بررسی میزان تاثیر گیاه پالایی در حذف آلاینده ها

دانلود پایان نامه رشته بهداشت

بررسی میزان تاثیر گیاه پالایی در حذف آلاینده ها

چکیده :

توسعه سریع تکنولوژی های جدید، همراه با یکسری مشکلات محیطی از جمله آلودگی خاك، آب و هوا است. آلوده شدن خاك بوسیله فلزات سنگین ساختار و تنوع زیستی خاك را بهم می زند. گیاه پالایی از روش های نوین در پاکسازی خاك از فلزات سنگین می باشد. گیاه پالایی از جمله روش های پیشنهادی است که با انباشت عناصر سنگین در اندام هوایی گیاهان، خروج این عناصر از خاك های آلوده را امکان پذیر می کند. هدف اصلی این تحقیق بررسی ژن های مسئول در تجزیه ترکیبات نفتی باکتری های مؤثر در زیست پالایی آلودگی های نفتی و انتقال این ژن ها به گیاهان مناسب و شناسایی گیاهانی که خود دارای قدرت تجزیه ترکیبات نفتی جهت حفظ محیط زیست است. این مطالعه به روش مروری-توصیفی بر روی مطالعات کتابخانه ای در مورد گیاه پالایی انجام گردید. نتایج نشان می دهد که تفاوت زیادی بین استفاده از گیاه پالایی و عدم استفاده از آن در کاهش آلودگی خاک وجود دارد وگیاه پالایی می تواند بین 13 تا 50 درصد کاهش آلودگی خاک را بهبود بخشد.

کلمات کلیدی :

فلزات سنگین

آلودگی خاک

گیاه پالایی

آلودگی های نفتی

زیست پالایی

مقدمه:

آلودگی زیست محیطی از جمله مسایلی است که بشر با آن روبرو است . فعالیت های صنعتی ، کشاورزی و... بشر باعث ایجاد و افزایش آلودگی درآب و خاک گردیده است. که این تغییرات روز به روز مشهودتر و ملموس تر گردیده ودیده بانان محیط زیست را ملزم به بکار بردن روش هایی برای جلوگیری یا رفع آلودگی کرده است. یکی از مشکلات بشر در قرن حاضر مسئله آلودگی محیط زیست به وسیله فلزات سنگین است. معدن کاری وذوب سنگ های معدنی فلزدار به مقدار زیادی میزان فلزات سنگین را طی دو قرن گذشته افزایش داده است.خیلی از این عوامل آلوده کننده تأثیرات سمی وسرطان زایی در بدن دارند و اگر از خاک و آب حذف نشوند از طریق گیاهان وارد زنجیره غذایی شده و به بدن انسان راه می یابند. گیاهان، خاك های آلوده را پاك می كنند. گیاه پالایی؛ فصلی جدید در محافظت از محیط زیست است. گیاه پالایی یك تكنیك باصرفه اقتصادی، زیست محیطی و علمی است كه برای كشورهای در حال توسعه مناسب است و تجارت با ارزشی به حساب می آید. متاسفانه علی رغم این پتانسیل، هنوز در برخی از كشور ها مانند كشور ما به عنوان یك فناوری استفاده تجاری ندارد.

گیاه پالایی با استفاده از مهندسی گیاهان سبز شامل گونه های علفی و چوبی برای برداشت مواد آلاینده از آب و خاك یا كاهش خطرات آلاینده های محیط زیست نظیر فلزات سنگین،عناصر كمیاب، تركیبات آلی و مواد رادیواكتیو به كار برده می شود. مهم ترین تركیبات معدنی آلاینده، فلزات سنگین بوده و میكرو ارگانیسم های خاك قادر به تجزیه آلاینده های آلی هستند، اما برای تجزیه میكروبی فلزات نیاز به آلی شدن یا تغییرات فلزی آنها وجود دارد كه امروزه از گیاهان برای این بخش استفاده می شود. اگرچه دغدغه دیگر برای كارشناسان، نحوه استفاده از گیاهانی است كه به این شكل آلوده می شوند، اما راهكار تولید انرژی به عنوان یكی از ضروری ترین بخش های زندگی امروز، دریچه دیگری را برای دانشمندان باز كرد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده......................................................................................................................1

فصل اول:کلیات تحقیق................................................................................................2

1-1 مقدمه ...............................................................................................................3

1-2 تعریف گیاه پالایی .................................................................................................4

1-2-1 انواع روش های پاکسازی ....................................................................................4

1-2-2 گیاه پالایی دو مکانیسم اصلی دارند......................................................................4

1-2-3 مشخصه گیاهان مناسب برای گیاه پالایی ..............................................................4

1-2-4 انباشتگرها .......................................................................................................5

1-3 انواع فرایندهای گیاه پالایی ....................................................................................5

