چکیده فلزات سنگین از مهمترین ترکیبات آلوده کننده محیط زیست محسوب می شوند. با آلوده شدن خاک در اثر فعا لیت های صنعتی و معدن کاوی این عناصر وارد چرخه خاک-گیاه-انسان شده و در بافت بدن انسان یا حیوان جمع شده و به حد سطوح سمی برای حیوان و انسان می رسند. محدوده مورد مطالعه در این تحقیق با وسعت تقریبی 13 کیلومترمربع در استان همدان و 9 کیلومتری شرق شهر نهاوند قرار دارد. نزدیک ترین روستا به این منطقه، روستای عشوند در یک کیلومتری جنوب غربی آن می باشد. این محدوده در طی اکتشافات ژئوشیمیایی و چکشی در سال 1387 توسط کارشناسان سازمان زمین شناسی کشف گردیده است. در این تحقیق به بررسی مقدار عناصر فلزی در خاک و گیاهان بومی و جانوران اهلی این منطقه و بررسی روند تغییرات عناصر در خاک، گیاه و احشام در مناطق معدنی و پیش بینی تأثیرات استخراج معادن فلزی بر محیط زیست و در نهایت سلامتی انسان پرداخته شده است. به این منظور در این منطقه تعداد 34 نمونه خاک، 80 نمونه گیاهان غالب منطقه که مورد تغذیه دام نیز قرار دارند و همچنین تعداد 20 نمونه از کبد و کلیه گوسفندان منطقه معدنی وهمچنین منطقه شاهد (فاقد آثار معدنی) جمع آوری و مقدار عناصر فلزی آنها توسط دستگاه icp تعیین گردید. نمونه های گیاه و خاک از 5 منطقه ماده معدنی (اسکارن) ، محدوده سنگ های آهکی ، محدوده سنگ های آذرین ، محدوده آبراهه پایین دست اسکارن ، منطقه شاهد ( آبراهه فاقد ماده معدنی) جمع آوری گردید. بر اساس نتایج حاصله حداکثر مقدار عناصر در خاک برای مناطق معدنی و شاهد، به ترتیب عبارتند از (میکروگرم در گرم وزن خشک) آرسنیک 6/235 و 8/9، کبالت 9/46 و3/21، کروم 3/227 و4/111، مس 2/169 و5/40، منگنز 5/2798 و7/852، نیکل 7/146 و3/59، سرب 4/743 و49، روی 2/673 و5/93 . تعداد 80 نمونه از سه گونه گیاهی غالب موجود در منطقه عشوند جمع آوری گردید. این گیاهان شامل گونه های euphorbia capitulate و alyssum montanum و aegilops triancialis بودند. مقدار عناصر فلزی موجود در قسمت های هوایی این گیاهان با روش تهیه خاکستر خشک و تجزیه اسیدی آن و آنالیز توسط دستگاه icp تعیین گردید. بر این اساس بیشترین مقدار میانگین غلظت عناصر برای مناطق معدنی و شاهد در گیاهان، به ترتیب عبارتند از ( میکروگرم در گرم وزن خشک) آرسنیک 7/7 و1/1، کادمیوم 6/0 و3/0، کبالت 5/5 و 1/0، کروم 2/13 و1، مس 4/80 و9/9، آهن3/1795 و1/707، منگنز 7/171 و7/74، مولیبدن 1و5/0، نیکل 1/4 و9/0، سرب 8/59 و1/2 ، روی 2/128 و5/11 . کبد وکلیه 5 گوسفند تغذیه شده با علوفه منطقه معدنی و 5 گوسفند تغذیه شده با علوفه منطقه شاهد نیز جمع آوری گردید و مقدار عناصر فلزی آن ها با تجزیه اسیدی و آنالیز توسط دستگاه icp تعیین گردید. بر این اساس میانگین مقدار عناصر در بافت کبد گوسفندان برای مناطق معدنی و شاهد، به ترتیب عبارتند از (میکروگرم در گرم وزن خشک) آرسنیک 1/1 و2/0، کادمیوم 06/0 و05/0، کبالت 4/0 و1/0، کروم 2/2 و2/0، مس 2/18 و6/2، آهن 2/376 و2/183، منگنز 9/17 و5/9، مولیبدن 4/0 و1/0 ،نیکل 4/1 و2/0، سرب 2/3 و2/0 ، روی 9/28 و4/9. همچنین میانگین عناصر در بافت کلیه گوسفندان برای مناطق معدنی و شاهد، به ترتیب عبارتند از (میکروگرم در گرم وزن خشک) آرسنیک 8/0 و2/0، کادمیوم 11/0 و1/0، کبالت 5/0 و4/0، کروم 6/1 و1/0، مس 7/6 و1/1، آهن 3/139 و68، منگنز 1/5 و7/2، مولیبدن 4/0 و1/0 ،نیکل 5/1 و2/0، سرب 8/2 و2/0 ، روی 2/22 و3/7. بنابراین میانگین غلظت فلزات سنگین در خاک، گیاهان و گوسفندان محدوده معدنی بطور معنی داری بیشتر از محدوده شاهد است. از طرفی میانگین سرب در بافت کبد و کلیه گوسفندان محدوده معدنی با µg/g 2/3 و µg/g 8/2 بالاتر از حد مجاز غلظت سرب سازمان بهداشت جهانی در غذا (µg/g 2) قرار دارد که تهدیدی برای سلامتی انسان به عنوان مصرف کننده اصلی است. در نهایت می توان پیش بینی نمود که با آغاز به کار معدن و باز شدن ماده معدنی آلودگی فلزی در سطحی بسیار وسیع تر در خاک، آب، هوا، گیاهان مراتع و همچنین احشام و در نهایت انسان به عنوان مصرف کننده اصلی گسترش یابد که لزوم استفاده از سد های ژئوشیمیایی مناسب جهت پیش گیری و کنترل آلودگی های فلزی توصیه می گردد. همچنین پیشنهاد گردید با آغاز به کار معدن نمونه گیری های منظم زیست محیطی در فواصل زمانی مناسب جهت کنترل انتشار آلودگی انجام گیرد. کلمات کلیدی: بیوژئوشیمیایی، جذب عناصر فلزی، آلودگی فلزات سنگین، منطقه معدنی عشوند، استان همدان.

