
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,628,370 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,223,282 |
بررسی امکان استفاده از پساب در گیاه پالایی خاک آلوده به گازوئیل | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 29، شماره 3، مهر 1401، صفحه 1-21 اصل مقاله (1.22 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2022.20307.3563 | ||
نویسندگان | ||
امید بهمنی* 1؛ شیوا متقی2؛ وحید اطلسی پاک3 | ||
1نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا همدان، همدان، ایران. | ||
2دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا همدان، همدان، ایران. | ||
3استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیامنور، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: گیاه پالایی یکی از روشهای بیولوژیکی کارآمد و کم هزینه برای پاکسازی آلایندهها، از جمله مواد نفتی از خاک می باشد. شناخت مکانیزمهای گیاه پالایی و بررسی پارامترهای دخیل در فرآیند گیاه پالایی منجر به مدیریت بهتر و افزایش کارامدی این روش می گردد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر عواملی مانند غلظت آلاینده، کیفیت آب آبیاری و نوع گیاه بر گیاه پالایی خاک آلوده به گازوئیل با استفاده از گیاه خلر (Lathyrus sativus L.) و گیاه فستوکای بلند (Festuca arundinacea) میباشد. مواد و روشها: یک آزمایش گلدانی دو ساله به منظور ارزیابی گیاه پالایی در سالهای 1397 و 1398 در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در گلخانه انجام شد. تیمارهای این آزمایش، عبارتند از: خاک آلوده به گازوئیل در دو سطح 5/1 و 3 درصد و آب آبیاری در دو سطح آب شیرین و پساب (فاضلاب شهری تصفیه شده). سه ماه پس از کاشت، از زهاب خروجی، خاک و گیاهان نمونه برداری انجام شد و میزان گازوئیل موجود در نمونهها به روش وزنی اندازهگیری شد. بر اساس غلظت اولیه گازوئیل در خاک، مشارکت عوامل مختلف در حذف گازوئیل تعیین و با یکدیگر مقایسه شد. یافتهها: نتایج نشان داد که گیاه فستوکای بلند گازوئیل موجود در خاک را به میزان حداکثر 4/62 و حداقل 9/47 درصد کاهش داد و مقدار کاهش گازوئیل در گیاه پالایی توسط گیاه خلر حداکثر 0/63 و حداقل 2/44 درصد به دست آمد. از میان مکانیزم-های حذف گازوئیل کمترین نقش را استخراج گیاهی با مقدار حداقل 2 درصد و حداکثر 12 درصد و بیشترین نقش را مکانیزم-های تخریب گیاهی-ریزوسفری با مقدار حداقل 71 درصد و حداکثر 84 درصد بر عهده داشتند. کمترین مقدار گازوئیل خارج شده از خاک توسط زهاب 11درصد و بیشترین مقدار آن 21 درصد به دست آمد. تیمارهای دارای غلظت گازوئیل 3 درصدی، تنها در میزان خروج گازوئیل از طریق زهاب در آزمایش اول گیاه فستوکای بلند و میزان استخراج گیاهی در آزمایش دوم همان گیاه با تیمارهای دارای غلظت گازوئیل 5/1 درصد تفاوت معنیدار داشتند، در سایر آزمایشها تفاوت معنیداری بین دو سطح گازوئیل مشاهده نشد. ارزیابی اثر کیفیت آب آبیاری بر مکانیزمهای حذف گازوئیل نشان داد که خروج گازوئیل از طریق زهاب در تیمار گازوئیل 5/1 درصد-پساب در آزمایش دوم گیاه فستوکای بلند به طور معنیداری کمتر از سایر تیمارها بود، استخراج گیاهی در آزمایش دوم گیاه خلر در تیمار گازوئیل 5/1 درصد-آب شیرین بیشترین مقدار و در تیمار گازوئیل 3 درصد-پساب کمترین مقدار را داشت. در سایر آزمایشها تفاوت معنیداری بین دو کیفیت آب آبیاری مشاهده نشد. در مورد مکانیزم تخریب گیاهی و ریزوسفری، فقط تیمار گازوئیل 5/1 درصد-آب شیرین-آزمایش اول گیاه فستوکای بلند با سایر تیمارها تفاوت معنیدار داشت. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که تغییر فاکتورهایی مانند گونه گیاهی، غلظت گازوئیل و کیفیت آب آبیاری میتواند در حذف گازوئیل اثر معنیدار داشته باشد، اما درجه اثرگذاری هریک از عوامل بسته به میزان گازوئیل، درجه تصفیه آب آبیاری و مقاومت گیاه و میکروراگانیسم های خاک در برابر سمیت گازوئیل، متفاوت است. | ||
کلیدواژهها | ||
آلودگی خاک؛ پساب؛ گازوئیل؛ گیاه پالایی | ||
مراجع | ||
1.Varjani, S.J. 2017. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons. Bioresour. Technol. 223: 277-286.
