h. khodaverdiloo
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و هشتم شماره 1 (پیاپی 107، بهار 1403)، صص 179 -192
این پژوهش تابستان سال 1400 به منظور ارزیابی و اعتبار سنجی مقادیر رطوبت جرمی خاک اندازه گیری شده توسط دستگاه آون مزرعه ای انجام شد. برای این کار ده نوع خاک با شوری عصاره اشباع کمتر از dS m-1 4 (غیرشور) و سه نوع خاک شور در محدوده دریاچه ارومیه بررسی شدند. برای هر خاک کرتی با ابعاد m 2 × m 1 آماده شد و ثبت داده های رطوبت جرمی و اندازه گیری ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در آن انجام شد. مقادیر رطوبت جرمی (θm) اندازه گیری شده با آون مزرعه ای (θmFO) با مقادیر رطوبت جرمی اندازه گیری شده با آون آزمایشگاهی (θmLO) در دمای °C 105 به مدت 24 ساعت (به عنوان روش مرجع) مقایسه شد. دماهای 120، 140 و °C 160 با سه مدت زمان 10، 15 و 20 دقیقه برای خشک کردن نمونه های خاک در آون مزرعه ای مورداستفاده قرار گرفت. در هر سه دما، مقادیر θmFO زمانی که نمونه خاک به مدت 15 یا 20 دقیقه در کوره آون مزرعه ای قرار می گرفت، هم خوانی نزدیکی با مقادیر θmLO داشت. روابط خطی معنی داری بین مقادیر θmFO و θmLO استخراج شد که شیب آن ها بسیار نزدیک به 1 بود. مقادیر عرض از مبدا روابط قابل چشم پوشی بوده و پراکنش داده ها اطراف خط یک به یک به صورت متقارن بود. تاثیرپذیری اندک اندازه گیری مقدار رطوبت خاک به این روش از مقدار ماده آلی، مقدار رس، شوری و چگالی ظاهری خاک، مزیتی کاربردی برای روش آون مزرعه ای است. یافته های این پژوهش موید کارآمدی آون مزرعه ای برای اندازه گیری سریع و قابل اطمینان مقدار رطوبت در خاک های مختلف است.
کلید واژگان: آون مزرعه ای, دمای خشک کردن, رس, رطوبت جرمی خاک, ماده آلیThis study was conducted in the summer of 2021 to evaluate and validate the gravimetric soil water content measurements using a field oven. Ten soil types with a salinity of saturated paste (ECe) less than 4 dS m-1 and three saline soils were studied around Urmia Lake. Plots with dimensions of 1 m × 2 m were prepared for the selected soils to measure gravimetric soil water content and soil physical and chemical properties. The gravimetric water content (θm) values measured using the field oven (i.e., θmFO), were compared with those measured by a standard lab oven (i.e., θmLO). The soil water content values measured in the lab, regarded as a benchmark, were measured at 105 °C for 24 h. Temperatures of 120, 140, and 160 °C with three durations of 10, 15, and 20 min were used to dry the soil samples in the field oven. There was very good compatibility between the values of θmFO and θmLO when the soil samples were dried in the field oven for 15 or 20 min at all three temperatures. Significant linear relations were obtained between the θmFO and θmLO values as the slopes of linear relations were close to 1, the intercepts of relations were negligible and the distributions of measured data around the line 1 to 1 were unbiased. The minimal effects of soil organic matter content, clay content, salinity, and bulk density on water content measurements by the field oven indicate an important advantage of this method. These results confirm the high efficiency of the field oven for fast and reliable measurements of water content in different soils.
