کد خبر: ۳۶۳۷۸
تاریخ انتشار: ۲۱ تير ۱۳۹۸ - ۱۲:۱۵
اگرچه دفن زباله یک روش ساده و نسبتا ارزان برای از بین بردن ضایعات را فراهم می کند، اگر به درستی مدیریت نشود، می تواند به طور بالقوه منجر به آلودگی جدی محیط به علت انتشار انواع آلاینده ها به عنوان مثال گازها، مایعات و یا گرد و غبار شود. نگرانی اصلی در جهت سایت های دفن زباله شامل آلودگی خاک و آب های زیر زمینی، انتشار گاز ها و اثرات نامطلوب بهداشتی ناشی از انتشار ترکیبات خطرناک از محل دفن زباله است.
استفاده از گیاهان برای پالایش محل دفن زبالهزیست بوم- محیط زیست/ فاطمه شکیب*: به طور جهانی، از بین بردن پسماند ها نسبت به دفن زباله ها روش معمول برای مدیریت پسماند است که تا 95 در صد تولید ناخالص در برابر دفن زباله می باشد. در حالی که، دفن زباله یک روش ساده و نسبتا ارزان برای از بین بردن ضایعات را فراهم می کند، اگر به درستی مدیریت نشود، می تواند به طور بالقوه منجر به آلودگی جدی محیط به علت انتشار انواع آلاینده ها به عنوان مثال گازها، مایعات و یا گرد و غبار شود. نگرانی اصلی در جهت سایت های دفن زباله شامل آلودگی خاک و آب های زیر زمینی، انتشار گاز ها و اثرات نامطلوب بهداشتی ناشی از انتشار ترکیبات خطرناک از محل دفن زباله است. 

در طول دهه گذشته، بسیاری از محققان طیف وسیعی از تکنیک های مختلف برای دفع مواد آلوده مانند دفن زباله را توسعه داده و آزمایش کرده اند. یکی از فن آوری های امید بخش به دست آوردن پذیرش اجتماعی، گیاه پالایی است (Nagendran و همکاران، 2006)، که از توانایی های ذاتی گیاه برای تحمل و تجمع آلاینده های سمی استفاده می کند (Blaylock and Huang، 2000). گیاه پالایی بطور فزاینده ای به عنوان جایگزین روش های اصلاح روش های مبتنی بر مهندسی متداول در نظر گرفته می شود و از نظر مقرون به صرفه بودن، دوستدار محیط زیست و آسیب پذیری کمتر به خاک دارای مزایا می باشد، بنابراین با محیط اکوسیستم در ارتباط است. به طور خاص، استفاده از فن آوری های گیاه پالایی برای زباله های دفن شده در مناطق مسکونی ممکن است برای جوامع به دلیل طبیعت سازگار با محیط زیست این سیستم ها قابل قبول تر باشد. به طور کلی ویژگی های ضعیف فیزیکو شیمیایی خاک در مناطق دفن زباله، گیاه پالایی را مشکل ساز می کند. بنابراين خصوصيات فيزيکوشيميايي خاک هاي محل دفن زباله معمولا با افزودن اصلاح کننده های خاک، بايد بهبود يابد.
 