شبه فلزاتی نظیر آرسنیک از مهمترین ترکیبات آلوده کننده ی محیط زیست محسوب می شوند. برخی خاک ها بطور طبیعی (سنگ های مادری غنی از آرسنیک و فعالیت آتشفشان ها) و یا در اثر فعالیت های انسانی (استخراج معادن، سوزاندن زغال سنگ و استفاده از حشره کش ها و علف کش ها با ترکیبات آرسنیکی) به مقادیر بالایی از این عنصر سمی آلوده اند. این عنصر در متابولیسم گیاه نقش قابل توجهی ندارد و تجمع آن در گیاهان رشد و نمو آن ها را محدود ساخته و تهدیدی جدی بر سلامتی جانوران و انسان ها محسوب می شود. شبه فلز آرسنیک در خاک به فرم های مختلفی وجود دارد، آرسنات و آرسنیت ترکیبات معدنی و مونومتیل آرسنیک اسید(mma) ? دی متیل آرسنیک اسید(dma) و تری متیل آرسین ترکیبات آلی آرسنیک را با حلالیت و تحرک متفاوت تشکیل می دهند. آرسنات فرم غالب آرسنیک در شرایط هوازی به علت شباهت ویژگی های شیمیایی با یون فسفات جهت جذب توسط گیاه با فسفات رقابت نموده و در تنوعی از گونه ها نظیر خزه ها، گلسنگ ها، قارچ ها، باکتری ها و گیاهان عالی از طریق سیستم ترانسپورت فسفات جذب شده و بدینگونه آرسنات در فرایند فسفریلاسیون اکسیداتیو مداخله نموده و از طرق باند شدن با گروه های تیولی آنزیم ها منجر به بازدارندگی فعالیت آن ها می گردند. در غلظت های بالاتر، آرسنیک با دخالت در فرایند های متابولیکی گیاه و بازدارندگی رشد منجر به مرگ گیاهان می شود. بنابراین فهم چگونگی جذب آرسنیک از طریق گیاهان و انتقال آن به بافت های مختلف برای تخمین میزان خطر آن برای بشر حیاتی است. در این تحقیق اثر آرسنیک بر گیاه گندم (triticum aestivum l.) در دو جمعیت زرین و دیم سرداری مورد آزمایش قرار گرفت. در بخش اول اثر غلظت های مختلف آرسنیک (0، 1، 5/2، 5، 10، 15، 20 و 30 میلی گرم در لیتر) بر درصد جوانه زنی، طول ریشه و ساقه، وزن خشک گیاهچه های حاصل و شاخص مقاومت ریشه بررسی و مشاهده گردید که با افزایش غلظت آرسنیک در محیط درصد جوانه زنی بذر، طول ریشه و ساقه ، وزن خشک گیاهچه های حاصل و شاخص مقاومت ریشه کاهش معنی داری می یابد، البته در سطوح پایین تیماری (1 و 5/2 میلی گرم در لیتر) افزایشی در هر یک از این پارامتر ها مشاهده شد ولی این افزایش نسبت به شاهد معنی دار نبود. در بخش دیگر تحقیق اثر غلظت های مختلف آرسنیک (0، 1، 5/2، 5، 10، 15، 20 و 30 میلی گرم در لیتر) بر رشد گیاه در شرایط کشت گلدانی (پرلیت) بررسی و مشاهده شد که آرسنیک در غلظت های پایین منجر به افزایش رشد و وزن خشک اندام های هوایی و ریشه ی گیاه نسبت به شاهد می گردد ولی در غلظت های بالای آرسنیک کاهش قابل ملاحظه ای در رشد گیاه دیده می شود که به نظر می رسد، تیمار با غلظت های پایین آرسنیک باعث آزاد شدن بیشتر فسفر و قابل دسترس شدن بیشتر آن در محیط می‎شود. نتیجه ی چنین حالتی جذب بیشتر فسفر از طریق ریشه و در نتیجه افزایش بیومس و رشد گیاه نسبت به حالت شاهد می‎باشد. همچنین میزان عنصر تجمع یافته در بخش هوایی و ریشه با غلظت آرسنیک در محیط رابطه مستقیمی دارد. بیشترین مقدار فلز تجمع یافته به ترتیب در بخش ریشه و ساقه ی گیاه در شرایط کشت گلدانی (پرلیت) در غلظت 30 میلی گرم در لیتر آرسنیک بود که در جمعیت زرین برابر 1/43 و 2/3 میکروگرم بر گرم وزن خشک و در جمعیت دیم سرداری برابر 5/58 و 5/3میکروگرم بر گرم وزن خشک می باشد. در بخش دیگر این پژوهش پاسخ های رشد و مقاومت دو جمعیت به غلظت های مختلف آرسنات (0، 75/3، 5/7 و 75/18 میلی گرم در لیتر) و فسفات (0، 75/3، 25/11 و 5/22 میلی گرم در لیتر) در شرایط کشت هیدروپونیک بررسی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تیمار فسفات در محیط کاهش معنی داری در میزان تجمع آرسنیک در بافت گیاه مشاهده می گردد که آرسنات و فسفات به دلیل خصوصیات شیمیایی مشابه و انتقال از طریق یک ناقل مشترک بر میزان جذب یکدیگر اثر کرده و جذب یکدیگر را کاهش می دهند. گیاهان با قرارگیری در معرض