Uncategorized
الكشف عن بعض المعادن الثقيلة في الترب الزراعية لمحافظة ديالي ومعالجتها بأنواع مختلفة من النباتات
الكشف عن بعض المعادن الثقيلة في الترب الزراعية لمحافظة ديالي ومعالجتها بأنواع مختلفة من النباتات
 |
| الكشف عن بعض المعادن الثقيلة في الترب الزراعية لمحافظة ديالي ومعالجتها بأنواع مختلفة من النباتات |
الخلاصة
تضمنت هذه الدراسة الكشف عن بعض العناصر الثقيلة في الترب الزراعية لمحافظة ديالي، و بهدف تحديد تراكيز كل من الكادميوم Cd والنحاس Cu والنيكل Ni والرصاص Pb في التربة و الغرض التعرف على مستويات تلوث التربة بهذه العناصر، ومعالجة التربة الملوثة باستخدام نباتات ولها القابلية على سحب هذه العناصر تضمنت الدراسة جزئين الأول نمذجة وتحليل 51 عينة مركبة من الترب الزراعية وا عينات مركبة من الاراضي البكر وتم قياس تراكيز العناصر الثقيلة للكادميوم C والنحاس Cu و والنيكل Ni والرصاص Pb وقياس الاس الهيدروجيني pH وتحديد مؤشر التلوث PI ومؤشر و التراكم الأرضي. والجزء الثاني هو دراسة حقلية لأربع انواع من النباتات هي زهرة الشمس و Helianths annus L و الشلغم .Brassica rapa L و الجزر .Daucus carota L ﴾ والخردل الهندي .Brassica juncea L وتحديد بعض الصفات البيئية وهي تراكيز العناصر الثقيلة المدروسة في المجموع الجذري والخضري، ومعامل التركيز الحيوي BCF، ومعامله الانتقال TF، ومعامل التراكم الحيوي BAC، والصفات فسيولوجية مثل الكلوروفيل والجلوتاثيون و والكتاليز والصفات التشريحية.
وأظهرت نتائج الدراسة الحالية أن المعدلات العامة لتركيز عنصر الكادميوم Cd تراوحت بين (3.10-1.70) ملغم كغم ، وكانت جميع الترب الزراعية ملوثة بعنصر الكادميوم Cd ، أما عنصر النحاس C فقد تراوح بين (21.40-58.60) ملغم كغم اذان نسبة التلوث بلغت 90.196 من العينات المدروسة ، أما عنصر النيكل Ni فقد تراوح بين (41.00-116.20) ملغم كغم، اذ ان نسبة التلوث بلغت 68.627% من العينات المدروسة.اما عنصر الرصاصP6 فقد تراوح بينه(112.30-43.10) ملغم كغم ، اذ وجد أن جميع عينات الترب الزراعية ملونة بعصر الرصاص P.
سجلت النتائج إرتفاعا في مؤشر التلوث العنصر الكادميوم Cd والرصاص P ، إذ كانت التربة الزراعية ملوثة بشدة عالية ، اما مؤشر التلوث في عينات الترب الزراعية لعنصر النحاس C تراوح من غير ملوثة معتدلة التلوث ، ومؤشر التلوث لعنصر النيكل Ni تراوح بين غير ملوثة – وملوثة قليلا.
ويلاحظ من مؤشر التراكم الارضي لعينات الترب ، ان عنصر الرصاص Ph تراوح بين و(6.115-4.733) والكادميوم Cd تراوح بين (2.180-3.047) والنحاس تراوح بين (0.697 – 0.756) والنيكل Ni تراوح بين (1.470 – 0.031) أظهرت نتائج الصفات البيئية لتراكيز العناصر الثقيلة في المجموع الجذري، أن نبات الخردل و الهندي معاملة بدون تسميد اعلى تركيز بلغ 0.466 ملغم كغم لعنصر الكادميوم، اما عنصر النحاس فقد سجل نباتات الشلغم معاملة بدون تسميد اعلى تركيز بمقدار 19.750 ملغم كغم ، فيمار سجل نباتات زهرة الشمس معاملة بدون تسميد اعلى تركيز لعنصري النيكل والرصاص بلغ و35.133 و 33.666 ملغم كغم على التوالي.
