امروزه با توجه به رشد روز افزون صنایع و آلایندگی شدید پساب های شهری و همجواری مراکز شهری، شهری و کشاورزی در بیشتر نقاط کشور، ورود آلاینده های آلی و معدنی به خاک و هم چنین نفوذ این آلودگی ها به منابع آب سطحی و زیرزمینی  به یک نگرانی ملی تبدیل شده است. لذا یافتن راه حل هایی برای رفع این خطرات پیش از بروز فاجعه ای  زیست محیطی در بسیاری از نقاط کشور ضروری  می باشد (ذامیادی و همکاران، 1382). با افزایش سریع جمعیت جهان، فشار بر منابع محدود آب شیرین، افزایش می یابد. کشت آبی، بزرگترین بخش مصرف کنندۀ آب است و با نیازهای متناقص دیگر بخش ها مانند بخش های شهری و خانگی، مواجه می شود. با جمعیت فزاینده و آب کمتری که برای تولیدات کشاورزی در دسترس است، تضمین امنیت غذایی برای نسل های آینده، مبهم است. بخش کشاورزی با چالش هایی برای تولید بیش غذا با آب کمتر بواسطه افزایش بهره وری آب زراعی مواجه است (کیجنیتال، 2003)[1]. رشد روزافزون جمعیت جهان، همگام با گسترش فعالیت های کشاورزی و شهری و همچنین خشکسالی های پی در پی در اکثر کشورهای واقع در کمربند مناطق خشک در سال های اخیر موجب شده است که تقاضا برای آب افزایش شود و منابع آب با کیفیت مطلوب به اوج بهره برداری خود برسد و در نتیجه فشار بیش از اندازه به منابع آب وارد آید. در نتیجه استفاده از منابع دیگر همچون فاضلاب شهری در آبیاری گیاهان مورد توجه قرار گرفته است. از طرف دیگر با استفاده بهینه از فاضلاب شهری در تغذیه گیاهان می توان تا حدود زیادی از تاثیر نامطلوب زیست محیطی ناشی از رها سازی آنها جلوگیری نمود. آب زیرزمینی و سطحی از مهمترین منابع طبیعی در جهان می باشد، در شرایط کنونی ایران، بخش قابل ملاحظه ای از مصارف آب کشور، به خصوص در بخش شرب، توسط منابع آب زیرزمینی وسطحی تأمین می گردد. بنابراین، حفاظت کیفی از منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است .در بسیاری از موارد آلودگی آب های زیرزمینی، بعد از آلوده شدن چاه های آب شرب شناسایی می شوند. رفع آلودگی آب زیرزمینی بسیار پرهزینه و فرایندی طولانی است و اغلب زمانی آلودگی تشخیص داده می شود که رفع آلودگی آبخوان تقریباً غیر ممکن می گردد. یکی از راه های مناسب برای جلوگیری از آلودگی آب های زیر زمینی، شناسایی مناطق آسیب پذیر آبخوان و مدیریت  بهره برداری از منابع آب وکاربری اراضی است. آلودگی آب به دلیل تخلیه فاضلاب شهری و صنعتی، وجود فلزات سنگین سمی و مدیریت نامناسب زباله ها ، سلامتی بشر را به صورت جدی تحت تأثیر قرار می دهد و با توجه به حجم عظیم فاضلاب های تولیدی، تلاش برای دستیابی به نحوه دفع مناسب فاضلاب در محیط زیست ضروری می باشد. متداول ترین فلزات سنگین یافت شده در فاضلاب ها، سرب، مس، روی، كادمیم، كروم و نیكل هستند كه این گونه فلزات به دلیل سمیت و عدم تخریب زیستی نه تنها برای گیاهان و حیوانات بلكه برای انسان ها هم ایجاد مشكل كرده و می توانند در بافت های زنده و در نهایت درزنجیره غذایی تجمع حاصل كنند. تكنیک های مختلفی برای كاهش مقدار یون های فلزی از فاضلاب ها وجود دارد كه هر كدام از آن ها دارای مزایا و مضراتی بر اساس سادگی، انعطاف پذیری، مؤثر بودن فرایندها، قیمت، مشكلات تكنیكی و نگهداری می باشند. در نتیجه تكنیک های آسان، مؤثر، مقرون به صرفه و دوستدار محیط زیست برای تیمار فاضلاب ها مورد نیاز است. آلودگی محیط زیست از منابع گوناگون صورت می‌گیرد. با پیشرفت تمدن بشری و توسعه فن‌آوری و ازدیاد روز افزون جمعیت، در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی در هوا و زمین روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می‌کند. بطوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. امروزه وضعیت زیست محیطی به گونه‌ای شده است که مردم یک شهر یا حتی یک کشور از آثار آلودگی در شهر یا کشور دیگر در امان نیستند، تجمع آلاینده ها  به چرخه زندگی انسان و دام ممانعت نمود (هشام و راشد، 2002)[2].