آرسنیک و در طول تبدیل آرسنات به آرسنیت گونه های فعال اکسیژن را تولید نموده که باعث تخریبdna ? پروتئین ها و غشاء های لیپیدی می گردند. در گیاهان وجود سیستم دفاع آنتی اکسیدان (آنتی اکسیدان های همراه با لیپید های محلول غشایی (آلفا توکوفرول و بتا کاروتن) و عوامل احیاء کننده ی محلول در آب (گلوتاتیون و آسکوربات) با وزن مولکولی پایین و آنزیم های آنتی اکسیدان نظیر سوپراکسید دیسموتاز (sod)، کاتالاز (cat)، گایاکول پراکسیداز (gpx) و آسکوربات پراکسیداز (apx) در پاک کردن rosهای تولید شده تحت تنش اکسیداتیو نقش مهمی را ایفا می نمایند. جهت پی بردن به مکانیسم های سمیت زدایی آرسنیک، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در ریشه و بخش هوایی به عنوان نمونه ای از این آنزیم ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت در غلظت های بالای آرسنیک می باشد. در ضمن فعالیت انزیم آسکوربات پراکسیداز در ریشه و بخش هوایی در مقایسه با فعالیت آنزیم کاتالاز بیشتر بود. همچنین اثر تیمار های مختلف آرسنیک بر محتوای کلروفیل گیاه گندم در دو جمعیت زرین و دیم سرداری در محیط پرلیت بررسی شد و نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش میزان آرسنیک در محیط منجر به کاهش محتوای کلروفیل و فتوسنتز در گیاه می شود اما در تیمار پایین آرسنیک (1 و 5/2) به دلیل افزایش رشد گیاه محتوای کلروفیل نیز نسبت به شاهد افزایش یافت. در پایان می توان نتیجه گرفت که چون گندم گیاه انباشته سازی نیست بیشتر آرسنیک جذب شده را در ریشه تجمع و به مقدار کمتر به ساقه منتقل می نماید. همچنین در مقایسه دو جمعیت می توان گفت که رقم زرین نسبت به رقم دیم در سطوح بالای آرسنیک مقاومت تر است ولی میزان تجمع فلز در ریشه و اندام هوایی جمعیت دیم نسبت به زرین بیشتر می باشد که البته این افزایش چندان معنی دار نیست.

. در این تحقیق به بررسی مقدار برخی از فلزات سنگین در آب، خاک و گیاهان زراعی در قسمت پایین دست رودخانه و تعیین ارتباط بین مقدار این عناصر در خاک با مقدار آنها در گیاه و بررسی احتمال وجود آلودگی درگیاهان پرداخته شده است. برای آگاهی از مقدار عناصر فلزی در گیاه و خاک، از گیاهان زمین های زراعی و خاک اطراف ریشه از مناطق مختلف پایین دست رودخانه زاینده رود شامل دشتی، گلستانه، زیار، برسیان، کلیشاد، اژیه و ورزنه نمونه برداری صورت گرفته و نمونه ها برای عناصر فلزی توسط دستگاه جذب اتمی مورد آنالیز قرار گرفتند. بر اساس نتایج میزان کادمیوم در خاک در تمام نقاط بسیار کم و آلودگی خاک با کروم بالا بوده و بیشترین غلظت کروم مربوط به خاک منطقه ورزنه با غلظت g g-1µ130 می باشد. آلودگی بیش از حد مجاز خاک با عناصر مس و روی در هیچیک از مناطق مورد مطالعه دیده نشد. حداکثر مقدار سرب برابرg g-1µ 142 اندازه گیری گردید. به طور کلی بالاترین غلظت کادمیوم، کروم، مس، سرب و روی درخاک در مناطق مورد مطالعه برابر034/0، 130، 3/69، 142 و2/69 میکروگرم بر گرم می باشد. اندازه گیری میزان فلزات سنگین از آب رودخانه در دو ناحیه زیار و ورزنه انجام گرفت. غلظت عناصرکروم و سرب در آب در این مناطق نسبتاً بالا می باشدکه با توجه به استفاده از آب جهت آبیاری مزارع اثرات منفی و زیانباری بر محیط زیست خواهد داشت.حداکثر غلظت کروم در ریشه گیاه جو (g g-1µ 80) ثبت شده است. حداکثر مقدار سرب برابر g g-1µ131 در ریشه گیاه برنج اندازه گیری گردیده است. آب، خاک و گیاهان مناطق مورد بررسی با فلز مس آلودگی بالایی نشان نمی دهد و آلودگی با فلز روی در برخی از گیاهان مورد بررسی وجود دارد. غلظت بسیار پایینی از کادمیوم در تمام گیاهان (g g-1µ 003/0- 001/0 ) و همچنین در خاک(024/0-01/0) و آب (<001/0) ثبت شده که نشان دهنده فقدان آلودگی با این فلز می باشد. به طور کلی گیاهان مناطق مورد بررسی از نظر آلودگی به سرب و کروم، آلودگی را در سطح بسیار بالایی نشان می دهند.

