بررسی کارایی گیاه ریحان در حذف فلز جیوه از محیط‌های آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد آلودگی‌های محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

چکیده

امروزه دفع پساب‌های حاوی جیوه یکی از مشکلات اساسی است. روش گیاه‌پالایی به دلیل مقرون به صرفه بودن و عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته و افراد متخصص، بسیار رواج پیدا کرده است. ریحان از مؤثرترین گیاهان استفاده شده برای حذف آلودگی فلزات سنگین است که می‌تواند به عنوان یک گیاه ذخیره کننده در خاک مناطق آلوده استفاده شود. هدف از این پژوهش، بررسی امکان کاهش و حذف فلز سنگین جیوه از پساب‌های آلوده با استفاده از روش گیاه‌پالایی توسط گیاه ریحان است. در این پژوهش آزمایش‌ها در پنج سطح نیترات جیوه (5/0، 3، 5 و 10 میلی‌گرم در لیتر) بر روی گیاه ریحان و با 3 بار تکرار انجام شد. سپس نمونه‌برداری از آب زیر گلدان‌ها، اندام‌های گیاه ریحان (ریشه، ساقه، برگ) و خاک گلدان‌ها انجام شد و نمونه‌های برداشت شده آنالیز شد. با افزایش غلظت فلز جیوه، میزان درصد حذف جیوه در آب زیر گلدان‌ها افزایش یافت به‌طوری که بیشترین میزان درصد حذف در غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر به میزان 97 درصد بود. بیشترین درصد باقیمانده جیوه در خاک، مربوط به غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر جیوه و برابر 98 درصد و کمترین درصد مربوط به غلظت 5/0 میلی‌گرم در لیتر فلز جیوه معادل 13 درصد بود. در غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر، بیشترین درصد باقیمانده فلز جیوه مربوط به ساقه گیاه با 92 درصد و کمترین درصد باقیمانده در این غلظت، مربوط به برگ گیاه با 42 درصد بود. به‌طور کلی میانگین درصد باقیمانده جیوه در اندام‌های ساقه و برگ کمتر از ریشه گیاه بود. در نتیجه امکان‌سنجی حذف فلز جیوه توسط گیاه ریحان توجیه می‌شود و می‌تواند به‌عنوان راهکاری نوین و نویدبخش در حذف یون فلز جیوه از پساب‌های صنعتی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying Efficiency of Basil Plant in Removal of Mercury Metal from Aqueous Solution

نویسندگان [English]

