العلاج بالنباتات: الأنواع والمزايا والعيوب - مادة الاحياء - 2025

و علاج النبات هو مجموعة من الممارسات التكنولوجية باستخدام النباتات الحية وما يرتبط بها من الكائنات الحية الدقيقة على الإصحاح البيئي من التربة والماء والهواء.

تستفيد تقنيات المعالجة النباتية من القدرة الطبيعية لبعض النباتات على امتصاص وتركيز واستقلاب العناصر والمركبات الكيميائية الموجودة في البيئة كملوثات. يمكن استخدام النباتات لاستخراج الملوثات وتثبيتها وتثبيتها وتحللها أو تطايرها.

الشكل 1. المعالجة النباتية في الميدان. المصدر.: flickr.com/photos/daniela_naturephotography

يمكن أن تتلوث التربة والمياه السطحية والجوفية والغلاف الجوي نتيجة لبعض العمليات الطبيعية - مثل التآكل الجيولوجي والنشاط البركاني ، من بين أمور أخرى - وأيضًا بسبب تأثير الأنشطة البشرية (الصناعية والزراعية ومياه الصرف الصحي ، التعدين والبناء والنقل).

الانبعاثات الصناعية والنفايات السائلة ، مواد النفايات ، المتفجرات ، الكيماويات الزراعية (الأسمدة ، مبيدات الأعشاب ، مبيدات الآفات) ، ترسب المطر أو الأحماض ، المواد المشعة ، من بين العديد من العوامل الأخرى ، هي عوامل تلوث تأتي من الأنشطة البشرية.

تبرز المعالجة النباتية كتكنولوجيا غير مكلفة وفعالة ومقبولة علنًا لمعالجة أنواع مختلفة من التلوث البيئي.

تأتي كلمة "علاج النبات" من الكلمة اليونانية "فيتو" ، والتي تعني نبات حي ، ومن الكلمة اللاتينية "ريديرياري" التي تعني استعادة التوازن ؛ وهذا يعني استعادة حالة التوازن من خلال استخدام النباتات.

أنواع العلاج النباتي

تعتمد تقنيات المعالجة النباتية على العمليات الفسيولوجية للنباتات والكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بها ، مثل التغذية ، والتمثيل الضوئي ، والتمثيل الغذائي ، والتبخر ، وغيرها.

اعتمادًا على نوع الملوث ، ودرجة تلوث المكان ومستوى الإزالة أو التطهير المطلوب ، تُستخدم تقنيات المعالجة النباتية كآلية لاحتواء الملوثات (تقنيات التثبيت النباتي ، أو الترشيح الجذري) ، أو كآلية للتخلص (تقنيات من الاستخراج النباتي والتحلل النباتي والتطهير النباتي).

الشكل 2. أنواع المعالجة بالنباتات. المصدر: Townie (Arulnangai & Xavier Dengra من الأصل بامتداد.png) ، من ويكيميديا ​​كومنز

تتضمن تقنيات العلاج بالنباتات ما يلي:

التحلل النباتي

تتكون هذه التقنية ، التي تسمى أيضًا التحول النباتي ، من اختيار واستخدام النباتات التي لديها القدرة على تحطيم الملوثات التي امتصتها.

في عملية التحلل النباتي ، تسبب الإنزيمات الخاصة التي تمتلكها بعض النباتات تكسير جزيئات المركبات الملوثة ، وتحويلها إلى جزيئات أصغر ، غير سامة أو أقل سمية.

يمكن للنباتات أيضًا أن تمعدن الملوثات إلى مركبات بسيطة قابلة للاستيعاب ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) والماء (H ₂ O).

ومن الأمثلة على هذا النوع من الإنزيم ديهالوجيناز وأوكسجيناز. يفضل الأول إزالة الهالوجينات من المركبات الكيميائية والثاني يؤكسد المواد.

تم استخدام التحلل النباتي لإزالة المتفجرات ، مثل TNT (trinitrotoluene) ، ومبيدات الآفات الكلورية العضوية والفوسفات العضوي ، والهيدروكربونات المهلجنة ، من بين الملوثات الأخرى.

