Sequestration of Contaminants by Mangrove (Avicennia marina) Ecosystem from the Gulf Coast of Saudi Arabia

Sequestration of Contaminants by Mangrove (Avicennia marina) Ecosystem from the Gulf Coast of Saudi Arabia. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF (MS Thesis)
MS_Thesis_Final_(g201534930).pdf - Updated Version
Restricted to Repository staff only until 16 October 2020.

Download (5MB)

Arabic Abstract

يعمل النظام البيئي لغابات المانغروف كمرشحات طبيعية للملوثات البشرية للحفاظ على الظروف المعيشية الصحية للبيئة البحرية. لكن الملوثات مثل المعادن الثقيلة والهيدروكربونات النفطية تمثل خطرا محتملا على النظام البيئي البحري. الدراسات على سمية التلوث البحري على النظام البيئي للمنغروف محدودة للغاية. أجريت هذه الدراسة للبحث في إمكانات وقدرة Avicennia marina على أمتصاص وتراكم وتقسيم المعادن الثقيلة والهيدروكربونات في الأنسجة النباتية الفردية (الأوراق واللحاء والجذور / المكورات الرئوية) في أربعة مواقع على طول الساحل السعودي للخليج العربي. بالإضافة إلى ذلك ، أجريت دراسة تجريبية لمدة ثلاثة أشهر في الهواء الطلق حيث تم زرع شتلات من نفس الأنواع النباتية في أوعية تحتوي على تربة ملوثة بالديزل بتركيز 75 و 50 و 25 مل ديزل كجم -1 تربة جافة . وقد تم استخدام مطياف الانبعاث البصري للبلازما المقترنة بالحث (ICP-OES) لتحليل جميع العينات للطشف عن بعض المعادن الثقيلة, بينما تم تحليل الزئبق باستخدام محلل الزئبق Nippon MA 3000. استخدم مطياف الكتلة الكروماتوجرافية الغازية (GC-MS) وجهاز كشف تأين لهب الغاز الكروماتوغرافي (GC-FID) لتحليل الهيدروكربونات العطرية والأليفاتية على التوالي. وفقا لنتائج هذه الدراسة فإن التركيزات القصوى من الكروم والنحاس والنيكل والزئبق والزنك في الأنسجة النباتية كانت 12 (الجذر) ، 102.5 (اللحاء) ، 9 (الورقة) ، 0.063 (الورقة) ، 58.6 (الجذر) mgkg-1 على التوالي. القيم المتوسطة للهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات (PAHs) المكتشفة في رواسب ، أوراق ، لحاء و جذور المنغروف هي 44.26 ، 192.4 ، 258.4 و 511.7 (ngg-1) ، على التوالي. بينما يتبع الاتجاه المتوسط للتركيز الكلي لهيدروكربون البترول (TPH) ترتيب تنازلي: الرواسب> اللحاء> جذر> جذر. كما لوحظ أن نسب الإزالة ل PAHs و TPH كانت 92.91 ٪ و 96.15 ٪ ، على التوالي. كان الحد الأقصى لعامل التراكم الأحيائي (BAF) وعامل الإزاحة (TF) 120 للجذر و 7.15 للأوراق. تشير نتائج التجربة إلى أن Avicennia marina يمكن اعتباره من الأنواع النباتية الفعالة لعزل الهيدروكربونات البترولية.

English Abstract

Mangrove ecosystems act as natural filters for anthropogenic contaminants and support in keeping a healthy living condition for the marine environment. But contaminants like heavy metals and petroleum hydrocarbons represent a potential risk to the marine ecosystem. Studies on the toxicity of marine pollution on mangrove ecosystem are very limited. This study examines the potential of Avicennia marina for absorption, accumulation and partitioning of heavy metals and hydrocarbons in individual plant tissues (i.e., leaves, bark and root/pneumatophore) at four study sites along the Saudi coast of the Arabian Gulf. In addition, a three-month pot experiment was conducted in outdoor environment where seedlings of same plant species were transplanted into diesel contaminated soil at concentrations of 75, 50, and 25 ml diesel kg-1 dry soil. All samples were analyzed for selected heavy metals using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES) and Hg was analyzed using a Nippon MA 3000 direct combustion mercury analyzer. A gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS) and a gas chromatography flame ionization detection (GC-FID) were used for analyzing aromatic and aliphatic hydrocarbon, respectively. According to the results of this study, the maximum concentrations of Cr, Cu, Ni, Hg and Zn in plant tissue were 12 (root), 102.5 (bark), 9 (leaf), 0.063 (leaf), 5, and 8.6 (root) mgkg-1, respectively. The mean values of total polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) detected in the sediment, leaf, bark and root of mangroves were 44.26, 192.4, 258.4, and 511.7 ngg-1, respectively. The average trend of total petroleum hydrocarbon (TPH) concentration followed a descending order: sediment > bark > leaf > root. The observed removal percentages of PAHs and TPH were 92.91% and 96.15%, respectively. The maximum bioaccumulation factor (BAF) and translocation factor (TF) were 120 for root and 7.15 for leaf. The experiment results suggest that the Avicennia marina can be considered as an efficient plant species for the sequestration of petroleum hydrocarbons.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Environmental
Divisions: College Of Sciences > Earth Sciences Dept
Committee Advisor: Qurban, Mohammad
Committee Members: Shafiq Al-Tawabini, Bassam and Abdulghani, Waleed Mohammed and Loughland, Ronald Anthony
Depositing User: Md Iqram Uddin Al Amran
Date Deposited: 20 Oct 2019 08:35
Last Modified: 01 Nov 2019 21:01
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141022