سجلت النتائج لتراكيز العناصر الثقيلة في المجموع الخضري، إن نباتات الشلغم معاملة بدون و تسميد سجلت أعلى تركيز لعنصر الكادميوم Cd بلغ 0.766 ملغم كغم اما عنصر النحاس Cu ر والنيكل Ni فقد سجلت نباتات زهرة الشمس معاملة بدون تسميد أعلى تركيز بلغ 32.466 ملغم كغم و 4.900 ملغم كغم على التوالي. اما عنصر الرصاص فقد سجلت نباتات الخردل الهندي معاملة بدون تسميد اعلى تركيز بلغ 3.900 ملغم كغم يلاحظ من النتائج أن معامل التركيز الحيوي لعناصر الكادميوم C والنحاس Cu والنيكل Ni والرصاص P، بلغت اعلى قيمة لمتوسط معامل التركيز الحيوي بمقدار 0.020.242 لنباتات الخردل الهندي و 0.908 ± 0.061 لنباتات الشلغم و0.230 ± 0.11 لنباتات الجزر و0.279 ± 0.08 النباتات زهرة الشمس على التوالي.
أوضحت نتائج معامل الانتقال أن عنصر النحاس Cu هو أعلى العناصر وله القابلية على الانتقال من المجموع الجذري الى المجموع الخضري في نباتات زهرة الشمس، ثم عنصره الرصاص Pb في نبات الخردل الهندي، وعنصر الكادميوم Cd في نباتات زهرة الشمس، وعنصر النيكل Ni في نباتات الخردل الهنديه.
بينت النتائج عدم وجود فروق معنوية بين اختلاف الانواع النباتية ومعاملتي التسميد، وبلغ اعلى قيمة المتوسط معامل التراكم الحيوي لعنصر الكادميوم Cd 0.380.781 لنباتات الشلغمه اما عنصر النحاس Cu سجلت فروق معنوية بين معاملات الانواع النباتية، فقد بلغ اعلى متوسطر لمعامل التراكم الحيوي 0.060.660 لنباتات الجزر، اما عنصر النيكل Ni اظهرت النتائج وجوده فروق معنوية بين معاملات انواع النباتية اذ بلغ اعلى متوسط لمعامل التراكم 0.000.063 و لنباتات الشلغم ، اما عنصر الرصاص P لم تظهر النتائج وجود فروق معنوية بين متوسطات و النباتات وبلغ اعلى متوسط المعامل التراكم 0.030.090 لنبات زهرة الشمس سجلت النتائج وجود فروق معنوية بين الأنواع النباتية ومعاملتي التسميد وبدون تسميد في و محتوى الكلوروفيل، اذ سجل نباتات زهرة الشمس أعلى متوسط للكلوروفيل بلغ 0.020.960 ملغم غم ، كذلك أظهرت النتائج تفوق معاملات التسميد على معاملات بدون تسميد بنسبة مقدارها .%17.8.
أوضحت النتائج وجود فروق معنوية بين الأنواع النباتية ومعاملتي التسميد للجلوتاثيون ، اذ بلغ ان أعلى متوسط للجلوتاثيون 21.357 17.277 نانومول كغم لنباتات الخردل الهندي، بينما أظهرت معاملات التسميد تفوقا عن معاملات بدون تسميد اذ بلغت 15.105 72.172 نانومول كغم.
بينت النتائج وجود فروق معنوية بين الأنواع النباتية ومعاملتي التسميد اذ بينت النتائج ان اعلى و لمتوسط لأنزيم الكتاليز كان في نباتات الخردل الهندي وقد بلغ 0.519.498 نانومول غم ، بينما متفوقت معاملات التسميد على معاملات بدون تسميد بنسبة مقدارها 49.9 بينت النتائج ان اعلى متوسط لسمك الجدار واقطار وحدات الأوعية الناقلة في الأوراق بلغت و 5.099 ± 0.4 و 34.974 ± 1.50 مايكرومتر على التوالي لنباتات الخردل الهندي، اما وحدات الأوعية الناقلة في الجذر فقد سجلت أعلى متوسط السمك الجدار بلغ 6.664 ± 0.6 مايكرومترو لنباتات الشلغم ، بينما سجلت اقطار وحدات الأوعية الناقلة في الجذر أعلى متوسط بلغ 63.794 ل4.60 مايكرومتر لنباتات الخردل الهندي.