علاج الجذور

عندما ينتج تحلل الملوثات بفعل الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في جذور النباتات ، فإن تقنية المعالجة تسمى معالجة الجذور.

استقرار النبات

يعتمد هذا النوع من المعالجة النباتية على النباتات التي تمتص الملوثات وتثبتها في الداخل.

من المعروف أن هذه النباتات تقلل من التوافر البيولوجي للملوثات من خلال إنتاج وإفراز الجذور للمركبات الكيميائية التي تعمل على تعطيل المواد السامة من خلال آليات الامتصاص أو الامتصاص أو الترسيب والتصلب.

وبهذه الطريقة ، لم تعد الملوثات متوفرة في البيئة للكائنات الحية الأخرى ، ويتم منع هجرتها إلى المياه الجوفية وانتشارها إلى مناطق أكبر من التربة.

بعض النباتات التي تم استخدامها في تثبيت النبات هي: Lupinus albus (لشل حركة الزرنيخ ، As والكادميوم ، Cd) ، Hyparrhenia hirta (تجميد الرصاص ، Pb) ، Zygophyllum fabago (تجميد الزنك ، Zn) ، Anthyllis Vulneraria (تجميد الزنك) ، الرصاص والكادميوم) ، Deschampia cespitosa (تثبيت الرصاص والكادميوم والزنك) و Cardaminopsis arenosa (تثبيت الرصاص والكادميوم والزنك) ، من بين أمور أخرى.

تحفيز النبات

في هذه الحالة ، يتم استخدام النباتات التي تحفز تطور الكائنات الحية الدقيقة التي تعمل على تحلل الملوثات. تعيش هذه الكائنات الدقيقة في جذور النباتات.

استخراج النبات

استخلاص النبات ، المعروف أيضًا باسم تراكم النبات أو التساهل النباتي ، يستخدم النباتات أو الطحالب لإزالة الملوثات من التربة أو الماء.

بعد أن يمتص النبات أو الطحالب المواد الكيميائية الملوثة من الماء أو التربة وتراكمها ، يتم حصادها ككتلة حيوية وحرقها بشكل عام.

الشكل 3. المعالجة النباتية في حمامات السباحة ، وإعادة تأهيل منجم مهجور لليورانيوم. البرتغال. المصدر: flickr.com/photos/daniela_naturephotography

يتم ترسيب الرماد في أماكن خاصة أو مقالب أمنية أو استخدامها لاستعادة المعادن. هذه التقنية الأخيرة تسمى herbalism.

النباتات شديدة التراكم

تسمى الكائنات القادرة على امتصاص كميات كبيرة جدًا من الملوثات من التربة والمياه بالمراكمات المفرطة.

تم الإبلاغ عن وجود تراكمات مفرطة للزرنيخ (As) والرصاص (Pb) والكوبالت (Co) والنحاس (Cu) والمنغنيز (Mn) والنيكل (Ni) والسيلينيوم (Se) والزنك (Zn).

تم إجراء الاستخراج النباتي للمعادن باستخدام نباتات مثل Thlaspi caerulescens (استخراج الكادميوم ، Cd) ، Vetiveria zizanoides (استخراج الزنك والكادميوم والرصاص الرصاص) ، Brassica juncea (استخراج الرصاص Pb) و Pistia stratiotis (استخراج الفضة Ag ، الزئبق الزئبق ، النيكل نيكل الرصاص والزنك الزنك) ، من بين أمور أخرى.

الترشيح النباتي

يستخدم هذا النوع من المعالجة النباتية في تطهير المياه الجوفية والمياه السطحية. يتم امتصاص الملوثات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة أو عن طريق الجذور ، أو يتم لصقها (كثف) على أسطح كليهما.

الشكل 4. نمو الجذر في المختبر ، في وسط سائل. المصدر: pixabay.com

في الترشيح النباتي تزرع النباتات بتقنيات الزراعة المائية وعندما يتم تطوير الجذر بشكل جيد ، يتم نقل النباتات إلى المياه الملوثة.

