اثر متقابل یون ها در گیاه

اکسیدهای آهن ومنگنز

پتانسیل رداکس

۱-۷-۴- تیره های گیاهی و انباشت فلزات

در بین تیره های مختلف گیاهی، تفاوت هایی در انباشت فلزات دیده می شود. گونه های تیره لگومینوز، دارای پایین ترین انباشتگری بوده و انباشتگری متوسط در تیره های پوآسه^[۲۴]، لیلیاسه^[۲۵] و آپیاسه^[۲۶] دیده میشود. گیاهانی مانند خردل هندی، آفتابگردان، تنباکو، چاودار و ذرت دارای این توانایی هستند. آنها دارای قدرت جذب سرب از فاضلاب هستند که در این میان، آفتابگردان بیشترین توانایی را دارد (Brooks, 1998).

۱-۷-۵- کاربرد گیاهان بیش انباشتگر در گیاه پالایی:

پالایش خاکهای آلوده به فلزات کار دشواری است. بر خلاف آلاینده های آلی فلزات نمی توانند از طریق شیمیایی با فرآیندهای زیستی طبیعی تجزیه شوند و معمولا پاکسازی خاک های آلوده به آنها نیازمند جداسازی فلزات از این محیطها می باشد.
تکنولوژی های حفاری خاک و یا شستشوی خاک بر پایه جداسازی فیزیکی و شیمیایی آلاینده ها بسیار پر هزینه است. در سالهای اخیر، گیاه پالایی به صورت یک استراتژی مفید و مقرون به صرفه برای کاهش آلودگی خاک به فلزات سنگین پیشنهاد شده است (Ducic and Polle, 2005؛Lasat, 2002).

گیاهانی در این تکنولوژی استفاده می شوند که دارای ویژگی های زیر باشند:
تحمل غلظت بالای فلز در محیط رشد
انباشته کردن سطوح بالای فلز به صورتی که قابل برداشت باشد
رشد سریع و تولید بیوماس بالا
به راحتی مانند یک محصول کشاورزی رشد کند و کاملا قابل برداشت باشد
به طور کلی گیاه پالایی به عوامل زیر بستگی دارد:
میزان آلودگی خاک
میزان دردسترس بودن فلزات برای جذب به ریشه^[۲۷]
توانایی گیاه در جلوگیری، جذب، تجمع و مقاومت به فلزات در ساقه (Ernst, 1996, Ducic and Polle, 2005).

۱-۷-۶- مصرف تولیدات گیاه پالایی:

یکی از موانع اجرای تجاری گیاه پالایی، چگونگی مصرف گیاهان آلوده است. پس از برداشت، آلودگی خاک توسط گیاه کاهش یافته، اما مقدار زیادی بیومس خطرناک تولید شده است. بررسی ها نشان میدهد تولید کمپوست و متراکم کردن، دو روشی است که برای مدیریت بیومس گیاهان آلوده توسط بسیاری از محققان پیشنهاد شد، اما بهترین روش برای مصرف بیومسهای تولید شده توسط گیاه پالایی، تغییر و تبدیلات ترموشیمیایی است که در این روش بیوماس به عنوان یک منبع انرژی مصرف تجاری دارد. این بیوماس شامل کربن، هیدروژن و اکسیژن است که به عنوان هیدروکربنهای اکسیژنه شناخته می شود( Ducic and Polle, 2005؛ Lasat, 2002).

