خطر تراكم المعادن الثقيلة بالخضروات المزروعة بالأراضى الملوثة
الشريط الجانبي للمقالة
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
أجريت الدراسة الحالية لتقييم الحركة، التراكم الأحيائي ونقل المعادن الثقيلة (الحديد، الزنك، الكادميوم، النيكل، الكروم، المنجنيز، النحاس والرصاص) من التربة الملوثة إلى أنسجة الجذور ومن الجذور إلى الأجزاء الهوائية عن طريق حساب معامل التركيز الأحيائي وعامل الانتقال. جمعت عينات التربة والعينات النباتية لثمانية أنواع من الخضروات خلال موسم الصيف 2019 من أربعة مواقع مختلفة تقع في وادي الأرج ، محافظة الطائف ، المملكة العربية السعودية. بشكل عام ، سجلت عينات التربة المأخذوه من الموقع الثالث والرابع قيمًا مرتفعة من المعادن الثقيلة مقارنةً بالموقعين الأول والثاني. أظهرت التربة من الموقع الرابع أعلى تركيز من Mn و Ni و Cr و Pb و Cu و Cd بلغ 31.63 و 14.05 و 13.56 و 22.79 و 31.02 و 2.98 ملجم / كجم تربة جافة على التوالي ، بينما أظهرت التربة من الموقع الثالث أعلى تركيز للزنك. أشارت البيانات من الدراسة إلى أنه يمكن التعرف على نباتات الخس، النعناع، الشبث، الخيار، الفلفل والقرع التي نمت في مواقع الدراسة على أنها مناسبة للاستهلاك البشري، فهذه الخضروات الستة تراكم المعادن الثقيلة في أعضائها بكميات مقبولة بأقل من المستويات المسموح بها لمنظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة. بخلاف ذلك، وجد أن تركيزات المعادن الثقيلة في نبات الطماطم ونبات الباذنجان أعلى من الحدود المسموح بها لمنظمة الأغذية والزراعة. الطماطم والباذنجان أيضاً أظهرت قيم عامل التركيز الأحيائي مرتفعة لمعظم المعادن الثقيلة المقاسة. بالنسبة للطماطم كان معامل التركيز الأحيائي لكل من الكادميوم، النحاس، الحديد، الرصاص، المنجنيز، الزنك، الكروم والنيكل 27.250، 42.150، ،1.023، ND، 4.649، 0.459، 5.926 و 29.409 على التوالي. بينما كان في الباذنجان 21.333، ND، 2.360، 0.170، 3.113، 0.623، ND و 50.318 على التوالي.لتجنب الآثار الضارة لتراكم المعادن الثقيلة على صحة الإنسان ، يجب مراعاة الفحص المستمر للمحاصيل المزروعة في الترب الملوثة بالمعادن الثقيلة.
أشارت البيانات من الدراسة إلى أنه يمكن التعرف على نباتات الخس، النعناع، الشبث، الخيار، الفلفل والقرع التي نمت في مواقع الدراسة على أنها مناسبة للاستهلاك البشري، فهذه الخضروات الستة تراكم المعادن الثقيلة في أعضائها بكميات مقبولة بأقل من المستويات المسموح بها لمنظمة الأغذية والزراعة. بخلاف ذلك، وجد أن تركيزات المعادن الثقيلة في نبات الطماطم ونبات الباذنجان أعلى من الحدود المسموح بها لمنظمة الأغذية والزراعة. الطماطم والباذنجان أيضاً أظهرت قيم عامل التركيز الأحيائي مرتفعة لمعظم المعادن الثقيلة المقاسة. بالنسبة للطماطم قيم عامل التركيز الأحيائي لكل من الكادميوم، النحاس، الحديد، الرصاص، المنجنيز، الزنك، الكروم والنيكل كانت 27.250، 42.150، ،1.023، 0.000، 4.649، 0.459، 5.926 و 29.409 على التوالي. بينما كانت في الباذنجان 21.333، 0.000، 2.360، 0.170، 3.113، 0.623، 0.000 و 50.318 على التوالي.