بعض النباتات المستخدمة كمرشحات نباتية هي: Scirpus lacustris و Lemna gibba و Azolla caroliniana و Elatine trianda و Polygonum punctatum.

فيتوفولاتيزيشن

تعمل هذه التقنية عندما تمتص جذور النباتات المياه الملوثة وتطلق الملوثات التي تتحول إلى شكل غازي أو متطاير إلى الغلاف الجوي ، من خلال نتح الأوراق.

من المعروف أن تأثير السلينيوم (Se) للنباتات ، Salicornia bigelovii ، Astragalus bisulcatus و Chara canescens ، وكذلك القدرة على نضح الزئبق (Hg) ، من الأنواع النباتية Arabidopsis thaliana.

مزايا العلاج بالنباتات

• يعد تطبيق تقنيات المعالجة النباتية أرخص بكثير من تنفيذ طرق إزالة التلوث التقليدية.
• تُطبَّق تقنيات المعالجة النباتية بكفاءة في مناطق كبيرة ذات مستويات متوسطة من التلوث.
• نظرًا لكونها تقنيات إزالة التلوث في الموقع ، فليس من الضروري نقل الوسط الملوث ، وبالتالي تجنب تشتت الملوثات عن طريق الماء أو الهواء.
• يتيح تطبيق تقنيات المعالجة النباتية استعادة المعادن الثمينة والمياه.
• لتطبيق هذه التقنيات ، لا يلزم سوى الممارسات الزراعية التقليدية ؛ بناء مرافق خاصة ليس ضروريا ، ولا تدريب الموظفين المدربين على تنفيذها.
• لا تستهلك تقنيات المعالجة النباتية الطاقة الكهربائية ، ولا تنتج انبعاثات غازات الدفيئة الملوثة.
• إنها تقنيات تحافظ على التربة والمياه والغلاف الجوي.
• إنها طرق إزالة التلوث بأقل تأثير على البيئة.

العيوب والقيود

• يمكن أن يكون لتقنيات المعالجة النباتية تأثير فقط في المنطقة التي تشغلها جذور النباتات ، أي في منطقة وعمق محدود.
• إن المعالجة بالنبات ليست فعالة تمامًا في منع ترشيح أو ترشيح الملوثات في المياه الجوفية.
• تقنيات المعالجة بالنباتات هي طرق بطيئة لإزالة التلوث ، لأنها تتطلب وقت انتظار لنمو النباتات والكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بها.
• يتأثر نمو وبقاء النباتات المستخدمة في هذه التقنيات بدرجة سمية الملوثات.
• يمكن أن يكون لتطبيق تقنيات المعالجة النباتية آثار سلبية على النظم البيئية حيث يتم تنفيذها ، وذلك بسبب التراكم البيولوجي للملوثات في النباتات ، والتي يمكن أن تنتقل لاحقًا إلى سلاسل الغذاء من خلال المستهلكين الأوليين والثانويين.

المراجع

1. كاربينا رو وبرنال النائب. 2007. مفاتيح المعالجة النباتية: التقنيات النباتية لاستعادة التربة. النظم البيئية 16 (2). مايو.
2. وكالة حماية البيئة (EPA-600-R-99-107). 2000. مقدمة في العلاج بالنباتات.
3. جيرهاردت كيه إي ، هوانغ إكس دي ، جليك بي آر ، جرينبيرج بي إم. 2008. المعالجة النباتية ومعالجة جذور ملوثات التربة العضوية: الإمكانات والتحديات. علم النبات. الأوراق المفقودة
4. Ghosh M and Singh SP. 2005. استعراض للمعالجة النباتية للمعادن الثقيلة والاستفادة من منتجاتها الثانوية. علم البيئة التطبيقي والبحوث البيئية. 3 (1): 1-18.
5. Wang ، L. ، Ji ، B. ، Hu ، Y. ، Liu ، R. ، & Sun ، W. (2017). مراجعة للمعالجة النباتية في الموقع لمخلفات المناجم. الغلاف الكيميائي ، 184 ، 594-600. دوى: 10.1016 / j.chemosphere.2017.06.025