[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
پایگاه های نمایه شده




..
:: دوره 2، شماره 2 - ( 3-1405 ) ::
جلد 2 شماره 2 صفحات 90-81 برگشت به فهرست نسخه ها
مروری بر نقش بیوچار در کاهش تهدید میکروپلاستیک‌ها در اکوسیستم‌های خاکی و آبی با تأکید بر پیامدهای جانوری
دکتر سیده بهاره عظیمی* ، دکتر آزاده صفادوست ، دکتر نادیا بابایی
سازمان حفاظت محیط زیست
چکیده:   (752 مشاهده)
امروزه، گسترش فزاینده و کنترل‌نشده آلودگی‌های ناشی از میکروپلاستیک‌ها (MPs) در محیط‌های آبی و خاکی به‌عنوان یکی از پیچیده‌ترین و فراگیرترین چالش‌های محیط‌زیستی قرن بیست ‌و یکم به شمار می‌رود. این ذرات ریز، نه‌تنها منجر به تغییر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی زیست‌بوم‌ها می‌شوند، بلکه از طریق ورود به زنجیره‌های غذایی و ایجاد فرآیندهایی نظیر زیست ‌تجمع و انتقال تغذیه‌ای، می‌توانند سلامت جانداران را در سطوح مختلف اکولوژیک تحت تأثیر قرار دهند. از جمله رویکردهای نوظهور به‌منظور کاهش این تهدید، استفاده از بیوچار به‌عنوان یک ماده جاذب، پایدار، کم‌هزینه و سازگار با اصول اقتصاد چرخشی مطرح شده است. بیوچار، یک ماده غنی از کربن است که از طریق فرآیند پیرولیز (تخریب ترموشیمیایی بیومس تحت شرایط غیرهوازی یا اکسیژن محدود) تولید می‌شود و به‌دلیل ساختار متخلخل، سطح ویژه بالا و حضور گروه‌های عاملی فعال سطحی، قابلیت بالایی در جذب، تثبیت و کاهش اثرات ‌سمی میکروپلاستیک‌ها دارد. در طی فرآیند پیرولیز، کربن آلیفاتیک به کربن‌های پایدارتر آروماتیک و گازهای قابل سوختن (H₂, CH₄, CO) تبدیل می‌گردد که این امر موجب افزایش پایداری ساختاری و مقاومت بیوچار در برابر تجزیه زیستی در محیط می‌شود. در این مقاله، با رویکردی تحلیلی-مروری، سازوکارهای فیزیکی و شیمیایی حذف میکروپلاستیک‌ها توسط بیوچار، تعاملات آن در خاک و آب، و پیامدهای زیستی بالقوه بر جانوران بررسی شده است. یافته‌ها نشان می‌دهند که مکانیسم‌های جذب فیزیکی در حفرات میکرومتخلخل، برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک، آب‌گریزی، پیوندهای π–π و هم چنین پدیده‌های تجمع و ته‌نشینی مشترک بیوچار-میکروپلاستیک، نقش کلیدی در حذف یا کاهش تحرک MPs دارند. افزون بر این، کاربرد بیوچار در خاک می‌تواند با تعدیل ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، کاهش دسترس‌پذیری زیستی ذرات، بهبود فعالیت‌های آنزیمی و تنظیم ترکیب جامعه میکروبی، به‌طور غیرمستقیم مواجهه جانوران خاکزی و آبزی را کاهش دهد. با این حال، بخش عمده شواهد موجود مبتنی بر مطالعات آزمایشگاهی است و داده‌های میدانی بلندمدت و مطالعات تجربی انجام‌شده بر روی جانداران زنده در شرایط طبیعی یا نیمه‌طبیعی درباره پیامدهای اکولوژیک بر زیست‌بوم‌های جانوری هم چنان محدود و ناکافی است. هم چنین، عواملی نظیر هوازدگی بیوچار، احتمال آزادسازی مجدد آلاینده‌ها و ملاحظات مرتبط با مقیاس صنعتی، از چالش‌های مهم در کاربرد گسترده این فناوری به شمار می‌روند. در مجموع، بیوچار به‌عنوان یک راهکار امیدوار کننده در مدیریت و کاهش مخاطرات ناشی از میکروپلاستیک‌ها مطرح است، اما ارزیابی جامع عملکرد آن در شرایط واقعی اکوسیستم، تحلیل اثرات بلندمدت بر شبکه‌های غذایی و توسعه چارچوب‌های مدل‌سازی پیش‌بینی‌کننده، از اولویت‌های اساسی تحقیقات آینده محسوب می‌شوند.