Keywords: Field Oven, Drying Temperature, Clay, Gravimetric Soil Water, Organic Matter -
در خاک های آلوده استقرار ضعیف گیاهچه و در نتیجه محدویت زیست توده گیاه، کارآیی فناوری گیاه پالایی را کاهش میدهد. در این پژوهش، اثر سطوح مختلف پیشتیمار بذر (سالیسیلیک اسید، نیترات پتاسیم و شاهد) و 3 غلظت سرب شامل (صفر، 200، 400 و 600 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک) بر رشد گیاهچهای آفتابگردان بررسی گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در سال 1393 اجرا شد. بطور کلی صفات مورد مطالعه با افزایش غلظت سرب به طور معنی داری کاهش یافت. در سمی ترین غلظت سرب تیمارهای نیترات پتاسیم و سالیسیلیک اسید مانع از کاهش 42% وزن خشک ریشه نسبت به تیمار شاهد شدند. تیمار نیترات پتاسیم از کاهش وزن خشک برگ و کلرفیل a (به ترتیب 24% و 60%) تیمار و سالیسیلیک اسید از کاهش کلرفیلb (55%) نسبت به بذور پرایم نشده جلوگیری کرد. وزن خشک ساقه با تیمارهای پرایمینگ بذر تغییر معنیداری نشان نداد. به موازات افزایش غلظت سرب میزان کاراتنویید، پرولین و نشت یونی گیاهچه افزایش یافت. این در حالی است تیمار سالیسیلیک اسید موجب کاهش 21% نشت الکترولیتی شد. تیمار نیترات پتاسیم مانع از افزایش 24% کاروتنویید گردید ولی میزان پرولین از 104 به 111 میکرومول بر گرم افزایش داد. بطور کلی نتیجهگیری میشود که کاربرد سالییلیک اسید و نیترات پتاسیم با کاهش میزان کاروتنویید و نشت الکترولیتی و افزایش محتوای پرولین بردباری گیاهچه آفتابرگردان را به سمیت سرب افزایش میدهد.
کلید واژگان: پرولین, سرب, کلروفیل, گیاه پالایی, نشت الکترولیتیPoor seedling establishment and total plant biomass reduction in contaminated soils, decrease the efficiency of phytoremediation techniques. In this study, the effects of different types of seed pretreatments (such as salicylic acid, and potassium nitrate) and three concentrations of lead (0, 200, 400 and 600 mg lead/kg soil) on sunflower seedling growth under greenhouse conditions were evaluated. These factorial experiment was conducted in completely randomized design with three replications in research greenhouse of Shahrekord University, in 2015. In general, the studied traits significantly decreased with increasing concentrations of lead. In most toxic concentrations of lead, Potassium nitrate and salicylic acid prevented the decreasing of dry weight of root compared to control up to 42%. Potassium nitrate prevented the decreasing of dry weight of leaf and chlorophyll a (with 24% and 60%, respectively), Salicylic acid prevented the decreasing of chlorophyll b (55%) compared to control. Shoot dry weight didn’t affect by seed priming treatments. Increasing in concentrations of lead elevated carotenoids, proline content and electrolyte leakage. Salicylic acid treatment reduced of electrolyte leakage (by 21%). Potassium nitrate prevents the increasing of carotenoids (by 24%), however increased proline content from 104 to 111 µm/g. Generally it could be concluded that salicylic acid and potassium nitrate increase seedling tolerance to lead toxicity through reducing carotenoids content, electrolyte leakage and increasing proline content. This technique can be used to increase the efficiency of phytoremediation of soils contaminated with lead.
