مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی تجمع فلزات سنگین در پوست گونه های چوبی کاشته شده در فضای سبز شهر اصفهان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی فضای سبز، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران
2 گروه صنایع چوب و کاغذ، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران
3 گروه صنایع چوب، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
10.22034/ijwp.2025.2076814.1736
چکیده
بیان مسأله و اهداف: فلزات سنگین از آلاینده‌های پایدار محیط هستند که انجام تحقیقات در خصوص آنها عمدتاً با هدف پایش زیستی و حذف از محیط زیست صورت می گیرد. امروزه از توانایی گیاهان برای جذب، انباشت و تجزیه آلاینده ها، یا به عنوان نشانگرهای زیستی به منظور ارزیابی محیط‌های آلوده استفاده می شود و بر این اساس انتخاب گونه هایی با قابلیت تطابق با شرایط محیطی آلوده، از اهمیت بالایی برخوردار است. این تحقیق با هدف بررسی میزان تجمع فلزات سنگین سرب، روی، مس، کروم، نیکل و کادمیوم در پوست درختان زبان گنجشک، نارون، چنار، کاج تهران و سرو نقره ای در محدوده فضای سبز شهر اصفهان صورت پذیرفت.
مواد و روش ها: برای این منظور خیابان چهار باغ در مرکز شهر به عنوان منطقه آلوده و پارک جنگلی فدک در حاشیه شهر به عنوان منطقه شاهد در نظر گرفته شدند. و با توجه به جهت باد غالب، یک ترانسکت به طول 1800 متر انتخاب و نمونه برداری از پوست درختان در قالب طرح آماری تصادفی سیستماتیک در سه تکرار انجام پذیرفت. در مجموع تعداد 180 نمونه از پوست درختان تهیه شد که پس از آماده سازی اولیه، میزان غلظت فلزات سنگین موجود در آن‌ها با استفاده از دستگاه طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 19 انجام شد و از آزمون تجزیه واریانس برای بررسی معنی دار بودن تأثیر منطقه و گونه های درختی بر روی غلظت فلزات سنگین، از آزمون دانکن برای مقایسه میانگین ها و از ضریب همبستگی پیرسون برای تعیین رابطه بین غلظت عناصر در پوست درختان در سطح اطمینان 95 درصد استفاده گردید.
نتایج: نتایج نشان داد میزان غلظت فلزات سنگین در پوست درختان در منطقه آلوده به طور معنی داری بیشتر از منطقه شاهد بوده و به ترتیب در نارون< زبان گنجشک< چنار< سرو نقره ای< کاج تهران افزایش نشان می دهد. نتایج آزمون تجزیه واریانس نشان داد که تأثیر منطقه بر انباشتگی غلظت فلزات سنگین در پوست درختان دارای اختلاف معنی دار است. آزمون دانکن نیز میانگین غلظت فلزات سنگین در پوست درختان را در گروه های مختلف طبقه بندی نمود به نحوی که مقدار غلظت عناصر به ترتیب سرب > کادمیوم >روی > نیکل > مس > کروم بوده و بیشترین مقدار مربوط به فلز سرب و پوست درختان کاج تهران در منطقه آلوده با 95/75 میلی گرم بر کیلوگرم و کمترین مقدار مربوط به فلز کروم و پوست درختان نارون در منطقه شاهد با 0/21 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد. تجزیه و تحلیل همبستگی پیرسون بین فلزات سنگین در پوست درختان نیز نشان داد که سرب و کادمیوم بیشترین همبستگی را در بین عناصر مورد بررسی دارا بوده اند.
نتیجه گیری: با توجه به اینکه غلظت فلزات سنگین در پوست درختان کاج تهران، سرو نقره ای و چنار به طور معنی داری بیشتر از سایر درختان مورد مطالعه بوده است، لذا پوست این درختان شاخص مناسبی برای ردیابی فلزات سنگین بوده و می توان از آنها به عنوان شاخص زیستی آلودگی ناشی این فلزات به منظور ارزیابی کیفیت محیط زیست استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Colding, J., 2002. Evaluation of urban land use structures with a view to sustainable development. Journal of Environmental Impact Assessment, 22(5), pp.475-492.
