قابلیت جذب فلزات سنگین توسط برخی گونه‌های درختی و درختچه‌ای مورد استفاده در فضای سبز شهرکرد

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره چهار، تیر  ماه 99

قابلیت جذب فلزات سنگین توسط برخی گونه‌های درختی و درختچه‌ای مورد استفاده در فضای سبز شهرکرد

فاطمه مصطفوی[1]

 محسن بهمنی[2]^*

bahmani_mohsen_j@yahoo.com

 رسول زمانی احمد محمودی[3]

 علی جعفری[4]

چکیده

الف-زمینه و هدف: پایش زیستی یکی از روش­های ارزان و ساده برای بررسی کیفیت محیط­زیست است. فعالیت­های ناشی از ترافیک وسایل نقلیه باعث ورود مقادیر فراوانی از فلزات سنگین به اتمسفر می­شود. استفاده از گونه­های گیاهی به عنوان شاخص پایش زیستی می­تواند در ارزیابی و کاهش آلودگی هوا و فلزات سنگین مؤثر باشد. هدف از این مطالعه بررسی انتخاب بهترین گونه­های چوبی جاذب فلزات سنگین سرب، روی و کادمیوم در برگ گونه­های درختی و درختچه‌ای سرو خمره­ای، نارون، زبان­گنجشک و برگ نو در چهار منطقه با سطوح ترافیکی مختلف در سطح شهرستان شهرکرد است.

ب-روش بررسی: برای این منظور از درختان واقع در خیابان­های با ترافیک بالا (خیابان کاشانی، خیابان سعدی، ترمینال مسافربری) به عنوان مناطق آلوده و دانشگاه شهرکرد به عنوان منطقه شاهد در دو مقطع زمانی متفاوت (اواخر بهار و اواخر تابستان) اقدام به نمونه­برداری از برگ­های درختان مذکور شد.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که مقدار تجمع فلزات سنگین در منطقه آلوده (خیابان کاشانی) با اختلاف معنی­داری در سطح 99 درصد بیش‌تر از مناطق دیگر می­باشد. همچنین بیش‌ترین مقدار انباشت فلز سرب و روی در برگ گونه­ی برگ نو با مقادیر 47/ 5 و 68/32 میلی­گرم بر کیلوگرم و کادمیوم با مقدار 84/1 میلی­گرم بر کیلوگرم در برگ گونه­ی سرو خمره‌ای مشاهده گردید.

بحث و نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج به دست آمده، گونه­های برگ نو، سروخمره­ای، نارون و زبان گنجشک به عنوان بهترین گونه­های چوبی جاذب فلزات سنگین، در فضای سبز شهرکرد معرفی می­شوند.

واژه‌های کلیدی: گونه­های درختی، پایش زیستی، فلزات سنگین، ترافیک شهری، شهر شهرکرد

Potential Uptake of Heavy Metals by Some Tree and Shrub Species Used in Shahrekord Landscape

Fatemeh Mostafavi^[5] 

Mohsen Bahmani^[6]*

bahmani_mohsen_j@yahoo.com  

Rasool Zamani-Ahmadmahmoodi^[7]

Ali Jafari^[8]

Abstract

Background and Objective: Biomonitoring is a simple and inexpensive method for assessment of the quality of the environment. Vehicle emissions introduce high levels of heavy metals into the atmosphere. The use of plant species can be effective in assessing and decreasing air pollution and the levels of heavy metals. This research was conducted to select the best accumulator of lead, zinc and cadmium in the leaves of four tree species, namely Thuja Orientalis, Ulmus umbraculifera, Fraxinus Rotundifolia and Ligustrum Ovalifolium,in four areas in the city of Shahrekord, Iran, with different traffic levels.

Method: For this purpose, testing was conducted in areas with high levels of traffic (Kashani Street, Saadi Street and Shahrekord Terminal) as polluted areas, and Shahrekord University served as control area. In two periods, at the end of spring and the end of summer, leaves were sampled.

Findings: Results showed that heavy metal levels in one polluted area, Kashani Street, were higher than in other areas. Also, the highest level of lead and zinc accumulation was observed in the leaves of Ligustrum Ovalifolium with levels of 5.47 and 32.68 mg/kg. The highest level of cadmium, 1.84 mg/kg, was observed in the leaves of Thuja Orientalis.

Discussion and Conclusions:according to the results,Ligustrum Ovalifolium, Thuja Orientalis, Ulmus Umbraculifera and Fraxinus Rotundifolia were introduced as the best wood species for accumulating heavy metals.