 مسائل زیست محیطی دفن زباله
سایت های دفن زباله می توانند به طور گسترده ای بر اساس مواد ذخیره شده به سه گروه تقسیم شوند، که می تواند شامل: 
(1) زباله شهری؛
(2) ضایعات صنعتی؛ 
 (3) ترکیبی از زباله های شهری و صنعتی.
مناطق مختلف دفن زباله های باعث مسائل زیست محیطی مختلف می شوند. زباله های شهری به طور معمول حاوی طیف وسیعی از مواد آلی هستند که توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند و به طور غیرمستقیم گازهای خروجی شده و گازهای خروجی را به عنوان محصولات جانبی دفع می کنند.
 در مقابل، ضایعات صنعتی از اجزای ناشناخته شامل انواع مختلف و حجم فلزات سنگین تشکیل شده است. این آلودگی ها بعد از شستشو از محل دفن زباله ها می توانند خاک و آب های زیر زمینی را تخریب کنند. 
شیرابه حاصل از زباله از طریق تجزیه و تخریب مواد فساد پذیر و آلی موجود در زباله شکل می گیرد که توسط اب به واسطه ساختار خاک حمل می شود. شيرابه به طور معمول يك مايع بالقوه بسيار آلوده است زيرا حاوي مقادير زيادي از مواد آلاينده حل شده و معلق، مواد معدني و فلزات سنگين است. 
آلودگی های غیر قابل تجزیه مانند فلزات سنگین که از محل دفن زباله به وسیله آبشویی و روان آب آزاد می شوند، احتمالا در خاک های اطراف محل دفن زباله ها از طریق مهاجرت عمودی و افقی تجمع می یابند. خاک های حاصل از  محل هایی که به طور غیرقانونی برای  دفن مواد زائد جامد شهری اختصاص داده شده است، توسط برخی از فلزات سنگین مانند مس، سرب، روی، کادمیوم و نیکل در سطوح بالاتر از  دستورالعمل های نظارتی آلوده شده است (Banar و همکاران، 2007؛ Bhattacharyya و همکاران، 2008). 
خاک های اطراف محل دفن زباله شهری در برزیل به شدت به فلزات سنگین با سطوح Cd، Pb، Zn و Mn به طور قابل توجهی بالاتر از خاک های جنگلی 73٪ (Cd)، 67٪ (Pb)  و 53٪ (Zn ) و Mn) )  نزدیک به خاک های آزمایش شده  آلوده شده است (Segura-Munoz و همکاران، 2004). غلظت بالا فلزات در خاک می تواند فعالیت میکروبی را مهار و به کیفیت خاک آسیب برساند، و سپس شرایط نامناسب برای رشد گیاهان تولید می کند (Bhattacharyya et al.، 2008). میزان اثرات مضر فلزات سنگین نه تنها به غلظت کل فلزات، بلکه همچنین بر قابلیت زیستی فلزات سنگین بستگی دارد. از میان مواد زائد، زباله های کارخانه ای حاصل از ریخته گری آهن و فولاد به طور کلی منجر به آلودگی خاک به فلزات سنگین می شود.


محل دفن زباله معمولا نیازمند برخی از تیمار های  پس از دفن  به منظور جلوگیری از قرار گرفتن محیط اطراف  در معرض اثرات مخرب حاصل  از ضایعات دفن زباله مانند شیرابه است. در گذشته، شایعترین درمان پس از دفن، رسوب گذاری چند لایه متشکل از موانع خاک رس فشرده، خطوط ژئوسنتتیک خاک رس و / یا ژئوممبران برای به حداقل رساندن نفوذ باران و تولید شيرابه  بود(Nagendran et al.، 2006؛ WMAA، 2004). رسوب گذاری رس به طور گسترده ای پذیرفته شد زیرا نسبتا ارزان است و به طور موثر خسارات بالقوه برای مواجهه با انسان و محیط زیست را مدیریت می کرد (Nagendranو همکاران، 2006). چرخه های رطوبت و خشکی شدید موجب تشدید ضایعات پوشش های خاک رس و فشرده شدن ساختار خاک و در نتیجه باعث آلودگی اکوسیستم های اطراف می شود (Dwyer، 1998). این نشان داد که در طولانی مدت این پوشش ها پایدار نیستند. 
پس از شناسایی برخی از مشکلات پوشش سنتی رس، محققان تکنولوژی های پوشش زباله های جایگزین را کشف کردند و توانایی گیاهان را برای تنظیم کنترل هیدرولیکی در پوشش دهی بررسی کردند. لایه خاك همراه با ریشه گیاهان به طور کامل توزیع شده می تواند به عنوان اسفنجی عمل كند كه در ابتدا باران های نفوذی را حفظ می كند كه پس از آن می تواند از لایه خاك از طریق تبخیر و تعرق از شاخ و برگ گیاهان پمپاژ شود بنابراین ظرفیت نگهداری پوشش را تجدید می کند(Licht and Isobrants، 2005؛ Nagendran و همکاران، 2006). پوشش های گیاهی نیز "پوشش های جایگزین" یا "پوشش های دفن زباله تبخیری" نامیده می شود. مزیت دیگر پوششی های گیاهی عبارت است از تثبیت سریع ضایعات، کاهش تولید گاز پس از 5-20 سال، دسترسی به سایت های قبلی برای استفاده های جایگزین (پارک، ساخت و ساز شهری) و سودمندی از نظر هزینه هاست. معایب پوشش های گیاهی عبارتند از: احتمال فیتو توکسیک ، آفات و یا آب و هوا ی تخریب کننده  گیاهان و کاهش کارایی پوشش(Nagendran و همکاران، 2006).