Keywords: chlorophyll, electrolyte leakage, Lead, phytoremediation, Proline -
به منظور بررسی تاثیر بیوچار بقایای هرس درخت سیب )رقم گلدن دلیشز [1] (بر شکل های شیمیایی عناصر کادمیم، سرب، مس و روی در خاک آلوده، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 سطح بیوچار (0، 2، 5 و 10 درصد) و 4 زمان انکوباسیون (1، 2، 4 و 8 هفته) در 3 تکرار انجام گرفت و توزیع شکل های شیمیایی عناصر در زمان های مذکور با روش عصاره گیری متوالی تسییر تعیین و شاخص توزیع کاهش یافته (IR) و شاخص تحرک (MF) محاسبه گردید. کاربرد بیوچار موجب کاهش معنا دار (P ≤ 0. 05) عناصر در بخش های تبادلی و کربناتی و افزایش معنا دار عناصر در بخش های پیوند با ماده آلی و اکسیدهای آهن و منگنز نسبت به خاک شاهد گردید. با افزایش درصد بیوچار افزوده شده به خاک و زمان انکوباسیون، مقدار IR افزایش و مقدار MF کاهش یافت که بیانگر کاهش تحرک فلز با افزایش درصد بیوچار است. درنهایت نتیجه گیری شد که افزودن بیوچار سیب به خاک، منجر به تغییر شکل عناصر از اشکال ناپایدار (شکل های قابل تبادل و کربناتی) به شکل های پایدار (شکل های پیوند خورده با اکسیدهای آهن و منگنز و شکل آلی) ، و در نتیجه کاهش تحرک فلزات در خاک می شود.کلید واژگان: بیوچار سیب, شکل های شیمیایی, فلزات سنگین, عصاره گیری متوالیIn order to study the effect of apple (Golden delicious variety) pruning residue biochar on chemical forms of Cd, Pb, Cu and Zn in a contaminated soil, an experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design (CRD) in three replications with 4 levels of biochar (0, 2, 5 and 10 %) and 4 levels of incubation time (1, 2, 4 and 8 weeks). Chemical distribution of metals in soil was determined using Tessier sequential extraction method during the mentioned incubation times and the reduced partition index (IR) and mobility factor (MF) of the metals were calculated. Application of the biochar significantly (p ≤ 0.05) decreased the exchangeable and carbonate fractions and increased organic and iron and manganese oxide bound fractions in comparison to the control treatment. With increasing the biochar level and incubation time, the IR values were increased, but MF values decreased, demonstrating a decrease in the mobility of metal in soils. It was concluded that the addition of the apple biochar in soil may led to transformation of the metals from unstable forms (e.g. exchangeable and carbonate forms) to stable forms (e.g. iron and manganese oxide bound and residual forms), and consequently decreased the mobility of the metals in soil.Keywords: Apple biochar, Chemical forms, Heavy metals, Sequential extraction
-
گنجایش تبادل کاتیونی (CEC) از مهمترین ویژگی های خاک در پایش و مدیریت کیفیت خاک در راستای نیل به تولید پایدار است. گرچه CEC را می توان به روش مستقیم اندازه گیری نمود، این اندازه گیری بویژه در خاک های اریدی سول، دشوار، زمان بر و پرهزینه است. یکی از روش های جایگزین، استفاده از توابع انتقالی خاک (PTF) است که در آن CECخاک با استفاده از اطلاعات موجود خاک برآورد می گردد. هدف از این پژوهش، ایجاد -PTFهایی سلسله مراتبی برای برآورد CECو تاثیر گروه بندی خاک ها بر اساس مقدار رس و کربن آلی بر کارآیی این توابع بود. مجموعه ای با 1141 داده برای ایجاد و ارزیابی دقت توابع استفاده شد. مجموعه داده مستقل دیگری با 232 داده نیز برای ارزیابی اعتبار توابع ایجاد شده بکار رفت. گروه بندی خاک ها بر اساس مقدار رس و کربن آلی عموما موجب کاهش ضریب تغییرات مقادیر رس، کربن آلی و CEC گردید. بطور کلی با گروه بندی خاک ها، همبستگی رس و کربن آلی با CEC کاهش یافت. در خاکهایی با کربن آلی کمتر از 5/0 درصد تنها با استفاده از درصد رس، CEC با دقت قابل قبولی برآورد گردید. بطور کلی، گروه بندی خاک ها موجب افزایش دقت توابع انتقالی گردید ولی در بیشتر موارد از اعتبار توابع کاست. با این حال گروه بندی بر اساس مقدار رس بجز در خاک هایی با مقدار رس ≥ 35%، تاثیر بیشتری در بهبود دقت و اعتبار توابع داشت. رس (بجز در خاک هایی با مقدار رس ≥ 35%) تاثیرگذارترین عامل در برآورد CEC خاک های مورد مطالعه بود بطوریکه با وارد نمودن متغیرهای دیگر بهبود چشمگیری در دقت و اعتبار توابع بدست نیامد.
