Ağır metal nanopartiküllerinin sinirli ot (Plantago)bitkileriyle fitoremediasyonu

Hızla artan Dünya nüfusuna paralel olarak ivme kazanan endüstriyel aktiviteler ile doğal kaynakların bilinçsiz kullanımı çevresel kirliliğin artışına doğrudan zemin hazırlamaktadır. Nano-endüstriyel faaliyetler sonucunda ZnO (Çinko Oksit) gibi nano düzeydeki parçacıklar çevreye yayılarak toksik miktarlarda birikim göstermektedir. Bu durum, doğa ve insan sağlığını ciddi bir şekilde tehdit eden küresel bir problem haline gelmiştir. Nanopartiküler ağır metaller, hacimsel (bulk) durumlarına göre fiziksel ve kimyasal özelliklerinde farklılıklar gösterirler. Bu nedenle çevreyle olan etkileşim mekanizmalarının hassas araştırmalarla ortaya konulması gerekmektedir. Çalışmamızda, kozmopolit yayılım göstermeleri ve değişen ekolojik şartlara kolayca uyum sağlamaları nedeniyle Plantago major L. ve Plantago lanceolata L. türleri model bitkiler olarak seçildi. Kum kültürlerinde yürütülen çalışmamızda, bitkilere 15 gün süreyle 100 mg/L nanopartiküler (P. B. <50 nm) ve hacimsel (bulk) ZnO uygulamaları yapılmıştır. ZnO uygulanan bitkilerin kök ve toprak üstü organlarında Zn birikimi ve toksik etkileri araştırıldı. Zn'nun, Ca, K, Mg, Mn ve Fe elementlerinin alımlarına etkisi ile birlikte meydana gelebilecek gelişimsel ve fitotoksik farklılıklar incelenerek bitkilerdeki fitoremediasyon potansiyelleri değerlendirilmiştir. Gelişimsel parametreler incelendiğinde; bitkilerin yaprak boyutları, sürgün uzunlukları, kök ve toprak üstü organlarının tolerans indeksleri ile kuru ve yaş ağırlıkların tür içi kontrol ve uygulama grupları arasında istatistiksel bir farklılık göstermediği kaydedilmiştir. Aynı zamanda karotenoid üretimi ve PSII aktiviteleriyle ilgili parametrelerin de hacimsel ve nanopartiküler ZnO uygulamalarından etkilenmediği görülmüştür. Buna karşın, kök/ sürgün oranlarıyla birlikte bitkilerin su içerik yüzdeleri, klorofil değerleri, köklerde fenolik miktarları, iyon sızıntı ve hücre membran hasar düzeyleri gibi fizyolojik parametrelerde bir takım farklılıklar bulunmuştur. Yapraklarda ölçülen PSII aktivitelerinin görsel ifadelerinde bulunan spatiotemporal heterojenlik seviyelerine göre başta NPQ olmak üzere bazı fotosentetik parametrelerin nanopartiküler ve hacimsel ZnO uygulamalarına karşı gösterdikleri tepkisel değerler için iyi birer indikatör olabilecekleri tespit edilmiştir. Element analizleri sonucunda hacimsel ve nanopartiküler Zn uygulamalarının genellikle toprak üstü organlarda Ca, Mg, Fe ve Mn gibi besin elementlerinin iletilmesini engelleyerek bu elementlerin köklerde birikim düzeylerini arttırdığı veya kültür ortamlarından köklere geçişlerini inhibe ettiği saptanmıştır. Bununla beraber, uygulama gruplarındaki K birikim düzeyleri kontrol gruplarına göre bazı farklılıklar göstermektedir. Zn birikimi her iki türde de benzer bir şekilde artış göstermesine rağmen, biyokonsansantrasyon düzeylerinin özellikle köklerde daha yüksek olduğu kaydedilmiştir. Ortalama Zn akümülasyonları dikkate alındığında; P. major L. türünün, P. lanceolata L. türüne göre yaklaşık %17,71 oranında daha fazla çinko biriktirdiği bulunmuştur. Akümülasyon, translokasyon ve biyokonsantrasyon faktörleri ile ilgili veriler değerlendirildiğinde ise, her iki Plantago türünün de nanopartiküler veya hacimsel ZnO ile kirlenmiş alanların fitostabilizasyonunda kullanılabilme kapasitesine sahip oldukları sonucuna varılmıştır.