نشریه محیط زیست طبیعی

ارزیابی کارایی گیاه نی (Phragmites australis) در جذب فلزات سنگین از رسوبات رودخانۀ کارون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی طبیعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

2 گروه اکوهیدرولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

10.22059/jne.2025.388252.2749

چکیده

آلودگی خاک به فلزات سنگین، ناشی از فعالیت‌های انسانی نظیر صنایع و کشاورزی، به‌عنوان یک چالش جدی محیط‌زیستی مطرح است که اثرات نامطلوبی بر کیفیت خاک، آب‌های زیرزمینی و سلامت انسان و دام دارد. روش‌های سنتی پاکسازی خاک، مانند شستشو و دفن، پرهزینه و زمان‌بر هستند. از این‌رو، استفاده از روش‌های نوین و کم‌هزینه مانند گیاه‌پالایی (Phytoremediation) ضروری به‌نظر می‌رسد. این روش با استفاده از گیاهان، آلاینده‌ها را از محیط‌های آلوده حذف می‌کند و به‌عنوان یک راهکار پایدار و دوستدار محیط‌زیست شناخته می‌شود. این مطالعه به بررسی تجمع فلزات سنگین سرب (Pb)، کادمیوم (Cd) و کروم (Cr) در گیاه نی (Phragmites australis) و رسوبات رودخانة کارون در محدودة شهرستان باوی می‌پردازد. نمونه‌برداری از ریشه، برگ و رسوب در شش ایستگاه و با سه تکرار انجام شد. غلظت فلزات با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری و با نرم‌افزارهای SPSS و Excel تجزیه‌و‌تحلیل شدند. نتایج نشان داد که بیشترین تجمع فلزات در رسوب و سپس در ریشة گیاه نی وجود داشت. همچنین، غلظت سرب (14/15میلی‌گرم) در رسوب گیاه نی، در مقایسه با کادمیوم (9/16 میلی‌گرم) و کروم (3/34میلی‌گرم) بالاتر بود. این مطالعه نشان می‌دهد که گیاه نی، به‌ویژه ریشة آن، پتانسیل مناسبی برای پایش و جذب فلزات سنگین در رودخانة کارون دارد و می‌تواند برای استراتژی‌های گیاه‌پالایی مورد استفاده قرار گیرد. به‌همین دلیل، تحقیقات آتی باید بر بررسی گونه‌های گیاهی جدید، بهینه‌سازی سیستم‌های گیاه‌پالایی و ارزیابی اقتصادی و اجتماعی این روش متمرکز شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the efficiency of Phragmites australis in heavy metal uptake from Karoon River sediments

نویسندگان [English]

  • Roghaieh Chenani 1
  • Mitra Cheraghi 1
  • Kobra Hamidi 2

1 Department of Nature Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran.

2 Department of Nature Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran.

چکیده [English]

