Theses Database‎ > ‎PhD‎ > ‎

Phytoremediation of Municipal Wastewater by Some Native Aquatic Plants in Soran-Kurdistan Region of Iraq


Cycle of study:
 دکتۆرا Ph.D

Title in English:
 
Phytoremediation of Municipal Wastewater by Some Native Aquatic Plants in Soran-Kurdistan Region of Iraq

Thesis\Dissertation Language: ئینگلیزی English

Author(s): Karzan Mohammed Khalid
Supervisor(s): Dilshad Ganjo Ahmad

University: Soran University 
Faculty: فاکەڵتی زانست Faculty of Science
Department: Biology
Field of study: Environmental technology
Year of completion: 2020


Download full text:  https://drive.google.com/file/d/1BXKH-Rn6pbjkFmhRqivHQmqk-bgrWjrI/view


Keywords in Kurdish: پاککردنەوە پاشەڕۆ، توانای ڕووەک، ئاوی پاشەڕۆ، گواستنەوەی پیسکەرەکان لە ڕەگ بۆ بەشەکانی سەرەوەی ڕووەک، شاری سۆران
Abstract in Kurdish: 

"ثيسبوونى پاشەڕۆی شارەوانی سؤران بةتةنةثيسكةرةكان (لةناوياندا كانزا قورسةذةهراوييةكان) بؤتة كيَشةيةكى بةربلَاوى جيهانى، ئةمةش بةهؤى كاريطةرى زيانةكانى بؤسةر ئةو مرؤظ و طيانةوةر و رووةكانةى كة ئاوةكةيان بةردةكةويَت. مةبةست لةم ليَكؤلينةوةية بريتية لةثاككردنةوةى پاشەڕۆی شارەوانی لة تةنة ثيسكةرةكيمياييةكان. لةم ليَكؤلينةوةيةدا تواناى سةوزة ثاككردنةوةى ضوار سةوزةطياى ئاوى (كوزةلَة، ضاوةثشيلة، ثونط، دةراظ) تاقيكرنةوةى لةسةركرا بؤ لابردني ئةو تةنة ثيسكةرانةى كةلةجؤطةى سةرةكى پاشەڕۆی شارەوانی سؤران دا هةن. وةهةروةها هةلَسةنطاندن لة ضؤنيةتى لابردنى تةنة ثيسكةرةكان كرا و رِؤلَى ميكانيزمةكانى بةشدار لةلابردنى ماددةكان دياريكرا. كؤطايةكى ئاو لةسةر جوَطةسةرةكيةكة دروستكرا بؤ مةبةستى نيشتن، وة دابةشكردنى ئاو لةم  كؤطاى نيشتنةوة بؤ هةريةك لة ناوةندةضاندنى ضوار رِووةكةكان بة شيَوةى تاك تاك وكوَ كة هةرضوار رِووةكةكانى بةيةكةوة لة خؤطرتووة. بؤماوةى 70رؤذ ضةندتاقيكردنةوةيةكى فيزيايىوكيميايى (pH, EC, TDS, TSS, Cl, DO, BOD, COD, NH3, NO3, NO2, SO4, PO4, hardness, SAR, Na% and RSC)  وة ماددةكانزايية قورسةكان (Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Mn)بؤ ئةنجامدرا بةشيَوةيةك كة ستانداردى نوىَ ئامادةدةكرانةوة بؤتاقيكردنةوةكان لةكاتة جياوازةكاندا. بةم شيَوةية دةركةوت كة هةموو ماددةكان لةسةرووى رِيَذةى دياريكراوةكانةوة بوون لة ئاودا، بةثيَى ريَكخراوى خؤراك و كشتوكالَ. بة طشتى لة يةكةى نيشتن  وةك يةكةى سةرةتايى تاقي كردنةوةكة، ماددة ثيسكةرةكان زؤربةكةمى لابردراون بةلام لة ناوةندةضاندنةكان ريَذةى لابردن بة شيَوةيةكى بةرضاو دياريكرا بةتايبةتى لة كؤتا يةكةكانى ضاندن بؤهةر رِووةكيَك، سةرئةنجام لابردنى ماددةكانزاييةكان بةم شيًَوةيةبوو: (22.4% Fe, 24.2% Pb, 19.1% Zn, 21.8% Cu, 24.2% Ni and 23.6% Mn). بةطشتى هةموو تاقيكردنةوة فيزيايي و كيمياييةكان دةريدةخةن كة رِيَذةكانيان دابةزيوة بؤ خوار رِيَذة رِيَطةثيَدراوةكان و بةشيَوةيةكى بةرضاو كةميان كردووة جطة لة رِيَذةى ئؤكسجينى تواوة و ترش و تفتى كة دةبيَت زيادبكريَن دواى ثرِؤسةى ثاككردنةوة، بؤية ريَذةكانيان بةرزبونةوةيان تيابةدى دةكريَت. بة طويَرةى ياساكانى هةريةك لة (SAR, %Na,RSC) كة ثةيوةستن بةهةريةك لة سؤديؤم و ثؤتاسيؤم و كالسيؤم و مطنيسيؤم، ئاوى دةرضووى ثاككراوة لةم ليَكولينةوةيةدا لةرِووى سويَريةوة زؤرطونجاوة بؤ بةكاهيَنانى لةلايةنى كشتوكالَى، بةبةراووردكردنى لةطةلَ ئاوى خاوى ثاكنةكراوةى جؤطة سةرةكيةكة. لة ئيستادا سةوزة ثاككردنةوةى طيايي وةك تةكنؤلؤجيايةكى سةوزدةناسريَت و بةشيَوةيةكى بةربلاَو ثيَشنياردةكريَت بؤثاككردنةوةى شويَنة ثيسبووةكان.ئةمةش بةهؤى كةمى تيَضوو و ذينطةدؤستى وة بةكارهيَناني بؤكاتيَكى دريَذخايةن. "