Keywords: Tree Species, Biomonitoring, Heavy Metals, Urban Traffic, Shahrekord Township

مقدمه

در بین آلاینده‌های مختلف محیط زیست، فلزات سنگین به واسطه­ی سمیت، ماندگاری بالا، تجزیه‌ناپذیری و همچنین توان تجمع زیستی از مهم­ترین ترکیبات موجود در بوم سازگان­های مختلف هستند (1). آلاینده­های حاوی فلزات سنگین، از چندین منبع مختلف مانند صنعت، وسایل نقلیه و تولید انرژی آزاد می­شوند (2). در این بین خودروها به عنوان منابع اصلی تولید آلاینده­های فلزات سنگین در شهرها به شمار می­روند که این آلاینده­ها به صورت ذرات معلق از اگزوز یا دیگر اجزا خودرو وارد محیط‌زیست می­شوند. این آلاینده­ها توسط جریان ترافیکی در اطراف راه­ها توزیع و باعث آلودگی آب، خاک، هوا و گیاهان این نواحی می­شوند (3). از جمله فلزات سنگین رایج آلوده‌کننده محیط‌زیست سرب، کادمیوم و روی هستند که مرتبط با منابع متحرک­اند، زیرا در موتورها، بنزین، تایرها، روغن­های روغن کاری و بخش­های گالوانیزه وسایل نقلیه هستند (4). عنصری همچون روی جزء عناصر مغذی برای گیاه به شمار می‌رود که مقدار 100-15 میلی­گرم در کیلوگرم از این فلز در اندام­های گیاهی برای فعالیت­های آنزیمی در گیاه ضروری است. مقادیر بیش از این می­تواند در سوخت و ساز گیاه مشکل ایجاد می­کند (5). در مقابل عناصری همچون کادمیوم و سرب با مقادیر بین 5/1 و 3 میلی‌گرم در کیلوگرم نه تنها برای فعالیت‌های فیزیولوژیکی در گیاه نقشی ندارند، بلکه در بسیاری از موارد سمی و برای حیات گیاه مضر می‌باشند (6). سرب عموماً در نتیجه استفاده از سوخت­های بنزینی سرب­دار وارد محیط شهری می­شود (7، 8، 9) و به دو طریق گیاهان اطراف جاده و خیابان را آلوده می­کند: 1- رسوب بر روی شاخ و برگ از راه اتمسفر 2- رسوب در خاک و جذب آن به وسیله ریشه گیاهان و انتقال آن به اندام­های فوقانی (10). کادمیوم در تایر خودروها وجود دارد و از طریق استهلاک خودروها و انتشار ترافیکی به محیط شهری اضافه می­شود (7، 8، 9). کادمیوم از سمی­ترین فلزها در محیط زیست است که حلالیت و تحرک بسیار بالایی دارد و به راحتی از خاک به گیاه منتقل می­شود و ازدیاد آن در گیاهان سبب ایجاد مشکلاتی در رشد گیاه می‌گردد که سبب آسیب رساندن به اندام فتوسنتز کننده و کاهش مقدار کلروفیل، کاهش رشد و در نهایت مرگ را به دنبال دارد (11، 12). تعیین غلظت عناصر در نمونه­های گیاهی و در مراحل مختلف، یک جایگزین آسان و مؤثر برای پایش زیستی آلاینده­ها در مناطق شهری می­باشند. با توجه مضرات فلزات سنگین برای موجودات زنده از جمله انسان، همواره بشر به دنبال راه مناسبی برای کاهش آن‌ها در طبیعت بوده است. با توجه به این‌که برگ­های گیاهان از طریق تعرق در تبادل دایمی با گازهای اتمسفری بوده و در جذب و تجمع آلاینده­های جوی نقش مهمی دارند، به همین دلیل آن‌ها از عوامل مهم در جهت پایش زیستی و اندازه­گیری آلودگی هوا در نظر گرفته می­شوند (13، 14، 15). مطالعات مربوط به تعیین میزان و نوع آلاینده‌های ناشی از ترافیک شهری و صنعتی در برگ درختان می‌تواند راهگشای ارایه راه حل­های عملی در جهت سالم سازی محیط زیست قرار گیرد. مطالعات متعددی در داخل و خارج از کشور به سنجش فلزات سنگین در برگ­ها و بافت­های گیاهی پرداخته­اند که به برخی از آن‌ها اشاره می­شود. خادمی و همکاران (1391) در تحقیقی به بررسی میزان جذب سرب در اندام‌های گونه اقاقیا در ملایر پرداختند. نتایج نشان داد که ریشه درختان بیش‌تر از اندام­های هوایی سرب جذب می­کنند. جذب سرب در اندام­های درختان، در رویشگاه آلوده بیش‌تر از سایر رویشگاه‌ها بوده و بالاترین میزان جذب سرب در شهریور ماه و کم‌ترین مقدار آن در تیر ماه مشاهده گردید. شعبانیان و چراغی (1392) در تحقیقی به بررسی توان زیست پالایی گونه­های چوبی مورد استفاده در جنگل‌داری شهری سنندج و میزان انباشت برخی فلزات سنگین از قبیل سرب، روی، کادمیوم و منگنز در برگ گونه‌های چنار شرقی، نارون، زبان گنجشک، سرو خمره­ای و کاج سیاه پرداختند. نتایج نشان داد که انباشت سرب، روی و کادمیوم در برگ بیش‌تر گونه­ها در منطقه آلوده بیش‌تر از منطقه شاهد بوده است. در منطقه آلوده بیش‌ترین مقدار انباشت سرب و کادمیوم در سرو خمره­ای، روی در زبان گنجشک و منگنز در نارون مشاهده شد. دوگان لار و آتماکا (2011) در مطالعه‌ای تأثیر آلودگی‌های شهری و صنعتی در تجمع فلزات Pb، Al،Cd، Cu و Zn، همچنین بر فعالیت پراکسیداز، رنگدانه‌ها و پروتئین‌ها گونه‌های درختچه‌ای و برگ درختان منطقه Antakya ترکیه پرداختند. نتایج نشان داد که بیش‌ترین میزان آلودگی در گیاهان، ناشی از فعالیت‌های صنعتی و ترافیکی می­باشد. مقدار فلزات Cu و Al گیاهان در محل­های پرتردد شهری و در مقابل غلظت فلزات Cd، Pb،Zn در مناطق صنعتی بالا بود. افرای زبان گنجشکی نشان داد که بیش‌ترین تجمع فلزات Pb و Zn در مناطق صنعتی و تجمع Al برای محل­های پرتردد شهری است. همچنین بیش‌ترین مقدار Cu و Cd در چنار و خرزهره اندازه‌گیری شد. اوگبونا و همکاران (2013) در پژوهشی به تعیین غلظت فلز سرب در برگ درختان کنار جاده‌های شهر Umuahia در دو ایستگاه با ترافیک بالا (SS1) و ترافیک کم (SS2) پرداختند. نتایج نشان داد که میانگین غلظت سرب در SS1 و SS2 به ترتیب 09/12 میلی­گرم بر کیلوگرم و 05/0 میلی­گرم بر کیلوگرم می­باشد. نوروزی و همکاران (2016)، در مطالعه‌ای امکان استفاده از برگ درختان چنار به عنوان یک زیست ردیاب آلودگی هوا مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که برگ درخت چنار پتانسیل بالایی در تعیین شاخص آلودگی هوا برای فلزات سنگین ذکر شده به جز سرب را دارد (32). هدف از انجام این تحقیق بررسی مقادیر فلزات سنگین در مرکز شهر شهرکرد به عنوان یک منطقه با ترافیک نسبتاً بالا و مقایسه آن از این نظر با دیگر مناطق با ترافیک کم‌تر، بررسی و مقایسه مقدار انباشت فلزات سنگین (سرب، کادمیوم و روی) در اندام برگ برخی از گونه‌های درختی مورد استفاده در جنگل‌داری شهری شهرکرد از قبیل زبان گنجشک (Fraxinus rotundifolia)، سروخمره­ای (Thuja orientalis)، نارون (Ulmus umbraculifere) و برگ نو (Ligustrum ovalifolium) و مقایسه میزان غلظت فلزات در برگ گونه­های مذکور در دو دوره­ی زمانی نمونه­برداری در ارتباط با آلودگی‌های محیطی ناشی از وسایل نقلیه به منظور انتخاب بهترین گونه، برای استفاده در فضای سبز شهرکرد و یا در دیگر شهرها با اقلیم و شرایط مشابه می‌باشد.

