Removal of heavy metals from agricultural soils exposed to heavy metal pollution with phytoremediation techniques

Bu çalışmada farklı konsantrasyonlarda Pb, Cd, Sb ve Ni ağır metalleri tarafından kirletilmiş toprakların yonca (Medicago ativa L.) bitkisi ile doğal yollarla arıtımının sağlanması amaçlanmıştır. Çalışma 2017 Ekim – 2018 Mayıs dönemleri arasında Nevşehir ilinde sera koşullarında saksı denemeleri doğrultusunda yapılmıştır. Ağır metallerin her birinden 25 kg’lık saksı toprağındaki toplam derişimleri, 1000, 2000, 4000 ve 8000 ppm olacak şekilde uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Ağır metaller tek seferde 1 L saf su ile çözelti şeklinde uygulanmıştır. Çalışmada hiç ağır metal uygulanmayan 0 (kontrol) grubu da oluşturulmuş ve her bir uygulamadan 3 tekerrür olacak şekilde deneme deseni kurulmuştur. Deneme esnasında ağır metallerin topraktan alımını kolaylaştırmak amacı ile şelat vb. uygulamalar ile saksı topraklarının farklı oranlarda kum ve torf ile karışımları yapılmamış, tarla toprağı doğrudan kullanılmıştır. Bu amaçla denemenin sera koşullarında kısmen de olsa çiftçi şartlarını temsil etmesi sağlanmaya çalışılmıştır. Saksılarda yonca bitkisi yetiştirilmiş, yoncalar 6 cm uzunluğa ulaştığında 4 dönem boyunca vejetatif kısımlarından alınan örnekler çözülmüş ve ICP-MS cihazında ağır metal derişimleri ölçülmüştür. Sonuç olarak 1000 ppm Cd uygulanan saksılardan bitki kökleri ile toplam alımın 265,563 ppm olduğu ve toplam Cd’un % 26,56’sının bitkiye geçtiği belirlenmiştir. 8000 ppm uygulamasından ise 344,224 ppm alındığı ve toplam Cd birikiminin % 4,30’unun bitki tarafından alındığı gözlenmiştir. Ni uygulanan saksılarda 1000 ppm uygulamalarındaki Ni alımının 213,817 ppm olduğu (%21,38’i), 8000 ppm uygulamaların da ise 275,354 ppm (% 3,44’ü) olduğu görülmüştür. Pb uygulamalarında ise 1000 ppm uygulandığında 28,527 ppm (% 2,85’i), 8000 ppm uygulandığında bitki kökleri ile alınan Pb miktarının ise 68,605 ppm (% 0,86’sı) olduğu belirlenmiştir. Sb uygulamasının 1000 ppm olarak yapıldığı saksılardan toplam Sb miktarının alımı 14,437 ppm (% 1,44’ü) ve 8000 ppm uygulananlardan ise 27,803 ppm ve toplam uygulanan Sb miktarının ancak % 0,35’inin bitki tarafından topraktan alınabildiği görülmüştür. Topraktan yonca bitkisinin kökleri yardımıyla uygulanan ağır metallerin alımının sırasıyla Cd ve Ni’in daha kolay alındığı, Pb ve Sb’u ise Cd ve Ni’e göre daha zor alındığı sonucuna varılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda yonca bitkisi kullanılarak Pb, Cd, Sb ve Ni ağır metal birikimlerinin topraklarda doğal yollarla arıtımı herhangi bir şelatör desteği olmadan başarılı olmuş ve ağır metallerin 4 dönem boyunca topraktan doğal arıtımı giderek arttan bir eğilim göstermiştir. Yonca bitkisinin hiçbir şelat desteği olmadan ağır metal kirliliğine maruz kalan tarım topraklarında doğal arıtım açısından kullanılması ekonomik olarak ülke doğal kaynaklarına ve çevre kirliliğinin giderilmesine yönelik çalışmalarda olumlu katkılar sağlayacağı düşünülmektedir