1 المقدمة Introduction
التربة هي أحد مكونات البيئة الأساسية مع الماء والهواء وهي المكان الطبيعي لنمو النبات والإنتاج الزراعي فاستمرارية حياة الانسان تتوقف على الغذاء الناتج من التربة والنبات الخطيب، (1989).
إن الاستغلال الأمثل لأي مورد طبيعي والتحكم في تلوثه يقتضي الوقوف على طبيعة هذه الملوثات وكيفية ادارتها والتخلص منها، ولكي تتمكن من توجه هذا المورد المهم للفائدة القصوى المرجوة منه وحمايته من التلوث يوسف 2005).
إن تلوث التربة الزراعية يعتبر مشكلة خطيرة يمكن أن تودي بحياة الجميع ، فإذا تلوثت التربة الزراعية بالنفايات سوف تنتقل الأمراض الى الإنسان ، وإذا تلوثت الاراضى الزراعية بالأسمدة و الكيميائية والمبيدات فستنتقل هذه الملوثات الى السلسلة الغذائية من خلال المنتجات الزراعية والمحاصيل زغلول 2019).
تتلوث التربة بالعديد من المركبات الكيميائية غير العضوية ، وعند دخول هذه المركبات الى و التربة تصبح جزء منها وبالتالي تؤثر على جميع صور الحياة وهذه المركبات غير العضوية تكونه سامة للانسان والحيوان عند تواجدها في التربة بتراكيز عالية، وتختلف سمية هذه المركبات تبعان لنوع العنصر الموجود بها الخطيب 2004) إن أهم مصادر تلوث التربة الزراعية بالعناصر الثقيلة تأتي من الأسمدة المستخدمة في تنشيطه حياة النباتات عندما يكون استخدامها مخالفا للقواعد والنظم المنصوص عليها عالميا، ومن و المبيدات المستخدمة بشكل مفرط في الزراعة ، ونواتج الاحتراق مثلا الفحم ومخلفات المحاصيل و وأيضا استخدام جزء من طمي محطات المعالجة صديق ويسري 2010 ).
ويشير مصطلح العناصر الثقيلة الى تلك العناصر التي تزيد كثافتها على خمسة اضعاف كثافة و الماء 5 ملغم سم وترتبط عادة بالتلوث والسمية على الرغم من أن بعض هذه العناصر هير عناصر اساسية تتطلبها الكائنات الحية بتراكيز منخفضة (Adriano ، 2001) مثال على ذلكم عنصر النحاس Cu ، اذ يساهم في العديد من العمليات الفسيولوجية في النباتات كالبناء الضوئي والتنفس وتوزيع الكربوهيدرات واستقلاب النتروجين وانتاج البذور فضلا عن ذلك مقاومة و الأمراض الأ إنها في التركيزات العالية تظهر هذه العناصر تأثيرات سامة على الكائنات الحية .(2008 Jadia) يرجع الضرر الناتج عن التلوث بالعناصر الثقيلة لكونها غير متحللة بالوسط ولتأثيرها الضار على الصحة وما تتسبب فيه من اجهاد على الكائن الحي تحت التركيز العالي، وقد تتواجده العناصر الثقيلة بتركيزات عالية في التربة والمجاري المائية ومناطق الاختناقات المرورية وغيرها و مما ينتج عنه التلوث الرمادي وآخرون 2016). ومن العناصر الثقيلة عنصر الكادميوم C عدده» الذري 48 يوجد في الغالب بشكل مرافق للخارصين 2 في الطبيعة نظرا للتشابه الكبير فيه تركيبهما وخصائصهما الكيميائية ، وهو من العناصر السامة على نطاق واسع في الطبيعة وان كانو بكميات صغيره وهو شائع التلوث في الاسمدة الفوسفاتية مما يسبب تلوث التربة بهذه العنصر (الجوراني ،2013).
