تنظيف التربة الملوثة من المعادن الثقيلة

BY & FILED UNDER COMPOST, SOIL

  إن بقايا المواد العضوية الخطيرة والمعادن الثقيلة الناجمة عن الأنشطة البشرية تبقى في التربة لتصل إلى النباتات والبذور ومكونات التربة الأخرى. إن وجود هذه الملوثات في البيئة يؤثر على صحة الإنسان، والحيوان، المحاصيل الزراعية، والحياة البرية. تشكل التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة أكبر التحديات البيئية التي تواجه العالم أجمع. أثبتت الدراسات أن المعادن الثقيلة تصل إلى درجة من السمية والتي تؤثر على صحة الإنسان والحيوان والنبات والكائنات الحية الدقيقة.

إن المعادن الثقيلة غالباً ما تكون غير قابلة للتحلل، لذلك فإنها تبقى في التربة لوقت طويل جداً مع إمكانية التراكم الحيوي له. هناك العديد من التقنيات والوسائل التكنولوجية التي من الممكن أن تقلل من تواجد هذه المعادن والتخفيف من آثارها، وذلك عن طريق استخدام الأساليب العلاجية المختلفة والتي تشمل غسيل التربة بالعناصر الكيماوية، والتجمد الكيميائي، والكهربائية الحركية، والتي تعمل بتغطية سطح التربة الملوثة بتربة نظيفة، وطريقة التخفيف التي تعني خلط التربة الملوثة بتربة سطحية وتحتية نظيفة وذلك للتقليل من تركيز المعادن الثقيلة، وعلاج النباتات باستخدام بعض النباتات والأشجار مثل الأشجار الخشبية وباستخدام التركيب.

إن استصلاح التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة يشكل تحدياً صعباً. تلجأ التكنولوجيا في الوقت الحالي إلى حفر التربة أو طمرها أو غسيل التربة واتباعه بالفصل الفيزيائي والكيميائي للملوثات. تعتبر تكلفة المعالجة للتربة عالية جداً وذلك تبعاً لنوع الملوثات التي أصابتها، وخصائص التربة، وظروف الموقع نفسه. على الرغم من ذلك، إلا ان هناك العديد من البدائل التكنولوجية التي تعد أقل تكلفة وصديقة للبيئة.

إن علاج النباتات والتركيب من التقنيات التي تعد أقل تكلفة وصديقة للبيئة. يمكن للسماد أن يساعد في استعادة التربة لحالتها الطبيعية وتنظيفها من النفايات الخطيرة والنباتات والبذور الملوثة، كما تشارك الكائنات الحية الدقيقة في عملية التركيب، بالإضافة لكونها المفتاح الرئيس لعملية الإصلاح. بالرغم من أن الملوثات المعدنية لا يمكن إزالتها بسهولة من التربة والتخلص منها من خلال السماد إلا أنه يمكن تحويلها إلى مجموعات عضوية والتي لها توافر بيولوجي أقل من المواد المعدنية.

وقد أثبتت الأبحاث دعمها لفعالية استخدام السماد في هذه العملية.  قام الدكتور روفوس تشاني وهو خبير في استخدام وسائل التسميد في معالجة التربة المعدنية، وإجراء تجارب مختلفة في التركيب والمعادن الثقيلة. وقد درس استخدام السماد للتربة الحيوية الملوثة بالرصاص والمعادن الثقيلة الأخرى. في واحدة من دراساته في باوي في ماريلاند، تم العثور على نسبة عالية من الرصاص  في التربة المجاورة لمنزل مطلي بقاعدة رصاص. قام تشاني بتغذية فأر تجارب ببعض التربة الملوثة المختلطة مع السماد. وقد وجد أن التوافر البيولوجي للرصاص قد انخفض.

Shovel Shovel Pours Fertile Compost into Wheelbarrow

تم التوصل إلى أن التربة المعالجة بالسماد تكون أكثر فعالية من غيرها. وقد أظهرت النتائج أن الفئران التي تغذت على تربة معالجة لم تظهر أي آثار سامة لها، على العكس من الفئران  التي تغذت على تربة غير معالجة فقد ظهرت آثار سامة لها. تم دعم هذه العمل من خلال دراسة أخرى للدكتور لي دانيلز و .P.D شرودر من معهد البوليتكنيك في ولاية فرجينيا. لقد كان قادراً على استعادة المواقع القاحلة الملوثة بالرمال والوحل الناجم عن المعادن الثقيلة وإعادة النباتات لموطنها الأصلي مما يجعل الأرض مناسبة للاستخدام الزراعي. تم إنجاز ذلك من خلال استخدام سماد نفايات الأفنية. تم استخدام السماد بمقدار 20 طن للفدان لإنتاج الذرة و 120 طن للفدان لإنتاج الفول السوداني.

يعتبر علاج النباتات تقنية حديثة تمكن النباتات العالية من تنظيف البيئة الملوثة. أشارت الدراسات أن أنواع محدد من النباتات تمتلك القدرة الجينية على إزالة وتحليل وتقليص مجموعة واسعة من الملوثات. هذه التقنية الضخمة لا تزال تحت الدراسة والتطوير. هناك معلومات محددة عن الآليات العلاجية للنباتات الأساسية إضافةً إلى أن تأثير الأنظمة الزراعية الأخرى لا يزال مبهم.

هناك تحدي آخر نواجهه وهو الطبيعة البيولوجية للوسيلة المستخدمة. على سبيل المثال، فإن إمكانية علاج النبات تعتمد على التفاعل بين التربة، والملوثات، والجراثيم، والنباتات. هذا التفاعل المعقد يتأثر بمجموعة من العوامل المختلفة مثل: الظروف المناخية، وخصائص التربة، وخصائص الموقع الهيدروجيولوجية. كل هذا يتطلب فهم طبيعة النبات، وتأثير الممارسات الزراعية على التفاعل بين النباتات والتربة والملوثات. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى صقل تقنية مناسبة لظروف الموقع المحدد.

المصادر:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969712006730

https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-08/documents/bioremed.pdf

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12806025