پتانسیل جذب عناصر سنگین توسط گونه های مرتعی گون و کلاه میرحسن از خاک (مطالعه موردی: مراتع اطراف کارخانه سیمان فیروزکوه)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای علوم مرتع، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

2 استادیار،، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

3 استادیار،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

4 استادیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

چکیده

در این تحقیق توانایی گیاهان مرتعی گون و کلاه میرحسن در جذب و تجمع فلزات سنگین مانند کادمیوم، سرب، مس، روی و کروم در اطراف کارخانه سیمان فیروزکوه بررسی شد. نمونه برداری از خاک و پوشش گیاهی در فواصل 500، 1500 و 2500 متر از مرکز کارخانه، به روش سیستماتیک تصادفی انجام شد. تعداد 2 گونه گیاهی از قبیل گون و کلاه میرحسن با 3 تکرار (جمعا 18 نمونه از گیاه و 18 نمونه از خاک ریزوسفری) در غالب طرح آزمایشی بلوک‌های کاملا تصادفی مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش نمونه‌ها با استفاده از روش هضم اسیدی و با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. نتایج به دست آمده از روش آماری آنالیز واریانس حاکی از این است که  غلظت عناصر کادمیوم و روی در گونه‌های گون و کلاه میرحسن و غلظت سرب در این گونه‌ها با فاصله از کارخانه به ترتیب از روند افزایشی و کاهشی برخوردار بوده است. همچنین غلظت کروم در گونه کلاه میرحسن سیر نزولی داشته است. مقایسه میانگین عناصر سنگین در اندام‌های مختلف گونه‌ها نشان داد که غلظت عناصر مس، سرب و روی در گونه گون و غلظت عناصر کادمیوم و سرب  در گونه کلاه میرحسن در برگ بیشتر از ریشه و ساقه می‌باشد. با استفاده از آزمون-t  Test مقایسه بین دو گونه مورد بررسی قرار گرفت و تعیین شد که غلظت کادمیوم و روی در گونه کلاه میرحسن به ترتیب 02/0 و 50/1 میلی گرم در کیلوگرم بیشتر بوده است و در مورد عنصر سرب گونه گون به میزان 19/0 میلی گرم در کیلوگرم غلظت بیشتری را به خود اختصاص داده است. همبستگی بین عناصر موجود در خاک و گونه‌ها نشان داد که عناصر مس، کادمیوم، سرب و کروم در گونه گون و عناصر مس، روی و سرب در گونه کلاه میرحسن با این عناصر در خاک ارتباط معنی‌داری (05/0>P) برقرار کرده‌اند. بنابراین با توجه به آلودگی گیاهان غالب نزدیک کارخانه می‌توان استنباط کرد که مهمترین عامل تجمع فلزات سنگین سرب و کروم در گونه‌های مورد مطالعه، ناشی از آلودگی جوی حاصل از مجاورت به کارخانه است. در این راستا پیشنهاد می‌گردد که از گونه‌های فوق الذکر برای پاکسازی این عناصر از خاک آلوده، استفاده گردد. همچنین توصیه می‌گردد که تمهیدات لازم در ارتباط با مصرف این گونه‌ها توسط دام در اطراف کارخانه صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Potential of rangeland species Astragalus globiflorus and Acantholimon hohenackeri in heavy metals absorption (Case study: rangelands around the Firoozkouh cement factory)

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Montazeri 1
  • Reza Tamartash 2
  • Mohammad Reza Tatian 3
  • Mohammad Hojati 4
1 Ph.D. Candidate of Rangeland science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Iran
2 Assistant Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Iran
3 Assistant Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Iran
4 Assistant Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Iran
چکیده [English]

