Bazı ağır metallerce kirlenmiş tarım topraklarının çim bitkisi (Lolium perenne L.) kullanılarak fitoremediasyon yöntemleriyle doğal arıtımı

Abstract

Bu çalışmada farklı konsantrasyonlarda Cd ve Ni ağır metallerince kirlenmiş toprakların çim (Lolium Perenne L.) bitkisi ile doğal arıtımının sağlanılması amaçlanmıştır. Araştırma sera koşullarında saksı denemeleri doğrultusunda yürütülmüştür. Her bir ağır metalden 25 kg'lık olacak şekilde hazırlanan saksılardaki topraklara 1000, 4000 ve 8000 ppm derişimlerinde Ni ve Cd uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada hiç ağır metal uygulanmayan 0 (kontrol) grubu da oluşturulmuş ve her bir uygulamadan 3 tekerrür olacak şekilde deneme deseni kurulmuştur. Deneme esnasında açık arazi koşullarını temsil etmesi için tarla toprağı direk kullanılmış (kum ve torf karışımı kullanılmaksızın) olup ağır metallerin topraktan alımını kolaylaştırmak amacı ile şelat vb. uygulamalar yapılmamıştır. Bu amaçla denemenin sera koşullarında kısmen de olsa çiftçi şartlarını temsil etmesi sağlanılmaya çalışılmıştır. Saksılarda fitoremediasyon amaçlı çim bitkisi yetiştirilmiştir. Çim boyları 10 cm uzunluğa ulaştığında 10'ar günlük aralıklarla 4 dönem boyunca vejetatif kısımlarından örnekler alınmıştır. Alınan bitki örneklerinde ağır metal birikimlerinin belirlenmesi amacıyla çözme işlemleri gerçekleştirilmiş ve ICP-MS cihazında ağır metal derişimleri ölçülmüştür. Dört dönem boyunca Ni 1000 ppm uygulaması yapılan topraklarda çim bitkisi tarafından absorbe edilen toplam Ni miktarı 3,180 ppm, 4000 ppm uygulamalarında 4,396 ppm ve 8000 ppm uygulamalarında ise 2,744 ppm Ni alımının gerçekleştiği belirlenmiştir. Ağır metal olarak Cd uygulanan deneme konularında çim bitkisinin kökleri tarafından topraktan alınan ağır metal miktarları 1000 ppm uygulanan konularda dört dönemin sonunda toplamda 1,205 ppm Cd çim bitkisini kökleri yardımıyla topraktan alınmıştır. 4000 ppm Cd uygulanan konularda toplamda dört dönem boyunca 4,152 ppm ve 8000 ppm uygulanan konularda ise 2,782 ppm Cd'un topraktan absorbe edildiği görülmüştür. Sonuç olarak; Çim bitkisinin topraktan sürekli bir ağır metal absorbe ettiği ve bu miktarın giderek artan bir eğilim gösterdiği görülmüştür. Ancak Cd ağır metali uygulanan saksılardan çim bitkisi tarafından ağır metal alımlarında dönemsel olarak azalan bir yönde değişim olduğu sonucuna varılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen verilere bağlı olarak çim bitkisinin topraktan Cd ve Ni kirliliğinin uzaklaştırılması için doğal arıtım amacıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

In this study, it was aimed to provide natural treatment of soils contaminated by Cd and Ni heavy metals in different concentrations with grass (Lolium Perenne L.) plant. The research was conducted in the direction of pot experiments in greenhouse conditions. Ni and Cd applications at concentrations of 1000, 4000 and 8000 ppm were applied to the soils in pots prepared with 25 kg of each heavy metal. In the study, 0 (control) group where no heavy metal was applied was also formed and a trial pattern was established with 3 repetitions for each application. During the trial, field soil was used directly to represent open field conditions (without using a mixture of sand and peat), and chelate, etc., to facilitate the removal of heavy metals from the soil. applications were not made. For this purpose, it was tried to be ensured that the experiment partially represented the conditions of the farmers in greenhouse conditions. Grass plants were grown in pots for phytoremediation. When the grass length reached 10 cm, samples were taken from the vegetative parts at 10-day intervals for 4 periods. Solving processes were carried out in order to determine the heavy metal accumulations in the plant samples taken and heavy metal concentrations were measured in the ICP-MS device. It was determined that the total amount of Ni absorbed by the turf plant in soils where Ni 1000 ppm was applied for four periods was 3,180 ppm, 4,396 ppm in 4000 ppm applications and 2,744 ppm in 8000 ppm applications. In the experimental subjects where Cd was applied as heavy metal, the heavy metal amounts taken from the soil by the roots of the grass plant were taken from the soil with the help of the roots of the grass plant, at the end of four periods, in the subjects where 1000 ppm was applied. It was observed that in the subjects where 4000 ppm Cd was applied, 4,152 ppm Cd was absorbed from the soil during four periods in total and in the subjects where 8000 ppm was applied, 2,782 ppm Cd was absorbed. As a result; It has been observed that the grass plant constantly absorbs a heavy metal from the degradation and this amount shows an increasing trend. However, it has been concluded that there is a periodically decreasing change in heavy metal uptake by the grass plant from the pots where Cd heavy metal is applied. Based on the data obtained as a result of the study, it was concluded that grass plant can be used for natural treatment to remove Cd and Ni pollution from the soil.