Skip to main content
SUPERVISOR
Sayyed-Saeid Eslamian,Jahangir Abedi-Koupai,Mahdi Gheysari,Mehran Shirvani
سیدسعید اسلامیان (استاد راهنما) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما) مهدی قیصری (استاد مشاور) مهران شیروانی جوزدانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sayed yahya Hashemi nezhad ashkezari
سیدیحیی هاشمی نژاداشکذری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Modeling Phytoremediation of Polluted Soils with Nickel
Heavy metal contamination of soil due to industrial effluents and sewage sludge used for agriculture poses a serious ecological concern and its remediation is needed to eliminate risk to the environment. Though the heavy metals are essential for plant growth but at higher concentration these metals may have a deleterious effect on plant growth. phytoextraction which is an ecofriendly cleanup technology is a type of phytoremediation that exploit the ability of plants to take up metals from soils and sequester them in their shoots. For effective planning, design and application of phytoextraction program, models have emerged as a valuable tool. Literature review revealed that very few mathematical models have been developed for phytoextraction during the last decade due to the complexity of the soil–plant–atmosphere continuum. The objective of this study was to develop simple models for phytoextraction of Ni polluted soils. The models of phytoextraction were established based on soil and plant responses to Ni pollutants. In the first section, the soil adsorption isotherm and the plant uptake rate of Ni were determined and simple models to predict the time needed for remediation of soil were proposed. In the second section the relative yield, relative trairation rate and plant Ni uptake as a function of total Ni concentration in the soil were presented. To verify the mathematical models, an experimental setup was established in greenhouse to obtain the required data. Consequently, large quantity of a sandy clay loam soil was completely mixed with Ni to obtain homogenous concentration of this pollutant within the soil matrix. The contaminated soils were then packed into the pots. Basil ( Ocimum tenuiflorum L .) seeds were planted in the pots. The total concentrations of Ni in the soil and plant samples were extracted by wet oxidation method. The water- soluble fraction of soil Ni was obtained by leaching with distilled water for 24h at 1:2 soil-liquid ratios and measured with flame atomic absorption spectrometry instrument. The result showed that adsorption of Ni on soil was fitted to Freundlich and Linear isotherm model. Due to simplicity of linear model, this model was selected. The result showed that phytoextraction rate in Ni by Basil is a first-order function of Ni concentration in soil solution. With combining these two functions, a simple model was derived to predict the required time for remediation of soil Ni (R 2 =0.96). With combining plant relative yield model with plant concentrations a model was derived to predict the phytoextraction rate of Ni (R=0.9). Also Combining the relative trairation rate model with total concentration of soil Ni indicated a reasonable performance to predict the phytoextraction rate (R=0.64). The results showed that modified Prasad equation had a reasonable performance to predicte water used by plant, however with increasing concentration of Ni in soil, the
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 بااستفاده از روش های مناسب از محیط زیست زدوده شوند. پالایش سبز یا به عبارتی حذف بیولوژیک آلاینده ها یکی از روش های مؤثر 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 سبزخاک 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 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 R 2 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= R 2 ). 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 می شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی