مدیریت زیستی خاک‌های آلوده به برخی عناصر سمی در مناطق خشک (بررسی موردی: سنگ‌شکن بوکسیت معدن آلومینا جاجرم)

خرمن دار, خدیجه; حسینعلی زاده, محسن; مهدوی, علی; محمدیان بهبهانی, علی; یگانه, حسن

doi:10.22034/jdmal.2023.1972534.1401

مدیریت زیستی خاک‌های آلوده به برخی عناصر سمی در مناطق خشک (بررسی موردی: سنگ‌شکن بوکسیت معدن آلومینا جاجرم)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

خدیجه خرمن دار ¹

محسن حسینعلی زاده ²

علی مهدوی ³

علی محمدیان بهبهانی ⁴

حسن یگانه ⁵

¹ دانشجوی دکتری گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

² دانشیار گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

³ دانشیار گروه علوم جنگل، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

⁴ استادیار گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

⁵ دانشیار گروه علوم مرتع، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

10.22034/jdmal.2023.1972534.1401

چکیده

آلودگی خاک با عنصرهای فلزی و شبه فلزی سمی به عنوان مشکل محیط زیستی در جهان به شمار می‌آید. فعالیت‌های معدنی منجر به آلودگی منابع طبیعی می‌شود. در پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل گیاه‌پالایی گونه‌های مرتعی درمنه دشتی Artemisia sieberi Besser و قیچ Zygophyllum atriplicoides Fisch. and C.A. Mey در جذب عنصرهای Ni, Co, As, Cr, V موجود در اطراف سنگ‌شکن بوکسیت معدن آلومینا پرداخته شد. نمونه‌برداری خاک در فاصله‌های m700-450، 1200-800، 2000-1400 و 5000-2500 از سنگ‌شکن و منطقه شاهد انجام شد. به این منظور بذرها در گلدان‌هایی به نسبت 3:1:1 ماسه بادی، کود پوسیده و خاک زراعی کاشت و پس از گذشت دو ماه به گلدان‌هایی با خاک‌های نمونه‌برداری شده از فاصله‌های هدف منتقل شدند. پس از اتمام یک دوره رویشی پتانسیل گیاه‌پالایی گونه‌های مذکور با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی، در سه تکرار در شرایط گلخانه‌ بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان تجمع عنصرهای Ni, Co, Cr, As در اندام هوایی و زیرزمینی گونه A.sieberi بالاتر از Z.atriplicoides است، اما مقدار تجمع V در اندام هوایی و زیرزمینی گونه Z.atriplicoides بیشتر از A.sieberi بود. مقدار تجمع عنصرهای Ni, Co, Cr, As در گونه A.sieberi به‌ترتیب 7071.7>2928.96>366.1>151.07 و میزان تجمع V درگونه Z.atriplicoides برابر 510.55mg/kg و بین مقدار تجمع V در اندام هوایی و زیرزمینی گونه‌های مذکور و فاصله‌های هدف اختلاف معنی‌داری در سطح 1% مشاهده شد. فاکتور انتقال عناصر در گونه‌ A.sieberi بیشتر از یک و در گونه Z.atriplicoides کمتر از یک، است. بنابراین، از نظر فاکتور انتقال گونه‌ A.sieberi قابلیت بیشتری برای استخراج گیاهی و گونه Z.atriplicoides توان بهتری برای تثبیت گیاهی دارد. همچنین گونه‌های A.sieberi و Z.atriplicoides به عنوان گونه‌های بیش‌اندوز عنصرهای Ni, Co شناخته شدند. بنابراین، این گونه‌ها برای پاک‌سازی اراضی آلوده به عنصرهای مورد بررسی به خصوص Ni، Co در مناطق مشابه می‌توانند، استفاده ‌شوند.