2.Naeem, U., and Qazi, M.A. 2020. Leading edges in bioremediation technologies for removal of petroleum hydrocarbons. Environmental Science and Pollution Research. 27: 22. 27370-27382.
3.Hussain, I., Puschenreiter, M., Gerhard, S., Schöftner, P., Yousaf, S., Wang, A., Syed, J.H., and Reichenauer, T.G. 2018. Rhizoremediation of petroleum hydrocarbon- contaminated soils: improvement opportunities and field applications. Environ. Exp. Bot. 147: 202-219.
4.O’Brien, P.L., DeSutter, T.M., Casey, F.X., Wick, A.F., and Khan, E. 2017. Evaluation of soil function following remediation of petroleum hydrocarbons-a review of current remediation techniques. Current Pollution Reports. 3: 3. 192-205.
5.Kluk, D., and Steliga, T. 2016. Evaluation of toxicity changes in soil contaminated with nickel and petroleum-derived substances in phytoremediation processes. Nafta-Gaz. 4: 230-241.
6.Mench, M., Lepp, N., Bert, V., Schwitzguébel, J.P., Gawronski, S.W., Schröder, P., and Vangronsveld, J. 2010. Successes and limitations of phytotechnologies at field scale: outcomes, assessment and outlook from COST Action 859. Journal of Soils and Sediments, 10: 6. 1039-1070.
7.Martins, C.D.C., Liduino, V.S., Oliveira, F.J.S., and Sérvulo, E.F.C. 2014. Phytoremediation of soil multi-contaminated with hydrocarbons and heavy metals using sunflowers. Int. J. Eng. Tech. IJET-IJENS. 5:14. 1-6.
8.Xie, W., Zhang, Y., Li, R., Yang, H., Wu, T., Zhao, L., and Lu, Z. 2017. The responses of two native plant species to soil petroleum contamination in the Yellow River Delta. Environ. Sci. Poll. Res. 24: 31. 24438-24446.
9.Liu, R., Jadeja, RN., Zhou, Q., and Liu, Z. 2012. Treatment and remediation of petroleum-contaminated soils using selective ornamental plants. Environmental Engineering Science. 29: 6. 494-501.
10.Bento, R.A., Saggin-Júnior, O.J., Pitard, R.M., Straliotto, R., da Silva, E.M.R., Tavares, S.R.D.L., and Volpon, A.G.T. 2012. Selection of leguminous trees associated with symbiont microorganisms for phytoremediation of petroleum- ontaminated soil. Water, Air, and Soil Pollution. 223: 9. 5659-5671.
11.Hawrot-Paw, M., Ratomski, P., Mikiciuk, M., Staniewski, J.,Koniuszy, A., Ptak, P., and Golimowski, W. 2019. Pea cultivar Blauwschokker for the phytostimulation of biodiesel degradation in agricultural soil. Environ. Sci. Poll. Res. 26: 33. 34594-34602.
12.Borowik, A., Wyszkowska, J., Gałązka, A., and Kucharski, J. 2019. Role of Festuca rubra and Festuca arundinacea in determinig the functional and genetic diversity of microorganisms and of the enzymatic activity in the soil polluted with diesel oil. Environ. Sci. Poll. Res. 26: 27. 27738-27751.
13.Guo, M., Gong, Z., Miao, R., Jia, C., Rookes, J., Cahill, D., and Zhuang, J. 2018. Enhanced polycyclic aromatic hydrocarbons degradation in rhizosphere soil planted with tall fescue: bacterial community and functional gene expression mechanisms. Chemosphere 212: 15-23.
14.Lee, Y.Y., Seo, Y., Ha, M., Lee, J., Yang, H., and Cho, K.S. 2021. Evaluation of rhizoremediation and methane emission in diesel-contaminated soil cultivated with tall fescue (Festuca arundinacea). Environmental Research. 194: 110606.
15.Wei, Y., Wang, Y., Duan M., Han, J., and Li, G. 2019. Growth tolerance and remediation potential of six plants in oil-polluted soil. J. Soils Sediments. 19: 3773-3785. 16.Shan, B.Q., Zhang, Y.T., Cao, Q.L., Kang, Z.Y., and Li, S.Y. 2014. Growth responses of six leguminous plants adaptable in Northern Shaanxi to petroleum contaminated soil. Huan jing ke xue = Huanjing kexue. 35: 3. 1125-1130.
