دانلود مقاله پالایش سبز

اختصاصی از حامی فایل دانلود مقاله پالایش سبز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ارزیابی کمی امکان پالایش سبز خاک های آلوده به سرب به وسیله شاهی (Barbarea verna)
پالایش سبز فناوری نوپایی برای زدودن آلودگی ها از زیست بوم است. این فناوری در مقایسه با سایر روش های پالایش، بسیار کم هزینه و ساده است. از میان آلودگی ها، فلزات سنگین به ویژه سرب بدلیل پیامدهای وخیم در آلودگی زیست بوم اهمیتی ویژه دارد. هدف از این پژوهش، بررسی امکان پالایش خاک های آلوده به سرب بوسیله گیاه شاهی بود. بدین منظور، خاکی با بافت لوم شنی با غلظت های صفر، 150، 300، 600، 800، 1000 و 1500 میلی گرم سرب در کیلوکرم خاک آلوده شد و بذر شاهی در آنها کشت گردید. گیاهان در 5 بازه زمانی برداشت شدند. غلظت سرب در گیاه با روش اکسیداسیون تر و غلظت کل سرب در خاک به روش اکسیداسیون با اسید نیتریک 4 مولار عصاره گیری و با دستگاه های جذب اتمی و کوره گرافیتی اندازه گیری شد. با ترکیب مدل ریاضی تغییرات عملکرد نسبی گیاه و غلظت فلز در بافت های گیاهی در سطوح مختلف غلظت سرب در خاک، میزان پالایش سرب از خاک بدست آمد. نتایج نشان داد که غلظت سرب در ماده خشک گیاه شاهی با افزایش غلظت سرب در خاک افزایش می یابد. حال آنکه، عملکرد نسبی گیاه با افزایش غلظت سرب در خاک کاهش داشت. نتایج همچنین نشان داد که مقدار سرب جذب شده از خاک توسط شاهی با افزایش آلودگی خاک تا 1000 mg kg-l افزایش می یابد. لیکن در آلودگی سربی خاک از 1000 تا 1500 mg kg-l، مقدار سرب پالوده شده از خاک توسط شاهی کاهش یافت. همچنین، نتایج نشان داد که مقدار سرب پالوده شده از خاک در اواخر دوره رشد گیاه افزایش چشمگیری دارد. نتایج نشان داد که گیاه شاهی برخلاف توانایی اش در تحمل آلودگی های بالای سرب، در زدودن آن از خاک چندان توانا نیست. بنابراین، نمی توان آلودگی های حاد سرب در خاک را با استفاده از گیاه شاهی پالود، لیکن از آن برای کاهش آلودگی سربی تا حدی معین می توان استفاده نمود.
گیاه پالایی Phytoremediation ))
اشرف آقابراتی – کارشناس ارشد منابع طبیعی (جنگلداری )

به منظور ایجاد محیط زیستی پاک و عاری از آلودگی، قوانین و مقررات زیست محیطی جدیدی باید وضع گردد و با شناسایی منابع آلودگی و تبعات آنها روشهای جدیدتری جهت جلوگیری از تولید و یا حذف آلاینده ها از منابع آب، خاک و هوا ابداع گردد . با توجه به هزینه بالای روشهای فیزیکی و شیمیایی معمول و اثرات جانبی این روشها بر محیط زیست، استفاده از روشهای بیولوژیک در سالهای اخیر همواره مورد توجه بوده است که شامل روشهای زیست سالم سازی (Bioremediation) و گیاه پالایی (Phytoremediation) می باشند .
در گیاه پالایی، از قابلیت گیاهان برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌شود. برخی گیاهان در هر هکتار سالانه افزون بر 150 میلیون کیلومتر ریشه تولید میکنند, که این امر میتواند به جذب و تجمع آلاینده ها در خاک کمک کند و ممکن است به کمک چنین گیاهانی, یک منطقه آلوده را ظرف 2 تا 3 سال از آلودگی پاک کرد.