مواد و روش­ها

پهنه شهری شهرکرد با مساحت 85/23 کیلومترمربع در 97 کیلومتری جنوب غرب اصفهان بین 50 درجه و49 دقیقه و22 ثانیه تا 50 درجه و53 دقیقه و 44 ثانیه طول و 32 درجه و 18 دقیقه و 22 ثانیه تا 23 درجه و 21 دقیقه و 50 ثانیه عرض جغرافیایی در ارتفاع 2060 متر بالاتر از سطح دریا واقع شده است. آب و هوای حاکم بر این پهنه نیمه مرطوب معتدل با تابستان­های معتدل و زمستان­های بسیار سرد است. میانگین سالانه دمای هوا در شهرکرد5/11 درجه سانتی­گراد می­باشد. در طول 30 سال گذشته حداقل مطلق دما و حداکثر مطلق دمای ثبت شده در شهرکرد به ترتیب 32 درجه سانتی­گراد زیر صفر و 42 درجه سانتی­گراد بالای صفر بوده است. سردترین و گرم­ترین ماه­های سال در شهرکرد به ترتیب دی و مرداد می­باشد (21). جهت بررسی پتانسیل گونه­های چوبی مورد استفاده در فضای سبز شهرکرد، در جذب فلزات سنگین ناشی از ترافیک شهری، چهار منطقه با حجم ترافیکی متفاوت در نقاط مختلف شهر خیابان کاشانی (ترافیک زیاد)، خیابان سعدی (ترافیک متوسط)، ترمینال مسافربری (ترافیک کم) و دانشگاه شهرکرد (ترافیک بسیار کم) انتخاب گردیدند.

