خلاصه سمینار درس هالوفیت های ایران   :   گیاه پالایی خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی

استاد: سرکار خانم دکتر شریف نیا          اراﺋه: اکرم ابراهیمی      دانشگاه علوم و تحقیقات تهران

گیاه پالایی (Phytoremediation)

گیاه پالایی فن آوری جدید و نوظهوری است که در آن از گیاهان مقاوم برای حذف یا کاهش غلظت آلاینده های آلی و معدنی و ترکیبات خطرناک از جمله هیدروکربن های نفتی ، فلزات ، آفت کش ها و حلال ها از محیط زیست استفاده می شود. این تکنیک پالایشی شامل تخریب ، جذب ، تغییرشکل ، تجمع و یا تصعید توسط گیاه از سطح ذرات جامد خاک و فاز مایع آن بوده و یا از طریق تحریک فعالیت میکروبی در ریزوسفر صورت می گیرد.  در پاکسازی گیاهی از توانایی طبیعی گیاه در جذب، تجمع و تجزیه متابولیکی آلاینده ها از خاک، آب یا هر محیطی که آلوده شده است استفاده می شود.

مزایای گیاه پالایی

• - پاکسازی گیاهی فناوری مناسبی برای تثبیت و خارج کردن آلاینده ها از خاک است.
• - سازگاری با محیط زیست ، هزینه مناسب دارد و چشم نواز می باشد.
• - فلزاتی که جذب گیاهان می شوند ممکن است از توده های گیاهی دروشده بازیافت شوند.
• - پیشگیری از نشت آلاینده ها به درون سامانه های آب زیرزمینی و جلوگیری از آلودگی آنها.
• - به نظر می رسد استخراج فلزات سنگین از خاکهایی با آلودگی کم تا بسیار زیاد امکان پذیر می باشد.

بیوتکنولوژی و پاکسازی گیاهی

• به نظر مرسد که ژن های مختلفی درگیر تنظیم جذب فلزات در گیاهان هستند. این ژنها حلالیت فلزات در خاک اطراف ریشه را کنترل می کنند و نیز حمل پروتیین هایی را برعهده دارند که فلزات را به درون سلولهای ریشه و بالاتر، به شاخ و برگ گیاهان می برند. بنابراین پرورش گونه های گیاهی که ظرفیت تحمل بالاتری نسبت به آلاینده ها دارند و تلقیح ژنهایی که این امر را بر عهده دارند در پیشبرد مقاصد پاکسازی گیاهی مؤثر است. ایزوله کردن جمعیت های خاص میکروبی که در ریزوسفر گیاهان وجود دارد و تغییر ساختار ژنتیکی این ارگانیسم ها در جهت تولید آنزیم های برون سلولی تجزیه کننده تری کلرواتیلن و تلقیح مجدد آنها به محیط ریزوسفر مؤثر شناخته می شوند. مطالعات اولیه نشان داده که مهندسی ژنتیکی ارگانیسم ها می تواند به نحو مؤثری در گیاه درمانی مفید باشد.
• روشهای پاکسازی گیاهی
• 5 نوع بنیادی از پاکسازی گیاهی وجود دارد که برحسب نوع ماده ای که تصفیه می کنند- فلزات یا مواد شیمیایی، طبقه بندی می شوند.
• 1. آلودگی فلزی – استخراج گیاهی : phyto extractionدراین فرایند گیاه آلاینده را از طریق ریشه جذب می کند و به اندامهای فوقانی انتقال می دهد.
• 2. پالایش ریشه ای : Rhizofilterrationاین روش مختص حذف آلاینده ها از آبهای سطحی و زیر زمینی است. در این روش ریشه مستقیما مواد آلاینده را از محیط جذب می کند.
• 3. تثبیت گیاهی : Phytostabilizationدر این روش گیاهان به نگهداری آلاینده های خاک و آب می پردازند یا حرکت آلاینده ها را درمحیط خاک کاهش می دهند. این امر با جذب سطحی یا جذب از طریق ریشه صورت می گیرد.
• 4. مواد شیمیایی و تغییر و تبدیل گیاهی : Phytotransformation در این فرایند گیاه مواد آلاینده خاک و آب زیرزمینی را جذب می کند و مواد شیمیایی را تجزیه می کند.
• 5. پاکسازی زیستی کره ریشه : Rhysospherbioremediationدر این روش میکروارگانیسم هایی مانند مخمرها ، قارچ ها و باکتریها که در اطراف ریشه گیاهان هستند آلاینده ها را در فرایند متابولیکی تجزیه می کنند.
• نتایج کلی حاصل از گیاه پالایی خاکهای آلوده به ترکیبات نفتی:
• با افزایش درصد آلودگی نفتی در خاک تعداد کل باکتریهای هتروتروف و باکتریهای تجزیه کننده نفت در خاک افزایش می یابد.
• با افزایش درصد آلودگی نفتی در خاک وزن خشک گیاه کاهش می یابد و سرانجام مرگ گیاه رخ می دهد.
• حضور گیاه در خاک باعث کاهش آلودگی شده اما در غلظت های بالای آلودگی این خاصیت کاهش می یابد.
• در مواردی که کشت گیاه همراه با مایه زنی میکوریزا و باکتریهای تجزیه گر صورت گیرد میزان تجزیه ترکیبات نفتی بیشتر است.
• با افزایش درصد آلودگی فعالیت آنزیم های اوره آز و دهیدروژناز و همچنین میزان تنفس خاک افزایش و فعالیت آنزیم لیپاز کاهش می یابد.
• با افزایش میزان آلودگی در خاک درصد جوانه زنی بذور کاهش می یابد . اما این کاهش به نوع گیاه نیز وابسته است.
• گیاهان مختلف دارای توانایی متفاوتی در حذف آلاینده ها از خاک می باشند. به عنوان مثال توانایی گیاه جو در کاهش آلودگی گازوییل از خاک نسبت به یونجه و شبدر بیشتر است. پاکسازی به ویژگیهای گیاهی وابسته است.
• اسامی گیاهان سوپرجاذب هیدروکربن های نفتی
• نام فارسی گیاه نام علمی گیاه
• نمدار(زیرفون)  Tilia platyphyllos
• جو دوسر  Avena sativa
• جگن Carex aquatilis
• هویج  Daucus carota                   
• قیاق(چمن گندمی رونده)   Deschampsia beringngensis
• سویا         Glycine max
• آفتابگردان Helianthus annus
• جو Hordeum vulgare
• یونجه سیاه Medicago lupulina                              
• نوعی یونجه(آلفالفا)  Melilotus altissima
• یونجه Medicago sativa                                        
• نی Phragmites australis                                    
• نخود فرنگی وحشی  Pisum arvense   
• بید Salix arctica
• نوعی نی   pungens Scirpus
• نوعی شبدر  Trifolium hybridum
• شبدر سفید Trifolium repens
• لوییTypha latifolia
• ماشک Vicia tetrasperma
• ذرت                                        Zea mays
• فستوکا Festuca arundinacea

دکتر  اکرم  ابراهیمی