[2] He, J., Yang, Y., Christakos, G., Liu, Y. and Yang, X., 2019. Assessment of soil heavy metal pollution using stochastic site indicators. Geoderma, 337, pp.359-367.
[3] Huang, Y., Chen, Q., Deng, M., Japenga, J., Li, T. and Yang, X., 2018. Heavy metal pollution and health risk assessment of agricultural soils in a typical peri-urban area in southeast China. Journal of Environmental Management, 207, pp.159-168.
[4] Eid Alsbou, E.M. and Al-Khashman, O.A., 2018. Heavy metal concentrations in roadside soil and street dust from Petra region, Jordan. Environmental Monitoring and Assessment, 190(48), pp.1-13.
[5] 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, 2, pp.1-8.
[6] 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.
[7] 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.
[8] Shanker, A.K., Cervantes, C., Loza-Tavera, H. and Avudainayagam, S., 2005. Chromium toxicity in plants. Environment International, 31(5), pp.739-753.
[9] 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.
[10] 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.
[11] Barbes, L., Barbulescu, A., Radulescu, C., Stihi, C. and Chelarescu, E.D., 2014. Determination of heavy metals in leaves and bark of Populus nigra L. by atomic absorption spectrometry. Romanian Reports in Physics, 66(3), pp.877-86.
[12] Kashyap, R., Sharma, R. and Uniyal, S.K., 2018. Bioindicator responses and performance of plant species along a vehicular pollution gradient in western Himalaya. Environment Monitoring Assessment, 190 (302), pp.1-17.
[13] 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.
[14] 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.
[15] 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.
[16] Birke, M., Rauch, U. and Hofmann, F., 2018. Tree bark as a bioindicator of air pollution in the city of Stassfurt,Saxony-Anhalt, Germany. Journal of Geochemical Exploration, 187, pp.97-117.
[17] Geological Survey and Mine Exploration of Iran., 2023. Statistics and information on geology and soil science of Isfahan. Internal Report, 121p. (In Persian).
[18] Meteorological Organization of Iran., 2023. Statistics and climatic information of stations in Isfahan. Internal Report, 197p. (In Persian).
[19] Department of Environmental Islamic Republic of Iran., 2024. Statistical Report from Environmental Condition of Isfahan. 186p. (In Persian).
[20] Municipality of Isfahan., 2024. Statistical Report from Isfahan Province. 153p. (In Persian).
[21] 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.).
[22] Backstrom, K. and Danielsson, L.R., 1990. A mechanized continuous flow system for the concentration and determination of Co, Cu, Ni, Pb, Cd and Fe in seawater using graphite furnace atomic absorption. Marine Chemistry, 21, pp.33-46.
[23] Klute, A., 1986. Method of soil analysis. Part1: Physical methods. Soi. Sci SOC. Ameri. J. pp.432-449.
[24] Coelho, M.C., Farias, T.L. and Rouphail, N.M., 2005. Impact of speed control traffic signals on pollutant emissions. Transportation Research, Part D, 6, pp.323-340.
[25] Wang, J.M., Jeong, C.H., Hilker, N., Healy, R.M., Sofowote, U., Debosz, J., Su, Y., Munoz, A. and Evans, G.J., 2021. Quantifying metal emissions from vehicular traffic using real world emission factors. Environmental Pollution, 1(268), Part A: 115805.
[26] Sharareh M. and Ahmadi Nadoushan, M., 2022. Study the effects of Traffic Conditions on the PM 2.5 emission Geographically Weighted Regression model (case study: Isfahan city). Journal of Environmental Science and Technology, 24(4), pp.31-45. (In Persian).
[27] Johansson, C., Norman, M. and Burman L., 2009. Road traffic emission factors for heavy metals. Atmospheric Environment, 43(31), pp.4681-4688.
[28] Samani Majd, S., Taebi, A. and Afyooni, M., 2007. Soil contamination along urban streets with lead and cadmium. Journal of Environmental Studies, 33 (43), pp.1-10. (In Persian).
[29] Tabibian, S., Bidarigh, S. and Torabian, S., 2019. Investigation on the adsorption of heavy metal in lead in a plane species in traffic areas in Rasht. Human and Environment, 17(4), pp.39-46. (In Persian).
[30] Marry, R.H., Tiller, K.G. 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.
