کاربرد گیاهان در حذف آلاینده‌های نفتی

پیشینه و هدف: صنعت نفت یک صنعت مهم، مادر و اشتغال‌زا است که به عنوان صنعت تغذیه کننده بسیاری از صنایع محسوب می‌شود. یکی از مشکلات مهم محیط زیستی مرتبط با این صنعت این است که در طی فرایندهای مختلف استخراج، انتقال، پالایش و فراوری آن امکان ورود نفت به محیط‌زیست وجود دارد. آلودگی نفتی محیط‌زیست، تهدیدی بزرگ برای سلامت اکوسیستم و انسان ایجاد می‌کند. از این رو حذف آلاینده‌های نفتی وارد شده به محیط‌زیست و به ‌ویژه خاک برای سلامت آن، ضروری است. هدف از این مقاله، علاوه بر ارائه اطلاعات کلی در مورد گیاه‌پالایی، مرور آخرین پژوهش ها در مورد استفاده از گیاهان مختلف برای حذف آلاینده های نفتی از محیط زیست می باشد. همچنین در این پژوهش تعدادی از گونه های گیاهی دارای قابلیت حذف آلاینده های نفتی معرفی شده است. مواد و روش ها: برای انجام این مطالعه، کتابخانه های الکترونیکی الزویر، اشپرینگر و مرکز اطلاعات جهاد دانشگاهی (sid) با استفاده از کلیدواژه های phytoremediation ، oil contamination، گیاه پالایی، آلودگی نفتی و آلاینده نفتی مورد کاوش قرار گرفت. منابع پس از استخراج و دسته بندی موضوعی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج: با انجام کاوش در منابع اطلاعات علمی ده مقاله مروری به عنوان هسته اصلی و در مجموع 99 منبع استخراج شد و مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس مطالعات صورت گرفته، استفاده از گیاهان برای حذف انواع آلاینده‌ها یکی از روش های مقرون به صرفه و سازگار با محیط‌زیست معرفی شده است. از جمله مزایای گیاه پالایی می توان به نیاز به سرمایه‌گذاری کم، امکان حذف آلاینده در محل، زیبایی‌شناسی مناسب، جلوگیری از فرسایش خاک‌، جلوگیری از انتشار مواد سمی و امکان استفاده به ویژه در مناطقی که غلظت آلاینده پایین است اشاره کرد. طبق مطالعات انجام شده، گیاهان از پنج مکانیسم مختلف شامل گیاه استخراجی، گیاه تثبیتی، گیاه تبدیلی، گیاه تبخیری و  ریزوفیلتراسیون برای حذف آلاینده ها از محیط استفاده می کنند. در این مطالعه تعداد 12 گیاه موثر در حذف فلزات سنگین و 30 گیاه دارای قابلیت گیاه پالایی نفت و ترکیبات سمی مرتبط با آن یعنی هیدروکربن های چندحلقه ای آروماتیک معرفی شدند. بحث: گیاه‌پالایی یک روش دوستدار محیط‌زیست و مبتنی بر انرژی خورشید است که از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است و امکان  تجاری‌سازی آن نیز فراهم می باشد. در حال حاضر، فناوری گیاه‌پالایی در مراحل اولیه خود است و مشکلات فنی زیادی برای توسعه آن وجود دارد که باید برطرف شود. در میان گیاهان، گیاهان علفی با سطح ریشه بالا برای حذف هیدروکربن های چندحلقه ای آروماتیک کارآمد هستند، زیرا سیستم ریشه فیبری آن‌ها سطح بسیار خوبی را برای میکروب‌ها و ریزوفیلتراسیون فراهم می‌کند. در حال حاضر و به ویژه در کشور ما نیاز مبرمی به کشف گونه‌های گیاهی جدید با توانمندی تحمل و حذف آلاینده های محیطی به ویژه آلودگی های نفتی وجود دارد. همچنین انجام تحقیقات برای بهینه‌سازی فرآیندهای گیاه پالایی، درک فعل و انفعالات گیاهی، فعل و انفعالات میکروبی و تجهیزات مناسب برای انجام آن ضروری می باشد. علاوه بر این، استفاده از تکنیک‌های مولکولی و توسعه گیاهان تراریخته برای افزایش کارامدی گیاه‌پالایی در حال گسترش است. بنابراین، انتظار می‌رود مهندسی ژنتیک نقش مهمی در افزایش کاربرد فن‌آوری‌های گیاه‌پالایی ایفا کند. مطالعات مربوط به این استراتژی‌ها در توسعه ابزارهای ساده‌تر و مقرون به صرفه برای گیاه‌پالایی بسیار مفید خواهد بود.

application of plants in the removal of oil contaminants

introduction: the oil industry is an important, job-creating, and feeder industry whose products are used as raw materials for other industries. one of the important environmental problems related to this industry is that oil can leak into the environment during extraction, transfer, refining, and processing. environmental oil pollution poses a major threat to the ecosystem and human health. therefore, the elimination of oil contaminants entering the environment, especially soil, is essential for environmental health. the current study aims to provide general information about phytoremediation and review the latest research on the use of different plants to remove oil pollutants from the environment. additionally, several plant species with the ability to remove oil pollutants have been introduced.materials and methods: to conduct this study, the electronic libraries of elsevier, springer, and science information center (sid) were searched using the keywords phytoremediation, oil contamination, plant remediation, oil pollution, and oil pollutant. the sources were analyzed after extraction and subject classification.results: by exploring the sources of scientific information, 10 review articles were extracted as the core and a total of 99 references were extracted and analyzed. based on the findings, the use of plants to remove all kinds of pollutants has been introduced as one of the cost-effective and environmentally friendly methods. among the advantages of phytoremediation, the following were mentioned: the need for small financial investment, the possibility of removing pollutants on site, proper aesthetics, preventing soil erosion, preventing the release of toxic substances, and the possibility of using this method in areas with low pollutant concentrations. according to studies, plants utilize various mechanisms, including phytoextraction, phytovolatilization, phytostabilization, phytodegradation, rhizodegradation, or rhizofiltration to remove pollutants from environments. in this study, 12 plants effective in removing heavy metals and 30 plants capable of phytoremediation of oil and related toxic compounds, i.e. polycyclic aromatic hydrocarbons, were introduced. discussion: phytoremediation is an environmentally friendly method that is based on solar energy. it is economically reasonable and its commercialization is possible. currently, phytoremediation technology is in its early stages and there are many technical problems to be overcome for its development. among plants, herbaceous plants because of their high root surface area are efficient in the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons. currently, especially in our country, there is an urgent need to discover new plant species with the ability to tolerate and remove environmental pollutants such as oil pollution. it is also necessary to carry out research to optimize plant treatment processes, understand plant–environment interactions, and microbial interactions and finding appropriate equipment to do it. in addition, the use of molecular techniques and the development of transgenic plants to increase the efficiency of the plant to remove toxic materials are expanding. therefore, genetic engineering is expected to play an important role in increasing the application of plant breeding technologies. studies on these strategies will be very useful in developing simpler and cost-effective tools for phytoremediation.