واژه‌های کلیدی: اکوسیستم، آلوگی، بیوچار، محیط زیست، میکروپلاستیک
متن کامل [PDF 930 kb]   (273 دریافت)    
نوع مطالعه: مروری | موضوع مقاله: تخصصي
فهرست منابع
1. Ahmad, T., Gul, S., Mehmood, T., Zinck, P., Liu, F., van Hullebusch, E.D., Luo, Y., Lu, H. and Licheng, P., 2025. Efficient removal of polystyrene microplastics using a novel clay-biochar composite: An insight into effect of pH, DOM and interfering ions. Separation and Purification Technology. 136660. doi: 10.1016/j.seppur.2025.136660 [DOI]
2. Anuwa-Amarh, N.A., Dizbay-Onat, M., Venkitesh waran, K. and Wu, S., 2024. Carbon-based adsorbents for microplastic removal from wastewater. Materials. 17(22): 5428. doi: 10.3390/ma17225428 [DOI]
3. Boots, B., Russell, C.W. and Green, D.S., 2019. Effects of microplastics in soil ecosystems: Above and below ground. Environmental Science & Technology. 53(19): 11496-11506. doi: 10.1021/acs.est.9b03304 [DOI]
4. Cairns, S., 2024. Interactions between biochar and nano(micro)plastics in water: Mechanisms, aging, and biofilm effects. Environmental Chemistry Letters. doi: 10.1007/s41742-024-00635-0 [DOI]
5. Celletti, S., Poreba, L., Wawer, R., Padoan, E., Comis, S., Bartosiewicz, B. and Schiavon, M., 2025. The potential of nature-based solutions for urban soils: focus on green infrastructure and bioremediation. Frontiers in Environmental Science. 13:1634662. doi: 10.3389/fenvs.2025.1634662 [DOI]
6. DeLuca, T.H., MacKenzie, M.D. and Gundale, M.J., 2006. Biochar effects on soil nutrient transformations. Soil Biology and Biochemistry. 38(6): 1385-1393. doi: 10.4324/9781003297673-16 [DOI]
7. Dong, M., He, L., Jiang, M., Zhu, Y., Wang, J., Gustave, W., Wang, S., Deng, Y., Zhang, X. and Wang, Z., 2023. Biochar for the removal of emerging pollutants from aquatic systems: A review. International Journal of Environmental Research and Public Health. 20(3): 1679. doi: 10.3390/ijerph20031679 [DOI]
8. Dong, M., Jiang, M., He, L., Zhang, Z., Gustave, W., Vithanage, M., Niazi, N.K., Chen, B., Zhang, X., Wang, H. and He, F., 2025. Challenges in safe environmental applications of biochar: Identifying risks and unintended consequence. Biochar. 7(1):12. doi: 10.1007/s42773-024-00412-4 [DOI]
9. Duan, X., Chen, X., Shi, L., Cao, Y., Liang, Y., Huang, C. and Cao, Y., 2025. Functionality-dependent removal efficiency and mechanisms of polystyrene microplastics by a robust magnetic biochar. Journal of Environmental Chemical Engineering. 13(2):115509. doi: 10.1016/j.jece. 2025.115509 [DOI]
10. Guo, M., Li, C. and Liu, C., 2020. Biochar improves soil fertility and microbial activity in degraded lands: A review. Agriculture, Ecosystems & Environment. 295: 106891. doi: 10.1007/s13593-016-0372-z [DOI]
11. He, M., Xu, Z., Hou, D., Gao, B., Cao, X., Ok, Y.S., Rinklebe, J., Bolan, N.S. and Tsang, D.C., 2022. Waste-derived biochar for water pollution control and sustainable development. Nature Reviews Earth & Environment. 3(7): 444-460. doi: 10.1038/s43017-022-00306-8 [DOI]
12. Hsieh, L., He, L., Zhang, M., Lv, W., Yang, K. and Tong, M., 2022. Addition of biochar as thin preamble layer into sand filtration columns could improve the microplastics removal from water. Water Research. 221: 118783. doi: 10.1016/j.watres.2022.118783 [DOI]
13. Hussain, M., Sarfraz, W., Chen, C., Shabir, R., Abbas, G. and Rashti, M.R., 2026. From waste to resource: unveiling the unknown nexus between compost, microplastics, and agroecosystem. Journal of Hazardous Materials Advances. 101033. doi: 10.1016/j.hazadv.2026.101033 [DOI]
14. Ihenetu, S.C., Khan, Z.H., Mo, Y., Kubwimana, J.J. and Li, G., 2025. Biochar as a potential tool for addressing microplastic pollution: A review. International Journal of Environmental Research. 19(1): 105-119. doi: 10.1007/s41742-025-00772-0 [DOI]
15. International Biochar Initiative (IBI). 2023. Standardized product definition and product testing guidelines for biochar that is used in soil (Version 3.1). International Biochar Initiative, Westerville, Ohio, USA.
