مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی استفاده از پوست درختان چنار به‌عنوان نشانگر زیستی فلزات سنگین در محیط

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی محیط زیست، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران.
2 گروه صنایع چوب، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران
3 استادیار، گروه صنایع چوب، دانشگاه فنی و حرفه ای ، تهران، ایران
چکیده
امروزه استفاده از نشانگرهای زیستی به‌عنوان رویکردی جدید در ارزیابی محیط‌های آلوده به فلزات سنگین موردتوجه قرار گرفته است. این نشانگرها عموماً به‌عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی محیط‌زیست شهری مورداستفاده قرار می‌گیرند. این تحقیق با‌ هدف بررسی استفاده از پوست درختان چنار به‌عنوان نشانگر زیستی فلزات سنگین سرب، روی، مس، کروم، نیکل و کادمیوم در شهر تهران صورت پذیرفت. برای این منظور در رویشگاه‌های آلوده و شاهد، با توجه به جهت باد غالب یک ترانسکت انتخاب و نمونه‌برداری از پوست درختان در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی در 3 تکرار انجام پذیرفت و میزان غلظت فلزات سنگین موجود در آنها با استفاده از دستگاه طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی پرکین المر مدل ELAN 6100DRC-e اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که میزان غلظت فلزات سنگین در پوست درختان چنار به ترتیب سرب > کادمیوم >روی > نیکل > مس > کروم می‌باشد. همچنین بین غلظت عناصر در پوست درختان با غلظت آنها در محیط (هوا و خاک) ارتباط معنی‌داری وجود دارد، به نحوی که بیشترین میزان غلظت فلزات سنگین مربوط به فلز سرب و رویشگاه آزادی (منطقه با بالاترین میزان آلودگی) با 12/85 میلی‌گرم بر کیلوگرم و کمترین میزان این عناصر مربوط به فلز کروم و رویشگاه اقدسیه (منطقه شاهد با کمترین میزان آلودگی) با 66/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم است. نتایج این مطالعه نشان داد که درختان چنار پایشگر زیستی مناسبی برای فلزات سنگین بوده و می‌توان از این درختان به‌عنوان شاخص زیستی آلودگی در مناطق آلوده استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Memon, A.R. and Schroder, P., 2009. Metal accumulation in plants and its implication in phytoremediation. Environmental Science and Pollution Research International, 16(2), pp.162-175.
[2] EPA., 2019. Air Quality Criteria for Lead. Volume I & II: 1588p.
[3] Nagajyoti, P. C., Lee, K. D. and Sreekanth, T. V. M., 2010. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: A review. Enviromental Chemistry Letters, 8, pp.199-216.
[4] Azizi, M., Faz, A., Zornoza, R,. Martinez-Martinez, S. and A. Acosta, J., 2023. Phytoremediation Potential of Native Plant Species in Mine Soils Polluted by Metal(loid)s and Rare Earth Elements. Plants, 12(6), pp.1219. (In Persian).
[5] Johansson, C., Norman, M. and Burman L., 2009. Road traffic emission factors for heavy metals. Atmospheric Environment, 43(31), pp.4681-4688.
[6] Wang, J., Zhang, C.H., Ke, S.H. and Li, W., 2010. Physiological responses and detoxify mechanisms to Pb, Zn, Cu, and Cd in young seedlings of Paulownia fortunei. Journal of Environmental and Experimental Botany, 22(12), pp.1916-1922.
[7] Antonkiewicz, J. and Jasiewicz, C., 2002. The use of plants accumulating heavy metals for detoxification of chemically polluted soils. Electronic Journal of Polish Agricultural
Universities, 5(1), pp.121-143.
[8] Ejidike, I.P. and Onianwa, P.C., 2015. Assessment of Trace Metals Concentration in Tree Barks as Indicator of Atmospheric Pollution within Ibadan City, South-West, Nigeria. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2015(2), pp.1-8.
[9] Bucher, A.S., and Schenk, M.K., 2000. Toxicity level for phytoavailable zinc in compost peat substrates. Scientia Horticulturae, 83(3-4), pp.339-352.
[10] Dogan, Y., Durkan, N. and Baslar, S., 2007. Trace element pollution biomonitoring using the bark of Pinus brutia (Turkish red pine) in western Anatolian part of Turkey. Trace Elem Electroly, 24(7), pp.103-112.
[11] Shanker, A.K., Cervantes, C., Loza-Tavera, H. and Avudainayagam, S., 2005. Chromium toxicity in plants. Environment International, 31(5), pp.739-753.
[12] Harju, L., Saarela, K.E., Rajander, J., Lill, J.O., Lindroos, A. and Heselius, S.J., 2002. Environmental monitoring of trace elements in bark of Scots pine by thick-target PIXE. Nuclear Instruments and Methods in Physics, 189(1-4), pp.163-167.
[13] Alexander, L., 2000. Role of root functions on cadmium uptake by plants – structural aspects of root organization. National Agriculture and Food Research Organization, W1-09, pp. 1-6.
[14] Gao, J.Z., and L.Z. Zhu., 2003. Phytoremediation and its models for organic contaminated soils. Journal of Environmental Science, 15(3), pp.302-310.
[15] Doumett, S., Lamperi, L., Checchini, L., Azzarello, E., Mugnai, S., Mancuso, S., Petruzzelli, G. and Del Bubba, M., 2008. The heavy metal distribution between contaminated soil and Paulownia tomentosa, in a pilot-scale assisted phytoremediation study: Influence of different complexing agents. Chemosphere, 72(10), pp.1481-1490.
