Η Ικανότητα του Τριτικάλε (Triticosecale Wittm) και του Τριφυλλιού (Trifolium repens) να συσσωρεύουν Κάδμιο (Cd) Μόλυβδο (Pd) και Ψευδάργυρο (Zn) από ρυπασμένα εδάφη της Θεσσαλίας, με χρήση ζεόλιθου.

The Ability of Triticale (Triticosecale Wittm) and clover (Trifolium repens) to accumulate Cadmium (Cd), Lead (Pd) and Zinc (Zn) from polluted soils of Thessaly via zeolite. (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Μίχας, Γεώργιος
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 15 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-15]
  5. Ελληνικά
  6. 162
  7. Γιαννακόπουλος, Ευάγγελος
  8. Γιαννακόπουλος, Ευάγγελος | Παπαδάς, Ιωάννης
  9. Βαρέα Μέταλλα | Αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών | φυτοεξαγωγή | ζεόλιθος | Τριτικάλε | Τριφύλλι
  10. Α
  11. 33
  12. 467
  13. ΕΙΚΟΝΕΣ, ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ, ΠΙΝΑΚΕΣ
    • Στη λιθόσφαιρα και την υδρόσφαιρα βρίσκονται πολύτιμοι φυσικοί πόροι που ενισχύουν τη γεωργία και κατ’ επέκταση την ανάπτυξη της ανθρώπινης φυλής αλλά συχνά υποβάλλονται σε υπερεκμετάλλευση και υποβάθμιση από φυσικούς και ανθρωπογενείς παράγοντες. Ήδη από τη βιομηχανική επανάσταση, τα οικοσυστήματαστη γη εκτίθεται όλο και περισσότερο σε μια ποικιλία δυνητικά επικίνδυνων στοιχείων, τα οποία μόνα τους ή σε συνδυασμό,επηρεάζουν αρνητικά τη λειτουργία τους και κατά συνέπεια και την ανθρώπινη υγεία. Ανάμεσα σε αυτά είναι και η συσσώρευση των μη αποικοδομήσιμων βαρέων μετάλλων όπως του καδμίου (Cd), του χρωμίου (Cr), του χακλού (Cu), του Νικελίου (Ni), του μολύβδου (Pb) και του ψευδαργύρου (Zn) τα οποία έχουν εκτεταμένη παρουσία στα οικοσυστήματα του εδάφους. Οι πηγές αυτής της μόλυνσης προέρχονται από πεδογένεση και από ανθρωπογενείς διεργασίες με τις δεύτερες να συνεισφέρουν δραματικά στην αύξηση των συγκεντρώσεών τους στο έδαφος. Τα βαρέα μέταλλα υπάρχουν σε διάφορες μορφές στα εδάφη, όπως στο εδαφικό διάλυμα, προσροφημένα σε ανταλλάξιμες θέσεις, δεσμευμένα σε ανθρακικά άλατα και οξείδια του σιδήρου (Fe) και του μαγγανίου (Mn), συμπλεγμένα με οργανική ύλη του εδάφους και σουλφίδια και ενσωματωμένα σε μεταλλικές μήτρες. Η τοξικότητα, η κινητικότητα και η βιοδιαθεσιμότητά τους εξαρτάται έντονα από τις μορφές τους ή τις δεσμευτικές τους καταστάσεις και τις φυσικοχημικές ιδιότητες του εδάφους όπως το ρΗ, η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων και η οργανική ύλη. Τα εδάφη είναι μολυσμένα όταν οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων είναι μεγαλύτερες των ορίων που έχουν θεσπιστεί, με αποτέλεσμα να αποτελούν απειλή για την ευημερία των ανθρώπων, των οργανισμών και των οικοσυστημάτων. Η αποκατάσταση της υποβαθμισμένης γης έχει αναφερθεί ως αναπόσπαστο μέρος των στόχων του ΟΗΕ για την αειφόρο ανάπτυξη. Οι τεχνικές αποκατάστασης των ρυπασμένων εδαφών μπορούν να ταξινομηθούν σε πέντε κατηγορίες: φυσικές, χημικές, ηλεκτρικές, θερμικές και τεχνικές βιολογικής αποκατάστασης. Ωστόσο, η εφαρμογή της πλειονότητας των ανωτέρω τεχνολογιών είναι δαπανηρή και ενδέχεται να προκαλέσει περαιτέρω διαταραχές στο ήδη καταστραμμένο περιβάλλον. Οι περιορισμοί που σημειώνουν οι παραπάνω τεχνικές μπορούν να αρθούν με την φυτοαποκατάσταση η οποία εξελίσσεται ως οικονομικά αποδοτική, εναλλακτική λύση με υψηλή αποδοχή από το ευρύ κοινό. Θεωρείται μια "Πράσινη Επανάσταση" στον τομέα της καινοτόμου τεχνολογίας εκκαθάρισης των ρυπασμένων εδαφών. Η ανάπτυξη των κατάλληλων φυτών σε συνδυασμό με φθηνά προσροφητικά υλικά όπως είναι ο ζεόλιθος δύναται να συμβάλλουν στην εξυγίανση των μολυσμένων εδαφών από τα επικίνδυνα απόβλητα. Στόχος της παρούσας εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της ικανότητας των φυτών τριτικάλε και τριφυλλιού ώστε να δράσουν ως φυτά βιοσυσσώρευσης καδμίου, μόλυβδου και ψευδαργύρου για την αποκατάσταση μολυσμένων εδαφών με την ενσωμάτωση ζεόλιθου στο έδαφος ως μέσο ενδυνάμωσης στην αποκατάσταση της ρύπανσης. Για τον σκοπό αυτό εγκαταστάθηκε πείραμα σε φυτοδοχεία τα οποία πληρώθηκαν με έδαφος από δύο περιοχές με εφαρμογή δύο επιπέδων ζεόλιθου στα οποία αναπτύχθηκαν τα είδη των φυτών τριτικάλε και τριφύλλι. Στα ανωτέρω εδαφικά δείγματα μετρήθηκαν οι φυσικοχημικές ιδιότητες pH, κοκομετρική σύσταση, περιεκτικότητα σε ανθρακικό ασβέστιο, οργανική ουσία, Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων και η ολική συγκέντρωση του Cd, Pb και Zn. Στο στάδιο της φυσιολογικής ωρίμανσης, προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος των φυτών ανά φυτοδοχείο και υπολογίστηκε η διαθέσιμη και η ολική συγκέντρωση του Cd, Pb και Zn στο φυτικό ιστό (ρίζες και υπέργειο τμήμα). Στη συνέχεια μετρήθηκεη ολική και διαθέσιμη συγκέντρωση Cd, Pb και Zn του εδάφους σε κάθε φυτοδοχείο μετά από την αφαίρεση των φυτών με τις ρίζες τους. Από τα αποτελέσματα μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ικανότητα του τριτικάλε και του τριφυλλιού να συσσωρεύουν Pb είναι «ασθενής» ενώ χαρακτηρίζονται ως «μέτριοι» συσσωρευτές σε επιβαρυμένα εδάφη με υψηλές συγκεντρώσεις Zn. Επίσης τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το τριφύλλι χαρακτηρίζεται ως «μέτριος» συσσωρευτής του Cd. Ενδείκνυται ο συνδυασμός του ζεόλιθου σε πρόγραμμα φυτοθεραπείας ρυπασμένων εδαφών διότι αφενός ενισχύει την ανάπτυξη των φυτών και αφετέρου περιορίζει τη διαθεσιμότητα των βαρέων μετάλλων, συντελώντας στην ελάττωση του χρόνου απορρύπανσης. Ακόμη διαπιστώνεται ότι το τριτικάλε είναι δυνατόν να καλλιεργηθεί σε μολυσμένα εδάφη με βαρέα μέταλλα Cd, Pb και Zn και να διατεθεί ως ζωοτροφή ξηρής βιομάζας χωρίς να προξενεί προβλήματα στα ζώα. Επιπρόσθετα, αποδείχθηκε ότι το τριφύλλι μπορεί να συμπεριληφθεί ως ξηρή βιομάζα στη διατροφή των ζώων μετά από καλλιέργειά του σε επιβαρυμένα εδάφη με Pb και Zn.
    • Valuable natural resources in the lithosphere and the hydrosphere enhance agriculture and as a consequence the development of thehuman race, but are often subjected to overexploitation and degradation by natural and human factors. Since the industrial revolution, the earth's ecosystems are increasingly exposed to a variety of potentially hazardous elements, which, alone or in combination can negatively affect their function and human health. Among them is the accumulation of non-degradable heavy metals such as cadmium (Cd), chromium (Cr), cuprum (Cu), nickel (Ni), lead (Pb) and Zine (Zn) which have an extensive presence in soil ecosystems. The sources of this contamination come through both pedogenetic and anthropogenic processes with the latter contributing dramatically to increasing their concentrations in the soil. Heavy metal (loid)s exist in various forms in soils, including dissolved in the soil solution, adsorbed on exchangeable sites, bound to carbonates and Fe/Mn oxides, complexed with soil organic matter and sulfides, and embedded in mineral matrices. Their toxicity, mobility, and bioavailability depend strongly on their forms or binding states and soil physicochemical properties[i.e., pH, cation exchange capacity (CEC), and organic matter. Soils are contaminated when the concentrations of heavy metals are greater than the limits set, resulting in a threat to the well-being of humans, organisms and ecosystems. Restoration of degraded land has been reported as an integral part of the UN's sustainable development goals. Remediation techniques for contaminated soil can be classified into five categories: physical, chemical, electrical, thermal, and biological remediation. However most of these technologies are expensive to implement and cause further disturbances in the already damaged environment. Restrictions noted by the above techniques can be overcome by phytoremediation which evolves as a cost-effective alternative to high acceptance by the general public.It is considered a "Green Revolution" in the field of innovative technology clearing. The use of suitable plants in combination with inexpensive adsorbents such as zeolite may purify contaminated soils from hazardous waste. The aim of this study was to investigate the ability of triticale and clover plants to act as Cd, Pb and Zn bioaccumulation plants for the remediation of contaminated soils by incorporating zeolite into the soil as a strengthening agent in the recovery of the pollution. An experiment was carried out in pots that were filled with soil from two regions using two levels of zeolite in which the species of triticale and clover were grown. In these soil samples the physicochemical properties of pH, soil texture, contents of calcium carbonate and organic matter, cation exchange capacity and total concentration of Cd, Pb and Zn were measured. At physiological maturity dry weight of the plants per pot was determined and the available and the total concentration of Cd, Pb and Zn in plant tissues (roots and shoot) were assessed. The results showed that triticale and clover are “weak” Pb accumulators whereas the above plants are characterized as "moderate" accumulators in contaminated soils with high concentrations of Zn. Also the clover is marked as a "moderate" cadmium accumulator. It is advisable to use zeolite in a remediation program because it enhances the growth of plants and limits the availability of heavy metals resulting in short remediation time. It is also noted that triticale could be cultivated on contaminated with heavy metals soil and subsequently can be available as a fodder without causing problems in animal welfare. Additionally, clover could be included as a fodder after its cultivation on Pb and Zn contaminated soils.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.