16. Jazaei, F., Chy, T.J. and Salehi, M., 2022. Can microplastic pollution change soil-water dynamics? Results from controlled laboratory experiments. Water. 14(21): 3430. doi: 10.3390/w14213430 [DOI]
17. Ji, G., Xing, Y. and You, T., 2024. Biochar as adsorbents for environmental microplastics and nanoplastics removal. Journal of Environmental Chemical Engineering. 12(5): 113377. doi: 10.1016/j.jece.2024.113377 [DOI]
18. Khalid, S., Hussain, S., Khan, M.H. and Huang, D., 2022. Biochar mitigates microplastic-induced stress in soil ecosystems. Environmental Research. 212: 113276. doi: 10.3390/su16229749 [DOI]
19. Kumar, P., Kumar, A., Kumar, D., Prajapati, K.B., Mahajan, A.K., Pant, D., Yadav, A., Giri, A., Manda, S., Bhandari, S. and Panjla, R., 2025. Microplastics influencing aquatic environment and human health: A review of source, determination, distribution, removal, degradation, management strategy and future perspective. Journal of Environmental Management. 375: 124249. doi: 10.1016/j.jenvman.2025.124249 [DOI]
20. Lehmann, J., Gaunt, J. and Rondon, M., 2006. Biochar sequestration in terrestrial ecosystems – A review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 11(2): 403-427. doi: 10.1007/s11027-005-9006-5 [DOI]
21. Li, W., Xing, Y., Guo, Y., Zhang, D., Tang, Y., Chen, J., Zhang, H. and Jiang, B., 2024. The removal and mitigation effects of biochar on microplastics in water and soils: Application and mechanism analysis. Sustainability. 16(22): 9749. doi: 10.3390/su16229749 [DOI]
22. Mohammadi, P., Dang, C.H., Román, S., Duman, G., Akdeniz, R.C., Kömekçi, F., Nik Ghazali, N.N., De Tender, C. and Kulli, B., 2025. Can biomass-derived chars serve as a viable alternative to commercial inorganic fertilizers? Biofuel Research Journal. 12(1): 2350-2372. doi: 10.18331/BRJ2025.12.1.5 [DOI]
23. Mondal, S., Cho, S. and Lee, J., 2025. Material innovations and challenges in adsorption-based nanoplastic removal for water purification: A comprehensive review of efficacy, mechanisms, performance factors, and future perspectives. Journal of Environmental Chemical Engineering. 13(5): 117503. doi: 10.1016/j.jece.2025.117503 [DOI]
24. Mota, L.S.O., de Oliveira, P.C.O., Peixoto, B.S., Bezerra, E.S. and de Moraes, M.C., 2025. Biochar applications in microplastic and nanoplastic removal: Mechanisms and integrated approaches. Environmental Science: Water Research & Technology. 11(2): 222-241. doi: 10.1039/D4EW00709C [DOI]
25. Neary, D.G., Klopatek, C.C., DeBano, L.F. and Ffolliott, P.F., 1999. Fire effects on belowground sustainability: A review and synthesis. Forest Ecology and Management. 122(1-2): 51-71. doi: 10.1016/S0378-1127(99)00032-8 [DOI]
26. Olubusoye, B.S., Cizdziel, J.V., Wontor, K., Heinen, E., Grandberry, T., Bennett, E.R. and Moore, M.T., 2024. Removal of microplastics from agricultural runoff using biochar: a column feasibility study. Frontiers in Environmental Science. 12: 1388606. doi: 10.3389/fenvs.2024.1388606 [DOI]
27. Qi, Y., Yang, X., Pelaez, A.M., Huerta Lwanga, E., Beriot, N., Gertsen, H., Garbeva, P. and Geissen, V., 2020. Effects of plastic mulch film residues on wheat growth and soil properties. Science of the Total Environment. 715: 136771. doi: 10.1016/j.jhazmat.2019.121711 [DOI]
28. Roy, R., Hossain, A., Sultana, S., Deb, B., Ahmod, M.M. and Sarker, T., 2024. Microplastics increase cadmium absorption and impair nutrient uptake and growth in red amaranth (Amaranthus tricolor L.) in the presence of cadmium and biochar. BMC plant biology. 24(1): 608. doi:10.1186/s12870-024-05312-0 [DOI]
29. Ruan, Y., Xiang, Z., Yang, Z., Yang, Z., Zhang, M., Wong, M.H., Shan, S. and Liu, W., 2026. Linking bacterial community shifts to biochar-induced improvements in soil fertility and multifunctionality. Agriculture, Ecosystems & Environment. 399: 110142. doi: 10.3390/horticulturae12010119 [DOI]