Keywords in Arabic: معالج تلوث، نشط الخضراء، مدينة سوران
Abstract in Arabic: 
أصبح تلوث المياه من خلال الملوثات الضارة (خاصة المعادن السامة الثقيلة) من خلال تصريف مياه الصرف الصحي مشكلة عالمية ، بسبب آثاره الضارة على صحة الإنسان والحيوانات والنباتات التي تستقبل المياه .کان هدف هذه الدراسة إلى معالجة مياه الصرف الصحي لمدينة سوران من الملوثات الكيميائية، والتي لاحقا سبب المخاطر الصحية عبر التراكم الأحيائي المعدن أو التضخم الأحيائي من مياه الصرف الصحي . في هذه الدراسة، إمكانية المعالجة النباتية لثلاثة أنواع محلية ناشئة من النباتات المائية؛ Veronica anagallis-aquatica L. Mentha longifolia L. Cyperus iria L. و Nasturtium officinale العائمة الحرة لإزالة الملوثات المختلفة من القناة الرئيسية لمياه الصرف الصحي بسوران، مع التركيز بشكل خاص على الآليات التي تشارك في إزالة الملوثات. وحده تعالج الاوليه على مقربة من جذع سوران مياه الصرف الصحي بعد ذلك توزيع النفايات السائلة من هذه الوحدة على سلسلة من الوحدات التجريبية. كانت هناك مجموعتان من التجارب في هذه الدراسة (أوانى و أرض رطبة المصنعيه)، كل منها تتكون من ثلاث وحدات معالجة (على سبيل المثال ، مفردة ومزدوجة وثلاثية)، بما في ذلك ؛ تجارب الأواني الرملية (المزروعة من قبل كل نوع من أنواع النباتات الفردية) وتجارب الأراضي الرطبة المُنشأة (احتوت من الأنواع النباتية الأربعة المختارة، المزروعة معًا) .مراقبة المعلمات الفيزيائية والكيميائية الرئيسية ، مثل الهيدرونيوم المحتمل (pH) ، الموصلية الكهربائية (EC)، إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) ، إجمالي المواد الصلبة المعلقة (TSS)، الأكسجين المذاب (DO)، الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (BOD5)، الأكسجين الكيميائي الطلب (COD)، كلوريد (Cl-)، أمونيا (NH3-)، نتريت (NO2-)، نترات (NO3-)، كبريتات (SO4)، فوسفات (PO4)، نسبة امتصاص الصوديوم (SAR)، نسبة الصوديوم (٪ Na) و (كربونات الصوديوم المتبقية (RSC) ومختلف المعادن الثقيلة، مثل الحديد (Fe) والرصاص (Pb) والنحاس (Cu) والزنك (Zn) والنيكل (Ni) والمنغنيز (Mn) في مياه الصرف الصحي وتمت متابعة منافذ وحدات المعالجة المختلفة كل أسبوعين لمدة 70 يومًا من التجربة .. .تمكنت جميع معالجات الأواني المزروعة من تقليل المتغيرات الفيزيائية والكيميائية إلى مستوى آمن ومقبول مع مستوى فرق كبير ( P < 0.05) مقارنة بوعاء التحكم على مدار 70 يومًا ؛ بينما لم يلاحظ أي تغييرات أو تغييرات طفيفة بعد ذلك. على عكس تلك المعلمات الفيزيائية والكيميائية ، كان الرقم الهيدروجيني و D O بشكل كبير ( P < 0.05) عن طريق زيادة قيمها إلى مستويات مقبولة. تناولت أنواع النباتات الناشئة خاصة V. anagallis-aquatica و C. iriaكميات كبيرة من الحديد والنحاس والنيكل والمنغنيز في الجذور، ووفقًا لما تم الكشف عنه جذر BAF > 1 و TF <1 ، تم تسجيلها على أنها مستبعدات قوية. يحتوي نبات C. iria على امتصاص معدني (> 1000 مجم / جذر نباتBAFs (> 1) و TF (<1) مناسب لاستقرار نباتي عالي للحديد. تراكمت لونجفوليا النعناع أنماط مماثلة من الزنك في البراعم والجذور (BAFs> 1 وTF> 1) ، وأظهرت ملاءمة استخراج نبات الزنك. أظهر مصنع العوم الحر N. officinale أعلى نسبة لامتصاص المعدن وقدرة إزالته للرصاص (~ 60٪ و ~ 10 مجم / د / جم، على التوالي). من ناحية أخرى ، أظهرت نتائج تجربة الأراضي الرطبة أن: بلغ معدل إزالة المعادن أقصى حد له (13.6٪ حديد، 12.6٪ رصاص، 22.1٪ زنك، 19.7٪ نحاس، 10.2٪ نيكل، 17.5٪ منغنيز) خلال 70 يومًا. بشكل عام ، تم إعادة تقليص المتغيرات الفيزيائية والكيميائية من VSF-CW بشكل مكثف إلى أقل من المستويات المسموح بها، وكانت الوحدة الأكثر تكرارًا (الأراضي الرطبة الثلاثية) هي وحدة المعالجة الأكثر فاعلية مع اختلاف فردي ( P < 0.05). ولم تعد المياه العادمة المعالجة أزمات على صحة الإنسان من خلال المنتجات الصالحة للأكل .وبالتالي، فإن المعالجة النباتية كتقنية ناشئة خضراء موصى بها بشدة لعلاج المواقع الملوثة، مثل فعاليتها من حيث التكلفة، والمزايا الجمالية، والأداة الصديقة للبيئة، والتطبيق على المدى الطويل.