    In this study, the potential of rangeland species Astragalus globiflorus and Acantholimon hohenackeri in heavy metals absorption including cadmium, lead, copper, zinc, and chromium was investigated around the Firoozkouh cement factory. Soil and vegetation sampling was performed at distances of 500, 1500, and 2500 meters from the center of the factory. Astragalus globiflorus and Acantholimon hohenackeri with three replications were examined in a completely randomized block design. In this experiment, samples were determined using the acidic digestion method using atomic absorption device. The results indicated that, as the distance from the factory increased, the concentration of cadmium and zinc in Astragalus globiflorus and Acantholimon hohenackeri showed an increasing trend, contrary to the concentration of lead. In addition, a decreasing trend was observed for chromium concentration in Acantholimon hohenackeri. The results of mean comparison showed that the concentration of copper, lead and zinc in Astragalus globiflorus, and the concentration of cadmium and lead in Acantholimon hohenackeri were higher in leaves as compared with roots. According to the results, there was a significant relationship between Astragalus globiflorus and copper, cadmium, lead and chromium, and between Acantholimon hohenackeri and copper, zinc and lead (P <0.05). It can be concluded that the proximity to the factory was the most important factor for the accumulation of lead and chromium in the species studied. In this regard, it is suggested that the above species be used to remediate these elements from contaminated soil. It is also recommended that appropriate measures be taken regarding the use of these species by livestock around the factory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Absorb Potential
  • Contaminated soils
  • Heavy metals
  • phytoremediation
  • Firoozkooh cement factory
-Adrino, D. C., 2001. Trace element in Terrestrial environment. Biogeochemistry, bioavailability and risk ofmetal, Springer-Verlag, New York.

-Amouie, A., Mahvi, A.h., Nadafi, K., Fahimi, H., Mesdaghi nia, A. R. and Naseri, S., 2012. Investigation optimum operating conditions in phytoremediation of soils contaminated by lead and cadmium by native plants. Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 17: 93-102.

- Bilen, S., 2010. Effect of cement dust pollution on microbial properties and enzyme activities in cultivated and no-till soils. African Journal of Microbiology Research, 22 (4): 2418-2425.

- Brunet, J., Repellin, A., Varrault, G., Terrync, N. and Zuily-fodil, Y., 2008. Lead accumulation in the roots of grass pea (Lathyrus sativus) : anovel plant for phytoremediation system?. C.R Biologies, 331: 859- 864.

- DeVos, C. H. R., Schat, H., De Waal, M. A. M., Voojs, R. and Ernst, W. H. O., 1991. Increased resistance to copper-induced damage of root cell plasmalemma in copper tolerant Silene cucubalus. Physiologia Plantarum, 82: 523-528.

-Einollahi Peer, F., 2012. Evaluating the contamination of heavy metals Zn, Ni, Cu, Cd in sediments and tissues of mangrove trees Avicennia marina in the Gulf of goiter, Oman. Journal of Oceanography. 11: 73-82.

-Ghazanfarian, F. and Erfanzadeh, R., 2014. Compare three species output of  copper absorption in Khatoon Abad copper factory. Second International Conference on Advances in engineering and basic science. 1-4.

- Hrask, J., M, Fugas. and V, Vadjic., 2000. Soil contamination by Pb,Zn and Cd from lead smeltery.Environ . Monit. Assess. 60: 359–368.

- Horwitz, W., 2005. Association of Official Analytical Chemists(AOAC). 18th Edition, USA, Maryland, AOAC, 985.16.

- Kanakaraju, D., Mazura, N. and Khairulanwar. A., 2007. Relationship between Metals in Vegetables with Soils in Farmlands of Kuching, Sarawak. Malaysian Journal of Soil Science.11: 57- 69.

- Kord, B., Khademi, A. and Pour Abbasi, S. 2011. Pb phytoremediation of contaminated soils by some tree species in the city (Tehran). Journal of Biological Sciences Lahijan Unit. 5(3): 109- 119.

- Kholdbarin, B. and Eslamzadeh, T.,  2001. Mineral nutrition of higher plants. Shiraz University. 432 p.

- Mojiri, M., 2011. The potential of Corn (Zea mays) for phytoremediation of soil contaminated with cadmium and lead. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences, 5(13), 17-22.