کلیدواژه‌ها

استخراج گیاهی

گیاه‌پالایی

گونه‌های مرتعی

بیش‌اندوز

20.1001.1.24763985.1401.10.4.4.4

موضوعات

مقابله با بیابان‌زایی

Akinleye, C., Adewumi, A.J., & Akinleye, R.O. (2022). A systematic review of ecological and human health risk associated with metals in soils around mining areas in Nigeria. Achievers Journal of Scientific Research, 4(1), 120-141.
Alharbi, M., & Aljeddani, G. (2022). Heavy Metals Phytoremediation and Its Impact on Photosynthetic Pigments and Metabolic Content in Some Plant Species Grown in the Streets of Jeddah Governorate, Saudi Arabia. Journal of Environmental Protection,13(7), 557-574.
Alizadeh, A., Ghorbani, J., Motamedi, J., Vahabzadeh, G., Edraki, M., & Vander Ent, (2022). Metal and metalloid accumulation in native plants around a copper mine site: implications for phytostabilization. International Journal of Phytoremediation, 24(11), 1141-1149.
Azizah, D., Lestari, F., Kurniawan, D., Melany, W.R., Apriadi, T., & Murtini, S. (2022). Index of environmental pollution and adaptation of Avicennia marina around the ex-bauxite mining area in Bintan Island. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.
Chen, C., Huang, D., & Liu, J. (2009). Functions and toxicity of nickel in plants: recent advances and future prospects. Clean-soil, air, water, 37(4-5), 304-313.
Fazelisalmani, M., & Osanloo, M. (2014). Mine Planning and Equipment Selection: Springer.
Franco, H., Celis, C., Forero, S., Pombo, L.M., & Rodriguez, O.E. (2018). Phytoremediating Activity of Baccharis Latifolia in Soils Contaminated with Heavy Metals. International Journal of Current Pharmaceutical Review and Research, 9(4), 38-43.
Jafari, M., & Tavili, A. (2010). Reclamation of Aridland. Tehran: University of Tehran Press.3rd Edition. (in Farsi)
Jafai, M., Jahantab, E., & Moameri, M. (2020). Investigation of Remediation of Contaminated Soils with Heavy Metals Using Helianthus Annuus L. Plant. Environmental Science and Technology, 22(7), 1-14. (in Farsi)
Jahantab, E. (2021). Potential of heavy metals uptake by Gundelia tournefortii in rangelands around the Yasouj cement factory. Range and Desert Research, 28(4), 733-744. (in Farsi)
Hamidian, H., Atashgahi, M., & Khorasani, N. (2014). Phytoremediation of heavy metals (Cd, Pb and V) in gas refinery wastewater using common reed (Phragmites australis). International Journal of Aquatic Biology, 2(1), 29-35.
Kabir, E., Ray, S., Kim, K.H., Yoon, H.O., Jeon, E.C., Kim, Y.S., Cho, Y.S., Yun, S.T., & Brown, R. J. C. (2012). Current statues of trace metal pollution in soils affected by industrial activities. The Scientific World Journal, 2012, 1-18.
Kashki, M.T., Shahmoradi, A., & Namdoost, T. (2015). Investigate dynamic and trend changes of vegetation on desert ecosystems (case study: Jajarm region, North Khorasan). Desert Ecosystem Engineering Journal, 4(7), 87-98. (in Farsi)
Li, R., Dong, F., Yang, G., Zhang, W., Zong, M., Nie, X., Zhou, L., Babar, A., Liu, J., Ram, B.K., Fan, C., & Zeng, Y. (2019). Characterization of Arsenic and Uranium Pollution Surrounding a Uranium Mine in Southwestern China and Phytoremediation Potential. Polish Journal of Environmental Studies, 29(1), 1-13.
Lotfy, S.M., & Mostafa, A.Z. (2014). Phytoremediation of contaminated soil with Cobalt and Chromium. Journal of Geochemical Exploration, 144, 367–373.
Makombe, N., & Gwisai, R.D. (2018). Soil Remediation Practices for Hydrocarbon and Heavy Metal Reclamation in Mining Polluted Soils. The Scientific World Journal, 2018, 1-7.