لا ينصح بزراعة الطماطم والباذنجان في التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة بدون معالجة التربة مع ضرورة إجراء تحليل دوري للأجزاء الصالحة للأكل من الخضروات المزروعة في التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة لمراقبة هذه المواد في النظام الغذائي البشري وتجنب آثاره الضارة على صحة الإنسان.
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
(2) Zwolak A, Sarzyńska M, Szpyrka E. Stawarczyk. Sources of Soil Pollution by Heavy Metals and Their Accumulation in Vegetables: a Review. Water Air Soil Pollut. 2019, 230 (7): 164. https://doi.org/10.1007/s11270-019-4221-y.
(3) Ghori NH, Ghori T, Hayat MQ, Imadi SR, Gul A, Altay V. Heavy metal stress and responses in plants. Int J Environ Sci Technol. 2019,16 (3): 1807–1828. https://doi.org/10.1007/s13762-019-02215-8
(4) Muthusaravanan S, Sivarajasekar N, Vivek JS, Paramasivan T, Naushad M, Prakashmaran J. Phytoremediation of heavy metals: mechanisms, methods and enhancements. Environ Chem Lett. 2018, 16: 1339–1359. https://doi.org/10.1007/s10311-018-0762-3.
(5) Farahat EA, Galal TM, Elawa OE, Hassan LM. Health risk assessment and growth characteristics of wheat and maize crops irrigated with contaminated wastewater. Environ Monit Assess. 2017, 189 (11): 535. https://doi.org/10.1007/s10661-017-6259-x.
(6) Khan A, Khan S, Alam M, Khan MA, Aamir M, Qamar Z. Toxic metal interactions affect the bioaccumulation and dietary intake of macro- and micro-nutrients. Chemosphere. 2016, 46:121-128. doi:10.1016/j.chemosphere.2015.12.014.
(7) Flora SJ, Mittal M, Mehta A. Heavy metal induced oxidative stress & its possible reversal by chelation therapy. Indian J Med Res. 2008, 128 (4): 501-523.
(8) Jaishankar M, Tseten T, Anbalagan N, Mathew BB, Beeregowda KN. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip Toxicol. 2014, 7(2): 60-72. DOI: 10.2478/intox-2014-0009.
(9) Sharma G, Pathania D, Naushad M. Preparation, characterization, and ion exchange behavior of nanocomposite polyaniline zirconium(IV) selenotungstophosphate for the separation of toxic metal ions. Ionics, 2015, 21 (4): 1045–1055. https://doi.org/10.1007/s11581-014-1269-y
(10) Petelka J, Abraham J, Bockreis A, Deikumah JB, Zerbe S. Soil Heavy Metal(loid) Pollution and Phytoremediation Potential of Native Plants on a Former Gold Mine in Ghana. Water Air Soil Pollut. 2019, 230 (11): 267-283. https://doi.org/10.1007/s11270-019-4317-4.
(11) Yan A, Wang Y, Tan SN, Mohd Yusof ML, Ghosh S, Chen Z. Phytoremediation: A Promising Approach for Revegetation of Heavy Metal-Polluted Land. Front Plant Sci. 2020, 30: 11-359. doi: 10.3389/fpls.2020.00359. eCollection 2020.
(12) Aydın-Önen S, Öztürk M. Investigation of heavy metal pollution in eastern Aegean Sea coastal waters by using Cystoseira barbata, Patella caerulea, and Liza aurata as biological indicators. Environ Sci Pollut Res. 2017, 24: 7310-7334. https://doi.org/10.1007/s11356-016-8226-4.
(13) Shafiq M, Bakht J, Iqbal A, Shaf M. Growth, protein expresion and heavy metal uptak by Tobacco under heavy metals contaminated soil. Pak. J. Bot. 2020, 52(5): 1569-1576. DOI: http://dx.doi.org/10.30848/PJB2020-5(13)
(14) Ülger TG, Songur AN, Çırak O, Çakıroğlu FB. Role of Vegetables in Human Nutrition and Disease Prevention . Open access peer-reviewed chapter.2018, DOI: 10.5772/intechopen.77038.