 لذا با توجه به موضوعات اشاره شده در این پژوهش سعی می گردد تاثیر آبیاری با فاضلاب شهری به صورت آبیاری با آب معمولی، پساب فاضلاب تصفیه شده شهری، ترکیب پساب با آب معمولی به نسبت 2 به 1 و پساب فاضلاب با آب معمولی به نسبت 1 به 1 و  دور آبیاری در سه سطح ( 5 روز، 10 روز و 15 روز ) را بر روی رشد و نمو گیاه «آلوئه ورا» مورد بررسی قرار داد.

اهمیت فاضلاب

 بنابراین ایده اولیه استفاده از پساب در کشاورزی به سه دلیل عمده شکل گرفت که عبارتند از:

 1) جلوگیری از آلوده شدن رودخانه ها.

 2) استفاده از مواد غذایی موجود در آن برای زراعت.

3) حفاظت آب و استفاده مجدد از آن در مناطق کم آب نیز به آن اضافه شد.

منابع فاضلاب : مهمترین منابع تولید فاضلاب به شرح زیر می باشد:

 1-3-1- فاضلاب خانگی

 آلودگی آب ها توسط فاضلاب های خانگی یا محل نگهداری چهار پایان از متداولترین نوع آنهاست. این نوع آلودگی ها كه عموماُ خطرناك هستند باعث نا پاكی آب های زیر زمینی وخاک می شوند. بدین ترتیب كه در اثر نفوذ مواد آلوده و جذب نشدن در جریان حركت داخل زمینی خود را به  سفره های آب دار می رسانند (عبدالهی منصورخانی، 1392).

1-3-2- مواد زاید صنعتی

یكی از انواع آلودگی ورود مواد زاید و آلوده كارخانه ها به جریان های آب سطحی و زیرزمینی می باشد. حتی در مواردی كه از آب در كارخانه ها به عنوان عامل سرد كننده استفاده می شود ریختن  مجدد آب گرم به رودخانه ها باعث پایین آوردن مقدار اكسیژن موجود در آب و در نتیجه بهم زدن تعادل حیاتی آب می شود. فاضلاب های صنعتی موجب انهدام موجودات آبزی چه گیاهی و چه حیوانی و نیز عوامل طبیعی موجود در آب كه برای تصفیه آن وظیفه بسیار مهمی را به عهده دارند می گردند .مواد زاید كارخانه ها عبارت است ازمواد جامد چون نسوج درختان، پوست حیوانات، ذرات مواد معدنی، مواد شیمیائی چون نمك های آهن، روی مس، كرم، سیانور، محلول های اسید ی، فنل، سولفور، نمك های آمونیوم، قیر و هیدرو كربورهای دیگر، مواد رنگی، چربی ها، مواد لعابی، موادپاك كننده قلیائی، موادسلولزی، مواد آلی و بالاخره مواد زایدی كه از كارخانه های لبنیات سازی خارج می شود و به سبب دارا بودن مواد پروتئینی فراوان محیط بسیار مساعدی برای رشد انواع میكروب ها و در نتیجه آلودگی آب می باشد (عبدالهی منصورخانی،  1392).

1-3-3- مواد زاید كشاورزی

 افزایش میزان محصولات كشاورزی سبب ازدیاد مصرف كود های شیمیائی وسموم دفع آفات گیاھی گردیده كه درنتیجه مقداری از آن وارد آب شده و در زمین نفوذ می كند. سموم ممكن است در جریان نفوذ توسط خاك جذب شده و یا در زمین هایی كه قدرت جذب پایین باشد وارد سفره های آب گردد (عبدالهی منصورخانی، 1392).

