کتاب گونه گیاهی و جذب فلزات سنگین خاک

کتاب گونه گیاهی و جذب فلزات سنگین خاک، تالیف عباس کسایی پور، به اهمیت نقش گیاهان به‌عنوان تولیدکنندگان اولیه در اکوسیستم‌ها می‌پردازد که به عنوان بخش مهمی از منابع طبیعی در دسترس ما هستند.

منابع طبیعی هر جامعه‌ای سرمایه ملی آن جامعه محسوب می‌شود. اعمال مدیریت صحیح و کارا بر منابع طبیعی هر منطقه نیازمند داشتن اطلاعات دقیق از ویژگی‌های کمی و کیفی رستنی‌ها و آگاهی از روابط بین گیاهان و عوامل محیطی آن‌ها (از جمله خاک) می‌باشد. خاک در منابع طبیعی از ارزش و اهمیت بالایی برخوردار است زیرا ارتباط بسیار نزدیکی با پوشش گیاهی دارد به گونه‌ای که می‌توان با دیدن وضعیت گیاهی یک منطقه به وضعیت خاک آن پی‌برد. آلودگی خاک به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پیامدهای فعالیت‌های انسان بر محیط زیست از دیرباز مورد توجه بسیاری از محققین علوم طبیعی قرار داشته است.

از نظر تاریخی آلودگی خاک به‌وسیله‌ی فلزات سنگین ابتدا از معادن استخراج و کارخانه‌های ذوب این‌گونه فلزات شروع شد. فعالیت‌های معدن‌کاری انسان جهت استخراج فلزات سرب و روی باعث بروز مشکلات زیست‌محیطی بسیار جدی در مناطق مجاور این معادن گردیده است. آلودگی خاک منجر به بروز مسمومیت در گیاهان یک منطقه و از بین رفتن پوشش‌گیاهی و در نتیجه افزایش شدید نرخ فرسایش‌های آبی و بادی در این مناطق می‌گردد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله pH، درصد ماسه و رس، مقدار کربنات کلسیم موجود در خاک، مقدار مواد آلی، قابلیت تبادل کاتیونی (CEC)، نوع کانی رسی، درصد وزنی اکسیدهای سیلیسیم، آلومینیوم و آهن تاثیر مشخصی بر میزان جذب عناصر سنگین دارد.

گیاه‌پالایی، تکنولوژی پاکسازی خاک‌ها و سیستم‌های آبی از فلزات سنگین آلاینده است. از فواید گیاه‌پالایی این است که حاصل‌خیزی خاک بعد از برداشت فلزات سنگین تغییری نمی‌کند. البته تعداد زیادی از این تکنیک‌های مهندسی به‌دلیل محدودیت‌های اقتصادی و منطقی قابل اجرا نیست . پاکسازی محیط‌‌‌زیست آلوده به فلزات سنگین و آلایند‌ه‌های آلی توسط جذب آن‌ها به‌وسیله گیاهان یا گیاه‌پالایی امروزه جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. با توجه به این‌که روش‌های سنتی برداشت عناصر سنگین از خاک و آب بسیار پرهزینه و دشوار و اغلب ناموفق است، لزوم استفاده از گیاهان کاهش‌دهنده آلودگی خاک و آب روشن است. توانایی تجمع فوق‌العاده فلزات سنگین در کاربرد روش گیاه‌پالایی، بر مبنای سرعت رشد (تولید زیست‌توده) و میزان تجمع فلز سنگین (گرم فلز بر کیلوگرم بافت گیاه) استوار است. از این‌رو یافتن مؤثرترین گیاه سریع‌الرشد اکالیپتوس با توانایی حداکثر در جذب فلزات سنگین منجر به اقدام بعدی برای معرفی گیاهان با توان ژنتیکی بالاتر می‌گردد.

بررسی‌های گوناگونی در مورد قابلیت جذب فلزات سنگین و دیگر آلاینده‌ها توسط گونه‌ها‌ی درختی در ایران و دیگر کشورها شده است. اکالیپتوس با رشد و تولید چوب بیشتر و جذب و نگهداری بیشتر عناصر و فلزات سنگین از خاک آبیاری شده با فاضلاب در اندام‌های‌ خود و تعریق فزونتر نسبت به سایر گونه‌ها‌ی‌ درختی کند‌رشد، در پالایش خاک از آلاینده‌ها نقش مهمی را ایفا می‌کند‌. به‌عنوان‌مثال رادو همکاران در سال 2010، پس از آزمایش سازگاری و عملکرد هشت گونه اکالیپتوس با استفاده از فاضلاب شهری و صنعتی یزد، نتیجه گرفتند که گونه E.camaldulensis از نظر سازگاری، رشد ارتفاعی و قطری و قدرت جذب آب، موفق‌تر از سایر گونه‌ها‌ بوده است.

علی‌رغم تفاوت‌هایی که در رفتار عناصر سنگین از لحاظ تحرک و قابلیت جذب آنها در خاک وجود دارد، در اغلب موارد میزان خروج آن‌ها از طریق آبشویی و یا جذب به وسیله گیاهان نسبت به میزان ورود آن‌ها به خاک بسیار کمتر است. این امر موجب انباشته شدن تدریجی عناصر در خاک می شود. روند انباشت عناصر سنگین در خاک بسیار کند بوده و اثرات آن پس از ده‌ها سال قابل تشخیص است. به دلیل فرآیند انباشت عناصر تقریبا یک فرآیند برگشت ناپذیر است که در درازمدت موجب کاهش کیفیت خاک و در نهایت تخریب اراضی کشاورزی می شود.

آلودگی خاک ناشی از فعالیت‌های انسانی یکی از مهم‌ترین مشکلات زیست‌محیطی برای سلامت انسان است. چندین روش برای حذف فلز از خاک آلوده وجود دارد، مانند شستشوی خاک، روش‌های شیمیایی و روش‌های بیولوژیکی که هزینه مهندسی زیادی را شامل می‌شوند و نیز اثرات نامطلوبی بر فعالیت‌های بیولوژیکی بر جای می‌گذارند.