- Mohamed, A. E., M. Rashed, N. and Mofty, A., 2003. Assessment of essential and toxic elements in some kinds of vegetables. Journal of Ecotoxicology and Environmental Safety. 55: 251–260.

- Nan, Z., li, J., Zhang, J. and Cheng, G., 2002. Cadmium and Zinc interactions and Their transfer in soil- crop system under actual field conditions. Sci. Total Environ. 28 (5): 187-195.

-Oswald, W., Wenzele, W. and Schulin, R., 2010. Mapping of nickel in root cross-sections of the hyperaccumulator plant Berkheya coddii using laser ablation ICP. Jouranal of Environmental and Experimental Botany.69: 24–31.

-Parsadoost, F., Bahreini Nejad, B., Safari, A. and Kaboli, M., 2008. Phytoremediation of lead with native rangeland plants in Irankoh polluted soils. Pajouhesh & Sazandegi No 75 pp: 54-63.

- Pelkin-Elmer, A., 1994. Analytical Methods for atomic absorption spectrophotometry, Norwalk, Connecticut, SA.

- Ramırez, M. E., Zapien, B., Zegarra H. G., Rojas, N. G. and Fernandez, L. C., 2009. Assessment of hydrocarbon biodegradability in clayed and weathered polluted soils, International Biodeterioration and Biodegradation, 63:347-353.

- Rosenmund, M., 2009. Analysis of sample size for variables related to plant, soil, and soil microbial respiration in a paddy rice field. Journal of Field Crops Research. 113: 125–130.

- Rafiei, B., Aliani, F. and Farshbaf, M., 2011. Contamination of heavy metals in soils around cement factories and smelting, the South East of Tehran, and the relationship with soil physical and chemical properties. Journal of new findings of Geological applications. 9: 30-37.

-Rezvani, M., Zafarian, F. and Gholizadeh, A., 2012. Lead and nutrient uptake by the plant under different levels of lead in the soil salty grass. Water and soil science.3(22): 73- 86.

- Stevovic, S., Mikovilovicand, V. S. and Calic-Dragosavac, D., 2010. Environmental impact of site location on macro- and microelements in Tansy. African Journal of Biotechnology, 9(16): 2408-2412.

-Shanbe dastjerdi, F., Tadayon Nejad, M. and Shirani, K., 2007. Phytoremediation of soils contaminated by zinc in Irankouh area of rangeland species. Journal of Soil and Water Sciences. 21(2): 1-11.

-Tavankar, F. and  Shafeghat, A., 2008. Chromium concentrations in the soil around plants and cement factories Wiki. Tente Conference on Natural Resources and Environment, University of Arsanjan.

- Viator, R. P., J. L. Kovar and W.B. Hallmark. 2002. Gypsum and Compost Effects on Sugarcane Root Growth, Yield, and Plant Nutrients Agronomy Journal. 94:1332-1336.

-Vafadar, M. and Zare mayvan, H., 2006. Compare the role of some herbaceous plants in absorption of heavy metals Case Study: Ramsar forested area. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 13(4): 142-149.

- Vojdani, F., Mansoor far, T., Noor abadi, A. and Mesgari, F., 2014. Determine the accumulation of heavy metals in shoots, roots and Astragalus sediment collected from the area around the mine located in South East Jolbar Urumie, specialized geological eighth National Conference of Payam Noor University, Arak.

-Zoufan, P., Saadatkhah, A. andRastegharzadeh, S., 2013.Comparison of potentiality of heavy metals accumulation in the plants surrounding steel industries in the Mahshahr-Bandar Imam road, Ahvaz. Journal of Plant Biology,5(16), 41-56.

- Groppa, M. D., Tomaro, M. L. and Benarides, M. P., 2007. Polyamines and heavy metal stress: the antioxidantbehavior of spermine in Cadmium and Copper treated wheat leaves. Biometals, 20: 185-195.

-Zeinali Nejad, M. and Farzami sepehr, M., 2015. A case study based on the density of the heavy metals copper mine Meiduk in soil and plants. Environmental Plant Physiology Journal, 10(38): 24-38.