17.Khashij, S., Karimi, B., and Makhdoumi, P. 2018. Phytoremediation with Festuca arundinacea: a mini review. International Journal of Health and Life Sciences. 4: 2. e86625.
18.Ganjegunte, G., Ulery, A., Niu, G., and Wu, Y. 2018. Treated urban wastewater irrigation effects on bioenergy sorghum biomass, quality, and soil salinity in an arid environment. L. Degrad. Dev. 29: 3. 534-542.
19.Bremner, J.M. 1982. Total nitrogen. Methods of soil analysis. Am. Soc. Agron. Mongrn. 10: 2. 594-624.
20.Olsen, S.R. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate (No. 939). US Department of Agriculture.
21.Richards, L.A. (Ed.). 2012. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Scientific Publishers.
22.Robertson, G.P., Coleman, D.C., Sollins, P., and Bledsoe, C.S. (Eds.). 1999. Standard soil methods for long-term ecological research (Vol. 2). Oxford University Press on Demand.
23.Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil science. 37: 1. 29-38.
24.Ayers, R.S., and Westcot, D.W. 1985. Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper 29. Rev. 1. FAO, Rome.
25.Alizadeh, A. 2018. Soil, water, plant relationship. Emam Reza University Publication, Mashhad, Iran. 470p. (In Persian)
26.Anyasi, R.O., and Atagana, H.I. 2018. Profiling of plants at petroleum contaminated site for phytoremediation. International journal of phytoremediation. 20: 4. 352-361.
27.Adeniji, A.O., Okoh, O.O., and Okoh, A.I. 2017. Analytical methods for the determination of the distribution of total petroleum hydrocarbons in the water and sediment of aquatic systems: A review. Journal of Chemistry. 2017: 1-14.
28.Matthew, M. 2009. A comparison study of gravimetric and ultraviolet fluorescence methods for the analysis of total petroleum hydro-carbons in surface water. (Doctoral dissertation, Northeastern University).
29.Ololade, I., Lajide, L., and Amoo, I. 2009. Spatial trends of petroleum hydrocarbons in water and sediments. Open Chemistry. 7: 1. 83-89.
30.Kamath, R., Rentz, J.A., Schnoor, J.L., and Alvarez, P.J.J. 2004. Phytoremediation of hydrocarbon-contaminated soils: principles and applications. Studies in surface science and catalysis. 151: 447-478.
31.Asghar, H.N., Rafique, H.M., Zahir, Z.A., Khan, M.Y., Akhtar, M.J., Naveed, M., and Saleem, M. 2016. Petroleum hydrocarbons-contaminated soils: remediation approaches. Soil science: agricultural and environmental prospective. Springer. Cham. pp. 105-129.
32.Steliga, T., and Kluk, D. 2020. Application of Festuca arundinacea in phytoremediation of soils contaminated with Pb, Ni, Cd and petroleum hydrocarbons. Ecotoxicology and Environmental Safety. 194: 110409.
33.Lorestni, B., Noori, R., and Kolahchi, N. 2016. Bioremediation of soil contaminated with light crude oil using Fabaceae family. Journal of Environmental Science and Technology. 18: 2. 101-108. (In Persian)
34.Jiang, M., Liu, S., Li, Y., Li, X., Luo, Z., Song, H., and Chen, Q. 2019. EDTA-facilitated toxic tolerance, absorption and translocation and phytoremediation of lead by dwarf bamboos. Ecotoxicology and Environmental Safety. 170: 502-512.
35.Liu, W., Hou, J., Wang, Q., Yang, H., Luo, Y., and Christie, P. 2015. Collection and analysis of root exudates of Festuca arundinacea L. and their role in facilitating the phytoremediation of petroleum-contaminated soil. Plant and Soil. 389: 1. 109-119.
36.Jamrah, A., Al-Futaisi, A., Hassan, H. and Al-Oraimi, S. 2007. Petroleum contaminated soil in Oman: Evaluation of bioremediation treatment and potential for reuse in hot asphalt mix concrete. Environmental monitoring and assessment. 124: 1. 331-341
37.Huang, L., Chen, D., Zhang, H., Song, Y., Chen, H., and Tang, M. 2019. Funneliformis mosseae enhances root development and Pb phytostabilization in Robinia pseudoacacia in Pb-contaminated soil. Frontiers in Microbiology. 2591.
38.Mendoza, R.E. 1998. Hydrocarbon leaching, microbial population, and plant growth in soil amended with petroleum. Bioremediation Journal. 1: 3. 223-231.
