امکان پاکسازی آب از آلاینده‌ها به کمک کشت درختان

محققان در تحقیقی تازه، با استفاده از درختان صنوبر که به یک پروبیوتیک- یا میکروب طبیعی- آغشته شده بودند، موفق شدند آب‌های زیرزمینی آلوده به تریکلرواتیلن یا TCE را تصفیه کنند. این آلاینده که در مناطق صنعتی بسیار یافت می‌شود، وقتی که از راه نوشیدن آب یا تنفس هوای آلوده وارد بدن انسان شود، خطرناک خواهد بود.

به گزارش ایانا از پایگاه اینترنتی دانشگاه واشنگتن ، درختان این توانایی را دارند که آلاینده‌ها را از خاک بگیرند و از طریق فرایندهای طبیعی آن را از بین ببرند. این یکی از ویژگی‌های طبیعت است که شرکت‌ها از آن برای پاکسازی مناطق آلوده (هر چند در مقیاس کوچک) استفاده کرده‌اند.

اکنون یک باکتری پروبیوتیک،توانسته با فراهم کردن یک شریک میکروبی، سرعت و کارایی این چرخه طبیعی را بالا ببرد تا درختان را از اثرات سمی آلاینده‌ها حفظ کند و آلاینده‌هایی را که گیاهان از آب‌های زیرزمینی آلوده استحصال می‌کنند، تجزیه کند.

محققان دانشگاه واشنگتن با مشارکت چند شرکت کوچک، نخستین آزمایش در مقیاس وسیع را با استفاده از درختان صنوبر در سیلیکون ولی در کالیفرنیا انجام دادند. نویسندگان مقاله‌ای که درباره این تحقیق به چاپ رسیده می‌گویند: این آزمایش موفقیت آمیز در زمین می‌تواند نمونه‌ای از پاکسازی موثر و سریع مناطق بزرگ اطراف شهرها و دیگر مناطق آلوده در خارج شهرها باشد که سطوح بالایی از آلاینده TCE دچار هستند.

شارون دوتی یکی از نویسندگان این مقاله و استاد دانشکده محیط زیست و علوم جنگلی می‌گوید: " این نتایج، افق‌های تازه‌ای را باز می‌کند. ما از طریق تحقیقات آزمایشگاهی مدت‌هاست که این فرایند را می‌شناسیم اما تا کنون عملی نشده بود زیرا هیچ نتایج میدانی موجود نبوده است. اکنون شرکت‌های مهندسی می‌توانند استفاده از این روش را در زندگی واقعی آغاز کنند " .

پاکسازی مناطق آلوده به TCE و دیگر آلاینده‌ها با استفاده از روش‌های مهندسی مانند حفاری یا خارج کردن مواد سمی از زیر زمین با پمپ می‌تواند هزینه بالایی داشته باشد. در نتیجه بسیاری از مناطق، همچنان آلوده می‌مانند. این روش این امکان را فراهم می‌کند که مناطق آلوده با هزینه کمتر و اثربخشی بیشتر پاکسازی و سلامت انسان تضمین شود.

به کانال ایانا در تلگرام بپیوندید

آزمایشگاه دوتی برای یافتن بهترین میکروب‌هایی که بتوانند TCE را بهتر تجزیه کنند و رشد درخت را بهبود بخشند، آزمایش‌های بسیاری انجام داد. جون وون کانگ، یکی از فارغ التحصیلان از دانشگاه واشنگتن، چوب صنوبر را از منطقه‌ای در میدوست که درختان در خاک آلوده به TCE رشد کرده بودند جمع‌آوری کرد. پس از خرد کردن چوب درختان و جداکردن صدها میکروب مختلف، هر گونه از میکروب‌ها در فلاسکی با سطوح بالای آلاینده TCE قرار داده شد. میکروبی که در نهایت برگزیده شد توانست تقریبا تمام TCE موجود در فلاسک را تجزیه کند.

دوتی می‌گوید: " برای انتخاب بهترین میکروب‌ها، درختان صنوبر در منطقه‌ای قدیمی در میدوست را انتخاب کردیم تا کار خود را بهتر انجام دهند. ما از فرایند انتخاب طبیعی بهره بردیم و تنها مجبور بودیم بهترین میکروب‌هایی را که درخت قبلا انتخاب کرده بود، پیدا کنیم " .