۱-۷-۷- آینده گیاه پالایی

اگر چه این علم هم اکنون به سرعت در حال توسعه است، اما بررسی ها نشان داده گیاه پالایی تجاری از لحاظ زمانی با دیگر فناوری های دیگر قابل رقابت کردن باشد. بیشتر آزمایشهای گیاه پالایی در مقیاس آزمایشگاه در محیط هیدروپونیک انجام و فلزات سنگین به آنها داده شده است، در حالی که محیط خاک کاملا متفاوت است.
در خاک واقعی بسیاری از فلزات در شکل های نامحدود وجود دارند و قابلیت دسترسی آنها کم و این بزرگترین مشکل است (Brooks, 1998).
بسیاری از گیاهان هنوز شناخته نشده اند که باید شناسایی شوند و درباره فیزیولوژی آنها بیشتر دانست. بهینه سازی فرایند جذب فلزات سنگین توسط گیاه و مصرف مناسب بیومس تولید شده هنوز باید مورد بررسی و تحقیق قرار گیرد تا نتایج آزمایشگاهی با عمل و واقعیت همخوانی داشته باشد. اگر چه ۱۰ سال از کاربرد اولیه فناوری گیاه پالایی در دنیا میگذرد، اما این علم توسعه بسیار سریعی داشته است و امروزه گیاه پالایی در مورد مواد آلی، معدنی و رادیواکتیو کاربرد دارد. این فرایند پایدار و ارزان است و برای کشورهای در حال توسعه بسیار مناسب بوده و صرفه اقتصادی دارد.
بررسی ها نشان میدهد، راندمان این روش با کاربرد گیاهان رشد سریع با بیومس بالا و قدرت جذب بالای فلزات سنگین افزایش مییابد. در بیشتر مکان های آلوده گونه های مناسب جهت رفع آلودگی قابل شناسایی است. دو روش کمپوست و متراکم کردن می تواند جزء مراحل مقدماتی برای کاهش حجم تولیدات این گیاهان باشند، اما باید دقت شود شیرابه حاصل از تراکم به طور کامل جمع آوری شود.
محققان معتقدند بین روشهایی که بیومس آلاینده ها را کاهش میدهد، به نظر میرسد خاکسترکردن کمترین زمان را مصرف میکند. به این ترتیب مشاهده می شود دنیای امروز می تواند با الهام از طبیعت و سیستم نقص ناپذیر بکر آن برای آنچه بشر با دست خود خراب کرده است اصلاحاتی صورت دهد که بی شک سهل تر از جلوگیری از آلودگی منابع بویژه منابع خاک نیست (Ghosh and Singh, 2005).

اهداف تحقیق

اهدافی که در این تحقیق دنبال می شدند در سه بخش مجزا طراحی و اجرا شد:

• بخش اول: در سطح مزرعه: به منظور بررسی اثر کود اوره و فاضلاب بر بیوماس وقند، با هدف بالا بردن بازده تولید اتانول و یافتن مقدار بهینه کود نیتروژن برای تحصیل بیشتر موارد ذکر شده

• بخش دوم: در آزمایشگاه و با بهره گرفتن از روش MPN: به منظوربررسی میزان باکتری های باقیمانده در خاک و قسمت های مختلف گیاه

• بخش سوم: استفاده از دستگاه طیف سنج اتمی: به منظور بررسی میزان عناصر سنگین موجود در خاک و قسمت های مختلف گیاه

فصل دوم
مواد و روش ها

عملیات مزرعه ایی:

این آزمایش دراردیبهشت ماه سال ۱۳۹۱، در تصفیه خانه شرق اصفهان (منطقه سگزی) انجام شد. آزمایش به صورت کرتهای یک بار خرد شده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. کرتهای اصلی شامل دو نوع کیفیت آب آبیاری ( فاضلاب خام و تصفیه شده) و کرتهای فرعی شامل چهار مقدار کود نیتروژن (۰،۱۰۰،۱۵۰و۲۰۰کیلوگرم کود اوره در هکتار) بود. هر کرت شامل ۱۰ ردیف به طول ۱۰ متر و فاصله بین کرتها ۳ متر بوده است. بذر سورگوم شیرین سوفرا در ردیف هایی به فاصله ۵۰ سانتیمتر و فاصله روی ردیف ۱۵ سانتی متر کشت گردید. کود اوره به سه قسمت تقسیم شده و در مرحله ۴ برگی، غلاف و گلدهی بصورت سرک به زمین داده شد و سپس آبیاری گردید. جهت جلوگیری از مخلوط شدن کودها دو متر از هر طرف بین کرت ها کشت نشد. دوره آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه و قبل از وقوع تنش انجام شد.