آلاینده های فلزی نظیر ارسنیک, کادمیم, جیوه, مس, و روی قابل تجزیه به ترکیبات غیر سمی نیستند و راه حل سنتی مبارزه با این نوع آلودگی, دفن خاک آلوده در مکانی دیگر است. بدیهی است که این روش بسیار مشکل و پرهزینه و غیر کار آمد می باشد. گیاهانی نظیر صنوبر, بید, درخت صمغ (Liquidambar styraciflua) گیاهان علفی, و لاله آبی "کارخانه های" تصفیه طبیعی هستند. اما باید در مورد چرای حیوانات از این نوع گیاهان, توجه خاص مبذول داشت. بسیاری از باکتریهای خاک ذاتاً به میزان غلظت بالایی از فلزات مقاوم هستند. پتانسیل پالایش سبز به مقدار فعل و انفعالات خاک، فلزات سنگین باکتریها و گیاهان فعل و انفعالات کمپلکسها توسط تغییر در فاکتورهایی مثل ویژگیها و فعالیت گیاهان و باکتریها و شرایط اقلیم، و ویژگیهای خاک و غیره تحت تأثیر قرار می گیرد.
ریشه گیاهان با تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها فعل و انفعالاتی دارند که این فعل و انفعالات میزان پالایش سبز را نشان می دهد میکروبهای خاک نقش مهمی در بازیابی عناصر غذایی ، حفظ و نگه داری ساختمان خاک، سمیت زدائی مواد شیمیایی سمی و کنترل آفتها و رشد گیاهان دارند. علاوه بر این، گیاهان و باکتریها می توانند یک ارتباط ویژه داشته باشند به این ترتیب که فرآیندهای معمول گیاهی جمعیت میکروبی خاک را تحریک کرده و در طول یک جریان فعالیت متابولیکی آلودگی های خاک تجزیه می شود. ریشه گیاهان ترشحاتی دارند که حلالیت یونها را افزایش می دهد این مکانیسم های بیوشیمیایی فعالیت پالایشی باکتریهای خاک مرتبط با ریشه گیاهان را افزایش می دهد. ریزوباکترها چندین فرایند مختلف دارند که زیست فراهمی فلزات سنگین را با آزادسازی ترکیبات کلاته اسیدی کردن محیط و توسط تغییرات مؤثر بر پتانسیل واکنشها را تبخیر می کنند. اکنون به خوبی معلوم شده است که جمعیت ریزوباکترها در چندین رده خیلی بزرگ هستند که در خاک های توده ای با سطوح بالایی از فلزات سنگین وجود دارند که در این خاکها اندازه جمعیت میکروارگانیسم ها، ساختمان جامعه و فعالیت بالای جمعیت میکروبی خاک اهمیت دارد.
در سالهای اخیر گونه های مشابه با ژنتیکهای جدید مقاومت به فلزات سنگین تعیین شده اند که می توانند در بخش استخراج سبز مورد بهره برداری قرار بگیرد .میکروارگانیسم های خاک نقش مهمی در طبیعت دارد و در عملکرد محیط و برای گیاهان و حیوانات و انسانها مفید می باشند آنها همچنین از عوامل مؤثر بیوژئوشیمیایی برای حفظ زندگی در زمین هستند.
فلزات کمیاب به طور طبیعی در جهان زیستی در حد قابل قبولی وجود دارند اما در قرن اخیر در اثر فعالیتهای بشر افزایش یافته اند و تأثیرات آن برروی رشد ، بقاء تعداد، زیست شود و فراوانی باکتریها شناخته شده است.
