دور النباتات في تقليل تلوث التربة .. الحل الأخضر الطبيعي

تعتبر النباتات عادةً رئة الأرض، حيث تساهم في تنقية الهواء من خلال عملية البناء الضوئي، ولكن دورها يتجاوز تنقية الهواء، حيث تقوم العديد من النباتات أيضًا بتقليل تلوث التربة الملوثة، وذلك من خلال امتصاص وتحييد الملوثات.

كتب المهندس أمجد قاسم

تعرف عملية استخدام النباتات لمعالجة تلوث التربة بـ”المعالجة النباتية” (Phytoremediation)، وهي تحظى باهتمام متزايد كوسيلة صديقة للبيئة للتخفيف من التلوث.

في هذا المقال الذي ننشره في موقع آفاق علمية وتربوية، سنتناول كيف تسهم نباتات مثل عباد الشمس، والحور، والخردل الهندي في تقليل تلوث التربة عبر امتصاص المواد السامة، بما في ذلك المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية. كما سنتناول حالات واقعية استخدمت فيها هذه النباتات لتنظيف البيئات الملوثة.

ما هي المعالجة النباتية؟

المعالجة النباتية هي استخدام النباتات لإزالة السموم من التربة والمياه الملوثة بالمواد الضارة مثل المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية والملوثات.

فمن خلال عمليات مثل الامتصاص النباتي (Phytoextraction) والتثبيت النباتي (Phytostabilization) والترشيح الجذري (Rhizofiltration)، يمكن للنباتات تخزين الملوثات في أنسجتها أو تحويلها إلى مواد أقل ضررًا أو منع انتشارها وهذا يساعد في تقليل تلوث التربة.

وتحظى هذه الطريقة باهتمام متزايد كبديل مستدام وفعال من حيث التكلفة وأيضًا كمظهر جمالي مقارنةً بالطرق التقليدية لمعالجة التربة مثل المعالجات الكيميائية أو الحفر.

دوار الشمس: ممتص المعادن الثقيلة الطبيعي

يُعد دوار الشمس (Helianthus annuus) أحد أشهر النباتات المستخدمة في المعالجة النباتية ومعالجة تلوث التربة، خاصةً في امتصاص المعادن الثقيلة مثل الرصاص والزرنيخ واليورانيوم.

حيث تمتلك جذور نبات دوار الشمس قدرة ملحوظة على امتصاص وتخزين هذه المعادن السامة من التربة، مما يمنع انتشارها في الأنظمة البيئية المحيطة.

من أشهر الحالات التي استخدمت فيها نباتات عباد الشمس لأغراض المعالجة النباتية هي حادثة تشرنوبل، ف بعد الانفجار النووي في عام 1986، انتشرت التلوثات الإشعاعية على مساحات واسعة، مما جعل التربة غير آمنة.

حيث تمت زراعة عباد الشمس لامتصاص النظائر المشعة مثل السيزيوم-137 والسترونشيوم-90 من الأرض الملوثة.

وبالمثل، بعد كارثة فوكوشيما النووية في عام 2011، تم استخدام عباد الشمس مرة أخرى لامتصاص المواد المشعة من التربة، مما يظهر فاعليته في إدارة التلوث الإشعاعي.

أشجار الحور: عمالقة المعالجة النباتية

تُعد أشجار الحور (Populus spp.) أداة قوية أخرى في مكافحة تلوث التربة. وتنمو هذه الأشجار بسرعة وتمتلك أنظمة جذرية عميقة، مما يمكنها من الوصول إلى الملوثات العميقة في التربة.

وقد استخدمت أشجار الحور لأغراض الامتصاص النباتي والتثبيت النباتي، حيث تمتص الملوثات في أنسجتها وتمنع انتشارها.

في شرق شيكاغو بولاية إنديانا، تم زرع أشجار الحور في موقع صناعي سابق ملوث بالهيدروكربونات والمعادن الثقيلة مثل الكادميوم.

حيث لعبت الأشجار دورًا مزدوجًا، حيث امتصت المعادن الثقيلة وكسرت الملوثات العضوية في التربة من خلال عملية تعرف بتحلل الجذور (Rhizodegradation).

ومع مرور الوقت، أدى ذلك إلى تقليل كبير في تلوث التربة في هذا الموقع.

الخردل الهندي: بطل تنظيف المعادن الثقيلة

يعد نبات الخردل الهندي (Brassica juncea) من النباتات الشائعة في المعالجة النباتية والتخلص من تلوث التربة، خاصةً لتنظيف التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة مثل الكادميوم والرصاص والزنك.

ويتميز هذا النبات بقدرته العالية على تحمل المعادن الثقيلة وتراكمها في أنسجته، مما يزيل الملوثات بفعالية من التربة.

إحدى الحالات البارزة حدثت في مدينة ثين بالهند، حيث كانت التربة ملوثة بشدة بالكادميوم بسبب المخلفات الصناعية.

اذ تمت زراعة نباتات الخردل الهندي على الأرض الملوثة، وتمكنت من امتصاص كميات كبيرة من الكادميوم من التربة، وهذا ساعد ذلك في استعادة صحة التربة وجعلها مناسبة للزراعة مرة أخرى.

