رگ‌های گیاهان بومی انبار عناصر سنگین می‌شود


پرستو مرادی- پایش معدن هوشمند

استخراج یک یا چند فلز معدنی ناگریز منجر به رها شدن عناصر سنگین با غلظت‌های بسیار کم در محیط‌زیست می‌شود. افزایش غلظت این عناصر به بالای حد استاندارد منجر به ‌خطر افتادن سلامت انسان‌ و دیگر موجودات زنده می‌شود. حال «گیاه پالایی[۱]» یکی از روش‌های جذب این عناصر سنگین از اکوسیستم و کاهش خطرهای ناشی از پراکندگی آن‌هاست. در این مقاله مروری خواهیم داشت بر نمونه‌های گیاه پالایی در ایران.

پراکندگی عناصر سنگین زنگ خطری برای اکوسیستم

عناصر با عدد اتمی بیش از ۲۳ (بجز باریم، سزیم، ایتریم، استرانسیم، روبیدیم و فرانسیم) و با چگالی بیش از پنج همانند سرب، روی، نیکل و… را عناصر سنگین می‌نامند. البته این‌ عناصر از دیرباز توسط رخدادهای طبیعی نظیر هوازدگی، فرسایش یا آتشفشان در اکوسیستم پراکنده می‌شدند، اما امروزه فعالیت‌های انسان همانند معدنکاری و ذوب منجر به گسترش این پراکندگی و از تعادل خارج شدن مقدار آن‌ها در اکوسیستم شده است.

به‌طور مثال رقیه گل‌محمدی در پژوهش خود پیرامون بررسی اثر معدنکاری مس مزرعه منطقه اهر روی آب‌های منطقه دریافت که غلظت آهن و سرب در آب‌های منطقه با در نظر گرفتن استانداردهای آب شرب سازمان بهداشت جهانی و استاندارد کیفیت آب آبیاری زمین‌های کشاورزی، بیش از حد استاندارد است. حتی بررسی نقشه‌های توزیع عناصر سنگین نیز نشان داد که با نزدیک شدن به سد باطله، میزان این عناصر سنگین زیاد می‌شود. زیاد شدن این عناصر این خطر را در پی دارد که ورود آن‌ها به چرخه غذایی و ایجاد مشکلات زیست‌محیطی می‌تواند سلامت انسان‌ها و موجودات زنده و گیاهان را به‌خطر بیاندازند. حتی غلظت بیش از حد آن‌ها رشد و نمو گیاهان را نیز متوقف می‌کند.

سمیه عقیلی و همکارانش نیز دریافتند که سدهای باطله بر افزایش غلظت عناصر سنگین در آب و رسوبات رودخانه‌های پخیر و سونگون آذربایجان شرقی موثر بوده و پاک‌سازی منطقه و کاهش آلودگی در آب و رسوب آن بسیار ضروری است. چرا که عناصر سنگین باقی‌مانده در رسوب آلوده می‌تواند در ریز اندامگان تجمع یافته و در نتیجه وارد زنجیره غذایی شود. مرتضی رحیمی نیز طی پژوهش خود روی بررسی نحوه تاثیرگذاری منابع آلاینده ذغال‌سنگ، باطله‌های ذغال و سینه‌کار (سطحی و عمقی)، زهاب خروجی تونل، فاضلاب انسانی و… مجموعه معدنی طزره دریافت که ادامه فعالیت معدنکاری می‌تواند در آینده منجر به آلودگی شدید آب و خاک منطقه شود. از این‌رو توجه به مسئله جذب و به‌نوعی کاهش غلظت این عناصر از طبیعت بیش از پیش مورد توجه معدنکاران قرار گرفته است.

گیاه‌پالایی و حفظ غلظت استاندارد عناصر سنگین

گیاه پالایی، فناوری استفاده از گیاهان برای استخراج، تثبیت، محبوس کردن یا سمیت‌زدایی آلاینده‌ها توسط گیاه با استفاده از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی است. طی این فناوری گونه‌های گیاهی که توانایی جذب و انباشت مقادیر زیادی عنصر سنگین را بدون آنکه آثار سمی روی آن‌ها آشکار شود، برای جذب عناصر سنگین استفاده می‌شوند. این نوع گیاهان را ابرانباشتگر[۲] یا گیاه زیست‌انباشت‌کننده می‌نامند. اولین نوع این گونه‌ها در سال ۱۸۸۵ میلادی در اروپا شناخته و گونه گیاهی Alyssum murale به‌عنوان انباشتگر نیکل معرفی شد. با این‌گونه‌های گیاهی به‌نوعی فلزهای سنگین از خاک جذب می‌شوند. سپس با برداشت گیاهان می‌توان آن‌ها را دفن یا اقدامات دیگر برای مدیریت عناصر سنگین جذب شده توسط آن‌ها اتخاذ کرد.

روش گیاه پالایی، روشی اقتصادی بوده و نسبت به سایر روش‌ها با محیط‌زیست سازگارتر است. علاوه بر این، این روش اجازه توسعه و احیا مجدد پوشش گیاهی را نیز فراهم می‌کند. این روش تحت تاثیر روابط متقابل خاک، عناصر سنگین، باکتری و گیاه است و از فاکتورهایی همانند ویژگی‌ها و فعالیت گیاه و باکتری‌ها، شرایط آب و هوایی و ویژگی خاک و… تاثیر می‌پذیرد.