روش نمونه­برداری و آزمایش

به منظور بررسی فلزات سنگین ترافیکی، اقدام به جمع­آوری نمونه­های برگ گونه­های موجود در چهار منطقه­ی مورد بررسی، در دو نوبت اواخر بهار و تابستان 1395 شد. نمونه­برداری از قسمت بیرونی تاج پوشش و سمت خیابان، که حجم ترافیک زیاد است به صورت تصادفی انجام پذیرفت. جمع­آوری نمونه­های برگ با استفاده از قیچی باغبانی صورت گرفت (31). در هر خیابان به طور تصادفی 20 درخت و از هر گونه­ی درختی 5 نمونه گرفته شد. به منظور آماده­سازی نمونه­های برگ، ابتدا نمونه­ها (شسته نشده) در دمای اتاق خشک و برای رسیدن به وزن ثابت به مدت 24 ساعت در دمای 60 درجه سانتی­گراد در آون قرار داده شدند. سپس نمونه­ها آسیاب و پس از همگن­سازی میزان مشخصی از آن‌ها توزین شد. در ادامه برای هضم اسیدی نمونه­ها در محلول اسید نیتریک (65 درصد) و هیدروکلریدریک اسید (37 درصد) به نسبت 3 به 1 حل و مخلوط به مدت 24 ساعت در دمای اتاق نگه­داری شد. سپس نمونه­ها به مدت یک ساعت در دمای 100 درجه سانتی­گراد بر روی هات پلیت حرارت داده شد و پس از صاف کردن نمونه­ها با کاغذ صافی واتمن 42 به حجم 25 میلی­لیتر رسانده و غلظت عناصر سنگین (کادمیوم، سرب و روی) در نمونه­ها با استفاده از دستگاه جذب اتمی Perkin مدل (AA400) اندازه­گیری شد (33). در این تحقیق به منظور پایش زیستی گونه­های درختی مورد استفاده در فضای سبز شهرکرد، تأثیر عوامل متغیری شامل گونه­های درختی، ایستگاه­های تحقیقاتی و زمان­های نمونه­برداری بر غلظت فلزات سرب، کادمیوم و روی موجود در برگ درختان مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه­برداری در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی در 5 تکرار انجام و داده­ها به کمک آزمون تجزیه واریانس دو طرفه و با استفاده از نرم افزار آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند

نتایج

نتایج آزمون تجزیه واریانس داده‌های مربوط به انباشت فلزات سنگین در برگ گونه‌های مورد مطالعه در جدول (2) آورده شده است. همان‌طور که جدول (2) نشان می­دهد اثر گونه­ی درختی، مکان جمع­آوری و اثر متقابل این دو پارامتر بر میزان انباشت فلزات سرب، روی و کادمیوم در سطح یک در صد معنی­دار بوده است. با توجه به جدول (2) انباشت سرب، روی و کادمیوم در گونه­های منطقه آلوده (خیابان کاشانی) به طور معنی­داری در سطح یک درصد بیش‌تر از مناطق دیگر است. همچنین نتایج مربوط به میانگین و خطای استاندارد میانگین غلظت فلزات سنگین در برگ نمونه­های (زبان گنجشک، نارون، سروخمره­ای و برگ نو) در ایستگاه­های مورد مطالعه طی دو مرحله­ی نمونه­برداری در جدول (3 و 4) آمده است.

جدول 2- تجزیه واریانس داده‌های مربوط به انباشت فلزات سنگین در برگ گونه‌های درختی

Table 3- Results of the analysis of variance (ANOVA) of metal accumulation in leaves of tree species

** اختلاف معنی‌دار در سطح یک درصد

جدول 3- مقادیر عناصر سنگین میانگین و (خطای استاندارد میانگین) در برگ گونه‌های مورد بررسی بر اساس میلی‌گرم بر کیلوگرم طی مرحله اول نمونه برداری (اواخر بهار)

Table 3- Average value of heavy metals and (Standard mean error) in tree species (mg/ kg) during the first stage of sampling period (late spring)

جدول 4- مقادیر عناصر سنگین میانگین و (خطای استاندارد میانگین) در برگ گونه‌های درختی بر اساس میلی‌گرم بر کیلوگرم طی مرحله دوم نمونه برداری (اواخر تابستان)

Table 4- Average value of heavy metals and (Standard mean error) in tree species (mg / kg) during the second stage of sampling period (late summer)