کلید واژگان: توابع انتقالی خاک, گنجایش تبادل کاتیونی, ویژگی های زودیافت خاکCation exchange capacity (CEC) is one of the main factors in monitoring and management of soil quality in order to achieve sustainable production. Although CEC can be measured directly, these measurements are difficult, time-consuming and costly, especially for aridisols. One alternative method is the use of pedotransfer functions (PTF), in which CEC of soils is estimated through available soil information. A dataset including 1141 data points was used for development and accuracy test of functions and another independent data set with 232 data points was used for validation of the PTFs. The results showed that, grouping the soils based on clay and organic carbon contents are generally reduced the coefficient of variation of clay, organic carbon and CEC. In general, the grouping of soils declined the correlation of clay and organic carbon with CEC. In soils with organic carbon contents of less than 0.5%, CEC was predicted with reasonable accuracy using only the clay. Generally, grouping the soils enhanced the accuracy of the PTFs, while in most cases decreased their reliability. However grouping the soils based on their clay content, except for soils with clay content ≥ 35%, was more effective in improving the accuracy and reliability of the functions. Clay (except for soil with clay content of ≥ 35%) was the most influential factor in predicting the CEC of the soils, so that including the other variables were not significantly improve the accuracy and reliability of the functions.
Keywords: pedotransfer functions, cation exchange capacity, stepwise regression, readily available soil properties -
Soil quality maintenance is essential for sustainable food production, waste decomposition and etc. For sustainable management of soil, it is necessary to evaluated soil quality. Soil physical quality drastically affect by tillage methods. Since conventional tillage increases soil erosion, it is better to replace other farming tillage methods. In this study effect of three tillage methods including conventional tillage (tillage with moldboard), chisel plow and disk plow with notillage as controlled treatment on the bulk density, porosity, saturated hydraulic conductivity field, organic matter, aggregate size distribution, soil aggregates stability investigated. Complete randomized blocks were used as statistical design for field experiments. The results showed tillage operations compared with controlled treatment decreased organic matter, bulk density and aggregates stability in the soil surface layer (0-10 cm) significantly (p ≤ 0.01). Tillage operations increased soil porosity in the soil surface layer (0-10 cm) significantly. The treatments effects on saturation hydraulic conductivity and aggregate size distribution were not significant. Generally no-tillage or the controlled treatment maintains more soil physical quality compare with other tillage operations. In order to maintain soil physical quality, cultivation without tillage is recommended.
Keywords: Soil quality, Soil physical index, Tillage -
وسایل نقلیه از راه های گوناگون موجب آلودگی خاک ها و گیاهان پیرامون جاده ها شده و در نهایت این آلودگی ها به زنجیره غذایی راه می یابند. هدف از این پژوهش، بررسی آلودگی سرب، کادمیوم، روی و نیکل در خاک ها و گیاهان حاشیه بزرگراه اصلی مسیر ارومیه- سلماس با بار ترافیکی بالا بود. برای بررسی سطوح آلودگی فلزهای سنگین در خاک از شاخص ژئوانباشت (Igeo) و برای بررسی توانایی جذب همزمان فلزهای مورد مطالعه توسط هر گیاه از شاخص انباشت فلز (MAI) استفاده شد. نتایج نشان داد غلظت این فلزها در خاک ها و بیشتر گیاهان رشد یافته در پیرامون جاده به گونه ای معنی داری (05/0 p ≤) بیشتر از نمونه های مرجع بود. هم چنین خاک های سطحی و گیاهان رشد یافته در منطقه مورد مطالعه در مقایسه با سطوح زمینه، نسبتا آلوده بودند. خاک ها و گیاهان پیرامون این جاده به ویژه به سرب آلوده بودند. از این رو، چرای دام در این مناطق ممکن است خطر انتقال احتمالی این فلزها (به ویژه سرب) به زنجیره غذایی را در پی داشته باشد. به طور کلی غلظت این فلزها، به ویژه سرب، در گیاهانی که به جاده نزدیک تر بودند، بیشتر بود. هم چنین گیاه بومادران (Achillea millefolium L.) با مقدار MAI برابر با 01/100 در مقایسه با دیگر گیاهان توانایی بهتری در جذب همزمان فلزهای مختلف داشت. برپایه نتایج این پژوهش، انجام اقداماتی برای مدیریت خاک و چرای گیاهان پیرامون جاده ها ضروری است.
کلید واژگان: آلودگی جاده ای, حداکثر غلظت مجاز, فلزهای سنگینVehicles contaminate soils and plants along the roadside by different ways and finally these contaminants enter the food chain. The aim of this study was to assess Pb، Cd، Zn and Ni contamination of soils and plants around the Urima-Salmas highway with heavy traffic. Geoaccumulation index (Igeo) was calculated for characterizing the contamination levels of heavy metals in the soils. Metal accumulation index (MAI) was also employed for assessing simultaneous accumulation of the studied metals by each plant. Results showed that concentrations of these metals were higher than those of the control samples (p ≤ 0. 05) for soils and most of the plants grown in the roadside. In comparison with background areas، surface soils and plants grown along the roadside were relatively contaminated. Also soils and plants of the roadside were specifically contaminated with Pb. Therefore، animal grazing in this site would be of potential transfer risk of these metals (especially Pb) to the food chain. In general، concentration of the metals، specifically Pb، was higher in plants which were closer to the road. In comparison with other plants studied، Yarrow plant (Achillea millefolium) with MAI = 100. 01 had better ability for simultaneous absorption of different metals. According to the results of this study، actions are needed to be applied for better management of the soils and grazing of the plants in the roadsides.
Keywords: Heavy metals, Maximum permitted concentration, Roadside contamination -
واکنش فلزات سنگین با خاک در تعیین سرنوشت آن ها در محیط دارای اهمیت می باشد. برای بررسی مقادیر جذب و واجذبی عناصر غذایی کم مصرف شامل منگنز، آهن، روی و مس چهار خاک غیراسیدی و چهار خاک اسیدی به ترتیب از استان های آذربایجان غربی و گیلان نمونه برداری شدند. هم دماهای جذب عناصر تعیین و پارامترهای جذب عناصر یاد شده به دو مدل فروندلیچ و لانگمویر برازش داده شدند. نتایج نشان داد که معادله فروندلیچ (88/0>2R) در مقایسه با معادله لانگمویر (90/0-28/0=2R) به خوبی برای توصیف خصوصیات جذب در خاک اسیدی و غیراسیدی برای عناصر کم مصرف به داده های جذب برازش یافت. مقادیر پارامترهای معادله های جذب برای همه عناصر در خاک های غیراسیدی نسبت به خاک های اسیدی بیش تر بود، که بیانگر ظرفیت جذب بالای عناصر در خاک های غیراسیدی می باشد. رفتار جذب فلزات مورد مطالعه در خاک ها متفاوت بود، در خاک های غیراسیدی و اسیدی بیش ترین ظرفیت جذب مربوط به آهن و کم ترین ظرفیت جذب در خاک های اسیدی برای روی و در خاک های غیراسیدی برای منگنز مشاهده شد. متوسط درصد نامتحرک سازی فلزات مورد مطالعه در خاک های اسیدی در مورد عناصر منگنز، آهن، روی و مس به ترتیب 2/13، 6/11، 7/11 و 6/6 درصد نسبت به خاک های غیراسیدی کم تر بود. درصد نامتحرک سازی هر کدام از فلزات در خاک های مختلف متفاوت بود، برای آهن و منگنز کم ترین درصد نامتحرک سازی در خاک 5 (4/6=pH) و بیش ترین درصد نامتحرک سازی آهن و منگنز به ترتیب در خاک های 3 (9/7=pH) و 4 (5/7=pH) مشاهده شد. در مورد مس و روی کم ترین درصد نامتحرک سازی در خاک 8 (5/6=pH) و بیش ترین درصد نامتحرک سازی به ترتیب در خاک های 4 (5/7=pH) و 1 (8/7=pH) مشاهده شد. چنین استنباط می شود که ظرفیت بالای جذب عناصر در خاک های مطالعه شده به ویژه در خاک های آهکی از نقطه نظر اکولوژیکی می تواند در کاهش سمیت آن ها موثر باشد.
