Phytoremediation of heavy metal-contaminated soil using tobacco (Nicotiana tabacum)‎ and okra (Hybiscus esculentus)‎

العناوين الأخرى

المعالجة النباتية للتربة الملوثة بالمعادن الثقيلة باستخدام نباتي اللخان البامية

مقدم أطروحة جامعية

Abu Diyyah, Asil

مشرف أطروحة جامعية

Suwaylih, Khalid

الجامعة

جامعة بيرزيت

الكلية

معهد الدراسات البيئية و المائية

القسم الأكاديمي

هندسة المياه و البيئة

دولة الجامعة

فلسطين (الضفة الغربية)

الدرجة العلمية

ماجستير

تاريخ الدرجة العلمية

2022

الملخص العربي

خلفية عامة نتيجة للنشاط البشري المتزايد زادت مشكلة تلوث التربة و المياه بالمعادن الثقيلة و التي تعد من أخطر المشاكل التي تواجه البيئة و تهدد حياة الإنسان.

يظهر هذا التلوث الكبير في البيئة مدى أهمية إيجاد حلول معالجة غير مكلفة و صديقة للبيئة المعالجة النباتية هي : تقنية معالجة بيولوجية، تستفيد من القدرات الفسيولوجية الجوهرية للنباتات لمعالجة الوسائط الملوثة.

إن آلية المعالجة النباتية تعتمد بالأساس على تنظيف التربة و المياه بواسطة النباتات التي تقوم بامتصاص الملوثات و تراكمها، و بالتالي تقليل سميتها في البيئة.

لذلك اهتمت هذه الدراسة باختيار نباتات متوفرة بكثرة في فلسطين و كذلك سهولة زراعتها و العناية بها.

تم تقييم قدرة كلاهما على معالجة المعادن الثقيلة من التربة و كذلك كفاءتهما في المعالجة النباتية عن طريق قياس عدة عوامل حيوية.

الأهداف الرئيسية : تهدف هذه الدراسة إلى تقييم إمكانية نبات الدخان و نبات البامية في معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة و كذلك قدرتهما على نقل هذه المعادن الثقيلة من التربة إلى أجزاء النباتات و كذلك قياس مؤشرات النمو في النباتات.

منهجيات الدراسة تمت زراعة الدخان و البامية في قوارير تحتوي على تربة ملوثة بالزنك و النحاس و الكادميوم و الرصاص.

تم تحضير أربعة تراكيز مختلفة من كل معدن و مزجها جيداً مع التربة المعدة للتجربة التراكيز النهائية في التربة كانت 300 و 500 و 800 و 1000 ملغرام زنك لكل كيلو غرام تربة، بينما للنحاس كانت التراكيز 50، 100، 200، 300 ملغرام نحاس لكل كيلو غرام تربة بينما لعنصري الرصاص و الكادميوم كانت التراكيز في التربة 50، 100،150، 200 ملغرام لكل كيلوغرام من التربة تعرضت النباتات للمعادن الثقيلة المحددة لمدة 60 يوم من بداية زراعتها إلى حصادها.

بعد حصاد النباتات و تقسيمها إلى جذوع و جذور تم تحضيرها لقياس تركيز المعادن الثقيلة فيها و كذلك تم قياس تركيز المعادن الثقيلة في التربة باستخدام جهاز (ICP-OES) النتائج الرئيسية : أشارت النتائج إلى أن معاملات الزنك والنحاس لم يظهرا أي تأثير حقيقي على أطوال نباتات الدخان.

في حين أظهرت بعض التراكيز العالية من الكادميوم و الرصاص انخفاضا حقيقياً في طول نبتة الدخان.

و كذلك بالنسبة لنبات البامية فقد كان هناك انخفاضا حقيقاً لأطوال النباتات نتيجة زيادة تراكيز الكادميوم و الرصاص و النحاس في التربة.

بالإضافة إلى ذلك في نهاية التجربة لم يكن هناك أي تأثير حقيقي على محتوى الكلوروفيل بين المعاملات و المعاملة المرجعية في كلا النباتين باستثناء بعض التراكيز العالية من النحاس علاوة على ذلك، لم يلاحظ أي انخفاض معنوي في وزن ثمار البامية بسبب التعرض للتربة الملوثة بالمعادن لمدة شهرين.

بالنسبة لكل من التبغ والبامية، فقد أظهرت جميع المعاملات زيادة معنوية في تركيز المعادن الثقيلة في أنسجة النبات (الجذور و الجذوع مقارنه بالمعاملة المرجعية.