Soil contamination with heavy metals, resulting from human activities such as industry and agriculture, is a serious environmental challenge with adverse effects on soil quality, groundwater, and human and animal health. Traditional soil remediation methods, such as washing and landfilling, are costly and time-consuming. Therefore, the use of novel and low-cost methods such as phytoremediation seems necessary. This method uses plants to remove pollutants from contaminated environments and is recognized as a sustainable and environmentally friendly solution. This study investigates the accumulation of heavy metals lead (Pb), cadmium (Cd), and chromium (Cr) in the common reed (Phragmites australis) and sediments of the Karoon River in the Bavi County. Sampling of roots, leaves, and sediment was performed at six stations with three replicates. Metal concentrations were measured using atomic absorption spectrometry and analyzed using SPSS and Excel software. The results showed that the highest accumulation of metals was in the sediment, followed by the roots of the common reed. Also, the concentration of lead (14.15 mg/kg) in the sediment of the common reed was higher compared to cadmium (9.16 mg/kg) and chromium (3.34 mg/kg). This study shows that the common reed, especially its roots, has a good potential for monitoring and absorbing heavy metals in the Karoon River and can be used for phytoremediation strategies. Therefore, future research should focus on investigating new plant species, optimizing phytoremediation systems, and evaluating the economic and social aspects of this method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cadmium
  • Chromium
  • L ead
  • Phytoremediation
Adriano, D.C., 2001. Chapter 10 Lead. Trace Elements In Terrestrial Environments: Biogeochemistry, Bioavailability, and Risks of Metals Springer.
Al-Homaidan, A.A., Al-Otaibi, T.G., El-Sheikh, M.A., Al-Ghanayem, A.A., Ameen, F., 2020. Accumulation of heavy metals in a macrophyte Phragmites australis: implications to phytoremediation in the Arabian Peninsula wadis. Environmental Monitoring and Assessment 192, 1-10.
Asiaabadi., I. Mir Bagheri, S.A., Soleimani., M., 2015 Plant for remediation of soils contaminated with petroleum hydrocarbons around Isfahan Refinery. water and sewage Number 3. (In Persian)
Cheraghi., M., Safahiyeh, A.R., Dadalhi., S.A., Ghanmi, K., Doreghi, A.M., 2014. The study of the possibility of using the mangrove plant Avicennia marina (as a biological monitor of heavy metals in Khoriat of Mahshahr). Journal of Environmental Sciences 13(1), 42-33. (In Persian)
DalCorso, G., Fasani, E., Furini, A., 2013. Recent advances in the analysis of metal hyperaccumulation and hypertolerance in plants using proteomics. Frontiers in Plant Science 4, 280.
Esmaeilzadeh, M., Tavakol, M., Mohseni, F., Mahmoudi, M., Nguyen, U.P., Fattahi, M., 2023. Biomarkers for monitoring heavy metal pollution in the Anzali Wetland. Marine Pollution Bulletin 196, 115599.
Cicero-Fernández, D., Peña-Fernández, M., Expósito-Camargo, J.A., Antizar-Ladislao, B., 2016. Role of Phragmites australis (common reed) for heavy metals phytoremediation of estuarine sediments. International Journal of Phytoremediation 18(6), 575-582.
 Ganjali, S., Tayebi, L., Mortazavi, S., 2014. Phragmites australis as a heavy metal bioindicator in the Anzali wetland of Iran. Toxicological & Environmental Chemistry 96(9), 1428-1434.
Instruction For Surface Water Quality Monitoring No. 522, 2010. Islamic Republic of Iran Vice Presidency For Strategic Planning and Supervision.
Lotf alahi, B., Hodaji, M., 2010. Phytoremediation of cadmium contaminated soil by plants, sunflower and sorghum .5th Conference New Ideas in Agriculture. Islamic Azad University Isfahan Branch, Faculty of Agriculture 2010, 27-28.
Kumpiene, J., Lagerkvist, A., Maurice, C., 2008. Stabilization of As, Cr, Cu, Pb and Zn in soil using amendments–a review. Waste Management 28(1), 215-225.
MacFarlane, G.R., Pulkownik, A., Burchett, M.D., 2003. Accumulation and distribution of heavy metals in the grey mangrove, Avicennia marina (Forsk.) Vierh.: biological indication potential. Environmental Pollution 123(1), 139-151.
Mir Sanjari, M., 2020. Investigation the amount of bioaccumulation of lead, Zinc and Copper heavy metals in different organs of of reed plant (Phragmatis Australis) in Gelerod River. (In Persian)
Mohmmad Zade, J., Mohamadi, M., Babaeinnezhad,T., 2018. Accumulation of heavy metal in reed plant and Karoon river sediments. Journal of Wetland Ecobiology 10(1), 55-64. (In Persin)
Nascimento, C.W.A., Amarasiriwardena, D., Xing, B.M., 2006. Comparison of Natural Organic Acids and Synthetic Chelates at Enhancing Phytoextraction of Metals from a Multi-Metal Contaminated Soil. Environmental Pollution 140(1), 114-123.
Naddafi, K., Honari, H., Ahmadi, M., 2007. Water quality trend analysis for the Karoon River in Iran. Environmental Monitoring and Assessment 134, 305- 312. (In Persian)
Navabiak, M., Kochaki, K. Esmaeli, M., 2017. Evaluate the effectiveness of the phytoremediation method of removing phosphorus from agricultural drainage water (Case Study: Vetiver, Typha and Reed) 23(2),187-207. (In Persian)
Taheri Ghanad, S., Moazed, H., Boroomand Nasab, S., 2016. The potential of Reed, Typha and Bermudagarss on the translocation factor and bioaccumulation of lead. Environmental Science 4(2), 361-372. (In Persian)
Parsadost, F., Bahraini Nejad., B. 2017. Studying the potential of pasture plants and cars in Irankoh region in cleaning soil contaminated with cadmium element. Scientific-Research Quarterly Journal of Pasture and Desert Research in Iran 21( 2), 317-328. (In Persian)
Yap CK, I.A., Tan S.G., Omar, H., 2002. Correlations between speciation of Cd, Cu, Pb and Zn in sediment and thei concentrations in total soft tissue of green-lipped mussel Perna viridis from the west coast of Peninsular  Malaysia. Environment International 28(1-2), 117-126.
Zaimdar, M., 2017. Phytoremediation strategy of tree species to reduce pollution. Environmental Management and Sustainable Development 2(3), 1-5. (In Persian)
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 78، ویژه‌نامه پایش و مدیریت آلاینده‌های محیط‌زیست طبیعی
تیر 1404
صفحه 243-254