کلید واژگان: آهن, جذب, روی, مس, منگنز, نامتحرک سازیSorption and desorption of heavy metals by soil solid phase are of crucial role on their behaviour. To assess sorption and desorption of Zn, Cu, Fe, and Mn, four non-acidic and four acidic soil samples were collected from Guilan and West Azerbaijan provinces, respectively. A linear regression procedure was utilized for fitting the linearized forms of the Langmuir and Freundlich isotherm equations to the sorption data. Results showed that for all the studied metals either in non-acidic or acidic soils, the Freundlich equation (R2>0.88) described the sorption data better than the Langmuir equation (R2=0.28-0.90). The amount of sorption parameters for all studied soils was higher in non-acidic soils in comparison with acidic ones. Sorption behaviour of metals differently varied among soils. The highest value for the adsorption maxima was achieved for Fe in both soil types. However, the lowest adsorption maxima were observed for Zn and Mn in acidic and non-acidic soils, respectively. Mean immobilization percent of metals in acidic soils for Mn, Fe, Zn and Cu were 13.2, 11.6, 11.7 and 6.6 percent respectively, and lower than that of non-acidic soils. The lowest and highest immobilization percent for Fe and Mn was observed in soil (5) and soils (3, 4), respectively. Soil (8) showed low Cu and Zn immobilization potential, however soil (4) and soil (1) highly immobilized Cu and Zn, respectively. It is concluded that from an ecological point of view higher sorption potential of studied soils in particular non-acidic soils can be considered in decreasing heavy metals toxicity risks processes.
Keywords: Fe, Sorption, Zn, Cu, Mn, Immobilization -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال شانزدهم شماره 2 (پیاپی 60، تابستان 1391)، صص 131 -143
آلودگی خاک با فلزات سنگین از جمله کادمیم و سرب از نگرانی های جدی به شمار می رود. هدف از این مطالعه، ارزیابی کارآیی سه گیاه آتریپلکس (Atriplex verucifera)، سالیکورنیا (Salicornia europaea) و سلمه تره (Chenopodium album) در کاهش سدیم تبادلی و آلودگی کادمیم و سرب خاک در دو خاک با ویژگی های متفاوت بود. دو نمونه خاک، یکی شور- سدیمی-آهکی (1S) و دیگری آهکی (2S) انتخاب گردید. سپس غلظت های مختلف سرب و کادمیم به خاک افزوده شد. خاک ها پس از آلوده شدن، نزدیک هفت ماه تحت تیمار تر و خشک شدن قرار گرفتند. سپس بذرهای گیاهان ذکر شده در گلدان های حاوی خاک های آلوده در تیمارهای فوق و هم چنین تیمارهای شاهد (بدون آلودگی سرب یا کادمیم) کشت شدند. پس از طی دوره رشد، عملکرد گیاهان و غلظت سرب، کادمیم و سدیم خاک و گیاه در تیمارهای مختلف اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که سالیکورنیا بالاترین انباشت کادمیم و سالیکورنیا و آتریپلکس بالاترین انباشت سرب را تحت شرایط نامطلوب خاک های شور- سدیمی داشتند. درحالی که سلمه تره و آتریپلکس بردباری بالایی به کادمیم در خاک معمولی داشتند. هم چنین کاشت این گیاهان موجب کاهش چشمگیرESP خاک 1S شد. سالیکورنیا با کمترین کاهش عملکرد نسبی، بردبارترین گیاه نسبت به شوری و آلودگی سرب و کادمیم در بین گیاهان مورد مطالعه شناخته شد. شناسایی عوامل پیچیده گیاهی و خاکی (شوری- سدیمی و غلظت فلز در خاک) تاثیرگذار بر کنترل غلظت فلز در این گیاهان، به طراحی فناوری گیاه پالایی در مناطق خشک و متاثر از نمک کمک خواهد کرد.