Keywords in English: Phytoremediation, municipal wastewater, Constructed wetlands, Bioaccumulation factor, Hyperaccumulators
Abstract in English: 
Desecration of water by harmful pollutants (in particular heavy toxic metals) through the discharge of municipal wastewater has become a worldwide problem, due to its harmful effects on human health and to the fauna and flora of receiving water. This stusy was aimed to remediate Soran City’s manicipal wastewater from chemical pollutants, which subsequently cause health risks via metal bioaccumulation or biomagnification from wastewater. In this study, the phytoremediation potential of three local emergent aquatic plant species; Veronica anagallis-aquatica L., Mentha longifolia L. (Hudson), Cyperus iria L. and one free-floating Nasturtium officinale R.Br. to remove different contaminants from the main channel of Soran municipal wastewater was demonstrated, with particular emphasis on mechanisms involved in pollutant removal. All parameters were analysed according to up-to-date and standard procedures. At the end of experiment, plants were harvested, metals in plant parts (i.e., roots and shoots) and vertical profiles of the substrate in pots and constructed wetlands (CWs) were analysed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), respectively. In contrast to those physicochemical parameters, pH and DO were signifiantly (P<0.05) treated by increasing their values to acceptable levels. Emergent plant species (particularly V. anagallis-aquatica and C. iria) had taken up high quantities of Fe, Cu, Ni and Mn in roots, and according to revealed (BAFroot >1 and TF <1), they were credited as strong excluders. The plant C. iria had metal uptake (>1000 mg/plant root), BAFs (>1) and TF (<1) suitable for high phytostabilization of Fe. Mentha longifolia accumulated similar patterns of Zn in shoots and roots (BAFs >1 and TF >1), and showed suitability for Zn phytoextraction. The free-floating plant N. officinale showed the highest percentage metal uptake and removal capacity for Pb (~60% and ~10 mg/d/g, respectively). On the other hand, constructed wetland experiment results, showed that; the removal rate of metals reached maximal of (13.6% Fe, 12.6% Pb, 22.1% Zn, 19.7% Cu, 10.2% Ni and 17.5% Mn) over 70 days. In general, physicochemical variables from VSF-CW were more intensively reeduced to below permissible levels, and the most replicated unit (triple wetlands) was the most potent treatment unit with singnificant difference (P<0.05). Regarding pH and DO, the same conclusion of pot experiments was true for wetland experiments. The percentage of heavy metals (Fe, Pb, Zn, Cu, Ni and Mn) for removal rate under the synergetic condition of consortium approximately attained 71%, 80%, 75%, 95%, 93% and 91%, respectively. And the treated wastewater no more crises on human healthy via edible products. Thus, phytoremediation as a green emerging technology is strongly recommended for remediation of contaminated sites, as its cost effectiveness, aesthetic advantages, eco-friendly tool and long term applicability.















Comments