دراسات حالة ناجحة في المعالجة النباتية

تم تطبيق المعالجة النباتية في العديد من الدول والمناطق بنجاح ملحوظ. بالإضافة إلى الحالات المذكورة أعلاه، تم اختبار استخدام النباتات في تنظيف العديد من المواقع الصناعية، مناطق التعدين، والأراضي الزراعية. فيما يلي بعض الأمثلة البارزة:

1. سرقسطة، إسبانيا: قام الباحثون باختبار استخدام عباد الشمس والخردل الهندي في الحقول الملوثة بالرصاص والزنك نتيجة الأنشطة الصناعية.

ومع مرور الوقت، تمكنت هذه النباتات من تقليل تركيز المعادن الثقيلة في التربة، مما حسن صحة التربة ومنع تلوث الأنظمة البيئية المجاورة.

2. نهر هدسون، الولايات المتحدة: واجهت منطقة نهر هدسون تلوثًا كبيرًا في التربة بسبب المواد الكيميائية الصناعية مثل ثنائيات الفينيل متعدد الكلور (PCBs).

تم استخدام أشجار الحور لتنظيف بعض هذه المناطق الملوثة، مما أظهر قدرتها على تقليل تركيز الملوثات الكيميائية.

3. الأراضي الزراعية في الصين: في المناطق المتأثرة بالتلوث بالمعادن الثقيلة نتيجة أنشطة التعدين، تم زراعة نباتات مثل الخردل الهندي وأشجار الحور لإزالة المعادن السامة من التربة.

وقد أدى ذلك إلى تحسين إنتاجية المحاصيل وتقليل خطر التسمم بالمعادن في المجتمعات المحلية.

تحديات وحدود المعالجة النباتية

رغم الآفاق الواعدة لهذه التكنولوجيا التي تساعد في معالجة تلوث التربة، تواجه المعالجة النباتية بعض التحديات.

فهي عملية بطيئة قد تستغرق سنوات أو حتى عقود لإعادة تأهيل الموقع الملوث بشكل كامل، خاصةً إذا كان التلوث واسع النطاق.

بالإضافة إلى ذلك، تستطيع النباتات امتصاص الملوثات الموجودة فقط في منطقة جذورها، مما يحد من فاعليتها في حالة وجود الملوثات في أعماق التربة.

علاوةً على ذلك، في بعض الحالات يجب التخلص من النباتات التي تحتوي على السموم بحذر لتجنب إعادة إدخال الملوثات إلى البيئة.

تواجه المعالجة النباتية أيضًا تحديات في التعامل مع بعض الملوثات التي قد لا يتمكن النبات من معالجتها بشكل فعال.

بينما تستهدف المعالجة النباتية بشكل أساسي المعادن الثقيلة والملوثات العضوية، فإن بعض الملوثات الأخرى مثل بعض أنواع البلاستيك والعناصر المشعة قد لا يتم التخلص منها بشكل كامل باستخدام هذه الطريقة.

لذلك، قد يكون من الضروري استخدام تقنيات متعددة لمواجهة مشاكل التلوث الأكثر تعقيدًا.

مستقبل المعالجة النباتية

مع استمرار الأبحاث والتقدم التكنولوجي، يبدو مستقبل المعالجة النباتية واعدًا. ويتم استكشاف الهندسة الوراثية كوسيلة لتعزيز قدرة النباتات على امتصاص مجموعة أوسع من الملوثات أو زيادة قدرتها على امتصاص تركيزات أعلى.

ففي السنوات القادمة، قد تسهم النباتات المعدلة وراثيًا في إحداث ثورة في مجال معالجة التلوث البيئي.

علاوةً على ذلك، يمكن دمج المعالجة النباتية مع ممارسات مستدامة أخرى مثل الغابات الزراعية وتخضير المدن والترميم البيئي، مما يجعلها مكونًا رئيسيًا في الجهود العالمية لمكافحة التلوث واستعادة النظم البيئية الطبيعية.

باختصار تمتلك النباتات قدرة رائعة على شفاء الأرض من خلال امتصاص وتحييد الملوثات عن طريق المعالجة النباتية.

ويُعد عباد الشمس وأشجار الحور والخردل الهندي من أمثلة الأبطال الخضراء التي تلعب دورًا حاسمًا في تقليل تلوث التربة.

ورغم وجود تحديات وحدود، فإن قصص النجاح من تشرنوبل إلى إنديانا تُظهر إمكانيات هذه الطريقة الطبيعية في التخفيف من التلوث البيئي. ومع استمرار الأبحاث، فإن المعالجة النباتية تحمل وعودًا كبيرة كأداة أساسية في الجهود العالمية لمكافحة تلوث التربة واستعادة صحة كوكبنا.

المراجع

• Salt, D.E., Blaylock, M., Kumar, P.B.A.N., Dushenkov, V., Ensley, B.D., Chet, I., & Raskin, I. (1995). Phytoremediation: A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants. Nature Biotechnology, 13(5), 468-474. https://doi.org/10.1038/nbt0595-468
• Pilon-Smits, E.A.H. (2005). Phytoremediation. Annual Review of Plant Biology, 56, 15-39. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.56.032604.144214
• Vangronsveld, J., & Cunningham, S.D. (Eds.). (1998). Metal-Contaminated Soils: In Situ Inactivation and Phytorestoration. Springer.