کارآیی ترکیبات کلات‌کننده با نرخ تجزیه‌پذیری زیستی متفاوت در بهبود عملکرد گیاه‌پالایی خاک‌ آلوده به کادمیوم توسط گونه‌های زینتی تاج‌خروس (amaranthus caudatus) و گل جعفری (tagetes patula)

زمینه و هدف: امروزه از آن‌جا که روند فزاینده آلودگی محیط زیست و بویژه خاک سلامت زیستمندان را تهدید می‌کند، انواع روش‌های پالایش خاک از جمله گیاه پالایی برای پالایش آلاینده‌های آلی، غیرآلی و هسته‌ای از محل‌های آلوده مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این‌رو، این پژوهش با هدف ارزیابی کارآیی عوامل کلات کننده زیست تجزیه پذیر در بهبود عملکرد گیاه پالایی خاک آلوده به کادمیوم توسط گونه های زینتی تاج خروس و گل جعفری در سال 1397 انجام شد.مواد و روش ها: در این پژوهش توصیفی، پس از آلوده کردن خاک با 50 و 100 میلی‌گرم در کیلوگرم کلرید کادمیوم و تیمار آن با محلول‌های 2.50، 2.00 و 2.50 میلی‌مول در کیلوگرم edta، اسید سالیسیلیک و اسید سیتریک بعنوان عامل کلات کننده، نسبت به کشت و آبیاری گیاهچه‌ گیاهان در گلدان‌های حاوی خاک آلوده‌ طی 60 روز اقدام شد. پس از برداشت و هضم اسیدی نمونه‌های خاک تحت کشت، ریشه و شاخساره گیاهان از تیمارهای شاهد و آزمایشی، محتوی کادمیوم در آن‌ها توسط دستگاه طیف‌سنج نشری پلاسمای جفت‌شده القایی تعیین شد.یافته ها: بیشینه میانگین غلظت کادمیوم در نمونه های خاک زیر کشت، ریشه و شاخساره تاج خروس با 1.87، 4.50 و 1.89 به ترتیب مربوط به تیمارهای اسید سالیسیلیک، edta و اسید سالیسیلیک و در گل جعفری نیز با 1.86، 1.18 و 3.10 به ترتیب مربوط به تیمارهای فاقد کلات، اسید سیتریک و اسید سالیسیلیک بوده است. از طرفی بر اساس مقادیر فاکتورهای انتقال و انباشت زیستی نتیجه گرفته شد که گونه های تاج خروس و گل جعفری به‌ترتیب از قابلیت تثبیت و استخراج گیاهی برخوردار بودند.نتیجه گیری: اسیدهای آلی همچون اسید سالیسیلیک و اسید سیتریک از طریق ساز و کارهایی مانند اثرات شبه هورمونی، آزادسازی و انحلال فسفات، افزایش تحرک کادمیوم و برخی فعالیت های آنزیمی، دگرگونی میکرو ساختاری و کاهش ظرفیت نگه داری فلزات توسط ذرات رس، نقش مهمی در الکتروکینتیک پالایش خاک دارند. لذا، با توجه به اثر مطلوب اسیدهای آلی بعنوان عوامل کلات کننده در ارتقا ی کارایی گیاه پالایی گونه های فرا انباشتگر، استفاده از آن ها در فرآبند آلودگی‌زدایی خاک توصیه می شود.

Evaluation of Chelating Agents with Different Biodegradability Rates on the Enhanced Phytoremediation Efficiency of Ornamental Species (Amaranthus caudatus and Tagetes patula) in Cadmium Contaminated Soils

Background Objective: Nowadays, since increasing environmental pollution particularly soil contamination can cause adverse health effects, kind of methods such as phytoremediation techniques are commonly used to remediate organic, inorganic and nuclear pollutants from contaminated sites. Therefore, this study was conducted to assess of chelating agents with different biodegradability rates on the enhanced phytoremediation efficiency of Amaranthus caudatus and Tagetes patula as ornamental species in cadmium contaminated soils in 2018.Materials Methods: In pot experiments, the soil specimens were moderately artificially contaminated by cadmium chloride (50 and 100 mg/kg). Then 2.5 mmol/kg of EDTA, 2.0 mmol/kg of salicylic acid (SA) and 2.5 mmol/kg of citric acid (CA) solution were added to the contaminated soils to study the influence of these chelating agents on phytoremediation efficiency by studied ornamental plants. Finally, after acid digestion of cultivated soil, roots and stems of A. caudatus and T. patula, the Cd content was determined using ICPOES.Results: The results showed that after 60 days of pots irrigation, the maximum mean content of Cd (mg/kg) in cultivated soil, root and stem samples of A. caudatus with 1.87, 4.50 and 1.89 were found in the SA, EDTA and SA treatments, respectively. Moreover, the maximum mean content of Cd in cultivated soil, root and stem samples of T. patula with 1.86, 1.18 and 3.10 were found in the control, CA and SA treatments, respectively. Also, the values of translocation and bioconcentration factors indicate that A. patula can be considered to be potential plant species for phytostabilization and phytoextraction of cadmium, respectively.Conclusion: The results reported in this study show that the organic acids such as SA and CA have considerable role in soil refining electrokinetic or enhance of soil electrokinetic bioremediation through mechanisms resembling hormonelike effects, phosphate release and dissolution, enhancing of cadmium mobility and some enzymatic activities, microstructural variations and retention capacity decreasing of clay particles. Therefore, due to the desirable effects of organic acids as chelate agents to enhancing phytoremediation efficiency of hyperaccumulator species use of these compounds in the cleanup of contaminated soil is recommended.