، اکالیپتوس
فهرست مطالب
فصل اول 1
1-1- مقدمه 2
1-2- بیان مسئله تحقیق 3
1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق5
1-4- نوآوری تحقیق 6
1-5- اهداف تحقیق 6
1-6- فرضیههای تحقیق 7
فصل دوم: مرور منابع 8
2-1- تعاریف، اصول و مبانی نظری 9
2-1-1- مناطق خشک 9
2-1-2- فلزات سنگین 10
2-1-3- دسته بندی عناصر 11
2-1-3-1- مس(Cu 12
2-1-3-1-1- مس در خاک 12
2-1-3-1-2- آلودگی خاک 13
2-1-3-1-3- فراهمی زیستی مس 13
2-1-3-1-4- مس در گیاهان 13
2-1-3-1-5- اثرات مس بر گیاهان 14
2-1-3-1-6- واکنش با عناصر دیگر 14
2-1-3-1-7- اثرات مس بر سلامتی انسان 14
2-1-3-2- سرب(Pb) 15
2-1-3-2-1- سرب در خاک 15
2-1-3-2-2- آلودگی خاک 15
2-1-3-2-3- سرب در گیاهان 16
2-1-3-2-4- جذب و انتقال در گیاهان 16
2-1-3-2-5- اثرات سرب بر گیاهان 17
2-1-3-2-6- اثرات سرب بر سلامتی انسان17
2-1-3-3- کادمیوم(Cd) 17
2-1-3-4- روی(Zn) 18
2-1-3-4-1- روی در خاک 18
2-1-3-4-2- آلودگی خاک 18
2-1-3-4-3- روی در گیاهان 19
2-1-3-4-4- اثرات روی بر گیاهان 19
2-1-3-4-5- واکنش با عناصر دیگر19
2-1-4- منشا آلایندهها 20
2-1-5- گیاهپالایی 20
2-1-5-1- تاریخچه گیاهپالایی 21
2-1-5-2- تکنولوژیهای گیاهپالایی 21
2-1-5-2-1- گیاه استخراجی 23
2-1-5-2-2- گیاه تبخیری 24
2-1-5-2-3- تصفیه ریشهای 25
2-1-5-2-4- گیاه تثبیتی 25
2-1-5-2-5- تجزیه ریشهای 26
2-1-5-2-6- تجزیه گیاهی 26
2-1-5-3- واکنش گیاهان به فلزات سنگین27
2-1-5-4- شرایط و محیطهای قابل استفاده برای گیاهپالایی28
2-1-6-گونه مورد مطالعه 28
2-1-6-1- اکالیپتوس 28
2-1-6-1- مشخصات گیاهشناسی 28
2-1-6-3- موطن اصلی اکالیپتوس 29
2-1-6-4- اکولوژی اکالیپتوس 29
2-1-6-5- کشت و پرورش اکالیپتوس 30
2-1-6-6- برداشت اکالیپتوس 30
2-1-6-7- موارد مصرف چوب اکالیپتوس30
2-2- مروری بر ادبیات موضوع 31
2-2-1- مطالعات صورت گرفته در خارج از کشور31
2-2-2- مطالعات صورت گرفته در داخل کشور36
فصل سوم: روش تحقیق 41
3-1- آزمون گلخانهای 42
3-1-1- موقعیت جغرافیایی گلخانه و منطقه مورد مطالعه42
3-1-2- عملیات کاشت 43
3-1-2-1- انتخاب و نمونه برداری خاک43
3-1-2-2- انتخاب و تهیه نهالها 43
3-1-2-3- کشت گیاه 44
3-1-3- عملیات داشت 44
3-1-3-1- اعمال تیمارهای فلزات سنگین45
3-1-4- عملیات برداشت 45
3-2- اندازه گیری پارامترهای فیزیک و شیمیایی خاک45
3-2-1- اندازه گیری واکنش خاک pH46
3-2-2- اندازه قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک(EC46
3-2-3- اندازه گیری بافت خاک به روش هیدرومتری46
3-3- تجزیه نمونههای گیاهی 46
3-3-1- اندازهگیری عناصر سنگین نمونههای گیاهی46
3-4- تجزیه و تحلیل دادهها 47
فصل چهارم: نتایج وتفسیر آنها 48
4-1- نتایج 49
4-2- مقایسه قابلیت جذب عناصر سنگین خاک توسط دو گونه اکالیپتوس49
4-2-1- مس (Cu 49
4-2-2- روی (Zn 50
4-2-3- سرب (Pb 51
4-2-4- کادمیوم (Cd 53
4-3- اثر متقابل (برهمکنش) غلظتهای مختلف عناصر مس، روی، سرب و کادمیوم بر یکدیگر و تاثیر آن در جذب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 54
4-3-1- تاثیر سطوح مختلف روی، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب مس54
4-3-1-1- روی (Zn 54
4-3-1-2- سرب (Pb 56
4-3-1-3- کادمیوم (Cd 58
4-3-1-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd60
4-3-2- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب سرب62
4-3-2-1- مس (Cu 62
4-3-2-2- روی (Zn 64
4-3-2-3- کادمیوم (Cd 66
4-3-2-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd68
4-3-3- تاثیر سطوح مختلف مس، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب روی70
4-3-3-1- مس (Cu 70
4-3-3-2- سرب (Pb 72
4-3-3-3- کادمیوم (Cd 74
4-3-3-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd76
4-3-4- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، سرب و تیمار ترکیبی بر جذب کادمیوم77
4-3-4-1- مس (Cu 77
4-3-4-2- روی (Zn 79
4-3-4-3- سرب (Pb 80
4-3-4-4- تیمار ترکیبی (Cu, Zn, Pb, Cd81
4-4- مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در گونههای اکالیپتوس با مقادیر مجاز82
فصل پنجم: جمعبندی و پیشنهادات 85
5-1- محتوا 86
5-2-1- بحث 86
5-2-1-1- مقایسه قابلیت دو گونه اکالیپتوس E. Microtheca و E. Camaldulensis در جذب برخی از عناصر سنگین خاک 86
5-2-1-2- اثر متقابل (برهمکنش) غلظتهای مختلف عناصر مس، روی، سرب و کادمیوم بر یکدیگر و تاثیر آن در جذب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 88