از TCE به عنوان یک چربی‌زدا و حلال، در مناطق صنعتی در سراسر آمریکا استفاده می‌شود. آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا، TCE را یکی از رایج‌ترین آلاینده‌ها در آب و خاک اعلام و فهرست بیش از 1000 منطقه را که اولویت پاکسازی هستند منتشر کرده است. TCE یک ماده سرطان‌زاست و بر کبد تاثیر می‌گذارد؛ این آلاینده حتی از طریق شیر مادر به نوزاد شیرخوار منتقل می‌شود.

محققان با توجه به شیوع و سمی بودن TCE ، برای آزمایش قابلیت درختان صنوبر مجهز به میکروب‌ها، برای پاک سازی آب زیرزمینی در منطقه بزرگ تحقیقاتی میدلفیلد الیس ویسمن در سیلیکون ولی کالیفرنیا از مواد شیمیایی استفاده کردند. سپس این آب به پارک تحقیقاتی ناسا در مرکز تحقیقاتی ایمز جریان پیدا کرد. دانشمندان در این مرکز تحقیقاتی، در زمینی که در بالای یک سفره آب شناخته شده آلوده به TCE قرار داشت چند ردیف نهال درخت صنوبر کاشتند که برخی از آنها آغشته به میکروب و برخی دیگر بدون میکروب بودند.

تنها پس از یک سال، درختانی که میکروب داشتند بزرگتر و سالمتر از صنوبرهای بدون میکروب شدند. پس از سه سال، درختان آغشته به میکروب هنوز قوی و سالم بودند و نمونه‌های گرفته شده از تنه درختان سطوح بسیار اندکی از آلاینده را در این درختان نشان داد.

معمولا وقتی درختان، مواد شیمیایی را جذب و تجزیه می‌کنند، به قیمت از دست رفتن سلامت آنان تمام می‌شود. این امر به شکل کاهش رشد، زرد شدن برگ‌ها، پوسیدن برگ‌ها و شاخه‌ها و گاه مرگ درخت نمایان می‌شود زیرا آلاینده مانع از ادامه حیات درخت می‌شود. اما وقتی میکروب انتخاب شده برای مقابله با TCE به درستی انتخاب می‌شود و درختان همراه با رشد بیشتر، این آلاینده را تجزیه می‌کنند و احتمال بقای آنها افزایش می‌یابد، مزایای پروبیوتیک آشکار می‌شود.

مایکل بلیلاک رییس و مدیر عامل شرکت Edenspace Systems در ویرجینیا می‌گوید: " هدف اصلی این است که عملکرد درخت را بهبود بخشیم. اگر ما چیزی داشته باشیم که عملکرد را بهبود می‌بخشد وتسریع می‌کند و باعث رشد بهتر درختان می‌شود، این دقیقا همان چیزی است که ما سعی می‌کردیم در این پروژه انجام دهیم " .

علاوه بر این، محققان دریافتند که نمونه‌های آب زیر زمینی که مستقیما از محل آزمایش گرفته شد، در مقایسه با نمونه‌هایی که از آب‌های سطحی منطقه آزمایش گرفته شد سطوح کمتری از آلاینده را نشان می‌داد. آنها همچنین شواهدی از افزایش کلرید در خاک اطراف ریشه صنوبرها یافتند که یک ماده بی‌ضرر و به‌طور طبیعی یکی از فرآورده‌های جانبی تی سی ای است که به دنبال تجزیه آن توسط باکتری‌ها در درون درخت تولید می‌شود.

جان فریمن، یکی از نویسندگان این تحقیق و مدیر علمی شرکت Intrinsyx Technologies Corporation ، واقع در پارک تحقیقاتی ناسا می گوید: " تعدادی از سازمان‌ها تمایل خود را به استفاده از این تکنولوژی ابراز کرده‌اند. زمین‌دارانی که از هزینه بالای روش‌های سنتی پاک‌سازی آب ‌ای زیرزمینی خسته شده بودند، اکنون شروع به استفاده از این روش کرده‌اند.

فریمن می‌گوید: " این روش، این قابلیت را دارد که بر مناطق آلوده‌ای که با مشکل آلودگی آب‌های زیر زمینی از جمله آلاینده TCE و نیز کمبود بودجه مواجهند تاثیرات بزرگی بگذارد. این روش قطعا برای همه کاربران باعث صرفه‌جویی زیادی می‌شود و چون یک تکنولوژی سبز است، برای همه یک بازی برد- برد است. از دیگر مزایای این روش جدید این است که در دراز مدت پایدار بوده، با اقبال عمومی روبرو شده و از انرژی خورشیدی که خود درختان می‌گیرند، استفاده می‌کند " .

نتایج تحقیقات این دانشمندان در شماره اخیر مجله Environmental Science & Technology به چاپ رسیده است.

ترجمه: محسن حدادی

L-960605-02