گیاه پالایی محل دفن زباله
پوشش گیاهی محل دفن زباله، علاوه بر ارائه ارزشهای زیبایی شناسی، برای کنترل فرسایش و کنترل هیدرولیکی به منظور  کاهش نفوذ بارندگی مهم است (Nagendran et al.، 2006). علاوه بر این، پیوند آلاینده های حذف شده از طریق گیاه پالایی با تولید زیست توده(بیومس)، جایگزین های اقتصادی جذاب است که آلودگی های آب و خاک را به محصولات با ارزش افزوده اضافه می کند (Boyajian and Carreira، 1997).
استفاده از گیاهان برای پالایش محل دفن زباله

در طی قرن ها، محصولات زراعی زراعی کوتاه مدت در مناطق مختلف جهان (از مناطق گرمسیری تا تندرا) تحت طرح تولید زیست توده اقتصادی (مارشال و همکاران، 2003) رشد کرده اند که در آن زیست توده چوب در ساخت و ساز یا به عنوان سوخت استفاده می شود (Balatinecz et علی، 2001). بنابراين، استفاده از گیاه پالایی در محل دفن زباله ها براي پاکسازي خاک و شيرابه عمل می کند زمانی که  با افزایش در  زیست توده همکاری  می کند.
رویکرد گیاه پالایی برای محل دفن زباله ها 
دو روش متفاوت میتواند به طور بالقوه برای دفع پسماند محل دفن زباله مورد استفاده قرار گیرد: (1) استخراج / تخریب آلاینده؛ و (2) تثبیت (Nagendran و همکاران، 2006). در رویکرد اول گیاهانی که در خاک های آلوده به فلزات سنگین یافت می شوند، می توانند از طریق جذب  و تجمع فلزات سنگین در بافت برگی گیاه و پس از آن برداشت آن از سایت حذف شود (Pulford and Watson، 2003). آلاینده های آلی همچنین می توانند انباشته شوند و همچنین ممکن است به علت همکاری میکروارگانیسم های خاک در اثر عملیات گیاه تخریب شوند (Abhilash et al.، 2009). 

استفاده از گیاهان برای پالایش محل دفن زباله

در رویکرد دوم، با توجه به اینکه سایت های دفن زباله اغلب پس از بسته شدن شرایط لخت دارند، رواناب و گرد و غبار خاک های آلوده معمولا به مناطق اطراف منتهی می شود، از این رو، افزودن پوشش گیاهی باعث جلوگیری از  حرکت رواناب و گرد و غبار از محل می شود. علاوه بر این، گیاهان می توانند آلاینده های معدنی اطراف منطقه ریشه را تثبیت کرده و از اشباع شدن آلاینده ها در آب های زیرزمینی جلوگیری کنند (Alvarenga et al.، 2008). درختانی که در پوشش های  دفن زباله رشد می کنند نیز می توانند محیط های مطلوب را برای جمعیت باکتری های اکسید کننده متان ارتقا دهند بنابراین منجر به کاهش انتشار CH4 از محل های دفن زباله می شوند (موریس و Lagerkvist، 2003).
برای گیاه پالایی موفق محل دفن زباله، عملکرد بالا گیاهان استقرار یافته مهم است. از آنجا که خواص فیزیکوشیمیایی خاک های محل دفن زباله به طور کلی برای رشد گیاهان ضعیف است، خاک باید با استفاده از اصلاح دهنده های خاک مانند بیو سولید ها بهبود یابد. استفاده از بیو سولید ها می تواند به عنوان منبع برخی از مواد مغذی عمل کند و خواص فیزیکی خاک را از طریق بهبود فشردگی و ساختار ضعیف خاک افزایش دهد. شيرابه زباله همچنین می تواند به عنوان منبع آب آبیاری استفاده شود. بیو سولید ها و شیرابه معمولا حاوی برخی از آلاینده ها، مانند فلزات سنگین است.
گیاه پالایی شیرابه حاصل از محل دفن زباله
گیاه پالایی یکی از گزینه های بهبود بالقوه برای شیرابه است و از اواسط دهه 1970 در طیف وسیعی از مقیاس های آزمایشات آزمایشگاهی ستون خورشیدی تا آزمایشات کامل در مقیاس آزمایش شده است (Jones et al.، 2006).
استفاده از گیاه پالایی در محل دفن زباله های مرتبط با درمان شیرابه دارای چندین مزیت بالقوه است از جمله:
(1) ارائه یک منبع آب و مواد مغذی برای افزایش عملکرد گیاه (Nagendran و همکاران، 2006)؛ 2) کاهش حجم شيرابه و در نتيجه کاهش مهاجرت سطوح بالا آلوده کننده آب های زیر زمینی(Dickmann et al.، 2001)؛ و (3) حذف آلاينده ها در شيرابه و از اين رو بهبود كيفيت شيرابه (Nagendran et al.، 2006؛ Phytolink، 2003)

