گیاه، باز هم ناجی جان (گیاه پالایی)

معمولا هنگامی که درباره محیط زیست و آلودگی ها صحبت می شود، نگرانی ها، خطرات، موارد تهدید کننده سلامت و آینده نامعلوم زمین مطرح می شود. اما این بار در این پست قصد دارم یک روش نوید بخش و موثر را برای از بین بردن آلاینده ها معرفی کنم به نام گیاه پالایی (Phytoremediation).

آلودگی های انسان زادی که به محیط وارد می شوند، به سه دسته بزرگ آلاینده های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی تقسیم می شوند. از این میان، آلودگی های شیمیایی خود شامل دو دسته آلی (بر پایه کربن) و غیر آلی می باشند. از جمله مواردی که می تواند در دسته آلی قرار بگیرد، مثل انواع کود ها، آفت کش ها، فاضلاب های شهری و کشاورزی، آلودگی های نفتی و غیره هستند. انواع مختلف فلز ها و غیر فلز ها (سرب، مس، کادمیوم، آرسنیک، کرم، جیوه و…) اسید ها و نمک های معدنی، سیانید و غیره جز دسته آلاینده های غیر آلی قرار می گیرند.

• گیاه پالایی دقیقا به چه معناست ؟

پیشوند "Phyto" به معنی گیاه و پسوند "remediation" به معنای اصلاح یا توقف آسیب های محیطی است. بنابراین، گیاه پالایی را می توان به عنوان استفاده از گیاهان برای اصلاح یا پاکسازی آلاینده های محیطی تعریف کرد و یک روش نوین برای از بین بردن آلاینده ها از محیط، به خصوص خاک و آب است.

گیاه پالایی را می توان به عنوان استفاده از گیاهان برای اصلاح یا پاکسازی آلاینده های محیطی تعریف کرد و یک روش نوین برای از بین بردن آلاینده ها از محیط، به خصوص خاک و آب است.

• چطور عمل می کند؟

پروسه اصلی به طور خلاصه، جذب مواد آلاینده از محیط توسط گیاه و خارج کردن آنها از محیط مد نظر (مثلا خاک) یا تبدیل کردن ماده خطرناک به مواد دیگریست که خطر کمتری داشته باشند و یا این که دیگر اصلا خطر نداشته باشند. در طی فرایند گیاه پالایی، چندین مکانیسم وجود دارد :

_ تحریک گیاهی (Phyto-stimulation): در این فرایند ، گیاه مواد طبیعی را از طریق ریشه های خود آزاد می کند و مواد مغذی مورد نیاز میکروارگانیسم های موجود در خاک را تأمین می کند. به این ترتیب میکروارگانیسم ها تخریب بیولوژیکی آلاینده ها را افزایش می دهند.

_ تثبیت گیاهی (Phyto-stabilization): در این فرایند ، ترکیبات شیمیایی تولید شده توسط گیاه، آلاینده ها را بی حرکت می کند و از این طریق باعث می شود که مواد خطرناک کمتر بتوانند در دسترس قرار بگیرند، به عبارت دیگر زیست دسترس پذیری را کاهش میدهد.

_ تجمع یا استخراج گیاهی (Phyto-extraction): ریشه های گیاه آلاینده ها را به همراه سایر مواد مغذی و آب جذب می کند اما این بار مواد خطرناک از بین نمی روند بلکه در برگ ها یا شاخه ها تجمع پیدا می کنند. قسمتی از گیاه که انباشت کننده آلاینده ها است برداشت می شود و به همراه موادی که در آن جمع شده است، دفن می شود. نکته جالب درباره این پروسه آن است که در برخی شرایط خاص، می توان برای مثال فلزی که در گیاه تجمع پیدا کرده را استخراج، بازیافت و استفاده کرد!

_ تجزیه گیاهی (Phyto-degradation): در این پروسه، گیاه توانایی متابولیزه کردن و تخریب آلاینده ها را در بافت خود دارد.

_ گیاه تبخیری (Phyto-volatilization): شامل جذب آلاینده ها توسط ریشه های گیاه و تبدیل آن به حالت گازی و انتشار آن در جو است.

فرایند هایی که توضیح داده شد، از جمله رایج ترین پروسه هایی هستند که در مسیر مکانیسم گیاه پالایی وجود دارند اما به این معنا نیست که الزاما همه این موارد باید همراه با هم وجود داشته باشند.

• از چه نوع گیاهی استفاده می شود؟

بسته به نوع آلاینده و نوع محیطی که برای پاکسازی مد نظر است، گیاه یا گیاهان متفاوتی استفاده می شود؛ چون یک نوع گیاه یا درخت خاص نمی تواند همه انواع آلودگی ها را از محیط پاک کند. بیشترین و رایج ترین گونه های گیاهی که برای این هدف تا به حال استفاده شده اند شامل موارد زیر است:

سنبل (Hyacinth)، آزولا (Azolla)، دم گربه (Cattail)، درخت صنوبر (Poplar)، آفتابگردان (Sunflower)، خردل هندی (Brassica juncea)، ذرت (Corn) و …

بسته به نوع آلاینده و نوع محیطی که برای پاکسازی مد نظر است، گیاه یا گیاهان متفاوتی استفاده می شود.

• مزایا و محدودیت ها؟

شاید در نگاه اول اینطور به نظر برسد که گیاه پالایی یک متد ایده آل و بدون ایراد است. اما این روش هم مثل هر روش دیگری، محدودیت هایی دارد. برای مثال، وسعت گیاه پالایی عمدتا محدود به عمق ریشه است و نمی تواند آلودگی هایی که در اعماق بیشتر قرار دارند را تحت تاثیر قرار دهد. معمولا به کار بردن این روش به تنهایی نمی تواند به اندازه کافی تاثیرگذار باشد و باید به همراه متد هایِ دیگرِ پاکسازی اعمال شود.

اما مزیت های گیاه پالایی آن قدر زیاد است که باعث می شود استفاده از این روش موثر و کاربردی باشد. مثلا نیاز به هزینه های بسیار بالا ندارد، در بعضی شرایط امکان بازیابی دوباره فلزات وجود دارد، گیاه باعث جلوگیری از فرسایش خاک می شود، حاصل خیزی خاک را حفظ میکند و …

فایل پاورپوینت برای ارائه یک مطالعه موردی در این زمینه:
Remediation of inorganic contaminants in soil using electrokinetics, phytoremediation techniques

اگر به مطالعه مطالب بیشتر و علمی تر درباره این موضوع علاقه مند هستید:

فاطمه رضایی

دانشجوی ارشد زمین شناسی زیست محیطی