Βελτίωση Ρυπασμένων Εδαφών Και Υδάτων Από Φωσφορικά, Κάδμιο Και Μόλυβδο Και Αξιοποίηση Αυτών Σε Φυτά Μεγάλης Καλλιέργειας

Abstract

Η ρύπανση εδαφών και υδάτων καθίσταται παγκόσμιο πλέον πρόβλημα, απειλώντας εκτός από το περιβάλλον, έμμεσα και την ανθρώπινη υγεία. Η εύρεση μεθόδων αποκατάστασης φιλικών προς το περιβάλλον αποτελεί αντικείμενο πολλών ερευνών.Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η αξιολόγηση της δυνατότητας χρησιμοποίησης των υλικών ζεόλιθος, γκαιτίτης καθώς και δύο νέων παρασκευασθέντων υλικών που αφορά το συνδυασμό τους (σύστημα Ι και ΙΙ) αλλά και του μπεντονίτη, ως υλικά απορρύπανσης εδαφών και υδάτων επιβαρυμένων με φώσφορο, κάδμιο και μόλυβδο με παράλληλη αξιοποίηση αυτών στην καλλιέργεια φυτών. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα προσρόφησης φωσφόρου, καδμίου και μολύβδου από τα ανωτέρω υλικά, σε υδατικά διαλύματα στο εργαστήριο. Η υψηλότερη προσρόφηση φωσφόρου καθώς και ο μεγαλύτερος ρυθμός προσρόφησης καταγράφθηκε με την εφαρμογή του γκαιτίτη, ενώ η διαδικασία της προσρόφησης βρέθηκε ότι περιγράφεται καλύτερα με την χρήση της ισόθερμης Freundlich. Ο ζεόλιθος και ο μπεντονίτης παρουσίασαν την καλύτερη προσροφητική ικανότητα ιόντων καδμίου σε υδατικά διαλύματα, ενώ το μεγαλύτερο ποσό μολύβδου απομακρύνθηκε, με την εφαρμογή των υλικών ζεόλιθος, γκαιτίτης και συστήματος Ι.Μελετήθηκε επίσης σε φυτοδοχεία στο θερμοκήπιο η δυνατότητα καλλιέργειας φυτών σιταριού, βαμβακιού και αραβοσίτου, σε εφοδιασμένο με φώσφορο έδαφος ή ρυπασμένο με κάδμιο ή μόλυβδο, το οποίο τροποποιήθηκε με την εφαρμογή ζεόλιθου, μπεντονίτη, γκαιτίτη, συστήματος Ι ή ΙΙ. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα υπό μελέτη υλικά αύξησαν τη διαθεσιμότητα του φωσφόρου στο έδαφος, χωρίς ωστόσο να παρατηρηθούν συμπτώματα τοξικότητας στα φυτά. Αντίθετα, η συγκέντρωση των βαρέων μετάλλων στο έδαφος περιορίστηκε μέχρι και 68% με την ενσωμάτωση των πρόσθετων υλικών σε σχέση με το μη τροποποιημένο έδαφος, περιορίζοντας έτσι την πρόσληψή τους από τα φυτά. Μεταξύ των πρόσθετων υλικών, ο ζεόλιθος ήταν πιο αποτελεσματικός στην ακινητοποίηση του Cd στο έδαφος και ο γκαιτίτης στην ακινητοποίηση του Pb. Το ποσό προσρόφησης των ιόντων καδμίου και μολύβδου, βρέθηκε ότι εξαρτάται από την αρχική συγκέντρωση των μετάλλων στο έδαφος. Αύξηση της συγκέντρωσης του καδμίου ή του μολύβδου στο έδαφος, οδηγεί σε μεγαλύτερη προσροφημένη ποσότητα μετάλλου ανά μονάδα μάζας πρόσθετου υλικού και μικρότερη βιοδιαθεσιμότητα για τα φυτά. Φυτά και των τριών καλλιεργειών που αναπτύχθηκαν σε τροποποιημένο έδαφος, είχαν καλύτερο ύψος, μήκος ρίζας, φυλλική επιφάνεια, χλωρό και ξηρό βάρος, από τα φυτά που αναπτύχθηκαν σε μη τροποποιημένο έδαφος.