1-4 فلزات سنگین و دسترسی آنها در خاك .....................................................................6

1-4-1 واكنش گیاهان به فلزات سنگین ...........................................................................6

1-4-2 پالایش فلزات سمی ...........................................................................................6

1-4-3 باکتری ها به دو دلیل فلزات را جذب خود می کنند ....................................................7

1-4-4 مکانیسم های اتصال فلز به جدار خارجی سلول را می توان به سه دسته تقسیم کرد.....7

1-4-4-1 متیله کردن فلز در چند مرحله انجام می گیرد ........................................................8

1-4-4-2 ترکیب گروه متیل تولید شده با فلز ......................................................................8

1-4-5 فیتواکسترکشن .................................................................................................9

1-4-5-1 خصوصیات بهترین گیاهانی که برای فیتواکسترکشن مورد استفاده قرار می گیرند........11

1-5 گیاه پالایی طبیعی و گیاه پالایی تیمارشده با مواد شیمیایی .........................................12

1-5-1 نقش قارچ Arbuscular mzcorrhiya درگیاه پالایی .....................................................13

1-5-2 خصوصیات باكتریهای مؤثر در پالایش سبز ...............................................................14

1-5-3 نقش باكتریها و جمعیت میكروبی خاك در پالایش سبز خاكهای آلوده ............................14

1-6 بیوتکنولوژی و گیاه پالایی .......................................................................................17

1-6-1 كاربرد مهندسی ژنتیك برای بهبود گیاه پالایی .........................................................25

-6-2 امکان استفاده از گیاهان بعد از فرایند گیاه پالایی ......................................................25

1-6-3 مصرف تولیدات گیاه پالایی ...................................................................................26

1-6-4 تولید انرژی ......................................................................................................26

1-6-5 آینده گیاه پالایی ................................................................................................27

1-6-6 مزیت های گیاه پالایی.........................................................................................28

1-6-7 محدودیت های گیاه پالایی...................................................................................29

1-6-8 گیاه پالایی خاک های آلوده به " فنانترن" با استفاده از گیاه سورگوم ...........................30

1-6-9 تاثیرمخلوط دوگیاه یونجه و فسكیو درگیاه پالایی خاك آلوده به نفت خام سبك ................30

1-6-10 قابلیت زیست پالایی خاكهای آلوده به آرسنیك توسط كلم زینتی ..............................32

1-7 فناوری زیست پالایی برای حذف آلودگی های نفتی در خاک وآب ..................................33

1-7-1 حذف آلودگی های نفتی ....................................................................................34

1-7-1-1 سه فرم کلی برای زیست پالایی وجود دارد ........................................................35

1-7-2 ساختار نفت ....................................................................................................36

1-7-2-1 میکرو ارگانیزم های مسئول تجزیه نفت ..............................................................37

1-7-2-2 مکانیزم های تجزیه اجزای نفت خام ...................................................................37

1-8 اهداف تحقیق ......................................................................................................39

1-8-1 هدف اصلی طرح (General Objective) ..................................................................39

1-8-2 اهداف ویژه طرح (Specific Objectives) ..................................................................39

1-8-3 اهداف كاربردی .................................................................................................39

1-8-4 فرضیات یا سؤالات تحقیق ....................................................................................39

1-9 پیشینه تحقیق ......................................................................................................39

فصل دوم مواد و روش ها ..............................................................................................41

2-1 مواد و روش ها .....................................................................................................42

فصل سوم یافته ها و نتایج ............................................................................................43

3-1 گیاه پالایی در کجا استفاده می شود ؟ .....................................................................44

3-2 مزیت ها و معایب گیاه پالایی ..................................................................................44

3-2-1 مزیت های گیاه پالایی در مقایسه با مدل کلاسیک ..................................................44

3-2-2 معایب گیاه پالایی در مقایسه با مدل کلاسیک ........................................................45

3-3 هدف از گیاه پالایی و تکنولوژی زیستی .....................................................................45

3-3-1 ارزیابی خطر ......................................................................................................46

فصل چهارم نتیجه گیری و پیشنهادات .............................................................................47

4-1 نتیجه گیری ..........................................................................................................48

4-1-1 بررسی و مقایسه تاثیر گیاه پالایی بر روی دفع آلودگی خاک .......................................48

4-2 پیشنهادات ...........................................................................................................48

فصل پنجم منابع ..........................................................................................................50

5-1 منابع ....................................................................................................................51

فهرست جداول

عنوان جدول صفحه

جدول(3-1): آزمایش های گیاه پالایی در نواحی مختلف از آمریکا ..........................................44

جدول(4-1): مقایسه ای بین روش های بدون گیاه و گیاه پالایی جهت کاهش آلودگی نفتی خاک......................................................................................................................... 48