Χρήση εδαφοβελτιωτικών σε φυτά που καλλιεργήθηκαν σε εδάφη επιβαρυμένα με χαλκό

Abstract

Η ρύπανση του περιβάλλοντος αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα ζητήματα που απασχολούν το σύγχρονο άνθρωπο. Η ρύπανση των εδαφών από διάφορους οργανικούς αλλά και ανόργανους ρύπους αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους κινδύνους τόσο για το οικοσύστημα όσο και για τη δημόσια υγεία. Τα εδάφη αποτελούν πηγές αλλά και αποθήκες ρυπογόνων στοιχείων. Τα καλλιεργούμενα αλλά και μη καλλιεργούμενα είδη (π.χ. ζιζάνια) εφοδιάζονται με ρυπογόνα στοιχεία μέσω του εδάφους με αποτέλεσμα να τίθεται σε άμεσο κίνδυνο η δημόσια υγεία. Η ραγδαία ανάπτυξη ορισμένων βιομηχανιών αλλά και η ανεξέλεγκτη χρήση αγροχημικών (λιπάσματα και φυτοπροστατευτικά προϊόντα) η οποία ενδέχεται να επιβαρύνει το περιβάλλον, κρίνει επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης τεχνικών και μεθόδων για την αποκατάσταση των επιβαρυμένων εδαφών με οργανικούς και ανόργανους ρύπους. Έτσι λοιπόν τις τελευταίες δεκαετίες γίνεται έρευνα σχετικά με την ανεύρεση τόσο εδαφοβελτιωτικών όσο και φυτικών ειδών ικανών να απομακρύνουν τους ρύπους των εδαφών όπως για παράδειγμα τα βαρέα μέταλλα (Cu, Pb, Mn, Cr, Cd, Hg, As). Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι 1. η μελέτη χρήσης των εδαφοβελτιωτικών γκαιτίτη (G), γκαιτίτη- ζεόλιθου κίτρινου-1 (Ζ-G-l), γκαιτίτη-ζεόλιθου κόκκινου (Z-G-2), μπεντονίτη (Β) και ζεόλιθου (Ζ) στην αποκατάσταση εδαφών επιβαρυμένων με υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού (Cu) και 2. η μελέτη της συμπεριφοράς των εδαφοβελτιωτικών G, Z-G-l, Z-G-2, Β και Ζ στο φυτό μαρούλι που καλλιεργήθηκε σε εδάφη επιβαρυμένα με υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού (Cu). Στο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν τρεις τύποι εδαφών Clay Loam (CL) με ρΗ=8,0 , Sandy Loam (SL) με ρΗ=8,0 και Loam Sand (LS) με ρΗ=8,8. Η μελέτη 1 πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο. Το πείραμα στο εργαστήριο πραγματοποιήθηκε σε πλαστικά φιαλίδια των 100 ml και σκοπό είχε τη μελέτη της προσρόφησης του χαλκού από τα εδαφοβελτιωτικά G, Z-G-l, Z-G-2, Β και Ζ σε τρεις τύπους εδαφών CL, SL και LS. Η ποσότητα του χαλκού που προστέθηκε σε κάθε φιαλίδιο ήταν 6000 pg, η ποσότητα του εδαφοβελτιωτικού ήταν 0,2 g ενώ η ποσότητα του εδάφους 2, 4, 10 και 20 g αντίστοιχα. Τα φιαλίδια στη συνέχεια αφού ανακινήθηκαν για πέντε ημέρες κατόπιν φυγοκεντρήθηκαν και στο υπερκείμενο τους προσδιορίστηκε με ατομική απορρόφηση η συγκέντρωση του χαλκού. Από τη διαφορά μεταξύ της ποσότητας του χαλκού που προστέθηκε και αυτής που προσδιορίστηκε στο υπερκείμενο υπολογίστηκε η ποσότητα του χαλκού που προσροφήθηκε από το εδαφοβελτιωτικό. Η μελέτη 2 πραγματοποιήθηκε σε φυτοδοχεία στο θερμοκήπιο. Σε κάθε φυτοδοχείο προστέθηκε ένα φυτό μαρουλιού, 1 kg χώμα, 1 g εδαφοβελτιωτικού (G ή Ζ-G-l ή Z-G-2)/kg ή 10 g εδαφοβελτιωτικού Β ή Ζ και 30 ή 300 mg Cu. Στη μελέτη 2 οι παράμετροι που προσδιορίστηκαν μετά από σαράντα ημέρες από τη μεταφύτευση των φυτών ήταν: το ύψος των φυτών, το χλωρό βάρος των φυτών, το ξηρό βάρος των φυτών, η συγκέντρωση του χαλκού στο φυτό και η συγκέντρωση του διαθέσιμου χαλκού στο έδαφος. Από τη μελέτη 1 της προσρόφησης του χαλκού από τα εδαφοβελτιωτικά Z-G- 1, Z-G-2, ζεόλιθο, γκαιτίτη και μπεντονίτη προκύπτει ότι και στους τρεις τύπους των εδαφών CL, SL και LS η προσρόφηση του χαλκού ανά g εδάφοβελτιωτικού αναγόμενη και ανά g εδάφους μειώνεται με την αύξηση της ποσότητας του εδάφους από 2 g σε 4 g, από 4 g σε 10 g και από 10 g σε 20 g. Εξαίρεση παρατηρείται στο έδαφος CL όπου χρησιμοποιήθηκε ως εδαφοβελτιωτικά ο ζεόλιθος, όπου με την αύξηση της ποσότητας του εδάφους από 2 σε 4 g παρατηρείται αύξηση της προσρόφησης του χαλκού. Τα εδαφοβελτιωτικά Ζ-G-l και Z-G-2 εμφανίζουν τη μεγαλύτερη προσρόφηση ιόντων χαλκού στο έδαφος LS ενώ τα εδαφοβελτιωτικά ζεόλιθος, γκαιτίτης και μπεντονίτης εμφανίζουν τη μεγαλύτερη προσρόφηση ιόντων χαλκού στο έδαφος SL. Από τα πειραματικά δεδομένα της προσρόφησης του χαλκού από τα φυτά της (μελέτη 2) προκύπτουν τα ακόλουθα: η μικρότερη συγκέντρωση χαλκού παρατηρείται στα φυτά του μαρουλιού που καλλιεργήθηκαν σε εδάφη CL και SL και χρησιμοποιήθηκε ως εδαφοβελτιωτικά τα Ζ-G-l και Z-G-2 και στα φυτά του μαρουλιού που καλλιεργήθηκαν σε εδάφη LS και χρησιμοποιήθηκε ως εδαφοβελτιωτικά ο Ζ. Από τα πειραματικά δεδομένα της προσρόφησης του χαλκού από τα εδάφη (μελέτη 2) προκύπτουν τα ακόλουθα: στο έδαφος CL το εδαφοβελτιωτικά Z-G-1 εμφανίζει την καλύτερη προσρόφηση ιόντων χαλκού, στο έδαφος SL το εδαφοβελτιωτικά Z-G-2 εμφανίζει την καλύτερη προσρόφηση ιόντων χαλκού και στο έδαφος LS το εδαφοβελτιωτικό ζεόλιθος εμφανίζει την καλύτερη προσρόφηση ιόντων χαλκού.