[31] Coupe, S.J., Sallami, K.H. and Ganjian, E., 2013. Phytoremediation of heavy metal contaminated soil using different plant species. African Journal of Biotechnology, 12(43), pp.6185-6192.
[32] Paz-Ferreiro, J., Lu, H., Fu, S. and Méndez, A., 2013. Use of phytoremediation and biochar to remediate heavy metal polluted soils: A review. Solid Earth Discussions, 5(2), pp.2155-2179.
[33] Dinu, C., Vasile, G.G., Buleandra, M., Popa, D.E., Gheorghe, S. and Ungureanu, E.M., 2020. Translocation and accumulation of heavy metals in Ocimum basilicum L. plants grown in a mining-contaminated soil. Journal of Soils and Sediments, 20(4), pp.2141-2154.
[34] 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.
[35] Kousehlar, M. and Widom, E., 2019. Sources of metals in atmospheric particulate matter in Tehran, Iran: Tree bark biomonitoring. Applied Geochemistry, 104, pp.71-82.
[36] Pilon-Smits, E., 2005. Phytoremediation. Annual Review of Plant Biology, 56, pp.15-39.
[37] Kafle, A., Timilsina, A., Gautam, A., Adhikari, K., Bhattarai, A. and Aryal, N., 2022. Phytoremediation: Mechanisms, plant selection and enhancement by natural and synthetic agents. Environmental Advances, 8, 100203.
[38] Qingjie, G., Jun, D., Yunchuan, X., Qingfei, W. and Liqiang, Y., 2008. Calculating pollution indices by heavy metals in ecological geochemistry assessment and a case study in parks of Beijing. Journal of China University of Geosciences, 19(3), pp.230-241.
[39] Dolphen, R. and Thiravetyan, P., 2015. Phytodegradation of ethanolamines by Cyperus alternifolius: effect of molecular size. Internation Journal Phytoremediation, 17(7), pp.686-692.
[40] Brignole, D., Drava, G., Minganti, V., Giordani, P., Samson, R. and Vieira, J., 2018. Chemical and magnetic analyses on tree bark as an effective tool for biomonitoring: A case study in Lisbon (Portugal). Chemosphere, 195, pp.508-514.
[41] Werkenthin, M., Kluge, B. and Wessolek, G., 2014. Metals in European roadside soils and soil solution- A review. Environmental Pollution, 189, pp.98-110.
[42] Wang, X., 2005. Integrating GIS, simulation models, and visualization in traffic impact analysis. Computers, Environment and Urban Systems, 29(4), pp.471-496.
[43] Moreira, T.C., Amato-Lourenco, L.F., da Silva, G.T., Saldiva de Andre, C.D., de Andre, P.A., Barrozo, L.V., Singer, J.M., Saldiva, P.H., Saiki, M. and Locosselli, G.M., 2018. The use of tree barks to monitor traffic related air pollution: a case study in São Paulo–Brazil. Frontiers of Environmental Science, 6, pp.1-12.
[44] Esfandiari, M., Sodaiezadeh, H. and Mokhtari, M., 2019. Accumulation of heavy metals in Mondell Pine (Pinus eldarica) leaves and bark at different distances of Yazd Highway Green Belt. Forest and Wood Products, 72(1), pp.9-20. (In Persian).
[45] Ataabadi, M., Hoodaji, M. and Najafi, P., 2010. Heavy Metals Biomonitoring by Plants Grown in an Industrial Area of Isfahan, Mobarakeh Steel Company. Journal of Environmental Studies, 35(52), pp.83-92. (In Persian).
[46] Solgi, E., Beigmohammadi, F., Taheri, Z. and Aghaei, F., 2022. Tree Bark as a Biomonitor of Heavy Metal Pollution (Case study: Roadside Gardens of Heidareh Balashahr Village in Hamadan). Iranian Journal of Forest, 14(2), pp.201-212. (In Persian).
[47] Gosh, M. and Singh, S.P., 2005. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its hypoducts. Applied ecology and environmental research, 3(1), pp.1-18.
[48] Yousaf, M., Mandiwana, K.L., Baig, K.S. and Lu, J., 2020. Evaluation of Acer rubrum Tree Bark as a Bioindicator of Atmospheric Heavy Metal Pollution in Toronto, Canada. Water, Air and Soil Pollution, 231(8), pp.1-9.