كان لدى نباتات الدخان و البامية القدرة على نقل الكادميوم من الجذور إلى الجذوع.

بالنسبة لعامل التراكم الحيوي فقد كان الترتيب لنبات الدخان على النحو الآتي : أولاً الكادميوم ثم الزنك ثم النحاس و بعد ذلك الرصاص، بينما في نبات البامية كانت أكبر قيمة للزنك ثم الكادميوم و بعد ذلك النحاس و من ثم الرصاص.

أما فيما يتعلق بتركيز المعادن في التربة، فقد كان أعلى متوسط نسبة إزالة للمعادن في نباتات الدخان 59.05 و %52.37 للرصاص و الكادميوم على التوالي.

بينما في نباتات البامية كانت أعلى نسبة 57.65 و 51.726% للرصاص و الكادميوم على التوالي .

الاستنتاج العام : تشير هذه النتائج إلى أن الدخان والبامية لهما القدرة على معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة، ويمكن أن ينمو كلاهما في تربة ملوثة بتركيزات عالية جداً من المعادن الثقيلة، بالتالي يعتبر نباتي الدخان، البامية ك مستخرج نباتي

الملخص الإنجليزي

Overall backdrop: Soil and water heavy metals pollution is considered one of the most serious problems encounter the environment, as a result of human activities.

Heavy metals threaten the environment and human life that warranted finding appropriate solutions that are economically inexpensive as well as environmentally compatible.

Phytoremediation is a bioremediation technique that takes the physiological capabilities advantages of plants to remove and reduce heavy metals from soil.

Phytoremediation cleans up soil or water by plants that transform, absorb, and accumulate pollutants, thus reducing the heavy metals toxicity in the environment.

Therefore, this study was concerned with selecting two plants that are abundant in Palestine and their cultivation is easy.

The potential of tobacco and okra to remediate heavy metals from soil and the efficiency of the phytoremediation process were evaluated by measuring the translocation, bioconcentration, and bioaccumulation factors.

Main aims: present research aims at investigating the potential of tobacco (Nicotiana tabacum) and okra (Hybiscus esculentus) to phytoremediate heavy metal-contaminated soil, and investigating the ability of two plants to transfer heavy metals from soil to different plant parts, the study also investigates the effect of metals on different plant growth parameters .

Methodologies: Tobacco and okra plants were grown in pots containing soil contaminated with Zinc, Copper, Cadmium, and Lead.

Four concentrations of each metal were prepared and mixed with the experimental soil to get the concentrations mg/kg soil of 300, 500, 800, and 1000 mg of Zn; 50, 100, 200, and 300 mg of Cu; 50, 100, 150, and 200 mg of Cd or Pb.

After monitoring for and root.

Then, the concentrations of the four heavy metals were measured in soil and plant parts using ICP- OES.

Noteworthy findings: results indicated that the Zn and Cu treatments did not show any significant impact in shoot length of tobacco plants.

Whereas some high concentrations of Cd and Pb caused some reduction in tobacco shoot length.

Similarly, okra plants recorded some decreases in shoot length due to high levels of Cd, Pb and Cu in soil.

In addition, by the end of the experiment, there was no significant difference between the chlorophyll content in treatments of both plants and the control except for some Cu high concentrations.

Furthermore, no significant reduction in okra fruit weight was observed due to exposure to metal-contaminated soil for 2 months.

For both tobacco and okra, all treatments showed significant increases in heavy metals concentration in plant tissues (root & shoot) compared to control.

Tobacco and okra plants had the ability to translocate Cd from their roots to shoots.

The bioaccumulation factor was observed in trend of Cd > Zn > Cu > Pb in tobacco plants, and Zn > Cd > Cu > Pb in okra.

Concerning metal concentrations in soil, the highest average percentage of metal reduction by tobacco plants was 59.05% and 52.37% for Pb and Cd, respectively.

In the case of okra plants, the highest average percentage of metal reduction was 57.65% and 51.72% for Pb and Cd, respectively.

General conclusion: the findings indicate that both, tobacco and okra, have the ability to grow, absorb, accumulate and translocate metals from soil.

Both can be used effectively to phytoextract metals, especially Cd & Pb, from soil.

Thus, the two can be considered for phytoremediation purposes of metal contaminated soil

التخصصات الرئيسية

الهندسة المدنية

عدد الصفحات

143

قائمة المحتويات

• APA
• MLA
• AMA

لغة النص

الإنجليزية

نوع البيانات

رسائل جامعية

رقم السجل

BIM-1429309