[16] Megha, P. U., Kavya, P., Murugan, S. and Harikumar, P.S., 2015. Sanitation Mapping of Ground water Contamination in a Rural Village of India. Journal of Environmental Protection, 6(1), pp.34-44.
[17] Aksoy, A., Celik, A. and Ozturk, M., 2000. Plants as possible indicators of heavy metal pollution in Turkey. Chemia Inzyneria Ekologiczna, 7(11), pp.1152-1161.
[18] Yılmaz, S. and Zengin, M., 2004. Monitoring environmental pollution in Erzurum by chemical analysis of Scot pine (Pinus sylvestris L.) needles. Environment International, 29(8), pp.1041-1047.
[19] Coskun, M., 2006. Toxic metals in the Austrian pine (Pinus nigra) bark in the Thrace region, Turkey. Environ Monitor Assess, 121(1-3), pp.173-179.
[20] Bonanno, G. and Lo Giudice, R., 2010. Heavy metal bioaccumulation by the organs of Phragmites australis (common reed) and their potential use as contamination indicators. Ecological Indicators, 10(3), pp.639-645.
[21] Samecka-Cymerman, A., Kosior, G. and Kempers, A.J., 2006. Comparison of the moss Pleurozium schreberi with needles and bark of Pinus sylvestris. Ecotoxicology and Environmental Safety, 65(1), pp.108-117.
[22] Dogan, Y., Ugulu, I. and Baslar, S., 2010. Turkish red pine as a biomonitor: A comparative study of the accumulation of trace elements in the needle and bark. Ekoloji, 19(75), pp.88-96.
[23] Geological Survey and Mine Exploration of Iran., 2022. Statistics and information on geology and soil science of Tehran. Internal Report, 136p. (In Persian).
[24] Meteorological Organization of Iran., 2022. Statistics and climatic information of stations in Tehran. Internal Report, 261p. (In Persian).
[25] James, D.W. and Wells, K.L., 1990. Soil sample collection and handing technique based on source and degree of field variability. Soil Testing and Plant Analysis. Third edition. Soil science society of America, 25-44. In: R.L. Westerman (ed.).
[26] Westerma, R.E.L., 1990. Soil testing and plant analysis. SSSA. Madison Wisconsin, USA.
[27] Staxang, B., 1969. Acidification of bark of some deciduous trees. Oikos, 20, pp.224-230.
[28] Klute, A., 1986. Method of soil analysis. Part1: Physical methods. Soi. Sci SOC. Ameri. J. 432-449.
[29] Al-Shayeb, S.M., and Seaward, M.R.D., 2001. The heavy metal content of roadside soils along the ring road in Riyadh (Saudi Arabia). Asian Journal of Chemistry, 13(2), pp.407-423.
[30] Hani, A., Sinaei, N. and Gholami, A., 2014. Spatial variability of heavy metals in the soils of Ahwaz using geostatistical methods. International Journal of Environmental Science and Development, 5(3), pp.294-298.
[31] Brooks, R.R., 1998. Plants that hyper accumulate heavy metal. CAB International, New York, 380p.
[32] Adriana, D.C., 2001. Trace Elements in Terrestrial Environments: Biogeochemistry, Bioavailability, and Risks of Metals. Springer Science and Business Media, 867p.
[33] Momani, K., Jiries, A. and Jaradat, Q., 2000. Atmospheric deposition of Pb, Zn, Cu and Cd in Amman, Jordan. Turkish Journal of Chemistry, 24(3), pp.231-237.
[34] Mattina, M.J.I., Lannucci-Berger., W., Musante, C. and White, J.C., 2003. Concurrent plant uptake of heavy metal and persistent organic pollutants from soil. Environmental Pollution, 124(3), pp.375-378.
[35] Pulford, I.D. and Watson, C., 2003. Phytoremediation of heavy metal-contaminated land by trees–a review. Environment International, 29(4), pp.529-540.
[36] Armstrong, J., 1998. Development of methodology for estimating vehicle emissions. Master’s Thesis, Hamilton, Ontario: McMaster University.
[37] Johnson, L. and Ferreira, L., 2001. Modeling particle emission from traffic flows at a free way in Brisbane, Australia. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 6(5), pp.357-369.
[38] Wang, X. 2005, Integrating GIS, simulation models, and visualization in traffic impact analysis. Computers, Environmen and Urban Systems, 29(4), pp.471-496.
[39] Marry, R.H., K.G. Tiller, and Alston, A.M., 1996. The effect of contamination of soil with copper, lead, and arsenic on the growth and composition of plants. Journal of Plant and Soil, 91(1), pp.115-128.
[40] Lasat, M.M., 1999. Phytoextraction of metals from contaminated soil: A Review of Plant/Soil/Metal Interaction and Assessment of Pertinent Agronomic Issues. Journal of Hazardous Substance Research, 2, pp.1-25.
[41] Pilon-Smits, E., 2005. Phytoremediation. Annual Review of Plant Biology, 56, pp.15-39.
 [42] Saarela, K.E., Harju, L., Rajander, J. and Lill, J.O., 2005. Elemental analyses of pine bark and wood in an environmental study. The Science of the Total Environment, 343(1-3), pp.231-241.
[43] Kuang, Y.W., Zhou, G.Y. and Liu, S.Z., 2007. Heavy metals in bark of Pinus massoniana (Lamb.) as an indicator of atmospheric deposition near a smeltery at Qujiang, China. Environ Sci Pollut Res Int,14(4), pp.270-275.
[44] Poykio, R.,Peramaki, P., and Niemela, M., 2005. The use scots pine (Pinus sylvestris L.) bark as a bioindicator for environmental pollution monitoring along two industrial gradients in the Kemi-Tornio area, northern Finland. International Journal of Environmental Analytical,85(2), pp.127-139.