بررسی آلودگی آب، خاک و گیاهان به آرسنیک و شناسایی گیاهان مناسب برای پالایش

این مقاله بررسی آلودگی آب، خاک و گیاهان به آرسنیک در منطقه قروه و شناسایی گیاهان بومی مناسب برای پالایش آلودگی آرسنیک از خاک را تحلیل می‌ کند.

مقدمه:

فعالیت های صنعتی، کشاورزی و شهرنشینی در شهرها و همچنین وجود مواد مادری حاوی عناصر سمی، باعث آلودگی و انباشتگی فلزات سنگین در خاک و آب شده است. عناصر سمی علاوه بر اینکه بطور مستقیم توسط گیاهان زراعی جذب و سبب آلوده شدن چرخه غذایی می شوند، هتگام آبیاری از خاک نیز شسته شده و وارد آب های زیرزمینی می شود. آب های زیرزمینی به عنوان منبع آب شرب مردمان آن محل استفاده شده و سلامتی افراد محل را به خطر می اندازد.

نام آرسنیک از واژه یونانی Arsenikon به معنای اورپیمان (Orpiment) زرد، یا از واژه یونانی Arsenikos به معنای Male (نر یا مذکر) و یا از واژه لاتین Arsenicum گرفته شده است. آرسنیک یک شبه فلز سمّی و غیر ضروری برای گیاه است که در طبیعت همراه با عناصر دیگری مانند طلا، آنتیموان، مس و جیوه یافت می شود (Meharg and Macnair, 1992a). آرسنیک به عنوان یک شبه فلز در گروه 15 (VA) و دوره 4 جدول تناوبی قرار دارد. آرسنیک یکی از عناصر کمیاب در پوسته جامد زمین است که از لحاظ فراوانی در رده بیستم جای دارد. میزان فراوانی آرسنیک در سنگ ها کم است و غلظت این عنصر در پوسته زمین 5/1 تا 2 میلی‎گرم در کیلوگرم می باشد که بر اثر تجمع کانی‎ها، گاهی مقدار آن به 60 میلی‎گرم در کیلوگرم نیز می‎رسد.

آرسنیک یکی از سموم مهم محیطی است که توانایی تجمع در گیاهان و جانوران را داشته و از طریق زنجیره غذایی به انسان منتقل می شود Roy and Saha, 2002)). استفاده از آب‎های آلوده به آرسنیک اصلی‎ترین عامل آلودگی انسان به آرسنیک است. آرسنیک از طریق آب آشامیدنی به سیستم گوارشی وارد شده و باعث ایجاد اختلالات مختلف گوارشی، پوستی و تنفسی می‎شود به‎طوریکه بر اساس داده‎های اپیدمیولوژی در گروه اول عوامل سرطان‎زا قرار دارد (Roy and Saha, 2002).

همچنین آب‎های سطحی آلوده به آرسنیک از مهمترین منابع گسترش آلودگی آن در طبیعت هستند. آب‎های سطحی که در بسیاری از مناطق آلوده به عنوان منبع آب آشامیدنی نیز استفاده می‎شود، در اثر حل شدن مواد معدنی، باطله‎ها، سنگ‎ها و ترکیبات آلوده به آرسنیک در آب،‎ وارد رودخانه‎ها شده و باعث گسترش آلودگی آرسنیک در طبیعت می‎شوند (Bundschuh et al., 2009).

مشخصات فیزیکی و شیمیایی آرسنیک

آرسنیک از نظر فراوانی جزء بیستمین عنصر پوسته جامد زمین می باشد که در سال 1252 توسط آلبرت مگنا کشف گردید. آرسنیک به رنگ خاکستری – نقره‎ای یا فولادی و دارای جلای فلزی است که سطح آن در هوای مرطوب اکسید می‎شود (شکل1-1)(.(Bachofen et al., 1995 این فلز بلورهای سه گوشی تشکیل می دهد که بسیار شکننده‎اند.

حالت های اکسیداسیون این عنصر در ترکیبات به صورت 3+، 5+ و 3- می‎باشد (Duker et al., 2005). غلظت آرسنیک در سنگ های آذرین و رسوبی به طور میانگین در حدود 2 میکروگرم بر گرم است و غلظت‎های بالای آن در فسفریت‎ها و سنگ‎های رسوبی وجود دارد (Naidu and Bhattacharya, 2007).

آرسنیک در دو فرم آللوتروپی وجود دارد. آللوتروپها شکل هایی از عنصر هستند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند. فرم‎های خیلی معمول آرسنیک شکننده، درخشنده، خاکستری و فلزی شبه جامد می‎باشند. فرم کمیاب آن جامد کریستالی زرد رنگ است که با سرد شدن سریع آن بخارات آرسنیک تولید می‎شود.

آرسنیک در کل بو و طعم خاصی ندارد بلکه در هنگام حرارت دادن بوی شاخص سیر مانندی متصاعد می‎کند (Mandal and Suzuki, 2002 ). آرسنیک در اثر حرارت برخلاف بسیاری از ترکیبات جامد دیگر ذوب نمی‎شود بلکه به طور مستقیم به گاز تبدیل می‎شود البته در شرایط با فشار بالا آرسنیک از حالت بخار به مایع تبدیل می‎شود (WHO, 2001).

فهرست مطالب:

1- مقدمه و کلیات
1-1- مشخصات عمومی عنصر آرسنیک
1-1-2- مشخصات فیزیکی و شیمیایی آرسنیک
1-2- منابع آرسنیک در طبیعت
1-3- ژئوشیمی آرسنیک، مکانیسم انتقال آن در سیستم خاک، گیاه، حیوانات و انسان
1-4-2- جذب آرسنیک توسط گیاهان
1-4-3- جذب آرسنات
1-4-4- جذب آرسنیت
1-5- متابولیسم آرسنیک در گیاهان
1-5-1- کمپلکس شدن آرسنیک
1-5-2- متیلاسیون
1-6- سمیت آرسنیک در گیاهان
1-7- مقاومت به آرسنیک در گیاهان
1-7-1- روش اجتناب
1-7-2- مقاومت به تجمع آرسنیک در سیتوپلاسم
1-8- پالایش سبز
1-9- منطقه آلوده به آرسنیک قروه
1-9-1- شرایط آب و هوایی
1-9-2- منابع آبی
1-9-3- ساختار اجتماعی
1-9-4- تکتونیک و زمین شناسای ساختمانی
1-9-5- آتشفشان هاى جوان منطقه در ارتباط با زمین شناسى زیست محیطى قروه-بیجار
2- مواد و روش ها
1-2- شناسایی منطقه مورد مطالعه
2-2 – جمع‎آوری نمونه‎های خاک و گیاه
3-2- اندازه گیری آرسنیک موجود در نمونه‎های خاک
2-4- اندازه‎گیری pH خاک
2-5- اندازه گیری آرسنیک موجود در نمونه‎های گیاهی
2-6- آنالیز آماری داده‎ها
3- نتایج و بحث
1-3- آرسنیک آب
1-1-3- آنالیز آرسنیک آب و برخی ویژگی های شیمیایی آن
3-2- آرسنیک خاک
1-2-3- آنالیز برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مناطق مورد مطالعه
3-2-2- آنالیز آرسنیک خاک مناطق مورد مطالعه
3-3- آرسنیک گیاه
3-3-1- گونه های گیاهی جمع آوری شده در منطقه مورد مطالعه
3-3-2- غلظت آرسنیک در نمونه های گیاهی
توانایی گیاه پالایی گیاهان منطقه قروه
نتیجه گیری
فهرست منابع (Works Cited)