نویسندگان
1 دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 فارغ التحصیل کارشناس ارشد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
The aim was to evaluate the efficacy of Eisenia fetida soil earthworms in the biological treatment of Lead-contaminated soils in the presence of organic matters. 6 soil samples from zero to 15 cm depth were collected at different distances around the mine and a soil sample (control) was collected from the non-contaminated area. This experiment was investigated as a factorial in the form of a complete randomized block design with first factor of organic fertilizers (cow manure, carrot pulp, vermicompost and control) and the second factor of the presence or absence of earthworms. 12 earthworms weighing between 0.3 and 0.6g were selected for each soil sample (300g). For 42 days, the worms were exposed to lead-contaminated soils with a concentration of 133.19 to 13250 mg/kg. At the end of the experiment, the concentration of lead in soil and earthworms body was measured. Results of this study show that the highest concentration of lead in the body of earthworms was found in all treatments at S3 and S2, which were more polluted than other sampling points to this metal. Soil earthworms have different capacities for absorbing and accumulating lead. The amount of bioaccumulation factor for lead metal at point S7 was greater than one, which was similar to previous studies. A significant increase in the amount of exchange lead (50 mg/kg) was observed in the treatment of cow manure without inoculation with earthworms. While the application of organic fertilizer with earthworm reduced the amount of Lead metal in the carbonate sector.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
فلزات سنگین که در نقاط مختلف دنیا به شکلهای گوناگون از لحاظ فیزیکی و شیمیایی و در عین حال در غلظتهای مختلف به عنوان آلوده کننده محیطزیست وارد اکوسیستم میشوند تاکنون اثرات زیانباری را بوجود آوردهاند. این فلزات سمی معمولا در فرایند ضایعات حاصل از استخراج معدن، آبکاری فلزات، تجهیزات تولید برق، دستگاههای الکترونیکی واحدهای تولیدی و دباغ خانهها وجود دارند (وانگ 2009). صنعتی شدن جوامع بشر منجر به آزاد سازی مقادیر قابل توجهی از عناصر فلزی به زیست کره گردیده است (لست و همکاران 1988).در مناطق متعددی که تحت تاثیر فعالیتهای معدن هستند همواره غلظت بالایی از عناصر سمی تولید میکنند که اثرات سوء بر اکوسیستم دارند (ویگلب و فلینکف 2001). بنابراین فعالیت معدن یکی از خطرناکترین فعالیتهای انسان در جهان (آدرینو 1986) و یکی از بزرگترین منابع آلودگی زیست محیطی ناشی از فلزات سنگین است که محیط زیست را در معرض خطر قرار میدهد. فلزات سنگین دارای ویژگیهایی نظیر: تجمع پذیری زیستی، سمیت بالا، ثبات شیمیایی، تجزیه پذیری ضعیف و نیز قابلیت انحلال زیاد در آب هستند که سبب آلودگیهای وسیع در سطح خاک میشوند (سیزمور و هادسون 2009). فلزات سنگین به دلیل سمیت و ماندگاری آنها در محیط زیست تهدیدی جدی برای سلامت جامعه بحساب میآیند (لی و همکاران 2014). از جمله فلزات سنگین موجود در خاک میتوان به سرب اشاره کرد، سرب فلزی است که بیشترین عوارض را بر روی سلامتی انسان