39.Shahriari, M., Savaghebi Firouzabadi, G., Minaei Tehrani, D., and Padidaran, M. 2006. The effect of mixed plants alfalfa (Medicago Sativa) and fescue (Festuca Arundinacea) on the phytoremediation of light crude oil in soil. Environmental sciences. 4: 13. 33-40. (In Persian)
40.Haritash, A.K., and Kaushik, C.P. 2009. Biodegradation aspects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): a review. Journal of hazardous materials. 169: 1-3. 1-15.
41.Kayikcioglu, H.H. 2012. Short-term effects of irrigation with treated domestic wastewater on microbiological activity of a Vertic xerofluvent soil under Mediterranean conditions. Journal of environmental management. 102: 108-114.
42.Ahmad, A. 2021. Phytoremediation of heavy metals and total petroleum hydrocarbon and nutrients enhancement of Typha latifolia in petroleum secondary effluent for biomass growth. Environmental Science and Pollution Research. pp. 1-10.
43.Ahmad, A., Sreedhar Reddy, S., and Rumana, G. 2019. Model for bioavailability and metal reduction from soil amended with petroleum wastewater by rye-grass L. International journal of phytoremediation. 21: 5. 471-478.
44.Kvesitadze, G., Khatisashvili, G., Sadunishvili, T., and Ramsden, J.J. 2006. Biochemical mechanisms of detoxification in higher plants: basis of phytoremediation. Springer Science & Business Media.
45.Prematuri, R., Mardatin, N.F., Irdiastuti, R., Turjaman, M., Wagatsuma, T. and Tawaraya, K. 2020. Petroleum hydrocarbons degradation in contaminated soil using the plants of the Aster family. Environmental Science and Pollution Research. 27: 4. 4460-4467.
46.Lim, M.W., Von Lau, E., and Poh, P.E. 2016. A comprehensive guide of remediation technologies for oil contaminated soil-Present works and future directions. Marine pollution bulletin. 109: 1. 14-45.
47.Van Hecke, M.M., Treonis, A.M., and Kaufman, J.R. 2005. How does the fungal endophyte Neotyphodium coenophialum affect tall fescue (Festuca arundinacea) rhizodeposition and soil microorganisms?. Plant and soil. 275: 1. 101-109.
48.Zhang, X., Wang, Z., Liu, X., Hu, X., Liang, X., and Hu, Y. 2013. Degradation of diesel pollutants in Huangpu-Yangtze River estuary wetland using plant-microbe systems. International Biodeterioration and Biodegradation. 76: 71-75.
49.Newman, L.A., and Reynolds, C.M. 2004. Phytodegradation of organic compounds. Current opinion in Biotechnology. 15: 3. 225-230.
50.Mougin, C. 2002. Bioremediation and phytoremediation of industrial PAH-polluted soils. Polycyclic Aromatic Compounds, 22: 5. 1011-1043.
51.Eze, M.O., and George, S.C. 2020. Ethanol-blended petroleum fuels: implications of co-solvency for phytotechnologies. RSC Advances, 10: 11. 6473-6481.
52.Merkl, N., Schultze-Kraft, R., and Arias, M. 2005. Influence of fertilizer levels on phytoremediation of crude oil-contaminated soils with the tropical pasture grass Brachiaria brizantha (Hochst. ex a. rich.) stapf. International Journal of Phytoremediation. 7: 3. 217-230.
53.McIntosh, P., Schulthess, C.P., Kuzovkina, Y.A., and Guillard, K. 2017. Bioremediation and phytoremediation of total petroleum hydrocarbons (TPH) under various conditions. International journal of phytoremediation, 19: 8. 755-764.
54.Keller, J., Banks, M.K., and Schwab. A.P. 2008. Effect of soil depth on phytoremediation efficiency for petroleum contaminants. J. Environ. Sci. Health. Part A, Toxic/Hazard Subst. Environ. Eng. 43: 1. 1-9.
55.Hutchinson, S.L., Schwab, A.P., and Banks, M.K. 2001. Phytoremediation of aged petroleum sludge: effect of irrigation techniques and scheduling. Journal of environmental quality. 30: 5. 1516-1522.
56.Hou, F.S.L., Milke, M.W., Leung, D.W.M., and MacPherson, D.J. 2001. Variations in phytoremediation performance with diesel-contaminated soil. Environmental technology. 22: 2. 215-222.
57.Van Epps, A. 2006. Phytoremediation of petroleum hydrocarbons. Environmental Protection Agency, US.
58.Lee, S.L., Hagwall, M., Delfino, J.J., and Rao, P.S.C. 1992. Partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons from diesel fuel into water. Environmental Science and Technology. 26: 2104-2110. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 388 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 328 |