استفاده از گیاهان برای پالایش محل دفن زباله

استفاده از آب های حاصل از شیرابه برای آبیاری گیاهان باعث کاهش حجم شیرابه ای  می شود که مواد مضر را به آب های زیرزمینی و آب های اطراف منتقل می کند. علاوه بر این، شیرابه های حاوی غلظت های بالا مواد مغذی مانند N در هر دو فرم (NH4 þ-N)  و NO3-N) ) می توانند توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرند. با وجود اینکه شیرابه حاصل از محل دفن زباله به عنوان يك منبع آبي و مواد مغذي براي گياهان ارزشمند است، استفاده مداوم از شيرابه در یک زمین  باعث كاهش رشد گياهي مي شود و به دلیل انباشت ترکیبات سمی مانند Na و Cl در خاک منجر به كاهش پوشش گیاهی منطقه در طولاني مدت می شود. استفاده از biosolids به طور فزاینده ای به عنوان یک راه حل فنی برای تبدیل زمین های تخریب شده و کمتر تولیدی و ترویج بازسازی پوشش رویشی در نظر گرفته می شود (Navas و همکاران، 1998).
 مواد مغذی در بیوسولید ها
بیوسولید ها به طور عمومی حاوی مقادیر زیادی مواد مغذی است از جمله N، P، S، Ca و Mg که در مواد آلی جای گرفته است (Pritchard، 2005) (جدول 3). بیوسیلیدها حاوی بسیاری از مواد مغذی ضروری برای رشد گیاه در مقادیر مختلف از جمله Mn، Cu، Zn وMo  است اما غلظت K در بیوسولید ها به طور کلی کم است و کود مکمل K در خاک های در یافت کننده بیوسولید ها ضروری است.
علیرغم پتانسیل بالقوه بوسولید ها به عنوان منبع تغذیه ای و اصلاح خاک، دو مسئله اصلی با کاربرد بیولوژیکی به زمین وجود دارد. این ها عناصر مضر از طریق زنجیره غذایی و آلودگی محیط زیست را از رواناب و شیرابه جابجا می کنند. استفاده طولانی مدت بوزولید ها به زمین های کشت شده ایمنی مواد غذایی را از آلاینده ها، از جمله فلزات سنگین موجود در بوزولید ها در صورت انباشت گیاهان بافت، تهدید می کند (صفحه و چانگ 1994).
با این حال، بیشترین آلاینده های موجود در بوزولیدرهای مورد استفاده در کشاورزی در چنین غلظت های کم وجود دارد که تاثیر منفی بالقوه مصرف بیوسیولید های پایدار ممکن است ناچیز باشد (Atalay و همکاران، 2007). با وجود اینکه عناصر موجود در بوزولید ها منبع مواد مغذی برای پوشش گیاهی هستند، انتشار این عناصر در مقادیر زیادی توسط رواناب و اشباع می تواند باعث آلودگی محیط اطراف شود (Esteller et al.، 2009). به عنوان مثال، آب های زیرزمینی و جریانهای نزدیک زمین که بیوسیولید ها استفاده می شوند ممکن است NO3 و NO2 آزاد شده از رواناب  و شیرابه آلوده باشند. با این حال، نیترات بیوسولید به طور کلی در مقادیر بسیار کم برای ایجاد آن یافت می شود و غلظت نیترات در رواناب پس از کاربرد بیوسیلیدها تقریبا 10 برابر کمتر از استاندارد USEPA برای آب آشامیدنی 10 میلی گرم L 1 بود (Gray and Henry، 2002).

نتیجه گیری
تعدادی از نگرانی های عمومی در مورد تخریب محیط زیست و آسیب های احتمالی سلامت انسان به علت آلاینده های ناشی از دفن زباله، موجب شده است تا فناوری های مختلف تصفیه برای دفن زباله ها مورد استفاده قرار گیرد. در میان این فن آوری ها، گیاه پالایی می تواند تکنولوژی ایده آل برای احیا (پاک سازی) مجدد زباله باشد. 

استفاده از گیاهان برای پالایش محل دفن زباله
علاوه بر مزایای کلی گیاه پالایی که مقرون به صرفه، غیر تهاجمی و سازگار با محیط زیست است، ایجاد گیاه در محل های دفن زباله، فرسایش و کنترل هیدرولیک با به حداقل رساندن نفوذ بارش را بهبود می دهد. شيرابه كه به عنوان مواد مضرر تر  توليد شده از دفن زباله در نظر گرفته مي شود، مي تواند به طور همزمان  تصفیه شده و منبع آب اضافی برای آبیاری گیاه را فراهم کند. علاوه بر این، گیاه پالایی ممکن است به دلیل جنبه های زیبایی که به دنبال تیمار  ظهور می کنند، پذیرفته شود.

* دانشجوی دکترای فیزیولوژی گیاهی

Journal of Environmental Management
Potential for enhanced phytoremediation of landfills using biosolids – a review

منبع: زیست بوم
مطالب مرتبط
نام:
ایمیل:
* نظر:
پربحث ترین عناوین