فلزات سنگینی نظیر منگنز و نیکل برای رشد و نمو طبیعی گیاهان لازم هستند اما در مقادیر زیادشان در محیط، سبب ایجاد علائم سمیت در گیاه می شوند. alyssum bracteatum یک گیاه بومی مناطق سرپنتین غرب ایران و بیش انباشتگر نیکل می باشد. با توجه به پتانسیل های خاص این گیاه نسبت به جذب نیکل، این گونه گیاهی جهت تحقیقات بیشتر در زمینه مقاومت آن نسبت به منگنز و همچنین ایجاد بهترین شرایط برای حداکثر جذب انتخاب گردید. در اولین بخش از این تحقیق، اثر غلظت های مختلف نیکل (0، 50، 100، 150 و 300 میکرومولار) و منگنز (5، 25، 50، 100 و 150 میکرومولار) بر گیاه a. bracteatum در شرایط کشت گلدانی به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، وزن خشک گیاه با افزایش غلظت های نیکل و منگنز کاهش یافت که این میزان کاهش برای عنصر منگنز شدیدتر بود. غلظت نیکل و منگنز در بخش های هوائی و ریشه با افزایش مقادیر آن ها در محیط کشت افزایش یافت و در غلظت 300 میکرومولار نیکل و 100 میکرومولار منگنز به بیشترین مقدار خود رسید. همچنین میزان انباشتگی هر دو عنصر در بخش های هوائی بیشتر از ریشه بود، به طوریکه بیشترین میزان تجمع نیکل و منگنز در بخش هوائی به ترتیب 8460 و 2530 میکروگرم بر گرم وزن خشک و در ریشه به ترتیب 4861 و 1760 میکروگرم بر گرم وزن خشک مشاهده شد. اما در غلظت های بالاتر از 100 میکرومولار منگنز ( غلظت 150 میکرومولار) وزن خشک گیاه به شدت کاهش یافت و آثار سمیت منگنز پدیدار شد. در بخش دیگر از این پژوهش، به بررسی اثرات متقابل نیکل و منگنز در سطوح مختلف تیماری در شرایط کشت گلدانی (پرلیت) پرداخته شد. بررسی و مقایسه نتایج نشان داد، زمانی که این دو فلز در محیط رشد گیاه در غلظت های بالا حضور داشته باشند، به رقابت با همدیگر پرداخته و جذب یکدیگر را کاهش می دهند. به نظر می رسد نیکل و منگنز در محل یکسانی در برگ ها قرار می گیرند و توزیعشان تا حدودی به هم مرتبط است. همچنین با افزایش غلظت های نیکل و منگنز در محیط، وزن خشک ریشه و بخش هوائی کاهش یافت. در شرایط کشت هیدروپونیک، میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (sod) در بخش های هوائی تحت تیمارهای همزمان نیکل و منگنز اندازه گیری شد. بر اساس نتایج حاصل در غلظت های پایین، افزایش نیکل و منگنز در محیط باعث افزایش فعالیت این آنزیم شد، در حالی که در غلظت های بالاتر از 100 میکرومولار نیکل، فعالیت sod به میزان معنی داری کاهش یافت. این امر به دلیل جانشینی نیکل به جای آهن در ایزوزایم fe-sod و در نتیجه کاهش فعالیت کلی آنزیم می باشد. بنابراین نتایج به دست آمده از بخش های مختلف این پژوهش نشان داد گیاه alyssum bracteatum بیش انباشتگر نیکل، قادر به مقاومت، جذب وتجمع مقادیر زیاد منگنز نیز می باشد. اما بهینه استخراج گیاهی نیکل توسط این گیاه در خاک های حاوی مقادیر بالای منگنز، کاهش می یابد. کلمات کلیدی: نیکل، منگنز، جذب، تجمع، alyssum bracteatum

خاک های سرپنتین که حاوی نیکل و برخی فلزات دیگر می باشند بستر مناسبی برای برخی گیاهان فراهم می سازند. به ویزه گیاهانی که توانایی بیش انباشت نیکل را در بافت هایشان دارند. برخی از این گیاهان که در خاک های سرپنتین رشد می کنند و توانایی تجمع فلز خصوصاً نیکل را دارا می باشند بیش تجمع دهنده می نامند. جنس alyssum دارای بیشترین تعداد از گونه های بیش تجمع دهنده می باشد که تا کنون شناسایی شده است. در این تحقیق به بررسی چگونگی مقاومت، جذب، تجمع و اثرات متقابل عناصر مس و نیکل گونه های alyssum bracteatum (هرسین و پاوه)، alyssum inflatum، alyssum montanum و alyssum saxatile پرداخته شد. بذر های این گیاهان ابتدا در گلدان های حاوی پرلیت کاشته شدند و پس از رشد اولیه به محیط کشت هیدروپونیک انتقال یافتند و پس از 7 روز غلظت های مختلف نیکل (300 ،250 ،100 ،0 میکرو مولار) و مس( 5،5/2 ،1 ،5/0میکرو مولار) به محیط کشت اضافه شد و نتایج پس از 21 روز مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت عنصر مس، از میزان وزن خشک گیاهان کاسته شد به طوری که در غلظت های 5/1میکرو مولار به بالا از وزن خشک به تدریج کم شده و در غلظت 5 میکرو مولار هیچ گونه مقاومتی توسط گیاه مشاهده نشد. همچنین میزان تجمع این عنصر در قسمت ریشه گیاه بیشتر از بخش هوایی بوده است. تیمار گیاهان با غلظت های مختلف نیکل نشان داد که با افزایش غلظت این عنصر وزن خشک گیاه کاهش می یابد و تجمع آن در بخش هوایی بیشتر از قسمت ریشه می باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که این گیاه علی رغم دارا بودن مکانیسم های تجمع و مقاومت به نیکل هیچ گونه مقاومتی به مقادیر بالای مس در محیط از خود نشان نمی دهد. اثرات متقابل نیکل و مس در گیاهان تجمع دهنده نیکل (دو جمعیت هرسین و پاوه) alyssum bracteatum و alyssum inflatumنشان داد که با افزایش غلظت مس در محیط کشت جذب نیکل در بخش های هوایی گیاه افزایش یافت. همچنین با افزایش غلظت نیکل در محیط کشت جذب مس در ریشه افزایش یافت. نتایج نشان می دهد نه تنها این دو عنصر در جذب توسط ریشه با هم رقابت ندارند بلکه می توانند میزان جذب یکدیگر را افزایش دهند. همچنین در دو گونه غیر تجمع دهنده alyssum montanum و alyssum saxatile مشاهده شد که این گیاهان هیچ گونه تمایلی به جذب نیکل از خود نشان ندادند و میزان جذب نیکل در این گیاهان در حد 005/0 میکرو گرم در گرم گیاه اندازه گیری شد که جذب بسیار کمی از نیکل را در این گیاهان نشان می دهد. همچنین جذب مس در این گونه های گیاهی پایین تر از گونه های تجمع دهنده اندازه گیری شد و مشاهده شد که در این گیاهان نیکل و مس اثر متقابلی در جذب، بر یکدیگر ندارند.