با توجه به جدول (3 و 4) حداکثر میزان جذب سرب در برگ گونه­های چوبی ذکر شده طی دو دوره­ی نمونه­برداری مربوط به ایستگاه خیابان کاشانی با میانگین 17/2 میلی­گرم بر کیلوگرم و حداقل آن مربوط به ایستگاه ترمینال آزادی با میانگین 14/0 میلی­گرم بر کیلو­گرم می­باشد. همچنین حداکثر میانگین کادمیوم در برگ گونه­های نامبرده در ایستگاه­های مذکور مربوط به ایستگاه کاشانی با میانگین 29/1 میلی­گرم بر کیلوگرم و حداقل آن مربوط به ایستگاه ترمینال آزادی با میانگین 63/0 میلی­گرم بر کیلوگرم تعیین شد. بیش‌ترین مقدار میانگین روی طی دو دوره­ی زمانی در ایستگاه خیابان کاشانی با میانگین 14 میلی­گرم بر کیلوگرم و حداقل آن مربوط به ایستگاه ترمینال آزادی با میانگین 75/2 میلی­گرم بر کیلوگرم به دست آمد.

بر اساس نتایج به دست آمده در جدول (3 و 4) از آنالیز برگ گونه­های چوبی در ایستگاه­های مورد مطالعه، حداقل میزان فلز سرب در طی دو دوره­ی نمونه­برداری مربوط به گونه­ی درختی زبان گنجشک، واقع در سایت دانشگاه شهرکرد با میانگین صفر (شکل 1-2) و حداکثر میزان فلز سرب در هر دو دوره­ی نمونه­برداری مربوط به گونه­ی چوبی برگ نو، در خیابان کاشانی با میانگین 65/4 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک طی مرحله اول (شکل 2) و 47/5 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک طی مرحله دوم مشاهده شد (شکل 3). نتایج آنالیز نمونه­های مورد مطالعه برای عنصر کادمیوم نشان داد که حداقل میزان کادمیوم مربوط به گونه­ی زبان گنجشک در سایت خیابان سعدی با میانگین 11/0 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک در مرحله­ی اول نمونه­برداری (شکل 4) و میانگین 43/0 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک مربوط به گونه­ی نارون در سایت دانشگاه شهرکرد در مرحله­ی دوم (شکل 5) و حداکثر میزان فلز کادمیوم در مرحله­ی اول مربوط به گونه­ی سروخمره­ای درسایت خیابان سعدی با میانگین 84/1 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک (شکل 4) و حداکثر میزان فلز کادمیوم در مرحله­ی دوم مربوط به گونه­ی چوبی برگ نو، در سایت خیابان کاشانی با میانگین 12/1 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک می­باشد (شکل 5). نتایج آنالیز نمونه­ها برای عنصر روی نشان داد که حداقل میزان فلز روی در مرحله­ی اول نمونه­برداری مربوط به گونه­ی زبان گنجشک در سایت ترمینال آزادی با میانگین 07/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن خشک (شکل 6) و حداقل میزان این فلز در مرحله­ی دوم مربوط به ایستگاه دانشگاه شهرکرد با میانگین 92/0 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک می­باشد (شکل 7). حداکثر میزان فلز روی طی دو دوره­ی نمونه­برداری مربوط به گونه­ی برگ نو در ایستگاه خیابان کاشانی با میانگین 53/19 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک در مرحله­ی اول (شکل 6) و میانگین 68/32 میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک در مرحله­ی دوم می­باشد (شکل 7).

شکل2 - مقایسه مقدار سرب جذب شده در برگ گونه‌های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی اول نمونه برداری

Figure 2- Comparison of lead content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the first sampling period

شکل 3- مقایسه مقدار سرب جذب شده در برگ گونه‌های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی دوم نمونه برداری

Figure 3- Comparison of lead content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the second sampling period

شکل 4- مقایسه مقدار کادمیوم جذب شده در برگ گونه‌های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی اول نمونه برداری

Figure 3- Comparison of Cadmium content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the first sampling period

شکل 5- مقایسه مقدار کادمیوم جذب شده در برگ گونه‌های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی دوم نمونه برداری

Figure 5- Comparison of Cadmium content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the second sampling period

شکل 6- مقایسه مقدار روی جذب شده در برگ گونه‌های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی اول نمونه برداری

Figure 6- Comparison of Zinc content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the first sampling period

شکل 7- مقایسه مقدار روی جذب شده در برگ گونه­های درختی واقع در سایت‌های مختلف طی مرحله­ی دوم نمونه­برداری

Figure 7- Comparison of Zinc content absorbed in leaves of tree species located at different sites during the second sampling period

با توجه به نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل آماری، با استفاده از آزمون t-test، در جدول 5 اختلاف معناداری میان غلظت فلز روی در مرحله اول در مقایسه با مرحله دوم مشاهده شد (05/0p<)، درحالی‌که بین مقادیر عنصر سرب مرحله اول در مقایسه با مرحله دوم اختلاف معناداری مشاهده نشد. همچنین مقدار کادمیوم در مرحله اول در مقایسه با مرحله دوم بیش‌تر می‌باشد ولی از لحاظ آماری این اختلاف معنی‌دار نبود (05/0p>) جدول (5).