(15) Rehman MZU, Rizwan M, Ali S, Ok YS, Ishaque W, Nawaz MF. Remediation of heavy metal contaminated soils by using Solanum nigrum: A review. Ecotoxicol Environ Saf. 2017, 143:236-248. doi:10.1016/j.ecoenv.2017.05.038.
(16) He X, Zhang J, Ren Y, Sun C, Deng X, Qian M. Polyaspartate and liquid amino acid fertilizer are appropriate alternatives for promoting the phytoextraction of cadmium and lead in Solanum nigrum L. Chemosphere. 2019, 237: 124483. doi:10.1016/j.chemosphere.2019.124483.
(17) Gomes MA, Hauser-Davis RA, De Souza AN,Vitória AP. Metal phytoremediation: General strategies, genetically modified plants and applications in metal nanoparticle contamination. Ecotoxicol Environ Saf. 2016, 134P1:133-147. doi:10.1016/j.ecoenv.2016.08.024.
(18) Farrag H. Floristic composition and vegetation-soil relationships in Wadi Al-Argy of Taif region, Saudi Arabia. Int Res J Plant Sci. 2012, 3 (8): 147–157. https://www.researchgate.net/publication/284680175_Floristic_composition_and_vegetation-soil_relationships_in_Wadi_Al-Argy_of_Taif_region_Saudi_Arabia.
(19) Pandey S, Rai R, Rai LC. Biochemical and molecular basis of arsenic toxicity and tolerance in microbes and plants Handbook of Arsenic Toxicology. Elsevier. 2015, 627-674. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-418688-0.00027-7.
(20) European Union. Heavy Metals in Wastes, European Commission on Environment. 2002, http://ec.europa.eu/environment/waste/studies/pdf/heavy_metalsreport.pdf.
(21) Farrag HF, Al-Sodany YM, Otiby FG. Phytoremediation and accumulation characteristics of heavy metals by some plants in Wadi Alargy-Wetland, Taif-KSA. World Appl Sci J. 2013, 28(5): 644-653. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.28.05.2018.
(22) Majid SN, Khwakaram AI, Rasul Ghafoor AM, Ahmed ZH. Bioaccumulation, enrichment and translocation factors of some heavy metals in Typha angustifolia and Phragmites australis species growing along Qalyasan Stream in Sulaimani City/IKR. J Zankoy Sulaim A.2014, 16(4): 93-109.
(23) Chunilall V, Kindness A, Jonnalagadda SB. Heavy metal uptake by two edible Amaranthus herbs grown on soils contaminated with lead, mercury, cadmium, and nickel. J Environ Sci Health B. 2005, 40(2): 375-384. DOI: 10.1081/PFC-200045573.
(24) Connell D. Basic Concepts of Environmental Chemistry. 2nd edition. CRC Press, Boca Raton. 2005, https://doi.org/10.1201/b12378 .
(25) Badr N, Fawzy M, Al-Qahtani KM. Phytoremediation: An Ecological Solution to Heavy-Metal-Polluted Soil and Evaluation of Plant Removal Ability. World Appl Sci J. 2012, 16 (9):1292-1301. https://www.researchgate.net/publication/284092238_Phytoremediation_ An_ecological_solution_to_heavy-metal-polluted_soil_and_evaluation_of_plant_removal_ ability.
(26) Al- Qahtani KM. Assessment of Heavy Metals Accumulation in Native Plant Species from Soils Contaminated in Riyadh City, Saudi Arabia. Life Sci J. 2012, 9 (2): 384-392. https://www.researchgate.net/publication/265796869_Assessment_of_Heavy_Metals_Accumulation_in_Native_Plant_Species_from_Soils_Contaminated_in_Riyadh_City_Saudi_Arabia.
(27) Fayiga AQ, Ma LQ. Using phosphate rock to immobilize metals in soils and increase arsenic uptake in Pteris vittata. Sci Total Environ., 359 (1-3): 17–25. doi:10.1016/j.scitotenv.2005.06.001.
(28) Yoon J, Cao X, Zhou Q, Ma Q. Accumulation of Pb, Cu, and Zn in native plants growing on a contaminated Florida site. Sci. Total Environ. 2006, 368 (2-3):456–464. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2006.01.016.