کلید واژگان: آتریپلکس, سالیکورنیا, سرب (Pb), سلمه تره, کادمیم (Cd), گیاهان شورپسندzoil contamination with heavy metals، including Cd and Pb، is of serious concern. The aim of this study was to investigate the efficiency of Atriplex verucifera، Salicornia europaea and Chenopodium album for simultaneous remediation of soil exchangeable sodium percentage and Cd and Pb contamination in two soils with different properties. Two soils، including a saline-sodic-calcareous (S1) and calcareous (S2) soil، were selected. Different concentrations of Pb and Cd were then added to the soils. The contaminated soils were incubated under a wetting-drying cycle for nearly seven months. The plants، seeds were grown in pots containing different treatments of polluted soils and in control treatment (no Cd and Pb contaminations). The plant yields and concentrations of Pb، Cd and Na in the soil and plant samples were measured. A considerable accumulation of soil Cd by Salicornia and Pb accumulation by Atriplex and Salicornia was observed under unsuitable conditions of the saline-sodic soil، whereas Atriplex and Chenopodium had high capability for Cd in the soil S2. Also these plants caused the reduction of ESP in soil S1. The results revealed that these plants could be used for remediation of Pb and Cd contaminated soils. In this study، Salicornia with lower rate of yield reduction had the highest tolerance to Cd-stress. Understanding the complex plant and soil (salinity-sodicity and soil metal concentration) factors controlling the metals concentrations in the plants will help to design phytoextraction technology for arid، salt-affected regions.
Keywords: Atriplex, Salicornia, Lead (Pb), Chenopodium Album, Cadmium (Cd), halophyte plants -
امروزه آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین از مسائل مهم دنیا است که برطرف کردن آن نیازمند عملیات اصلاحی موثر می باشد. هدف از این مطالعه بررسی توانایی سه گیاه آتریپلکس [[Atriplex verucifera، سالیکورنیا[Salicornia europaea] و سلمه تره [Chenopodium album] برای جذب و اندوزش همزمان سدیم و کادمیم یا سرب در دو خاک آهکی با ویژگی های متفاوت بود. دو نمونه خاک آهکی، یکی شور- سدیمی (1S) و دیگری غیرشور و غیرسدیمی (2S) انتخاب گردیدند و غلظت های مختلف سرب (0، 250، 500 و 1000 میلی گرم سرب بر کیلوگرم خاک) و کادمیم (0، 10، 30 و 100 میلی گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک) به خاک افزوده شدند. هر دو خاک هفت ماه تحت تیمار تر و خشک شدن قرار گرفتند. سپس بذور گیاهان ذکر شده در گلدان های حاوی خاک های آلوده در تیمارهای فوق و همچنین تیمارهای شاهد (بدون آلودگی سرب یا کادمیم) کشت گردیدند. پس از طی دوره رشد، عملکرد گیاهان و غلظت سرب، کادمیم و سدیم خاک و گیاه در تیمارهای مختلف اندازه گیری شد. عملکرد نسبی سالیکورنیا در خاک 1S و آتریپلکس و سلمه تره در خاک 2S بالاترین بود. در خاک شور- سدیمی، اندوزش زیستی سدیم (BCFNa) برای گیاهان آتریپلکس، سالیکورنیا و سلمه تره در غلظت صفر (بدون آلودگی سربی و کادمیمی) به ترتیب 67، 202 و 57 بود که مقدار بالای BCFNa برای سالیکورنیا بیانگر توانایی بالای این گیاه در جذب و اندوزش سدیم از خاک است. نتایج نشان داد که سالیکورنیا بالاترین اندوزش کادمیم و سالیکورنیا و آتریپلکس بالاترین انباشت سرب را تحت شرایط نامطلوب خاک های شور- سدیمی داشتند. در حالی که سلمه تره و آتریپلکس بردباری بالایی به کادمیم در خاک معمولی داشتند. این نتایج بیانگر این است که این گیاهان توانایی اصلاح خاک های آلوده به سرب و کادمیم را دارند. در این پژوهش سالیکورنیا با کمترین کاهش عملکرد نسبی، بردبارترین گیاه نسبت به شوری و آلودگی سربی و کادمیمی شناخته شد و می توان از این گیاه برای پالایش همزمان سرب و کادمیم در خاک های شور- سدیمی حتی در غلظت های بالای کادمیم و سرب استفاده کرد.
