ضریب گیاه‌پالایی گیاه سورگوم شیرین در کاهش فلزات سنگین کادمیم، سرب و آرسنیک از پساب شهری

امروزه استفاده از پساب یا آب خاکستری برای کشاورزی به‌شدت در حال گسترش است در حالی که استفاده از آنها خطراتی نیز به‌همراه دارد. فلزات سنگین موجود در پساب حتی در مقادیر اندک به‌دلیل ضریب تجمع‌پذیری بالا در محیط، عدم تجزیه‌پذیری و ماندگاری زیاد، شدت سمیت و آلوده‌سازی خاک در زمان آبیاری از جمله معضلات استفاده از پساب در کشاورزی است که باید به نحوی مدیریت شود. در این خصوص روش گیاه‌پالایی به‌دلیل سازگاری با محیط زیست و قدرت پالایش محیط از مزیت مناسبی برخوردار است. به‌منظور بررسی قدرت گیاه‌پالایی سورگوم شیرین، این گیاه با پساب شهری آبیاری شد. ابتدا پساب آنالیز شد. با اضافه نمودن ترکیبات کادمیم، سرب و آرسنیک به پساب، سه تیمار 0.1، 1 و 10 میلی‌گرم در لیتر از فلزات مذکور در پساب شهری ایجاد شد و به‌مدت 12 هفته گلدان‌های مربوطه با تکرار مناسب آبیاری شد. نمونه‌های ریشه، ساقه، برگ، بذر، خاک و زهاب گلدان‌ها به‌صورت جداگانه برای آنالیز هضم اسیدی و تزریق به دستگاه جذب اتمی برداشت شد و نتایج توسط روش‌های آماری مقایسه شد. نتایج نشان داد که میزان انباشت کادمیم و سرب در گیاه سورگوم نسبت به آرسنیک بسیار بیشتر است و به بیش از ده برابر می‌رسد. از طرف دیگر ضریب جذب یا توانایی گیاه در جذب عناصر در مورد کادمیم و سرب با افزایش غلظت در خاک، به سرعت کاهش یافته و در مورد آرسنیک، ضریب جذب گیاه با افزایش غلظت آن در خاک تا اندازه‌ای افزایش می‌یابد. در مورد میزان انباشت مواد، توانایی تمامی بافت‌ها در انباشت کادمیم و سرب یکسان بوده و در مورد آرسنیک، بیشترین تجمع این عنصر در ریشه است و در بخش‌های هوایی آن مقدار کمتری تجمع می‌یابد. این پژوهش نشان می‌دهد الگوی انباشت فلزات سنگین در گیاه سورگوم و همچنین میزان نهایی انباشت، ضریب جذب و تغییرات آن نسبت به غلظت محیط در عناصر مختلف متفاوت است و با توجه به غلظت نهایی انباشت و ضریب جذب، گیاه سورگوم شیرین گونه‌ای مناسب برای پالایش کادمیم و سرب در پساب‌های شهری در غلظت‌های پایین است و این امر می‌تواند از انباشت تدریجی آلاینده‌های مذکور در خاک جلوگیری نماید.

Cadmium, Lead and Arsenic Remediation in Urban Wastewater by Sorghum Bicolor L.

The use of wastewater and gray water for agribusiness is recently growing, and it is essential to investigate the risks associated with its use. Heavy metals in wastewater, even in small quantities, are among problems limiting the use of wastewater in agriculture. This is due to the high agglomeration coefficient in the environment, degradability and long shelflife which cause the severity of toxicity and contamination of the soil during irrigation. In this regard, the  Phytoremediation technology can be advantageous due to its environmental compatibility and environmental refining power. In order to investigate the power of sweet sorghum, urban wastewater was used to irrigate the plant.  First, wastewater was analyzed in terms of 38 factors. By adding cadmium, lead and arsenic to wastewater, three treatments of 0.1, 1 and 10 mg/l of these metals were created in urban wastewater and for 12 weeks the respective pots were irrigated with appropriate replication. Samples of root, stem, leaf, seed, soil and drainage of pots were collected separately for analysis of acid digestion and grafting to the atomic absorption system and the results were compared by statistical methods. The results showed that accumulation of cadmium and lead in sorghum is more than ten times higher than that of arsenic. On the other hand, the absorption coefficient or ability of the plant to absorb the elements has decreased rapidly for cadmium and lead with increasing concentration in the soil. In the case of arsenic, the absorption coefficient increased with increasing concentration in the soil. Regarding the amount of material accumulation, the ability of all tissues in the accumulation of cadmium and lead was the same and in the case of arsenic, the root accumulated more than aerial parts. This study showed that the heavy metals accumulation pattern in sorghum, the final amount of accumulation, the absorption coefficient and its changes relative to the environmental concentration are different for various elements. According to the final concentration of accumulation and absorption coefficient, the sorghum plant is suitable for the purification of cadmium and lead from low concentration effluents which are commonly found in urban wastewater. This can prevent the accumulation of these pollutants in soil.