مدل سازی پالایش سبز خاک های آلوده به نیکل

آلودگی محیط زیست از مسائل مهمی است که جوامع مختلف با آن روبه رو هستند. فلزات سنگین به دلیل غیر قابل تجزیه بودن و آثار زیان بار فیزیولوژیک بر جانداران در غلظت های کم، اهمیتی ویژه در آلودگی محیط زیست دارند. لذا باید با استفاده از روش های مناسب از محیط زیست زدوده شوند. پالایش سبز یا به عبارتی حذف بیولوژیک آلاینده ها یکی از روش های موثر و اطمینان بخش نسبت به سایر فناوری های پاک سازی است. لیکن می بایست کارایی این فناوری نوین با مدل های ریاضی ارزیابی گردد. بررسی منابع نشان می دهد که تاکنون به دلیل پیچیدگی محیط خاک- آلاینده- آب- گیاه، مدل های ساده و کارآمدی برای پالایش سبز ایجاد نشده است. هدف از این پژوهش، مدل سازی پالایش سبز خاک های آلوده به نیکل بود. بدین منظور مدل هایی بر مبنای واکنش خاک و گیاه به آلودگی نیکل در خاک ارائه شد. در قسمت اول برای مدل سازی زمان پالایش فلز از خاک، "همدمای برون جذبی خاک" و "تغییرات نرخ جذب آلاینده" به وسیله گیاه به ترتیب واکنش خاک و گیاه به آلاینده در نظر گرفته شد. در قسمت دوم، توابع کاهش عملکرد نسبی، تعرق نسبی گیاه و غلظت نیکل گیاه به عنوان تابعی از غلظت نیکل در خاک معرفی و نرخ پالایش آلاینده از خاک به دست آمد. همچنین با تغییر در شکل کلی مدل پراساد، رابطه ای برای برآورد مقدار آب مصرفی گیاه در شرایط تنش فلز سنگین به دست آمد. در پایان، کارایی گیاه در پالایش آلودگی از خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور دستیابی به داده های لازم برای ارزیابی مدل های پیشنهادی، آزمایش هایی در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. بدین صورت که خاکی با بافت لوم رسی شنی با غلظت های مختلف نیکل آلوده شد. پس از پر کردن گلدان ها با خاک های آلوده، به مدت یک ماه گلدان ها در دوره انکوباسیون در شرایط رطوبتی نزدیک به ظرفیت زراعی نگهداری شد تا برهم کنش های آلاینده با خاک تکوین یافته و شرایط خاک طبیعی تر گردد. سپس بذر ریحان (.ocimum tenuiflorum l) در آنها کشت گردید. گیاه در چهار بازه زمانی متناسب با دوره رشد برداشت شد. غلظت نیکل کل در خاک و گیاه به روش اکسیداسیون تر و هضم با اسید نیتریک و غلظت آن در محلول خاک در ترکیب 1:2 (آب مقطر: خاک) عصاره گیری و با دستگاه جذب اتمی پرکین المر 3030 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مدل های خطی و فروندلیچ به ترتیب با داشتن مقادیر r2 برابر 912/0 و 93/0 برازش مناسبی با مقادیر اندازه گیری شده جذب نیکل در غلظت های مختلف محلول تعادلی دارند. بر اساس نتایج به دست آمده نرخ پالایش سبز نیکل از خاک تابع مرتبه یک از غلظت نیکل در خاک بود. نتایج بیانگر کارایی بالای مدل های پیشنهادی با فرض اول در برآورد زمان پالایش سبز نیکل از خاک بود (95/0= r2). نتایج گویای کارایی بالای مدل حاصل از ترکیب مدل های عملکرد نسبی گیاه و غلظت نیکل گیاه در برآورد نرخ پالایش سبز نیکل (9/0= r) از خاک بود. همچنین نتایج نشان داد که نرخ پالایش گیاه با استفاده از مدل تعرق نسبی برازش نسبتاً خوبی با مقادیر اندازه گیری شده دارد(67/0= r). معادله پراساد اصلاح شده کارایی بالایی در برآورد مقدار آب مصرفی گیاه داشت، اما با افزایش غلظت فلز در خاک از کارایی آن کاسته شد.