  • Farzad Hashemzadeh 1
  • Amir Hesam Hassani 2
  • Rana Ghaiomi 3
1 PhD Student in Environmental Engineering, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Prof., Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Former Graduated Student of Environmental Sciences, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Today disposal wastewater containing mercury is a critical concern. Phytoremediation technique become well-known due to its cost-effectiveness and there is no need for advanced equipment and expert people. Basil is the best plant to alleviate heavy metal contamination and could be used as a reservoir plant in polluted area’s soil. The aim of this study was evaluating the possibility of reduction and removal of Mercury as a heavy metal from contaminated wastewater using phytoremediation approach with basil. In this study five levels of Mercury nitrate (0.5, 1, 3, 5 and 10mg/L) were examined on basil with 3 replications. Then sampling was performed from waters under pots, basil plant organs (root, stem, leaf) and pot soils. Collected samples were analyzed further. It could be found that by increasing mercury concentration, removal percentage of mercury from under-pot water increased, as the highest removal percentage in 10mg/L was 97%. The highest mercury residue percentage related to removal percentage in 10mg/L was equal to 98% and the lowest value was 0.5 mg/L mercury by 13%. In 10mg/L the highest residue percentage for mercury was observed in stem with 92% and the lowest percentage was observed in leaves with 42%. Totally, stem and leaves had lower mercury residue than roots. In conclusion, the feasibility of removing mercury from the basil plant is justified and could applied as an innovative and promising approach to alleviate mercury ion from industrial wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • heavy metals
  • Mercury
  • Phytoremediation
  • basil
Adriano, D. C. 2001. Trace elements in terrestrial environments: biogeochemistry, bioavailabiity and risks of metal. Journal of Environmental Quality, 32(1), 374.
Baker, A. 2000. Metal hyperaccumulator plants: a review of the ecology and physiology of a biological resource for phytoremediation of metal-polluted soils. In: Phytoremediation of contaminated soil and water. Terry, N. and Banuelos, G. S. (Eds.), CRC Press, Boca Raton. 85-107.
Broos, K., Beyens, H. & Smolders, E. 2005. Survival of rhizobia in soil is sensitive to elevated zinc in the absence of the host plant. Soil Biology and Biochemistry, 37, 573-579.
Gardea-Torresdey, J. L., Peralta-Videa, J. R., De La Rosa, G. & Parsons, J. 2005. Phytoremediation of heavy metals and study of the metal coordination by X-ray absorption spectroscopy. Coordination Chemistry Reviews, 249, 1797-1810.
Ghosh, M. & Singh, S. 2005. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of it’s by products. Asian Journal on Energy and Environment, 6(4), 214-231.
Gratão, P. L., Prasad, M. N. V., Cardoso, P. F., Lea, P. J. & Azevedo, R. A. 2005. Phytoremediation: green technology for the clean up of toxic metals in the environment. Brazilian Journal of Plant Physiology, 17(1), 53-64.
He, J., Ji, Z. X., Wang, Q. Z., Liu, C.-F. & Zhou, Y. B. 2016. Effect of Cu and Pb pollution on the growth and antionxidant enzyme activity of Suaeda heteroptera. Ecological Engineering, 87, 102-109.
Kabata-Pendias, A. & Pendias, H. 2001. Trace elements in soils and plants, CRC Press, Boca Raton.
Lasat, M. M. 2002. Phytoextraction of toxic metals. Journal of Environmental Quality, 31(1), 109-120.
Lone, M. I., He, Z. L., Stoffella, P. J. & Yang, X. E. 2008. Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water: progresses and perspectives. Journal of Zhejiang University Science B, 9(3), 210-220.
Majer, B. J., Tscherko, D., Paschke, A., Wennrich, R., Kundi, M., Kandeler, E., et al. 2002. Effects of heavy metal contamination of soils on micronucleus induction in Tradescantia and on microbial enzyme activities: a comparative investigation. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 515(1-2), 111-124.
Monfared, S. H., Matinizadeh, M., Shirvany, A., Amiri, G. Z., Fard, R. M. & Rostami, F. 2013. Accumulation of heavy metal in Platanus orientalis, Robinia pseudoacacia and Fraxinus rotundifolia. Journal of Forestry Research, 24(2), 391-395.
Peer, W. A., Baxter, I. R., Richards, E. L., Freeman, J. L. & Murphy, A. S. 2005. Phytoremediation and hyperaccumulator plants. In: Molecular biology of metal homeostasis and detoxification. Tamas, M.J. and Martinoia, E. (Eds.), Berlin, Heidelberg. 299-340.
Rafati, M., Khorasani, N., Moattar, F., Shirvany, A., Moraghebi, F. & Hosseinzadeh, S. 2011. Phytoremediation potential of Populus alba and Morus alba for cadmium, chromuim and nickel absorption from polluted soil. International Journal of Environmental Research, 5(4), 961-970.
Saeed, A. & Iqbal, M. 2003. Bioremoval of cadmium from aqueous solution by black gram husk (Cicer arientinum). Water Research, 37(14), 3472-3480.
Shah, K. & Nongkynrih, J. 2007. Metal hyperaccumulation and bioremediation. Biologia Plantarum, 51(4), 618-634.
Singh, O., Labana, S., Pandey, G., Budhiraja, R. & Jain, R. 2003. Phytoremediation: an overview of metallic ion decontamination from soil. Applied Microbiology and Biotechnology, 61(5-6), 405-412.
Thangavel, P. & Subbhuraam, C. 2004. Phytoextraction: role of hyperaccumulators in metal contaminated soils. Proceedings-Indian National Science Academy Part B, 70(1), 109-130.
Vara Prasad, M. N. & De Oliveira Freitas, H. M. 2003. Metal hyperaccumulation in plants: biodiversity prospecting for phytoremediation technology. Electronic Journal of Biotechnology, 6(3), 285-321.
Ward, O. P. & Singh, A. 2004. Soil bioremediation and phytoremediation—An overview. In: Applied bioremediation and phytoremediation. Berlin, Heidelberg. 1-12.
Yang, X., Long, X., Ye, H., He, Z., Calvert, D. & Stoffella, P. 2004. Cadmium tolerance and hyperaccumulation in a new Zn-hyperaccumulating plant species (Sedum alfredii Hance). Plant and Soil, 259(1-2), 181-189.
Yoon, J., Cao, X., Zhou, Q. & Ma, L. Q. 2006. Accumulation of Pb, Cu, and Zn in native plants growing on a contaminated Florida site. Science of the Total Environment, 368(2-3), 456-464.