کلید واژگان: تجمع زیستی, سدیم (Na), سرب (Pb), کادمیم (Cd), گیاهان شورپسندNowadays, environmental pollution by heavy metals is one of the most serious threats of the world which needs effective remediation actions. The aim of this study was to investigate the potential use of Atriplex [Atriplex verucifera], Salicornia [Salicornia europaea] and Chenopodium Album in simultaneous uptake and accumulation of Na and Cd or Pb in two calcareous soils with different properties. Two soils, including a saline-sodic-calcareous (S1) and a calcareous (S2) soil, were selected. Different concentrations of Pb (0, 250, 500 and 1000 mg Pb kg-1 soil) and Cd (0, 10, 30 and 100 mg Cd kg-1) were then added to the soils.. The contaminated soils were incubated under a wetting-drying moisture regime for nearly seven months. The plants seeds were grown in pots containing different treatments of polluted soils and in control treatment (no Cd and Pb contaminations). The plant yields and concentrations of Pb, Cd and Na in the soil and plant samples were measured. Results showed that relative yield of Salicornia was more in soil S1, whereas those of Atriplex and Chenopodium Album were more in soil S2. In saline- sodic soil, the values of Na bioconcentration factor (BCENa) in control treatment were 67, 202 and 57 for Atriplex, Salicornia and chenopodium album respectively. The high value of BCENa in Salicornia revealed the ability of this plant in absorption and accumulation of Na from soil. A considerable accumulation of soil Cd by Salicornia and Pb accumulation by Atriplex and Salicornia was observed under unsuitable conditions of the saline-sodic soil, whereas, Atriplex and Chenopodium had high capability for Cd in the soil S2. These results revealed that these plants could be used for remediation of Pb and Cd contaminated soils. In this study, Salicornia with lower rate of yield reduction had the highest tolerance to Cd-stress and it seems that one can use this plant for phytiremediation of Cd and Pb from saline- sodic soil even in high concentrations of Cd and Pb.
-
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 42، زمستان 1386)، ص 417
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 (98/0 < 2 R) 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 (70/0≈ 2 R).
کلید واژگان: آلودگی خاک, پالایش سبز, سرب, کادمیم, مدل سازیPhytoremediation is a new technology that employs plants to remediate contaminated soils. This method compared to those that involve the use of large scale energy consuming equipments is an inexpensive method. Phytoremediation models are useful tools to further understanding the governing processes and also to manage the contaminated soils. A thorough literature review indicates that very few models have been developed for phytoremediation due to the complexity of the phenomena. The objective of this study was to develop a simple model for phytoremediation of lead and cadmium. A new formulation of phytoremediation was established based on soil and plant responses to heavy metal pollution. A large quantity of a sandy loam soil was thoroughly mixed to ensure homogeneous different concentration levels by lead and cadmium. These contaminated soils were transferred to some plastic pots. Land Cress (Barbarea verna) and Spinach (Spinacia oleracea L.) seeds were germinated in pots containing 8 kg of contaminated soil. Plants were harvested at five time intervals. The concentrations of Pb and Cd in the plant and soil samples were digested by wet oxidation and 4 M Nitric acid digestion methods, respectively, and were determined by flame and graphite furnace atomic absorption spectrometry methods. Proposed models then were calibrated using the collected data and validated quantitatively. The results indicated that the soil adsorption isotherms followed a linear form for both Pb and Cd concentrations. The results also indicated that the phytoremediation rate of Pb by Land Cress and Spinach are first-order function of Pb concentration in soil. In contrast, a zero-order function of soil Cd contaminations was obtained. Combining these two results of soil and plant responses to Pb and Cd pollution, a simple model with reasonable performance was derived to predict the time needed for remediation of soil Pb (R2 > 0.98). However, in the case of Cd, the derived models appeared to be useful to make only some overall estimations of the remediation (R2≈0.70).
Keywords: Soil pollution, Phytoremediation, Lead (Pb), Cadmium (Cd), Modeling
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.