یکی از منابع عمده عناصر کمیاب در محیط پخش وسایل نقلیه و احتراق موتور داخلی اتومبیلهاست ، در بسیاری از مناطق شهری تجزیه خاکهای کنار جاده نشان می دهد که غلظت فلزات سنگین با افزایش فاصله از کنار جاده ها کاهش می یابد. توانایی مواد آلی برای جذب فلزات سمی می تواند باعث کاهش تأثیرات سمی آنها در میکروبهای خاک باشد و علاوه بر این مقاومت میکروفلور خاک در برابر فلزات آلوده کننده جمعیت آنها را تحریک خواهد کرد.
گونه هایی از میکروارگانیسم ها که در برابر حضور این فلزات در خاک واکنش نشان می دهند امکان دارد به عنوان گونه های شاخص برای خاکهای آلوده انتخاب شوند. نقش باکتریها و جمعیت میکروبی خاک در پالایش سبز خاکهای آلوده ریزوسفر (سطح مشترک خاک گیاه) یک نقش مهم در پالایش سبز آلودگی های فلزات سنگین دارد که جمعیت میکروبی خاک در تحرک و قابل استفاده کردن فلزات برای گیاهان از طریق رهاسازی عامل کلاته، اسیدی کردن، حل کردن فسفات و تغییر واکنشها مؤثر شناخته شده اند و بنابراین دارای پتانسیلهایی برای افزایش فزایندة پالایش سبز هستند.
در استراتژی پالایش سبز با استفاده از ریزوباکتریهای ویژه سازگار با فلزات سنگین می توان جذب فلزات سنگین را در گیاهان بیشتر و بیشتر کرد. یکی از روشهای پالایش سبز اینست که از گونه هایی استفاده کنیم که ارتباطی با ریز و باکترهای تحریک کننده رشد گیاهان برقرار می کنند که اخیراً در استراتژی پالایش سبز مورد توجه قرار گرفته است. بعضی از باکتریهای تحریک کننده رشد گیاهان که با ریشه گیاهان مرتبط هستند برای بعضی از تأثیرات سودمند آنها در رشد و تغذیه گیاهان ممکن است استفاده شوند. که آن به خاطر بعضی از تأثیرات سودمند آنها مثل رشد و تغذیه گیاهان با مکانیسم هایی مثل تثبیت نیتروژن، تولید هورمونهای گیاهی و هیدروفورها انتقال عناصر غذایی می باشد، هنگامی که در خاک با بذرها تلقیح می شوند.
میکروبهای خاک نقش مهمی را در بازیابی عناصر غذایی، حفظ و نگه داری ساختمان خاک ، سمیت زدائی مواد شیمیایی و کنترل آفتها و رشد گیاهان دارد. در نتیجه باکتریها می توانند ظرفیت پالایش سبز گیاهان را افزایش دهند.
وقتی فلزات سنگین با غلظت بالا در خاک حضور دارد و به عنوان عامل سمی در خاک عمل می کند.در خاکهای آلوده به فلزات سنگین تأثیرات واضحی در تنوع میکروارگانیسم های خاک و فعالیت میکروبی خاک که شاخصهای متابولیسمی میکروبها و حاصلخیزی خاک در محیط های آلوده به فلزات سنگین هستند، دارد.
فعل و انفعالات بین باکتری و خاک به شرایط خاک بستگی دارد که زیست فراهمی آلودگی ها، ترکیبات ترشحات ریشه و سطوح عناصر غذایی را می تواند اصلاح کند. علاوه بر این نیازهای متابولیکی برای پالایش فلزات سنگین ممکن است همچنین شکلی از فعل و انفعالات گیاهی را به طور اختصاصی یا غیراختصاصی تحمیل می کند. سمیت فلزات سنگین اغلب همراه فاکتورهایی است که رشد گیاهان را در خاکهای آلوده محدود می کند مثل شرایط خشک، بدون ساختمان خاک، تأمین شدن آب و ناکافی بودن عناصر غذایی.