5-2-1-2-1- تاثیر سطوح مختلف روی، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب مس 88
5-2-1-2-2- تاثیر سطوح مختلف مس، سرب، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب روی89
5-2-1-2-3- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، کادمیوم و تیمار ترکیبی بر جذب سرب90
5-2-1-2-4- تاثیر سطوح مختلف مس، روی، سرب و تیمار ترکیبی بر جذب کادمیوم91
5-2-1-3- مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در گونههای گیاهی با مقادیر مجاز93
5-2-2- نتیجهگیری 95
5-2-3- پیشنهادات 96
مراجع 97
فهرست جدول‌ها
جدول(2- 1) طبقهبندی شاخص خشکی10
جدول (2-2) روشها و مکانیسمهایگیاهپالایی درکاهش انواع آلایندهها 22
جدول (4-1) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 49
جدول (4-2) غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis.......................... 50
جدول (4-3) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف مس بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 50
جدول (4-4) غلظتهای مختلف روی در بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis.................... 51
جدول (4-5) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف سرب بین دو گونه E.microtheca و E. camaldulensis 52
جدول (4-6) غلظتهای مختلف سرب دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis................................. 52
جدول (4-7) آزمون t مستقل برای غلظتهای مختلف کادمیوم در دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis 53
جدول (4-8) غلظتهای مختلف کادمیوم در بین دو گونه E. microtheca و E. camaldulensis............. 53
جدول (4-9) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 56
جدول (4-10) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 58
جدول (4-11) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 60
جدول (4-12) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 62
جدول (4-13) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 64
جدول (4-14) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 66
جدول (4-15) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 68
جدول (4-16) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر سرب (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 70
جدول (4-17) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 72
جدول (4-18) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 74
جدول (4-19) اثر تیمارهای مختلف کادمیوم بر تجمع عنصر روی (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 76
جدول (4-20) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 77
جدول (4-21) اثر تیمارهای مختلف مس بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 79
جدول (4-22) اثر تیمارهای مختلف روی بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 80
جدول (4-23) اثر تیمارهای مختلف سرب بر تجمع عنصر کادمیوم (ppm) در اندامهای مختلف E. microtheca و E. camaldulensis 81
جدول (4-24) اثر تیمارهای مختلف Cu,Zn,Pb,Cdبر تجمع عنصر مس (ppm) در اندامهای مختلف اکالیپتوس 82
جدول (4-25) دامنه عمومی عناصر سنگین در گیاهان (میلیگرم بر کیلوگرم) 83
جدول (4-26)مقایسه غلظت عناصر سنگین در برگ E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 83
جدول (4-27)مقایسه غلظت عناصر سنگین در ساقه E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 84
جدول (4-28)مقایسه غلظت عناصر سنگین در ریشه E.camaldulensis و E. microtheca با غلظت بحرانی 84
فهرست شکلها
شکل(1-1) فرآیندهای مختلف پالایش گیاهی24
شکل (3-1) موقعیت استان گلستان و شهرستان گرگان و موقعیت گلخانه43
شکل (3-2) گیاهان اکالیپتوس در طول دوره داشت در گلخانه44
شکل(3-3) نمایی از دستگاه اندازهگیری ICP47
شکل (4-1) میزان جذب عنصر مس در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 50
شکل (4-2) میزان جذب عنصر ری در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 51
شکل (4-3) میزان جذب عنصر سرب در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 52
شکل (4-4) میزان جذب عنصر کادمیوم در برگ، ساقه و ریشه دو گونهE. microtheca و E. camaldulensis 54
