امين گلشاهي

توزيع مكاني كادميوم، روي و واناديوم در خاك سطحي و تجمع آنها در تعدادي از محصولات زراعي استان همدان

چكيده

نگراني جهاني در رابطه با سميت فلزات سنگين در محيط زيست وجود دارد. آلودگي خاك به عناصر سنگين مي­تواند به طور مستقيم و غيرمستقيم بر سلامتي موجودات زنده اثر گذارد. با افزايش غلظت فلزات در خاك، احتمال ورود آن­ها به گياهان نيز افزايش مي  يابد. در نتيجه، تجمع آن­ها به خصوص در محصولات كشاورزي براي سلامتي انسان مخاطره­آميز خواهد بود. هدف از اين مطالعه، تعيين توزيع مكاني كادميوم، روي و واناديوم در خاك سطحي استان همدان، ارزيابي وضعيت آلودگي اين فلزات در خاك و تعدادي از محصولات كشاورزي و بررسي ريسك ناشي از عناصر سنگين موجود در گياهان مصرفي كشت شده در اراضي كشاورزي مي  باشد. بدين منظور با استفاده از روش نمونه­برداري سيستماتيك تصادفي، نمونه­هاي خاك سطحي (cm 20ـ0) برداشت گرديد و غلظت عناصر سنگين و برخي از پارامترهاي خاك از جمله pH، EC، درصد ماده آلي و درصد شن، درصد سيلت و درصد رس تمامي نمونه­ها آناليز شد. با استفاده از تصاوير ماهواره­اي نقاط نمونه­برداري خاك واقع بر روي اراضي كشاورزي تعيين گرديد و نمونه­هاي گياهان سيب زميني (غده)، گندم، جو و ذرت (بذر) و يونجه (اندام هوايي) برداشت شد. دقت روش­هاي كريجينگ با مدل­هاي مختلف با استفاده از خطاي قدرمطلق ميانگين و خطاي باياس ميانگين مقايسه شد و روشي كه داراي بالاترين ميزان دقت بود براي تهيه نقشه فلزات سنگين خاك مورد استفاده قرار گرفت. غلظت زمينه براي كادميوم و واناديوم با استفاده از پارامتر ميانه و براي فلز روي با استفاده از شاخص توزيع زمين شيميايي محاسبه شد و وضعيت آلودگي خاك با استفاده از شاخص بار زمين شيميايي تعيين گرديد. فاكتور انتقال فلزات سنگين از خاك به گياه نيز براي تعيين ميزان انباشتگي آن­ها در گياهان زراعي محاسبه شد. پتانسيل ريسك سلامتي در ارتباط با عناصر سنگين محصولات زراعي (گندم و سيب زميني) نيز با استفاده از شاخص ريسك سلامتي، ارزيابي گرديد. نتايج نشان داد كه غلظت عناصر مورد مطالعه در خاك استان همدان در دامنه طبيعي قرار دارد و كمتر از حداكثر غلظت مجاز با توجه به سميت آن­ها براي گياه مي  باشد. ميزان كادميوم، روي و واناديوم گياهان نيز پايين­تر از حد سميت آن­ها در گياهان است. براي پهنه­بندي فلزات سنگين خاك، كريجينگ گسسته با مدل نمايي براي كادميوم و واناديوم و كريجينگ ساده با مدل گوسي براي فلز روي، داراي بالاترين ميزان دقت در بين روش­هاي كريجينگ بودند. روي  هم­گذاري توزيع مكاني فلزات سنگين خاك با نقشه­هاي زمين شناسي و كاربري اراضي نشان داد كه كادميوم منشأ زمين شناسي و كشاورزي دارد. براي فلز روي علاوه بر ماده مادري خاك، فعاليت­هاي كشاورزي در غني شدن خاك منطقه به اين عنصر نقش به  سزايي داشته است. براي واناديوم عامل اصلي كه غلظت اين عنصر را كنترل مي­كند، زمين شناسي منطقه مي­باشد. براساس شاخص بار زمين شيميايي به جز تعداد 10 نمونه خاك كه از نظر كادميوم آلوده و بر روي اراضي كشاورزي واقع بودند، آلودگي خاك به فلزات سنگين وجود ندارد. بالاترين مقدار فاكتور انتقال نيز مربوط به كادميوم در گياه سيب زميني مي­باشد.