1-3-4- مواد پاك كننده

تمام این مواد بدلیل خاصیت كم كردن قدرت كشش سطحی آب و  قدرت رطوبت دهی، كف كردن، و بالاخره امو لسیونه شدن قدرت پاك كنندگی دارند .این مواد كه در منازل، صنایعی چون رنگ رزی، مواد معدنی، امولسیون های پو شاننده جاده ها وغیره مصرف دارند. با ریختن به رودخانه ها باعث ایجاد كف فراوان می شوند (سالت و همکاران، 1998).

• گیاه پالایی

 1-4-1- فناوری گیاه پالایی

گیاه پالایی یک فناوری نسبتا نوظهور و مقرون به صرفه است که در آن از گیاهان سبز جهت خارج كردن مواد آلاینده ازآب و خاک استفاده می شود(سالت و همکاران، 1998)[6]. این فناوری را همچنین می­توان برای پالایش برخی از عناصرآلاینده از آب یا حتی هوا بكار برد. برخی گیاهان قادر به جذب آلاینده ها به درون سیستم آوندی خود بوده و برخی دیگر، این ترکیبات را تجزیه نموده و یا آن ها را به ترکیبات متابولیزه شده کمتر سمی، تغییر شکل می دهند. گیاهان، با جذب آلودگی توسط ریشه ها، آن ها را درون ساختار سلولی و یا برگ و میوه ذخیره می کنند. ریشه های گیاهان قادر به ترشح آنزیم هایی هستند که فعالیت میکروبی را افزایش داده و زمینه را برای جذب برخی آلاینده ها مهیا می سازند(عبدی کوپایی، 2007؛ پرادهان و کونراد، 1998؛ تی سائو، 2003)[7].

از گیاه پالایی می­توان برای حذف موادآلاینده ی جامد، مایع وگازی استفاده کرد. همچنین در زمینه خاک های آلوده در کشاورزی و رسوبات (علف کش، آفت کش، فلزات سنگین)، و در صنایع (مواد آلی، فلزات) و ضایعات معدند(فلزات) استفاده نمود (اولسون و ریردون، 2003؛ ریدینتی، 2002؛ راک، 2003)[8].

 آب های آلوده ای که می توان از فرایند گیاه پالایی در آن ها استفاده نمود شامل فاضلاب خانگی و فاضلاب شهری (مواد غذایی ، فلزات)، رواناب کشاورزی و آب زهکش (مواد مغذی کود شیمیایی، فلزات، آرسنیک، سلنیوم، سموم دفع آفات آلی و علف کش)، فاضلاب های شهری (آلی و معدنی)، شیرابه دفع زباله، زهکشی معادن (فلزات)، و آب های زیرزمینی(فلزات و ترکیبات آلی) است (فررو و همکاران، 2000؛ راک، 2003). در حال حاضر روش های متنوعی برای کاهش آلودگی آب و خاک ابداع گردیده است که از آن جمله می توان به شست و شوی خاک های آلوده به فلزات سنگین توسط ا سید یا تصفیه پساب های شهری در تصفیه خانه ها اشاره کرد. مجموعه این روش ها وقت گیر و پر هزینه بوده و در نهایت موجب آلودگی بخش دیگری از محیط زیست می گردند. در این بین یافتن راه حلی مطمئن که ضمن رفع آلودگی، کم هزینه و نسبتا سریع بوده و اثرات جانبی آن سلامت محیط را با خطر مواجه نسازد، بسیار مهم می باشد. علاوه بر این، با توجه به بحران کم آبی، استفاده بهینه از آب و فاضلاب برای برخی مصارف زراعی، شهری و شهری تا حدودی به رفع مشکلات ناشی از کمبود آب نیز کمک خواهد کرد (تی سائو، 2003)[9].

