اثرات بیوچار (زغال زیستی) و گیاه پالایی بر فلزات سنگین کروم، آرسنیک و سرب در خاک آلوده به پسماند حفاری چاه‌های نفت

زمینه و هدف: خاک و آب بر اثر فعالیت های بشر به سرعت در حال آلوده شدن با عناصر معدنی مانند آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، جیوه، منگنز نیکل، سرب و روی است. این فعالیت ها شامل معدنکاری، سوزاندن پسماندها، عملیات حفاری چاه های نفت، فعالیت های کشاورزی (مانند کاربرد حشره کش ها و لجن فاضلاب) می باشد. بیوچار از پیرولیز طیف گسترده ای از بقایای آلی تولید می شود. وسعت و محدوده افزایش تثبیت فلزات سنگین به وسیله بیوچار (زغال زیستی) در خاک های مختلف بستگی به مواد مغذی به کار رفته در تولید ماده اولیه بیوچار دارد. گیاه پالایی استفاده از گیاهان، جهت کاهش میزان، تحرک و سمیت آلاینده از خاک، آب زیرزمینی و یا دیگر محیط های آلوده استفاده شده است. مطالعه حاضر با هدف تعیین اثرات بیوچار و گیاه پالایی بر فلزات سنگین کروم، آرسنیک و سرب در خاک آلوده به پسماند حفاری چاه های نفت انجام گرفته است.روش بررسی: در این تحقیق میزان تثبیت فلزات سنگین کروم، آرسنیک و سرب به وسیله بیوچار (زغال زیستی) تهیه شده از ضایعات نیشکر، بررسی شد. همچنین مقدار جذب فلزات سنگین کروم، آرسنیک و سرب توسط گیاهان سورگوم، آتریپلکس و کهورک مطالعه گردید. بیوچار ضایعات نیشکر با خاک آلوده به 50% پسماند حفاری، در 4 سطح تیماری ( 0، 0.5، 1 و 2% وزنی) و سه تکرار مخلوط شد و بعد از 2 ماه انکوباسیون (برای یکنواختی اجزای آلودگی در بافت خاک) در گلدان ها گذاشته و گیاهان سورگوم، آتریپلکس و کهورک در آن کشت شد؛ به طوری که برای هر گیاه یک ردیف 12 تایی از گلدان ها و در کل برای سه گیاه مورد مطالعه 36 گلدان تهیه گردید. تغییرات فلزات سنگین در گلدان ها به وسیله دستگاهicp  تعیین شد.یافته ها: میانگین غلظت کروم، آرسنیک و سرب در نمونه خاک اولیه آلوده به 50% پسماند حفاری به ترتیب 56، 53.4 و 582 میلی گرم در کیلوگرم خاک بود. میانگین غلظت کروم، آرسنیک و سرب بعد از اعمال تیمار بیوچار به ترتیب به 30، 21.5 و 224 رسید. میانگین غلظت کروم، آرسنیک و سرب در خاک 10 هفته پس از کشت سورگوم به ترتیب 22، 7.2 و 43، ده هفته بعد از کشت آتروپیلکس به ترتیب 16، 15.3و 141 و ده هفته بعد از کشت کهورک نیز به ترتیب 18 ،  19.9 و 192میلی گرم در کیلوگرم خاک اندازه گیری شد.بحث و نتیجه گیری: تجزیه واریانس تغییرات کروم، آرسنیک و سرب در خاک گویاست که کشت گیاه و کاربرد بیوچار در خاک های آلوده به پسماند حفاری اثر کاهش معنی داری از لحاظ آماری بر غلظت قابل دسترس هر سه فلز سنگین مورد مطالعه در خاک دارد. تیمار گیاه کهورک با غلظت 1% بیوچار برای کروم، گیاه سورگوم با غلظت 2% بیوچار برای آرسنیک و سرب تیمار بهینه در جهت جذب و کاهش فلز آلاینده می باشد 

the influence of biochar and phytoremediation of heavy metals (cr, as & pb) in a soil contaminated by oil drilling waste

background and objective: soils and waters are frequently subject to contamination by inorganic elements including as, cd, cr, cu, hg, mn, ni, pb, and zn, mainly due to anthropogenic activities, such as mining, incineration of wastes, drilling of petroleum shaft and agricultural practices (i.e., pesticides and sewage sludge application). phytoremediation employs the use of plants to degrade, remediate and stabilize various environmental contaminants in soil, water and air. biochar (bc) can be produced from a wide range of organic wastes via pyrolysis. it has great potential as an amendment for phytoremediation but its effects depend on the type of feedstock it derives from. this study was conducted to identify the effects of biochar addition and phytoremediation on as, cr, and pb concentrations in a soils polluted by oil drilling wastes.material and methodology: the current study was carried out to examine the heavy metal immobilizing effect of biochar produced from sugar cane waste and subsequent heavy metal uptake by sorghum, atriplex sp. and prosopis farcta. sugar cane wastage biochar was incorporated into four application rates (0, 0.5, 1 and 2 % (w/w)) and soil biochar mixtures were examined for an incubation period of 2 months (so that the contaminated material could be distributed evenly in the soil particles). then pot trials were provided for cultivation of sorghum, atriplex sp and prosopis farcta so that for each plant, a row of 12 pots and a total of 36 pots for the three under-study plants.findings: the results showed, average of cr, as and pb concentration   in contaminated soil is 56, 53.4 and 582 ppm. average of cr, as and pb concentration   in contaminated soil is amendment with bc is 30, 21.5 and 224. average of cr, as and pb concentration   in contaminated soil is amendment with sorghum is 22, 7.2 and 43, amendment with atriplex sp is 16, 15.3 and 141, amendment with prosopis farcta is 18, 19.9 and 192 ppm.discussion and conclusion: effective treatment of cr was prosopis farcta and 1 % (w/w) biochar, sorghum and 2 % (w/w) biochar for as and pb. although heavy metal-contaminated soils can be reclaimed effectively by application of biochar, further research is needed to explore its long-term environmental and economic aspect to gain maximum benefits from this novel material