آنتیموان یک شبه فلز سمی و غیر ضروری برای گیاهان است که در طبیعت همراه با عناصر دیگری مانند آرسنیک، طلا، مس و جیوه یافت می شود. آنتیموان یک عنصر کمیاب در پوسته زمین ( mg kg-13/0-2/0) است که غلظت پایه ای آن در خاک ها ( mg kg-14/8-3/0) می باشد. این عنصر به صورت غیر متحرک یا با تحرک کم در داخل خاک یافت می شود. به طوری که به حالت محلول به راحتی توسط گیاهان جذب شده و در اندامهای مختلف گیاه تجمع می یابد و از این طریق وارد چرخه غذایی می شود. این عنصر در محیط زیست به عنوان یک نتیجه از فرآیندهای طبیعی و فعالیتهای انسانی در همه جا حاضر است. معدن داشکسن در استان کردستان حاوی مقادیر بالای آنتیموان است. در تحقیق حاضر گونه های گیاهی روئیده شده بر خاک های غنی از آنتیموان معدن داشکسن، شناسایی و غلظت آنتیموان در آن ها و در نمونه های خاک اندازه گیری شد. گیاهان با توانایی تجمع بالای این فلز شناسایی گردید . همچنین مطالعه مقاومت، جذب و تجمع sb در گونه isatis cappadocica (بیش انباشتگر آرسنیک) نیزدر محیط هیدروپونیک صورت گرفت. بررسی مقدار آنتیموان در خاک منطقه معدنی داشکسن نشان داد که خاک این منطقه غنی از آنتیموان است و مقدار این فلز در خاک بین 5/ 10716-1/74 میکروگرم در گرم اندازه گیری شد. در این تحقیق 74 گونه گیاهی از اطراف این منطقه جمع-آوری شدند که این گونه ها متعلق به 55 جنس و 18 خانواده بودند. مقدار آنتیموان موجود در برگ هر گیاه با روش تهیه خاکستر خشک و تجزیه اسیدی تهیه و توسط دستگاه جذب اتمی آنالیز شد. مقدار آنتیموان در برگ گیاهان بین 4/59- 7/0 میکروگرم بر گرم وزن خشک اندازه گیری شد و اختلاف قابل توجه ای در غلظت آنتیموان بین گونه های مختلف گیاهی مشاهده شد. کم ترین غلظت آنتیموان در گونه .echinops sp و بالاترین مقدار غلظت در گونه های helichrysum oligocephalum(g g-1µ4/59)، achillea sp. (g g-1µ3/57)، astragalus vegetus (g g-1µ6/54)، onopordon armenum(g g-1µ54)، scariola orientalis (g g-1µ2/47) وprangos ferulace (g g-1µ3/41) اندازه گیری شد.بر طبق نتایج حاصل، مقدار آنتیموان در خاک و گیاهان این منطقه نسبتاً بالاست. رابطه خطی و معنی دار بین میزان آنتیموان کل در بخش های هوایی نمونه های گیاهی جمع آوری شده و غلظت آنتیموان کل در نمونه-های خاک همان مناطق وجود دارد. پیشنهاد می شود که گیاهان با مکانیسم هایی در برابر غلظت های بالای فلز مقاومت می کنند. اثر غلظت های مختلف آنتیموان (0، 50، 100، 150 و 200 میلی گرم بر لیتر) روی رشد و تجمع در گیاه i.cappadocica در محیط هیدروپونیک بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که همه تیمارها به طور معنی دارنسبت به شاهد سبب کاهش وزن خشک ساقه و ریشه شد. با افزایش غلظت آنتیموان در محلول میزان تجمع آن در ساقه و ریشه افزایش می یابد. در واقع با افزایش میزان فلز در محلول، ریشه از جذب بیشتر آن جلوگیری می کند. در کل مقدار تجمع فلز در ساقه بیشتر از ریشه است.

تحقیق حاضر با هدف بررسی میزان مقاومت به سرب و اثر کلات کننده ها و تنظیم کننده های رشد گیاهی بر جذب و تجمع سرب در گیاه matthiola flavida صورت گرفت. در بخش اول این پژوهش نمونه های گیاهی و بذر گونه گیاهی m. flavida روییده شده بر روی خاک های معدن سرب و روی منطقه ایرانکوه و همچنین خاک اطراف ریشه جمع آوری گردید و غلظت عناصر در نمونه های جمع آوری شده اندازه گیری شد. براساس نتایج بدست آمده، خاک منطقه معدنی ایرانکوه به میزان زیادی آلوده به فلزات سنگین سرب، روی و کادمیوم می باشد. همچنین بیشترین میزان سرب در نمونه های برگ و ریشه گیاه m. flavida جمع آوری شده به ترتیب 7600 و 2630 میکرو گرم بر گرم بود. در بخش دوم این پژوهش مقاومت و تجمع سرب، روی و کادمیوم در دو جمعیت گیاه m. flavida در قیاس با گونه های تجمع دهنده و مقاوم به سرب در شرایط هیدروپونیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اثر غلظت های مختلف سرب در محیط هیدروپونیک بر روی دو جمعیت فلز دوست (منطقه ایرانکوه) و غیر فلز دوست (منطقه صفه) گیاه m. flavida و چهار جمعیت مختلف گیاه تجمع دهنده noccaea caerulescens و دو جمعیت گیاه مقاوم silene vulgaris نشان داد که افزایش غلظت سرب در محلول غذایی باعث کاهش وزن خشک گیاهان می شود و بین دو جمعیت گیاه m. flavida تفاوت معنی داری وجود ندارد. همچنین میزان مقاومت به سرب بر اساس اندازه گیری طول ریشه نشان داد که بیشترین مقاومت در جمعیت فلز دوست گیاه s. vulgaris وجود دارد و جمعیت های فلز دوست n. caerulescens و m. flavida مقاومت کمتری به سرب نسبت به جمعیت غیر فلز دوست گونه s. vulgaris دارند. بر اساس نتایج حاصل از اثر غلظت های مختلف سرب در شرایط هیدروپونیک، مشخص شد که در هر سه گونه مورد بررسی در این تحقیق، میزان سرب در ریشه با افزایش غلظت تیمار سرب در محلول غذایی افزایش می یابد. همچنین غلظت سرب در ریشه نیز بیشتر از بخش هوایی است. بیشترین غلظت سرب در تیمار 25 میکرو مولار سرب در ریشه جمعیت فلز دوست گیاه m. flavida مشاهد شد. بر اساس نتایج حاصل از کشت هیدروپونیک مشخص شد که بیش تجمع دهندگی سرب (غلظت بالاتر از 1000 میکروگرم بر گرم وزن خشک برگ) اختصاصاً در جمعیت فلز دوست گیاه s. vulgaris و جمعیت فلز دوست cma گیاه n. caerulescens دیده می شود.در بخش بعدی این پژوهش اثر متقابل سرب و کلسیم در شرایط هیدروپونیک در گیاه m. flavida بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کلسیم در محلول غذایی ، میزان جذب و تجمع سرب در ریشه کاهش و میزان سرب در بخش هوایی افزایش می یابد. در بخش بعدی این پژوهش اثر کلات کنندگیedds و سیترات بر جذب و تجمع سرب در گیاه m. flavida در شرایط هیدروپونیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اضافه کردن سیترات و edds نشان داد که وقتی همه سرب به فرم کلاته شده در آمده باشد و غلظت کمپلکس سرب-کلاتور هم کم باشد گیاه m. flavida به سختی سرب را از محلول جذب می کند.