Manzoor, M.M., Goyal, P., Gupta, A.P., & Gupta, S. (2020). Heavy metal soil contamination and bioremediation. Bioremediation and Biotechnology, Vol 2: Degradation of Pesticides and Heavy Metals, 221-239. Springer.
Merzougui, A., Mariama, L., Hamid, F.E., Lachgar, M., El Anssari, A., & Mrani, D. (2022). Lead uptake, flavonoids and proline relationship in Atriplex nummularia growing in a galena mining are. Mediterranean Journal of Chemistry, 12(1), 11-18.
Mingyuan, L., Samsuri, A.W., Shukor, M.Y., & Phang, L.Y. (2020). Growth Performance of Jatropha curcas Cultivated on Local Abandoned Bauxite Mine Soil. Sustainability, 12(19), 1-14.
Moameri, M., Jafari, M., Tavili, A., Motasharezadeh, B., & Zare Chahouki, M.A. (2017). Rangeland Plants Potential for Phytoremediation of Contaminated Soils with Lead, Zinc, Cadmium and Nickel (Case Study: Rangelands around National Lead & Zinc Factory, Zanjan, Iran). Journal of Rangeland Science, 7(2), 160-171.
Moreira, H., Marques, A.P., Rangel, A.O., & Castro, P.M. (2011). Heavy metal accumulation in plant species indigenous to a contaminated Portuguese site: prospects for Phytoremediation. Water Air and Soil pollution, 221(1), 377–389.
Parraga-Aguado, I., Gonzalez-Alcaraz, M.N., Alvarez-Rogel, J., & Conesa, H.M. (2014). Assessment of the employment of halophyte plant species for the phytomanagement of mine tailings in semiarid areas. Ecological Engineering, 71, 598–604.
Peco, J.D., Higueras, P., Campos, J.A., Esbri, J.M., Moreno, M.M., Brunet, F.B., Luisa, M., & Sandalio, L.M. (2021). Abandoned Mine Lands Reclamation by Plant Remediation Technologies. Sustainability, 13(12), 1-27.
Palutoglu, M., Akgul, B., Suyarko, V., Yakovenko, M., Kryuchenko, N., & Sasmaz, A. (2018). Phytoremediation of Cadmium by Native Plants Grown on Mining Soil. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 100(2), 293–297.
Rahim, F.A.A., Hamid, T.H.T.A., & Zainuddin, Z. (2019). Jatropha curcas as a potential plant for bauxite phytoremediation. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.
Robles, H.G., Melloni, E.G., Navarro, F.B., Martin Peinado, F.J., & Lorite, J. (2022). Gypsum mining spoil improves plant emergence and growth in soils polluted with potentially harmful element. Plant and Soil, 481, 315-329.
Saba, G., Parizanganeh, A.H., Zamani, A., & Saba, J. (2015). Phytoremediation of Heavy Metals Contaminated Environments: Screening for Native Accumulator Plants in Zanjan-Iran. International Journal of Environmental Research, 9(1), 309-316.
Selvaraj, K., Ramasubramanian, V., & Kumar, M. (2021). Phytoremediation of Soil Contaminated with Arsenic, Nicke and Copper. Indian Journal of Environmental Scienes, 26(2), 51-59.
Sharifi, Z., Sinegani, A.A.S., & Shariati, S. (2012). Potential of Indigenous Plant Species for the Phytoremediation of Arsenic Contaminated Land in Kurdistan (Iran). Soil and Sediment Contamination: An International Journal, 21(5), 557–573.
Sola, C., Burgos, M., Plazuelo, A., Toja, J., Plans, M., & Prat, N. (2004). Heavy metal bioaccumulation and macroinvertebrate community changes in a mediterranian stream affected by acid mine drainage and an accidental spill (Guadiamar river, SW Spain). Science of the Total Environment, 333(1-3), 109-126.
Vodyanitskii, Y.N. (2016). Standards for the contents of heavy metals in soils of some states. Annals of Agrarian Science, 14(3), 257-263.
Zhou, H., & Guo, X. (2015). Soil Heavy Metal Pollution Evaluation around Mine Area with Traditional and Ecological Assessment Methods. Journal of Geoscience and Environment Protection, 3 (10), 28-33.