أما عنصر النحاس فانه يتواجد في التربة على صورة كاتيون ثنائي C2 ، وتعتبر الكميه الكبيرة من النحاس ضارة للنبات ، وذلك بسبب دخول العنصر عن طريق تداخله في تفاعلات و البناء والهدم مما يسبب تعطيل تفاعلات انزيمية عبد المنعم والتركي 2012 ) . في المقابل عنصره النيكل Ni الذي يتواجد في التربة في حالة مؤكسدة 2 Ni وهي الصورة الوحيدة الثابته في التربة ، و ان وجود مستويات عالية من المادة العضوية في الاتربة الغنية بالنيكل يمكن ان تزيد من ذائبية و النيكل وذلك عن طريق تكوين معقدات عضوية عند درجات pH عالية ، وبعد عنصر النيكل منه ي العناصر شديدة السميه ويبلغ سميته اضعاف سميه النحاس الخطيب 1989) من العناصر الثقيلة الأخرى عنصر الرصاص P6 يتواجد العنصر في التربة في حالة ومؤكسدة Po عدده الذري 82 ، وله تأثيرات سلبية على الكائنات الحية حتى في تراكيزه الواطئة و وذلك بسبب سمية العنصر الخطيب 2004) استجابة للحاجة المتزايدة لمعالجة التلوث البيئي تم تطوير العديد من التقنيات لمعالجة التربة و الملوثة ( Roberts Riser ، 1998) ، إذ أن الطرق العلاجية اساسها ميكانيكي أو فيزيائي وتكون ﴾ التقنيات باهظة الثمن ، أو قد تلحق الضرر بالتربة مما يجعل الارض عديمة الفائدة في بعض الاحيان لنمو النبات ( Smits – Pilon، 2005).
أما تقنيات المعالجة النباتية فانها تستفيد من العمليات الطبيعية التي يقوم بها النبات والكائنات و المجهرية الجذرية إذ تقوم بحجز الملوثات او تحليلها أو شلها لتنظيف التربة من العناصر الثقيلة أو ان الملوثات العضوية وتستخدم هذه التقنية ايضا في المياه (Marques وآخرون 2009) يمكن لتقنيات المعالجة القائمة على النبات أن تعمل بأقل قدر من الصيانة بعد انشائها، لأن تكاليف زراعة النباتات تكون ضئيلة مقارنة بتكاليف ازالة التربة واستبدالها، نظرا لان العمليات و البيولوجية تعتمد في نهاية المطاف على الطاقة الشمسية ، لذا فان المعالجة النباتية ارخص بعشرة و أضعاف من العمليات الهندسية مثل حفر أو غسل التربة (Glass 1999) تعتمد كفاءة امتصاصر النبات للعناصر الثقيلة على نوع التربة وأنواع النباتات (Arthur وآخرون ، 2005 ).
ولأهمية هذا الموضوع نتيجة التلوث البيئي الحاصل وتراكم العناصر الثقيلة في التربة فأن الدراسة الحالية تهدف الى ما يأتي :
1 تحديد الوفرة الطبيعية للعناصر الثقيلة كالكادميوم والنحاس والنيكل والرصاص في ترب الأراضي البكر المحافظة ديالى.
2 تحديد مستويات عناصر الكادميوم والنحاس والنيكل والرصاص في الترب الزراعية و ومقارنة الحدود القصوى لهذه العناصر مع حدود الوفرة الطبيعية لهذه العناصر في و المحافظة.
3 تقييم كفاءة بعض النباتات المراكمة المستخدمة في الدراسة من خلال دراسة الصفات البيئية.
4 دراسة الصفات الفسلجية لنباتات الدراسة ومدى علاقتها بتراكم العناصر الثقيلة.
5 دراسة الصفات التشريحية لنباتات الدراسة وارتباطها بتراكم العناصر الثقيلة.