جدول 5- میانگین میزان عناصر سنگین (میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن خشک) در گونه‌های درختی ایستگاه­های مختلف

Table 5- The average heavy metal content (mg/kg, dry weight) in different tree species of different stations

بحث و نتیجه گیری

نتایج مطالعات حاضر نشان می‌دهد که اثر نوع گونه­ی درختی، منطقه رویشی و نیز تأثیر متقابل این دو پارامتر بر مقدار انباشت فلزات سنگین سرب، کادمیوم و روی در سطح یک در صد معنی­دار بوده است جدول (1). مقایسه میانگین انباشت فلزات سنگین در گونه­های درختی جدول (2) نشان می­دهد که انباشت سرب، روی و کادمیوم در بیش‌تر گونه­های مورد بررسی در منطقه آلوده (خیابان کاشانی) با اختلاف معنی­داری در سطح یک درصد بیش‌تر از سایر مناطق می­باشد. در مورد فلز سرب، برگ نو در مقایسه با دیگر گونه‌ها توانسته است مقدار بیش‌تری (47/5 میلی­گرم در کیلوگرم) از این فلز را در منطقه آلوده در خودش انباشته کند. از نظر فلز کادمیوم نیز سرو خمره­ای بیش‌ترین مقدار جذب (84/1 میلی­گرم در کیلوگرم) را در منطقه آلوده داشته است. در مورد فلز روی نیز گونه برگ نو در مقایسه با دیگر گونه‌ها توانسته است مقدار (68/ 32 میلی­گرم در کیلوگرم) از این فلز را در منطقه آلوده در خود انباشته کند، که با مقایسه با میزان استاندارد فلزات، مقدار سرب و کادمیوم بالاتر از حد مجاز ارایه شده و برای فلز روی در حد مجاز بود. با مقایسه مقدار انباشت فلزات در گونه‌های مورد بررسی در مرکز شهر شهرکرد، به طور خلاصه می­توان گفت که با اختلاف معنی­داری در سطح یک درصد، بیش‌ترین مقدار انباشت فلزات سرب و روی در برگ نو و کادمیوم در سرو خمره­ای اتفاق افتاده است. همچنین نتایج تحقیق نشان می­دهد که میزان تجمع سرب در برگ گونه­های درختی مورد مطالعه در طی زمان­های مورد مطالعه (اواخر بهار و اواخر تابستان) دارای نوسان بوده و روند آن به ترتیب از خرداد به شهریور افزایش نشان می­دهد. این نتیجه­ها ضمن به اثبات رساندن وجود مقدار بیش‌تر فلزات سنگین در محیط مرکز شهر شهرکرد نسبت به دیگر مناطق، نشان می­دهد که اولاً گونه­های گیاهی در محیط­های آلوده به فلزات سنگین می­توانند بخشی از این فلزات را جذب کنند و به این طریق تا حدی از آلودگی محیط بکاهند و ثانیاً قابلیت و توانایی انباشت فلزات سنگین در گونه­های گیاهی مختلف می­تواند متفاوت باشد (22). که این پدیده به احتمال زیاد به صفات فیزیولوژیکی گونه­ها مربوط می­باشد، به طوری که برخی از گونه­های گیاهی به عنوان گیاهان سوپر جاذب تا حد زیادی می­توانند فلزات سنگین را از محیط جذب کنند بدون این‌که خودشان دچار آسیب جدی شوند، درحالی‌که بعضی از گونه­های گیاهی توانایی جذب پایین­تری داشته و ممکن است در محیط­های آلوده به فلزات سنگین در اثر مسمومیت آسیب دیده و از بین بروند (23، 24). گونه­های درختی همیشه سبز و بومی با نیاز آبی کم و مقاوم به آلودگی که برگ بزرگ، پوست زبر، تنه مستقیم و فرم زیبا دارند برای پالایش آلاینده­های جوی مناسب به شمار می­آیند (25). این نتیجه­ها در خصوص مقدار انباشت فلزات سنگین در گونه­های مختلف مورد بررسی با بسیاری از تحقیقات انجام شده در این خصوص همخوانی دارد. بادفر (1391) نشان داد که گونه­های سوزنی برگ سرو نقره­ای و کاج تهران بیش‌ترین تراکم فلز سمی کادمیوم را در تمام اندام­هایشان نشان دادند که با نتایج این مطالعه در مورد انباشت بیش‌تر فلز کادمیوم در گونه­ی سوزنی برگ سرو خمره­ای هم خوانی دارد. شعبانیان و چراغی (1392) نشان دادند که انباشت سرب و کادمیوم در سرو خمره­ای، روی در زبان گنجشک و منگنز در نارون بوده است. خادمی و کرد (1389) در مطالعات خود نقش فصول مختلف را در میزان جذب سرب در گیاهان مورد بررسی قرار دادند و اظهار داشتند که بیش‌ترین میزان جذب سرب در فصل تابستان صورت می­پذیرد. عطاآبادی و همکاران (1388) در مطالعات خود به این نتیجه رسیدند که از گونه­های سرو، زبان گنجشک، توت و برگ نو به عنوان شاخص زیستی مناسب فلزات سنگین هوازاد در نواحی خشک می­توان استفاده نمود. از مهم­ترین نتایج تحقیق حاضر توانایی و مقایسه گونه­های چوبی مورد استفاده در جنگل‌داری شهری شهرکرد از نظر جذب فلزات سنگین بوده است که تاکنون گزارش نشده بود. از نتایج دیگر این تحقیق بیان وجود مقدار قابل توجه فلزات سنگین در محیط مرکز شهر با ترافیک بیش‌تر در مقایسه با محیط­های دیگر با ترافیک کم‌تر است. بنابراین با توجه به احتمال توسعه­ی بیش‌تر شهر و به تبع آن ترافیک بیش‌تر، باید در جنگل‌داری شهری با توجه به نوع آلودگی آن از گونه‌های مناسب استفاده شود. در این تحقیق چند گونه­ی چوبی که در فضای سبز بیش‌تر شهرهای ایران کاربرد فراوانی دارند با یکدیگر از نظر توانایی جذب فلزات سنگین مقایسه شدند و به ترتیب گونه­های درختی برگ نو، سرو خمره‌ای، نارون چتری و زبان گنجشک به عنوان بهترین گونه­های چوبی جاذب فلزات سنگین، در فضای سبز شهرکرد معرفی می­شوند ولی برای این‌که مشخص شود هر یک از آن‌ها تا چه اندازه برای پاک‌سازی محیط مناسب هستند، نیاز به تحقیق گسترده­تری در شرایط مختلف می­باشد.