میکروارگانیسم هایی در ریزوسفر خاک هستند که به طور نزدیک با ریشه ها مرتبط هستند که ریزوباکترهای ترغیب کننده رشد گیاهان نامیده می شوند که شامل یک گروه متنوع از باکتری های آزادزی خاک هستند که می توانند رشد گیاه و میزبان را در خاکهای آلوده به فلزات سنگین بهبود می بخشند و باعث کاهش سمیت فلزات سنگین در گیاهان می شوند. معلوم شده است که فلزات سنگین می توانند با تجمع در بافت های گیاهی در غلظت های بالا سمیت ایجاد کنند.
علاوه بر این محتوای پایین فلزات در گیاهانی که در محیط هایی با غلظت بالای فلزات رشد می کنند ممکن است باعث ایجاد کلروتیک در گیاهان گردد که نوعی کمبود آهن است که از رشد کلروپلاست و سنتز کلروفیل جلوگیری می کند.
بعضی از باکتریهای تحریک کننده رشد گیاهان می توانند به میزان قابل توجهی رشد گیاهان را در حضور فلزات نیکل و روی و سرب افزایش دهند بدین ترتیب که به گیاهان اجازه می دهند طول ریشه ها را گسترش داده و در طول مراحل اولیه رشد استقرار بهتری پیدا کنند.
مدل سازی پالایش سبز خاک های آلوده به سرب و کادمیم
پالایش سبز روش نوینی است که از گیاهان برای زدودن آلودگی ها از خاک آلوده بهره می برد. این روش در مقایسه با سایر روش های پالایش، بسیار کم هزینه و ساده است. مدل های پالایش سبز برای شناخت بیشتر فرایندهای حاکم بر پدیده پالایش و مدیریت خاک های آلوده اهمیت ویژه ای دارند. بررسی منابع نشان می دهد که تاکنون به دلیل پیچیدگی پیوستار خاک – گیاه - نیوار، مدل های انگشت شماری برای پالایش سبز تکوین یافته اند. هدف از این پژوهش، مدل سازی پالایش سبز خاک های آلوده به سرب و کادمیم بود. بدین منظور، نظریه نوینی بر مبنای رفتار خاک (هم دمای برون جذبی خاک) و گیاه (نرخ جذب آلاینده به وسیله گیاه) در برابر آلاینده ها ارایه شد. بدین منظور، خاکی با بافت لوم شنی با غلظت های مختلف سرب و کادمیم آلوده شد. پس از پر کردن گلدان ها، بذر شاهی (Barbarea verna) و اسفناج (Spinacia oleracea L.) در آنها کشت گردید. گیاهان در پنج بازه زمانی برداشت شدند. غلظت کل سرب و کادمیم در گیاه و خاک به ترتیب با روش اکسیداسیون تر و اکسیداسیون با اسید نیتریک 4 مولار عصاره گیری و با دستگاه های جذب اتمی و کوره گرافیتی اندازه گیری شد. مدل های ارایه شده با استفاده از داده های آزمایشگاهی واسنجی گردید و کارایی آنها با ملاک های کمی آزموده شد. نتایج نشان داد که هم دمای برون جذبی خاک برای سرب و کادمیم از مدل خطی پیروی می کند. با افزایش غلظت سرب در خاک، توانایی شاهی و اسفناج در زدودن آلودگی افزایش داشت. لیکن در آلودگی کادمیمی خاک این توانایی برای شاهی و اسفناج ثابت بود. در پایان با ترکیب واکنش خاک (هم دمای برون جذبی خاک) و واکنش گیاه (نرخ جذب فلز از خاک به وسیله گیاه) به آلودگی سربی و کادمیمی خاک، مدل هایی با کارایی بالا (R2>0.98) برای برآورد زمان لازم برای پالایش سبز سرب از خاک به دست آمد. با وجود این، مدل های ایجاد شده تنها برای به دست آوردن برآوردی کلی از زمان لازم برای پالایش سبز کادمیم از خاک توانا نشان دادند (R2@0.70).

منبع:
WWW.ROSHD.COM

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 11   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید