Çoklu metal (kadmiyum, kurşun ve çinko) ile kirlenmiş bir toprağın arıtımında yabani hint yağı (Ricinus cominus) ve aspir (Carthamus tinctorius) bitkilerinin fitoremediasyon kapasitesinin araştırılması

Abstract

Biyolojik toprak temizleme yöntemleri içinde yer alan ve bitkisel arıtım ya da yeşil ıslah olarak adlandırılan fitoremediasyon, pek çoğu toksik ve kanserojenik olma özelliği taşıyan Cd, Pb, Zn, Cr, Ni, Co gibi metallerin yerinde arıtımına (in situ) imkan sağladığından son yıllarda kullanımı giderek yaygınlaşan bir teknolojidir. Fitoremediasyonla metal kirleticilerin topraktan uzaklaştırılmasında biyodizel üretimi için kullanılabilecek enerji ürünlerinin yetiştirilmesi sürdürülebilir bir yaklaşımdır. Bu çalışmada biyodizel hammaddesi elde edilebilecek iki potansiyel enerji ürününün (aspir (Carthamus tinctorius) ve yabani hint yağı (Ricinus comminus)) fitoremediasyon kapasitesi çoklu metal (Cd, Pb ve Zn) ile kirlenmiş bir toprakta saksı denemesi yapılarak araştırılmıştır. Çoklu metallerle (Cd, Pb ve Zn) aşırı düzeyde kirlenmiş kumlu tınlı bir toprağın, killi tınlı temiz bir toprağa % 0 (kontrol ve temiz), 25, 50, 75 ve 100 oranında karıştırılmasıyla beş toprak karışımı elde edilmiştir. Üç aylık bir büyüme döneminde bitki boyu, toplam kök ve yeşil aksam bitki kuru biyokütlesi, klorofil içeriği, metal derişimi ve alımı, tolerans indeksi (Tİ), biyokonsantrasyon faktörü (BKF) ve translokasyon faktörü (TF) araştırılmıştır. Aspir ve yabani hint yağı bitkileri, iklim ve toprak seçiciliğinin fazla olmaması, özellikle kurak ve yarı kurak alanlarda yetişmesi, çabuk büyüyebilmesi, fazla biyokütleye ve yüksek yağ oranına sahip olması nedeniyle seçilmiştir. Topraklarda artan çoklu metal derişimine bağlı olarak her iki bitkide de Cd, Pb ve Zn alımı büyük ölçüde artmıştır. Yüksek derişimlerde artan kirletici derişimine bağlı olarak aspir ve yabani hint yağı bitkilerinin kök ve yeşil aksamı azdan çoğa doğru Zn>Cd>Pb biriktirmiştir. Aspir ve yabani hint yağı bitkilerinde köklerin yeşil aksamından daha fazla metal biriktirdiği görülmüştür. Bitkilerin tolerans indeksleri yüksek olmasına rağmen, translokasyon faktörü ve biyokonsantrasyon faktörü <1 olduğundan, aspir ve yabani hint yağı bitkilerinin Cd, Pb ve Zn ile kirlenmiş toprakların fitoekstraksiyonunda kullanım potansiyelinin düşük olduğunu göstermiştir. Her iki bitkide çoklu metale karşı yüksek tolerans gösterdiğinden biyodizel üretimi için çoklu metalle (Cd, Pb ve Zn) ile kirlenmiş arazilerde ekilebilir. Yabani hint yağı aspirden daha fazla biyokütleye sahip olduğundan topraktan daha fazla metali uzaklaştırmaktadır. Ayrıca her iki bitkide köklerinde daha fazla metal akümüle ettiğinden fitostabilizatördürler.

Phytoremediation, located in biological soil cleaning methods and called as green remediation, many toxic and carcinogenic such as Cd, Pb, Zn, Cr, Ni, Co metals, which is the on-site treatment (in situ) to use in recent years due to its advantages such as the possibility of a technology that is increasingly widespread. In this study, under greenhouse conditions the removal of toxic metals from contaminated soil with multi-metal (Cd, Pb and Zn) was investigated the use of safflower plant (Carthamus tinctorius) and castor bean (Ricinus communis). Safflower and castor bean were chosen due to the selectivity of climate and soil, not more, particularly the arid and semi-arid areas grow, to grow up quickly, more biomass and to have a high fat content. Five soil mixtures were obtained by mixing an uncontaminated soil sample with multi metal-contaminated soil at ratio 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of contaminated soil, respectively. The plant height, total plant dry and green parts biomass, chlorophyll content, metal uptake and translocation factors were investigated for a growth period of three months. Each of the five soils as Cd, Pb and Zn uptake has changed dramatically. Depending on the increased concentrations of contaminants in high concentrations, safflower and castor bean plants much less than Zn> Cd > Pb has accumulated. The findings showed that Safflower and castor bean plants roots of the more metal accumulate than stems. Translocation factor indicated that safflower and castor bean plants had the low potential for phytoremediation to clean up Cd, Pb, Zn-contaminated soils. Since Safflower and castor bean plants against multi metal showed high tolerance, it can use for biodiesel production in contaminated-multi metals (Cd, Pb, Zn) in arable land. Castor bean has more biomass than safflower, so it is to remove more metal from the soil. In addition, Safflower and castor bean have accumulated in more metals in their roots, they are phytostabilizers.