دارد و بسیار سمی میباشد، اختلال بیوسنتز هموگلوبین و کم خونی، افزایش فشارخون، آسیب به کلیه، اختلال سیستم عصبی، آسیب به مغز، کاهش قدرت یادگیری و اختلالات رفتاری در کودکان از عوارض افزایش غلظت سرب در بدن است (برلین 1985). کرم های خاکی موجودات زنده خاک هستند که به طور معمول در مطالعات زیست محیطی و سمیت شناسی زیستی استفاده میشوند (دای و همکاران 2004؛ هابلن و همکاران 2006 ). این موجودات یکی از بهترین اجزای خاک میباشند که نقش اساسی در حفظ ساختمان خاک، توسعهی خاک و اثرات کلیدی در فرایندهایی مانند تجزیه مواد آلی و مواد مغذی معدنی دارند (دای و همکاران 2004). این موجودات زنده خاک اطلاعات مهمی برای ارزیابی خطرات زیست محیطی را تامین میکنند و به دلیل ارتباط نسبتا مداوم بین غلظت برخی از آلوده کنندهها در بافتشان و در بخشهای خاک یک شاخص مفید بیولوژیکی جهت ارزیابی آلودگی به حساب میآیند (لنو و همکاران 2004). استفاده از کرمهای خاکی در پالایش زیستی خاک یک روش زیستی است، به طوری که غلظت آلایندهها در خاک از طریق مکانیسم تجمع زیستی در بدن کرمهای خاکی کاهش پیدا میکند (سایزوسکی و کلسی 2010). مطالعات آسمان و همکاران (2015)، نشان داد که ارتباط معنی داری بین میزان کاهش غلظت فلزات از خاک و تجمع این فلزات در بدن کرم خاکی وجود دارد. در مطالعه ای که توسط شاه منصوری و همکاران (2005) در خصوص تجمع زیستی فلزات سنگین در بدن کرم خاکی در طی فرآیند ورمی کمپوست صورت گرفت، مشخص گردید غلظت فلزات سنگین از جمله سرب با گذشت زمان در ورمی کمپوست کاهش و در بدن کرم خاکی افزایش یافته است.
حضور کرمهای خاکی در محیط خاک میتواند قابلیت دسترسی زیستی آلایندهها و فعالیت میکروبی را بهبود ببخشدکه منجر به تجزیه میکروبی بیشتر آلایندههای خاک میشود، همچنین از جمله مهمترین موارد کاربرد این موجودات شامل تصفیه در مدیریت مواد زاید، به عنوان جاذب بیولوژیک در سمیتزدایی و پالایش خاک از فلزات سنگین و برخی از آفت کشهای آلی، افزایش جمعیت و تقویت فعالیتهای آنزیمی میکروارگانیسمهای مفید خاک، بهبود کیفیت خاک و توسعه کشاورزی است (زالتوسکیت و سدین 2010؛ سان و همکاران 2011). کرمهای خاکی به طور گسترده در فرآوری طیف وسیعی از ضایعات آلی مثل لجن فاضلاب، بقایای گیاهی، ضایعات صنعتی و کودهای حیوانی استفاده میشوند. مواد آلی پس از بلعیده شدن و عبور از دستگاه گوارش کرمها دستخوش تغییرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی زیادی میشوند، از جمله این تغییرات، افزایش قابلیت دسترسی فلزات میباشد (مارتین 1991). گزارشهای زیادی مبنی بر تاثیر فعالیت کرمهای خاکی بر تغییر توزیع فلزات در بخشهای مختلف خاک وجود دارد (ما و همکاران 2002). ون و همکاران (2006) افزایش بخش محلول، تبادلی و کربناته و کاهش در بخش مواد آلی را گزارش کردند. این نتایج توسط یودوک و لستن (2010) نیز گزارش شده است. چنگ و وانگ (2002) نیز طی مطالعه ای نشان دادند که روی پیوند شده با مواد آلی در اثر فعالیت کرمهای خاکی به طور قابل توجهی افزایش یافت.
با توجه به اینکه امروزه یکی از مهمترین مشکلات زیست محیطی در سراسر دنیا آلودگی خاکهای مناطق صنعتی و معادن و به ویژه زمینهای کشاورزی اطراف این معادن، به فلزات سنگین میباشد و به دلیل اینکه استفاده از کرمهای خاکی روش بیولوژیکی مناسبی برای حذف این فلزات از محیط خاک بشمار میآید، این مطالعه به منظور تعیین کارایی کرم خاکی Eisenia fetida در پالایش زیستی خاکهای کشاورزی آلوده اطراف معدن آهنگران و فراهمی زیستی سرب اجرا گردید.
)