منابع

        1.        MacFarlane, G.R ., Burchett, M.D., 2000. Cellular distribution of Cu, Pb and Zn in the Grey MangroveAvicennia marina (Forsk) Vierh. Aquatic Botany, 68: 45-59.

        2.        Bargagli, R., 1998. Trace Elements in Terrestrial Plants: An Ecophyciological Approach to Biomonitoring and Biorecovery. Springer-Verlag, Berlin.

        3.        Van Bohemen, H.D ., Janssen Van De Laak,W. H., 2003. The influence of road infrastructure and traffic on soil, air and water quality, J. Environmental Management, 31(1), 50-68.

        4.        Saeedi, M., Hosseinzadeh, M., Jamshidi, A., Pajooheshfar, S., 2009. Assessment of heavy metals contamination and leaching characteristics in highway side soils, Iran. Environmental monitoring and assessment, 151(1), 41-231 (in Persian).

        5.        Aksoy, A., Demirezen, D., 2006. Fraxinus excelsior as a biomonitor of heavy metal pollution. Polish Journal of Environmental Studies, 15(1), 27-33.

        6.        Sharma, S., Prasad, F.M., 2010. Accumulation of Lead and Cadmium in soil and vegetable crops along major highways in Agra (India). Electronic Journal of Chemistry, 7(4), 1174-1183.

        7.        Sarkar, B., 2002. Heavy metals in environment. New York: Marcel Dekker.

        8.        Afyuni, M., 2002. Investigation on surface pollution soils in central region of Isfahan, Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology, Scientific Report (In Persian).

        9.         Amini, M., 2004. Modeling heavy metal accumulation and assessing its uncertainty in agro- ecosystems of Isfahan region. PhD thesis. Isfahan University of Technology. Isfahan. Iran, (In Persian).

       10.       Wahabi, A., Reza, A. 1986. Distribution of Lead in plant and soils Lahijan tea tree gardens in relation to the axis of the road, Jihad University Press, 127pp (In Persian).

       11.      Pagotto, C., Remy, N., Legret, M., LeCloirec, P., 2001. Heavy metal pollution of road dust and roadside soil near a major rural highway. Environmental Technology, Vol. 22,pp. 307-319.

       12.      Jia, L., Wang, W., Li, Y., Yang, L., 2010. Heavy metals in soil and crops of an intensively farmed area: A case study in Yucheng City, Shandong Province, China. Int J Environ Res Public Health, Vol. 7, pp. 395- 412.