چکیده با توجه به سمی بودن نیکل برای گیاهان و قابلیت جذب و تجمع آن در برخی از گونه های بیش انباشتگر جنس alyssum بررسی چگونگی مقابله این گیاهان با سمیت نیکل تجمع یافته و عدم تاثیر گذاری آن بر متابولیسم گیاه حائز اهمیت می باشد. یکی از عوامل آنتی اکسیدانی کلیدی در مقابله با سمیت ناشی از غلظت های بالای نیکل آنزیم آنتی اکسیدان سوپر اکسید دیسموتاز (sod) است. در این تحقیق به منظور بررسی فعالیت آنزیم sodدر گونه های بیش انباشتگر، گونه های بیش انباشتگر نیکل a. bracteatum و a. inflatum(گونه های بومی مناطق سرپنتین غرب ایران) و گونه غیر انباشتگر a. saxatile انتخاب شد. تیمار گیاهان با غلظت های مختلف نیکل (غلظت های 0، 100، 300 و 500 میکرومولار نیکل برای گونه های انباشتگر و غلظت های 0، 10 و 20 میکرومولار نیکل برای گونه غیر انباشتگر a. saxatile) در شرایط کشت گلدانی نشان داد با افزایش غلظت این فلز در محیط کشت، وزن خشک گیاه در بخش هوایی وریشه کاهش می یابد. بخش هوایی گونه های بیش انباشتگر نسبت به ریشه میزان بالاتری از تجمع فلز نیکل را نشان داد. بررسی نتایج حاصله حاکی از آن است که گونه غیر انباشتگرa. saxatile هیچ گونه تمایلی به جذب نیکل از خود نشان نداده و میزان جذب نیکل در این گیاهان بسیار ناچیز می باشد. همچنین میزان تجمع نیکل در گونه a. inflatum نسبت به a.bracteatum بیشتر بود. نتایج حاصل از بررسی فعالیت sod نشانگر کاهش میزان فعالیت این آنزیم در بخش هوایی گونه-های بیش انباشتگر طی افزایش مدت زمان تیماردهی و افزایش غلظت نیکل می باشد که احتمالاً این امر به دلیل جانشینی نیکل به جای آهن در ایزوزایم fe sodدر بخش هوایی و در نتیجه کاهش فعالیت آنزیم مذکور می باشد. 21 روز تیماردهی موجب کاهش چشم گیر فعالیت آنزیم در گونه a. inflatumنسبت به گونه a. bracteatum در بخش هوایی گردید، که احتمال می رود به علت انباشتگری بیشتر این گونه نسبت به فلز نیکل باشد. افزایش غلظت نیکل در محیط کشت و همچنین افزایش مدت زمان تیماردهیمنجر به افزایش فعالیت آنزیم sod در ریشه گونه بیش انباشتگر a. bracteatumو کاهش آن در ریشه a. inflatum و افزایش فعالیت آنزیم هم در بخش هوایی و هم در ریشه در گونه a. saxatile گشت. نتایج حاصل نشان می دهد مکانیسم سمیت زدایی نیکل توسط sod در دو گونه بیش انباشتگر متفاوت بوده و این امر می تواند بیانگر تفاوت بین گونه ای دو گونه انباشتگر در مقاومت به تجمع فلز باشد. در بررسی الگوی ایزوزایمی آنزیم sod شباهت این الگو در دو گونه انباشتگر a. bracteatumو a. inflatum و اختلاف آن با گونه غیر انباشتگر a. saxatile مشاهده شد. با بررسی نتایج حاصله می توان عنوان کرد خصوصیت بیش انباشتگری در گیاهان احتمالاً موجب تفاوت در الگوی ایزوزایمی و ژتیکی این گیاهان نسبت به گونه های غیر انباشتگر شده است.