مزایا و محدودیت های روش گیاه پالایی

از مزایای روش گیاه پالایی می توان به مواردی همچون عدم آلودگی های ثانویه نظیر آلودگی صوتی، عدم نیاز به تکنیک های پیچیده مهندسی برای اجرا و قابلیت استفاده برای گستره وسیعی از آلودگی ها و سادگی و ارزان بودن روش، اشاره نمود. با اینكه گیاه پالایی از لحاظ هزینه، اجرا و عوارض زیست محیطی بر سایر روش های پالایش خاك ارجحیت دارد، ولی دارای محدودیت هایی نیزمی باشد، از جمله اینکه برای كاهش غلظت آلاینده ها، گاهی به زمان طولانی نیاز است و همچنین به علت اثرات سمیت در مكان های آلوده،استقرار پوشش گیاهی نیز مشکل خواهد بود. پالایش خاك های آلوده به فلزات به سختی انجام می گیرد و یک چالش بزرگ محسوب می گردد زیرا بر خلاف آلاینده های آلی، فلزات قابل تجزیه نیستند و معمولا آلودگی زدایی خاك های آلوده به فلزات، نیاز به شناسایی و استقرار گیاهان ویزه و تخصصی برای جدا سازی فلزات سمی از این گونه محیط ها دارد. این در حالی ا ست که در سایر تكنولوژی ها از جمله حفاری خاك و یا آبشویی خاك که بر پایه جداسازی فیزیكی و شیمیایی آلاینده ها طراحی شده اند، هزینه پالایش خاك بسیار زیاد و بستگی به غلظت آلاینده، خصوصیات خاك و شرایط محیط دارند (فلچاس و لاتادی، 2003؛ نگری و همکاران، 2003)[10].

نکته بسیار مهم در گیاه پالایی، انتخاب گیاهانی است که ضمن پالایش پساب و خاک های آلوده، امکان تکمیل دوره رشد آن ها در شرایط آلودگی نیز وجود داشته باشد. پساب و لجن فاضلاب دارای مقادیر زیادی از عناصر کم مصرف و فلزات سنگین نیز می باشند.

هنگامی که این مواد به زمین اضافه می شوند، گیاه این عناصر را نیز جذب می کند. جذب عناصر کم مصرف و فلزات سنگین به مقدار زیاد به وسیله گیاه می تواند سبب آلودگی زنجیره غذایی انسان و دام شود، لذا برای پیشگیری از انتقال آلاینده ها به چرخه غذایی انسان در اثر جذب بیش از حد توسط گیاهان، برخی از کشورها و سازمان بهداشت جهانی[11] قوانینی وضع کرده اند و حدودی را نیز برای غلظت مجاز عناصر و ویژگی های مختلف پساب مقرر نموده اند (سینق و استئیننز، 1994)

مشخصات گیاه شناسی آلوئه ورا

خانواده: Asphodelaceae

نام علمی: Aloe vera

نام انگلیسی: Aloe, Barbados aloe, Curacao aloe

نام فرانسوی: Aloes

  نام فارسی: صبر، صبر زرد.  

نام های محلی: زنبق بیابانی، لاله صحرایی، لاله بیابانی، گل سگله، گل قبر، چادورا، شاخ بزی، صبر تلخ، گیاهی است از خانواده آسفودیلاسه (زنبق) که به صورت علفی، چند ساله، تک لپه و همیشه سبز است. نام این گیاه از زبان عربی به سایر زبان ها وارد شده و ممکن است از کلمه عربی alloch یا عبری allal گرفته شده باشد. در زبان عربی آلوئه به معنی « ماده تلخ درخشان» و « تند و تیز و تلخ» است. علت این نام گذاری به طعم و مزه مایع داخل برگ گیاه مربوط می شود (کوبیتزکی، 1998؛ مهدی زاده، 1388).

این گیاه خاص مناطق آفریقایی است که به علت رویش آن در مناطق بیابانی به آن زنبق بیابانی، لاله صحرایی یا لاله بیابانی هم می گویند و در آفریقا فرشته بیابان نامیده می شود.

در برخی کشورها با نامهایی چون گیاه جاودانگی، گیاه دارویی، گیاه ملکه و … نیز نامیده می شود. در آمریکای جنوبی به آن گیاه جادویی می گویند. این گیاه به وسیله برخی از دانشمندان به عنوان گیاهی از ابدیت، عصای بهشت و اکسیر جهانی شناخته شده است. در برخی از کشورها نیز به دلیل خواص دارویی اش به آن گیاه هزار درمان نام داده اند. علاوه بر این دارای اسامی متعددی مانند«صبر تلخ» یا «شاخ بزی» است و در استان بوشهر با نامهای محلی گل سگله، گل قبر یا چادورا شناخته می شود