       13.      KabataPendias, A., Pendias, H., 2000. Trace Elements in Soils and Plants. Boea Raton, Florida. CRC Press.

       14.      Singh, S.K., Rao, D.N., 1983. Evaluation of plants for their tolerance to air pollution. Proceedings of symposium on air pollution control. IIT Delhi.

       15.      Lasksmi, P.S., Sravanti, K.L., Sravinas, N., 2008. Air pollution tolerance index of various plant species growing in industrial areas. The Ecoscan, 2 (2), 203 – 206.

       16.      Khademi, A., Kord, B., Fatemitalab., R., 2011. Evaluation of robinia pseudoacacia species for reduction of lead contamination. Thefirst national conference on planning and environmental protection, (In Persian).

       17.      Shabanian, N. and Cheraghi, C., 2013. Comparison of phytoremediation of heavy metals by woody species used in urban forestry of Sanandaj City. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 21(1). (In Persian).

       18.      Piczak, K., Lesniewic, A., Zyrnicki, W., 2003. Metal concentration in deciduous tree leaves from urban Arasin Poland. Environmental monitoring and assessment, Vol . 86, pp. 273-287.

       19.      Doganlar, Z.B., Atmaca, M., 2011. Influence of airborne pollution on cd, zn, pb,cu, and physiological parameters of plant leaves in Antakya (turkey). Water, air and soil pollution,Vol. 214,pp. 509-523.

       20.      Ogbonna, C.E., Enete, I.C., Egedeuzu, C.S., Ogbochi, E.F., 2013. Heavy Metal Concentration in Leaves of Roadside Trees in Umuahia Urban, Nigeria. Resources and Environment, 3(5), 141-144.

       21.      Chaharmahal va Bakhtiari meteorological administration, 2011 (www.chaharmahalmet.ir).

       22.      Burken, J., Vroblesky, D., Balouet, J.C., 2011. Phytoforensics, Dendrochemistry and Phytoscreening: New Green Tools forDelineating Contaminants from Past and Present. Environmental Science and Technology, 45(15), 6218–6226.

       23.      Gosh, M., Singh, S.P., 2005. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its hypoducts. Applied ecology and environmental research, 3(1), 1-18.

       24.      Baycu, G., Ozden, H., Tolunay, D., Gunebakan, S., 2006. Ecophysiological and seasonal variations in Cd, Pb, Zn, and Ni concentrations in the leaves of urban deciduous trees in Istanbul. Environmental Pollution,Vol. 143, pp. 545-554.

       25.      Kumar, S.R., Arumugam, T., Anandakumar, C., Balakrishnan, S., Rajavel,D., 2013. Use of Plant Species in Controlling Environmental Pollution A. Bulletin of Environment, Pharmacology and life Sciences, 2(2),52-63.

       26.       metals in different organs of four tree species (Cupressusarizonica, Morus alba, Robinia pseudacacia, Pinus eldarica) cultivated in Mobarakeh Steel Complex. 2011. M.Sc. thesis, Shahrekord University, Iran, (In Persian).

       27.      Khademi, A., Kord, B.,2009. The role of broad-leaved tree species in reducing lead-contamination. Journal of science and technology of natural resources. 1:1-12pp, (In Persian).

       28.      S. Azampoor, S., Pilehvar, B., Shirvany, A., Bayramzadeh, V., Ahmadi, M. 2013. Nickle phytoremediation by leaves of planted species (Fraxinus rotundifolia, Ulmus densa, Salix alba) (Case study: Kermanshah oil refinery area). Iranian Journal of Forest, 5(2), 141-150pp, (In Persian).

       29.      Ebrahimi, M., Jafari, M., Savaghebi, G.R., Azarnivand, H., Tavili, A. and Madrid, F., 2014. Investigation of Heavy Metals Accumulation in Plants Growing in Contaminated Soils (Case Study: Qazvin Province, Iran), journal of rangeland science, 4(2), 91-100 pp. (In Persian).

       30.       Ataabadi, M., Hoodaji, M.,Najafi, P., 2010. Heavy metals biomonitoring by plants grown in an industrial area of Isfahan’ Mobarakeh Steel Company, Journal of environmental studies, 35 (52), 83-92pp, (In Persian).

       31.      Tabibian, S., and Hashemi, S.A., 2017. Survey The Effect of Cadmium on Dry Weight, Growth and Absorbed of Species Tree of Platanus orientalis. Human & Environment, 15(1), 37-44pp, (In Persian).

       32.      Norouzi, S., Khademi, H., Cano, A.F. and Acosta, J.A., 2016. Biomagnetic monitoring of heavy metals contamination in deposited atmospheric dust, a case study from Isfahan, Iran. Journal of environmental management, 173, pp.55-64.

       33.      Westerma, R.E.L., 1990. Soil testing and plant analysis, SSSA, Madison wisconsin, USA.