توسعه گیاه پالایی در ایران

با توجه به اینکه ایران نیز کشوری معدنی است، توجه به مسئله کاهش غلظت عناصر سنگین در محیط‌زیست اهمیت بارزی دارد. از‌ این‌رو توجه به روش گیاه پالایی در دهه اخیر در ایران بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به‌عنوان مثال در مجتمع طلای موته پروژه‌ای تحت عنوان «بازسازی و احیای اکوسیستم مجتمع طلای موته» انجام شد. آن‌ها نیاز به تعامل مثبت با سازمان حفاظت محیط‌زیست برای اجرای برنامه‌های توسعه با هدف آزادسازی سایر ذخایر معدنی، مجاورت مجتمع طلای موته با پناهگاه حیات‌‌وحش و نیاز به کاهش ریسک‌های ایمنی کار و پیشگیری از جرایم زیست‌محیطی در ارتباط با مدیریت پسماندهای صنعتی و معدنی به‌ویژه سد باطله و… را از جمله دلایل خود دانستند. در واقع آن‌ها به‌دنبال دست‌یابی به اهدافی همانند کاهش هزینه بازسازی معدن، کاهش آثار منفی و جرایم زیست‌محیطی معدنکاری، اشتغال زایی و… بودند. طی این پروژه آن‌ها کاشت موفق‌آمیز نهال‌های تاق، خارشتر، شب‌بوی صحرایی و منداب برای حذف سیانور و پیشگیری از گردوغبار در سد باطله این معدن را نیز گزارش کردند. نمایی از گلخانه این پروژه و نهال‌کاری این مجموعه در جذب سیانور در شکل‌های ۱ و ۲ نشان داده شده است.

شکل۱. گلخانه پروژه بازسازی و احیای اکوسیستم مجتمع طلای موته
شکل ۲. نهال‌کاری دائمی در سد باطله مجموعه طلای موته برای حذف سیانور و پیشگیری از انتشار گردوغبار

از دیگر فعالیت‌های گیاه‌پالایی در کشور می‌توان به اقدامات دیگر پژوهشگران اشاره کرد: فرخ لقا امینی و همکارانش طی پژوهش خود در جذب عنصر سنگین نیکل در معدن سرب و روی آهنگران واقع در استان همدان متوجه شدند که گونه‌ گیاهی فرفیون شاخه ضخیم[۳] بیشترین میزان جذب عنصر نیکل را به میزان ۲۳ گرم بر کیلوگرم ماده خشک داشته است.

بابک متشرع‌زاده نیز گیاه بومادران را به‌عنوانی گیاهی بومی برای جذب عناصر سنگین سرب، روی و کادمیم معدن سرب و روی عمارت شازند استان مرکزی و استفاده در گیاه پالایی به روش گیاه‌جذبی موثر دانست.

منابع مطالعاتی

  • بررسی غلظت نیکل در خاک و تعدادی از گونه‌های گیاهی طبیعی اطراف معدن سرب و روی آهنگارن در استان همدان؛ فرخ لقا امینی، نورالله میرغفاری و بهروز عشقی ملایری؛ علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، دوره سیزدهم، شماره ۱ بهار ۱۳۹۰
  • بررسی تغییرات مکانی غلظت فلزات سنگین در رسوبات رودخانه‌ای معدن مس سونگون، آذربایجان شرقی؛ سمیه عقیلی، عبدالرضا واعظی هیر، محمدرضا حسین‌زاده و عادل ریحانی تبار؛ نشریه دانش آب و خاک؛ جلد ۲۵، شماره ۱، صص ۱۴۳-۱۵۵؛ ۱۳۹۴
  • شناسایی گیاهان بومی و باکتری‌های مقاوم به فلزات سنگین در اراضی اطراف معدن سرب و روی عمارت شازند اراک به‌منظور استفاده در گیاه پالایی؛  بابک متشرع‌زاده، غلامرضا ثواقبی فیروزآبادی، حسینعلی علیخانی و حسین میرسید حسینی؛ مجله تحقیقات آب و خاک ایران؛ دوره ۳۹، شماره ۱، صص ۱۳۶-۱۷۴؛ ۱۳۸۷
  • ارزیابی آلودگی عناصر سنگین در منابع آب و خاک در اثر معدنکاری ذغال در مجموعه معدنی طزره (مجموعه تونل مادر)؛ مرتضی رحیمی؛ دانشگاه صنعتی شاهرود؛ کارشناسی ارشد؛۱۳۸۸
  • بررسی اثرات زیست‌محیطی فعالیت‌های معدنی مس مزرعه با استفاده از ژئوشیمی عناصر سنگین؛ رقیه گل‌محمدی؛ دانشگاه تبریز؛ کارشناسی ارشد؛ ۱۳۹۱
  • گفتگو با منوچهر محمدی، کارشناس ارشد و متالورژیست طراحی آموزش و آنالیز فرآیند تولید و استاندارد تصفیه طلا، نقره و فلزات گروه عناصر نادر خاکی در مجموعه طلای موته

[۱] Phytoremediation

[۲] Hyperaccumulator

[۳] Euphorbia macroclada