در کشورهای مختلف آلودگی حاصل از فلزات سنگین ممکن است از طریق معدن کاری یا صنایع ذوب فلزات ایجاد شود که یک مشکل جدی محسوب می شود. آلودگی خاک ها به فلزات سنگین نه تنها روی کیفیت محصولات کشاورزی اثر می گذارد بلکه ممکن است به اتمسفر و آب های سطحی نیز راه پیدا کند و در نهایت باعث به خطر افتادن سلامت انسان شود. یکی از روش های موثر پاکسازی مکان های آلوده به فلزات سنگین تکنولوژی گیاه پالایی است. یکی از مهمترین جنبه های این تکنولوژی، فایتواکسترکشن است که از گیاهان انباشگر یا بیش انباشگر برای زدایش فلزات سنگین از مکان-های آلوده استفاده می شود. در این تحقیق با تهیه نمونه های خاک و پسماند از سه منطقه آلوده به فلزات سنگین شامل پسماند مجتمع فولاد مبارکه (سه نوع پسماند)، خاک اطراف معدن سرب و روی ایرانکوه و خاک سرپنتین منطقه انارک قابلیت رشد، میزان وزن خشک و جذب فلزات سنگین توسط چندین گونه گیاهی بر روی آن ها بررسی شد. میزان فلزات سنگین در قسمت های هوایی گیاهان با تهیه خاکستر خشک و هضم اسیدی توسط دستگاه جذب اتمی انجام گرفت. میزان فلزات سنگین نمونه های پسماند و خاک نیز توسط این دستگاه اندازه گیری شد. . بر اساس نتایج به دست آمده در پسماند صنعتی نوع اول فلزات کادمیوم و نیکل به ترتیب به میزان 28 و 118 میکرو گرم در گرم و در پسماند صنعتی نوع دوم به ترتیب به میزان 19 و 115 میکرو گرم در گرم در آن حضور داشتند. در پسماند واحد گالوانیزه، قلع اندود و ورق رنگی فلزات روی، کروم، کادمیوم و نیکل به ترتیب به میزان 353، 1768، 22 و 114 میکرو گرم در گرم در آن بود. در خاک معدنی ایرانکوه دو فلز روی و سرب به میزان زیادی در آن وجود داشتند (به ترتیب به میزان 4307 و 1649 میکرو گرم در گرم). در خاک سرپنتین انارک میزان نیکل و کبالت به میزان 217 و 56 میکرو گرم در گرم در آن بود. از بین هشت گونه کاشته شده بر روی پسماند صنعتی نوع اول، تنها چهار گونه zea mays،helianthus annuus، eruca sativa و brassica napus دارای رشد رویشی مناسب بودند و در جذب فلزات سنگین نیز توانایی داشتند. به همین جهت برای کشت مجدد و اضافه کردن ماده کیلیت کننده ethylenediamine-n,n-di succinic acis به محیط کشت انتخاب گردیدند. h. annuus گونه ای مقاوم بر روی پسماند حتی تحت غلظت-های مختلف edds بود، جذب کروم و کادمیوم ( mg kg-12/251 وmg kg-1 5/22) را به میزان زیادی انجام داده است به همین جهت بهترین گونه جهت گیاه پالایی بر روی این نوع پسماند محسوب می شود. از بین گونه های کشت داده شده بر روی پسماند صنعتی نوع دوم تنها سه گونه h. annuus ، z. mays و e. sativa قابلیت رشد و استقرار را بر روی آن داشتند و از بین این گونه ها تنها گونه h. annuusنسبت به گونه های دیگر تحت غلظت های edds مقاومت نشان داد و با افزایش غلظت این ماده، میزان جذب فلزات سنگین در آن افزایش یافت. همچنین تولید بیوماس بالا از دیگر ویژگی های آن بود به همین جهت بهترین گونه جهت گیاه پالایی بر روی این نوع پسماند محسوب می شود. از بین هشت گونه کشت شده بر روی خاک ایرانکوه گونه های solanum nigrum، thlaspi caerulescens، matthiola chenopodiifolia ، e.sativa و b.napus به دلیل جذب بالای فلزات سنگین و تولید بیوماس زیاد گونه هایی مناسب جهت گیاه پالایی از این خاک محسوب می شوند. گونه های t.caerulescens و alyssum bracteatum گونه های مناسب جهت گیاه پالایی از خاک سرپنتین انارک معرفی می گردند.

با توجه به سمی بودن نیکل برای گیاهان و قابلیت جذب و تجمع آن در برخی از گونه های بیش انباشتگر جنس alyssum بررسی چگونگی مقابله این گیاهان با سمیت نیکل تجمع یافته و عدم تاثیر گذاری آن بر متابولیسم گیاه حائز اهمیت می باشد. یکی از عوامل آنتی اکسیدانی مقابله کننده با سمیت ناشی از غلظت-های بالای فلز، آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز می باشد که نقش عمده ای در تولید گلوتاتیون احیاء (یکی از اجزای اصلی سیکل آسکوربات-گلوتاتیون) دارد. از دیگر عوامل مهم در مقابله با استرس فلزات گروه های sh آزاد (تیول) کل می باشد که با قابلیت باند شدن با فلز در سمیت زدایی موثر است. در این تحقیق تغییر میزان فعالیت آنزیم آنتی اکسیدان گلوتاتیون ردوکتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گروه های تیول کل و همچنین پاسخ های رشد و مقاومت گیاه تحت غلظت های مختلف نیکل طی بازه-های زمانی متناوب (21،14،7 روز تیماردهی) در گونه-های بیش انباشتگر نیکل alyssum inflatum (جمعیت مریوان)، bracteatum alyssum (جمعیت هرسین) و گونه ی غیرانباشتگر saxsatile alyssum بررسی شد. بذرهای این گیاهان در گلدان های حاوی پرلیت کاشته شد و پس از مدت 25 روز تغذیه با محلول غذایی هوگلند، به مدت 21 روز تحت تیمار با غلظت های مختلف نیکل (500،300،100،0 میکرومولار برای گونه های بیش انباشتگر) و (20،10،0 میکرومولار برای گونه ی غیر انباشتگر) قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد با افزایش غلظت نیکل و همچنین افزایش مدت زمان تیماردهی، میزان فعالیت آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز در بخش هوایی دو