30. Santhakumar, B. and Gomez, A., 2025. Assessing the bioaccumulation of microplastics in commercially important fish species. International Journal of Aquatic Research and Environmental Studies. 5(1): 622-637. doi: 10.70102/IJARES/V5I1/5-1-57 [DOI]
31. Sarfraz, U., Qian, Y., Yu, Q., Cao, Y., Jiang, X., Mahreen, N., Tao, R., Ma, Q., Zhu, M., Ding, J. and Li, C., 2025. Microplastic effects on soil nitrogen storage, nitrogen emissions, and ammonia volatilization in relation to soil health and crop productivity: mechanism and future consideration. Frontiers in Plant Science. 16: 1621542. doi: 10.3389/fpls.2025.1621542 [DOI]
32. Selim, M.M., Tounsi, A., Gomaa, H. and Shenashen, M., 2025. Biochar-based adsorption technologies for microplastic remediation in aquatic ecosystems. AIP Advances. 15(3). doi: 10.1063/5.0258086 [DOI]
33. Shi, Y., Du, J., Zhao, T., Feng, B., Bian, H., Shan, S., Meng, J., Christie, P., Wong, M.H. and Zhang, J., 2023. Removal of nanoplastics from aqueous solution by aggregation using reusable magnetic biochar modified with cetyltrimethylammonium bromide. Environmental Pollution. 318: 120897. doi: 10.1016/j.envpol.2022.120897 [DOI]
34. Song, Q., Kong, F., Liu, B.F., Song, X. and Ren, H.Y., 2024. Biochar-based composites for removing chlorinated organic pollutants: Applications, mechanisms, and perspectives. Environmental science and ecotechnology. 21: 100420. doi: 10.1016/j.ese.2024.100420 [DOI]
35. Siipola, V., Pflugmacher, S., Romar, H., Wendling, L. and Koukkari, P., 2020. Low-cost biochar adsorbents for water purification including microplastics removal. Applied sciences. 10(3): 788. doi: 10.3390/app10030788 [DOI]
36. Subair, A., Krishnamoorthy Lakshmi, P., Chellappan, S. and Chinghakham, C., 2024. Removal of polystyrene microplastics using biochar-based continuous flow fixed-bed column. Environmental Science and Pollution Research. 31(9): 13753-13765. doi: 10.1007/s11356-024-32088-5 [DOI]
37. Wang, B., Lu, J., Wang, L., Xiao, J., Liu, G., Chai, Y. and Li, X., 2025. Distribution characteristics and risk assessment of microplastics in Lake Bosten. Environmental Geochemistry and Health. 47(11): 486. doi: 10.1007/s10653-025-02802-4 [DOI]
38. Wang, Z., Sedighi, M. and Lea-Langton, A., 2020. Filtration of microplastic spheres by biochar: removal efficiency and immobilisation mechanisms. Water Research. 184: 116165. doi: 10.1016/j.watres.2020.116165 [DOI]
39. Wasserman, T.N. and Mueller, S.E., 2023. Climate influences on future fire severity: a synthesis of climate-fire interactions and impacts on fire regimes, high severity fire, and forests in the western United States. Fire Ecology. 19(1): 43. doi: 10.1186/s42408-023-00200-8 [DOI]
40. Yoo, J., 2026. Recent advances in livestock manure biochar Development in Korea: A review. Waste Management. 210: 115208. doi: 10.1016/j.wasman.2025.115208 [DOI]
41. Zhao, M., Zhang, Y., Li, X. and Liu, X., 2025. Biodegradable microplastics coupled with biochar enhance Cd chelation and reduce Cd accumulation in Chinese cabbage. Biochar. 7(1): 43. doi: 10.1007/s42773-024-00418-y [DOI]
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Azimi S B, Safadoust A, Babaei N. A Review on the Role of Biochar in Mitigating Microplastic Threats in Terrestrial and Aquatic Ecosystems with Emphasis on Animal Implications. , Journalaer. 2026; 2 (2) :81-90
URL: http://journalaer.com/article-1-126-fa.html

عظیمی سیده بهاره، صفادوست آزاده، بابایی نادیا. مروری بر نقش بیوچار در کاهش تهدید میکروپلاستیک‌ها در اکوسیستم‌های خاکی و آبی با تأکید بر پیامدهای جانوری. , پژوهش های محیط زیست جانوری. 1405; 2 (2) :81-90

URL: http://journalaer.com/article-1-126-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 2، شماره 2 - ( 3-1405 ) برگشت به فهرست نسخه ها
پژوهش های محیط زیست جانوری Journal of Animal Environmental Research
Persian site map - English site map - Created in 0.11 seconds with 39 queries by YEKTAWEB 4779