گیاه‌پالایی؛ راهکاری کم‌هزینه برای نجات خاک‌های آلوده

ایسنا/در تحقیق جدیدی که توسط محققان ایرانی انجام شده است، سازوکارهای مختلف استفاده از گیاهان برای حذف آلاینده‌های خاک مورد بررسی قرار گرفته تا راهکاری کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست معرفی شود.

خاک یکی از پایه‌های اصلی حیات روی زمین است و بقای میلیون‌ها انسان به آن وابسته است. این منبع طبیعی، علاوه بر فراهم کردن بستر رشد گیاهان و تولید غذا، در چرخه مواد غذایی، ذخیره کربن و جلوگیری از فرسایش نقش اساسی دارد. با این حال، فعالیت‌های انسانی در دهه‌های اخیر باعث افزایش آلودگی خاک شده است. استفاده گسترده از کودهای شیمیایی و حیوانی، لجن فاضلاب، فعالیت‌های معدنی، صنایع آهن و فولاد، حمل‌ونقل و نشت مواد نفتی از جمله عواملی هستند که موجب ورود فلزات سنگین و ترکیبات سمی به خاک می‌شوند. این آلاینده‌ها می‌توانند برای مدت طولانی در خاک باقی بمانند و اثرات منفی بر رشد گیاهان، سلامت حیوانات و در نهایت سلامت انسان داشته باشند.

آلودگی خاک تنها به سطح زمین محدود نمی‌شود. اگر خاک آلوده پاکسازی نشود، آلاینده‌ها به تدریج به لایه‌های عمیق‌تر نفوذ می‌کنند و می‌توانند منابع آب زیرزمینی را نیز آلوده کنند؛ منابعی که در بسیاری از مناطق، از جمله ایران، بخش مهمی از آب شرب را تأمین می‌کنند. به همین دلیل، پاکسازی خاک‌های آلوده به یکی از اولویت‌های مهم زیست‌محیطی تبدیل شده است. تصویب قانون حفاظت، بهسازی و بهره‌برداری از خاک‌های کشور در سال ۱۳۹۸ نیز نشان‌دهنده اهمیت این موضوع در سطح ملی است. در چنین شرایطی، یافتن روش‌هایی مؤثر، کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست برای کاهش آلودگی خاک اهمیت زیادی دارد.

غلامحسین صفری از کمیته تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم پزشکی تبریز به همراه یکی از همکاران خود و با همکاری دانشگاه‌های علوم پزشکی قزوین، البرز و ایرانشهر، پژوهشی درباره سازوکارهای مختلف استفاده از گیاهان برای حذف آلاینده‌های گوناگون از خاک انجام دادند. آن‌ها در این مطالعه به بررسی جامع روش‌هایی پرداختند که در آن‌ها از توانایی طبیعی گیاهان برای جذب، تثبیت یا تجزیه مواد آلاینده استفاده می‌شود.

این پژوهش به صورت مروری ـ توصیفی انجام شده و پژوهشگران برای گردآوری اطلاعات، مقالات منتشرشده بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۳ را در پایگاه‌های علمی معتبر داخلی و بین‌المللی جست‌وجو کردند. درنهایت ۵۰ مقاله مرتبط و باکیفیت انتخاب شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.

نتایج بررسی نشان داد مهم‌ترین آلاینده‌های خاک شامل فلزات سنگین و ترکیبات نفتی مانند گروه BTEX هستند؛ موادی که از سوخت‌ها و فرآورده‌های نفتی به محیط وارد می‌شوند.

بر اساس این نتایج که در «فصلنامه مهندسی بهداشت محیط» وابسته به دانشگاه علوم پزشکی البرز انتشار یافته‌اند، روش‌های مختلف گیاه‌پالایی می‌توانند در کاهش این آلودگی‌ها مؤثر باشند. از جمله این روش‌ها می‌توان به کنترل هیدرولیک یا استفاده از گیاهان پرمصرف آب برای مهار حرکت آلاینده‌ها، استخراج گیاهی که در آن گیاه فلزات را جذب و در اندام‌های هوایی خود ذخیره می‌کند، تثبیت گیاهی برای کاهش تحرک فلزات در خاک و تجزیه آلاینده‌ها در ناحیه اطراف ریشه اشاره کرد.
پژوهشگران تأکید کرده‌اند که گیاه‌پالایی در مقایسه با روش‌های فیزیکی و شیمیایی پاکسازی خاک، هزینه کمتری دارد و اجرای آن ساده‌تر است. این روش به تجهیزات پیچیده نیاز ندارد و با محیط زیست سازگارتر است. با این حال، محدودیت‌هایی نیز دارد؛ از جمله زمان‌بر بودن فرآیند، وابستگی به شرایط آب‌وهوایی، خطر مصرف گیاهان آلوده توسط حیوانات و لزوم مدیریت صحیح بقایای گیاهی که فلزات را در خود انباشته کرده‌اند.

بر اساس اطلاعات تکمیلی این پژوهش، گیاه‌پالایی تنها به یک سازوکار محدود نمی‌شود. در برخی موارد، گیاهان با ترشح آنزیم‌ها مواد آلاینده را تجزیه می‌کنند. در موارد دیگر، میکروارگانیسم‌های اطراف ریشه در فرآیند تجزیه نقش دارند که به آن تجزیه در ریزوسفر گفته می‌شود.

همچنین در روش ریزوفیلتراسیون، گیاهان با ریشه‌های خود فلزاتی مانند کادمیوم، سرب، مس و نیکل را جذب و در ریشه نگه می‌دارند. حتی گزارش شده برخی گیاهان خاص توانایی جذب مقادیر بالایی از فلزات سمی را دارند و می‌توانند در بهبود کیفیت خاک‌های آلوده مؤثر باشند.

مطالعات مرورشده نشان می‌دهند گیاه‌پالایی علاوه بر کاهش آلاینده‌ها، می‌تواند در بلندمدت به بهبود ساختار خاک و افزایش فعالیت میکروبی کمک کند. این موضوع باعث می‌شود زمین‌های آلوده در آینده دوباره برای کشاورزی یا کاربری‌های دیگر قابل استفاده شوند. البته انتخاب گیاه مناسب برای هر نوع آلودگی و فراهم کردن شرایط رشد مطلوب، نقش مهمی در موفقیت این روش دارد.