گونه ی بیش انباشتگر مورد بررسی افزایش یافت. میزان فعالیت آنزیم مذکور در بخش هوایی این گونه ها در مقایسه با افزایش بیشتری را نشان داد. که می توان این نتیجه را به انتقال نیکل از ریشه به بخش هوایی و همچنین محتوای بالای هیستیدین آزاد در گیاهان بیش انباشتگر نیکل جنس alyssum نسبت داد. هیستیدین نقش مهمی در جریان انتقال نیکل از ریشه به بخش هوایی و انباشت آن ایفا می کند. کاهش فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در بخش هوایی هر سه گونه مشاهده شد. به نظر می رسد که کاهش مشاهده شده در فعالیت cat و apx به دلیل ممانعت نیکل از انتقال آهن به بخش های هوایی و در نتیجه کاهش آهن و همچنین افزایش غلظت h2o2 باشد. کاهش میزان فعالیت آنزیم های مذکور در بخش هوایی گونه غیر انباشتگر نسبت به گونه های بیش انباشتگر بیشتر مشاهده شد. از آنجاییکه گونه غیر انباشتگر، به فلز نیکل حساس است احتمالا افزایش بیش از حد گونه های فعال اکسیژن ناشی از استرس فلز نیکل موجب تخریب ساختار پروتئینی و آنزیمی می شود. در این تحقیق فعالیت گروه های sh آزاد (تیول) مورد بررسی قرار گرفت. در تمام تیمارها در بازه های زمانی متناوب در گونه های مورد بررسی افزایش میزان گروه های تیول مشاهده شد. میزان افزایش مشاهده شده در گونه ی a.inflatum بیشتر از گونه های دیگر می باشد که احتمالا علت آن انباشتگری بیشتر این گونه نسبت به فلز نیکل می باشد. تیمار گیاهان با غلظت های مختلف نیکل نشان داد که با افزایش غلظت این فلز وزن خشک گیاه در بخش هوایی و ریشه کاهش می یابد. بخش هوایی گونه های بیش انباشتگر نسبت به ریشه میزان بالاتری از تجمع فلز نیکل را نشان داد. بررسی نتایج حاصله حاکی از آن است که گونه ی غیر انباشتگرa.saxatile هیچ گونه تمایلی به جذب نیکل از خود نشان نداده و میزان جذب نیکل در این گیاهان بسیار ناچیز می باشد. کلید واژه ها: نیکل، بیش انباشتگر، alyssum، آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز، گروه های تیول، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز،سمیت زدایی،

استفاده از گیاهان دارویی آروماتیک برای درمان بسیاری از بیماری های انسان به دلیل ویژگی های ملایم و اثرات جانبی کم آن ها در جهان رو به افزایش است. برای محافظت مصرف کننده های این گیاهان دارویی از آلودگی احتمالی آن ها، لازم است که کیفیت این گیاهان کنترل شود. مرزه گیاهی دارویی است که در طب سنتی به عنوان داروی اشتهاآور، محرک، خلط آور، ضد نفخ و تقویت جنسی استفاده می شود. این گیاه به دلیل داشتن ترکیبات فنولی در اسانس فرار خود دارای فعالیت های ضدمیکروبی و ضداسهال است و برای درمان انواع مختلفی از بیماری های عفونی مورد استفاده قرار می گیرد. مرزه هم چنین در صنایع غذایی به عنوان عوامل عطردهنده و در آشپزی مورد استفاده قرار می گیرد. شرایط محیطی، اتمسفر، خاک، داشت و برداشت از جمله عواملی هستند که نقش مهمی در آلودگی گیاهان دارویی به وسیله فلزات سنگین ایفا می کنند. هدف این پروژه بررسی اسانس فرار، برخی پاسخ های فیزیولوژیکی و مقدار فلز جذب شده به وسیله این گیاه می باشد. به منظور بررسی اثر کادمیم و سرب بر فاکتورهای رشد، سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی، مقدار کلروفیل و کربوهیدرات ها و هم چنین محتوا و مقداراسانس فرار، بذر گیاه مرزه در گلدان های پلاستیکی حاوی پرلیت کاشته شدند و به مدت 60 روز با محلول غذایی هوگلند تغذیه گردیدند. سپس گیاهان به مدت 2 هفته تحت تیمار غلظت های متفاوت کادمیم(ppm 15، 12، 8، 5، 5/2، 0) و سرب (ppm 100، 50، 25، 10، 5، 0) قرار گرفتند. گیاهان تیمار داده شده با غلظت های مختلف کادمیم و سرب افزایش در محتوای فلز در بخش هوایی و ریشه و کاهش وزن خشک را نشان دادند. غلظت کادمیم و سرب و تجمع آن هم در بخش هوایی و هم در ریشه با افزایش غلظت این فلزات در محلول غذایی افزایش گردید که البته مقدار آن ها در ریشه بیشتر از بخش هوایی بود. نتایج نشان داد که فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت آنزیم های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز، محتوای پرولین، کربوهیدرات و آنتوسیانین در مقایسه با گروه کنترل افزایش یافته است. افزایش فعالیت سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی می تواند در ارتباط با مقاومت گیاه به شرایط تنشی مختلف و در نتیجه آن رشد طبیعی گیاه تحت شرایط محیطی بد باشد. با بررسی اسانس فرار گیاهان تیمار داده شده با غلظت-های مختلف کادمیم توسط دستگاه gc mass، در مجموع 26 ترکیب از اسانس فرار گیاه مرزه شناسایی شد. مشاهده گردید که علیرغم کاهش وزن خشک بخش هوایی تحت سمیت کادمیم، افزایش درصد اسانس فرار رخ داده است. ترکیبات اصلی شناخته شده در اسانس فرار مرزه که با افزایش تجمع کادمیم در بخش هوایی افزایش یافته اند، شامل کارواکرول، گاما- ترپینن و پی- سیمن بودند. افزایش در مقدار کارواکرول، گاما- ترپینن و پی- سیمن در گیاه مرزه رشد داده شده تحت کادمیم، نشان دهنده بهتر شدن کیفیت اسانس فرار این گیاه می باشد. کلید واژه ها: مرزه، کادمیم، سرب، اسانس فرار، دفاع آنتی اکسیدانی