تحقیق در مورد آلودگی خاک

بخشی از مقاله

هر گونه تغییر در ویژگی های اجزاء متشکله خاک به طوری که استفاده از آن ناممکن گردد و آلودگی خاک نامیده می شود .
اخیرا خارج کردن ضایعات به طریق ایمنی از محیط زیست انسان برای ادامه تمدن به عنوان ضرورت شناخته شده است . برای به حداقل رساندن آلودگی ، ضایعات باید سریعا به چرخه طبیعی خود برگرداننده شوند . خاک یک واسطه برگشت مجدد این ضایعات محسوب میگردد

قابلیت خاک برای جذب سطحی تبادل اکسید کنندگی و رسوب دان مواد به همان اندازه که برای دفع مواد آلوده با ارزش است . برای تغذیه گیاهان نیز اهمیت دارد . آلودگی شیمیایی از یک نظر به معنی انحراف عناصر شیمیایی از چرخه های طبیعی خود است . کربن نیتروژن وفسفات هایی که از زباله ها شهرها به آبهای روان منتقل می شوند در حقیقت از چرخه خاک و گیاه خارج شده اند هنگامی که از هوا و آب به عنوان محل تخلیه فاضلاب هااستفاده

می شود آلودگی ایجاد می گردد.

زیرا آب و هوا می توانند به آهستگی اجزای زباله را به چرخهای طبیعی خود بازگردانند .
از سوی دیگر ذرات خاک با وسعت سطوح و فعالیت های کاتالیز و خود همراه با آب و اکسیژن موجود می توانند آلوده کننده ها را بی اثر . خاک ها زباله و پس مانده را سریعا تجزیه میکنند.

و اجزای آن ها را با چرخه های طبیعی خود باز می گردانند و در نتیجه اختلال و بهم خوردگی محیطی حاصل از فعالیت انسان را به حداقل کاهش می دهند مصرف آب ، چوب ، فلزات ، و سوخت توسط انسان نیز انحراف از چرخه های طبیعی است .

بررسی عمومی :
خاک لایه بسیار نازکی از کره زمین تشکیل می دهد وجود و تغذیه موجودات زنده به آن وابسته است .
خاک از مواد متنوعی نظیر مواد معدنی جامد ، برکیفیت هوا و آب اثر می گذارد و میکرو ارگانیسم ها تعدادی از واکنش های شیمیایی خاک را تشریح میکنند .
شیمی خاک با شیمی کلوئید یعنی با شیمی سطح ذرات جامد – ژئوشیمی حاصلخیزی خاک ، کانی شناسی خاک ، و میکرو بیولوژی خاک با بیوشیمی ارتباط نزدیک دارد .

شیمی خاک مشتمل بر دو شاخه : را شاخه آلی یا بیو شیمی 2 شاخه غیر آلی یا معدنی است یکی از اهداف مهم در پژوهش های شیمی خاک کمک به شناخت بهتر حاصلخیزی خاک است .

منبع اولیه تغذیه انسان از گیاهان که مواد غذایی خود را از خاکها دریافت می دارند . دومین منبع تغذیه اقیانوس که به عبارتی موجودات دریایی که در نهایت غذای خود را از واکنش بین رسوبات و آب به دست می آوردند .

منبع سوم تغذیه از غذاهای مصنوعی است . از سه منبع فوق گیاهان زراعی ارزانترین وسیله تبدیل انرژی خورشیدی به مواد تامین کننده زندگی انسان به شمار می ایند .

مورد نیاز خود را از o-c-h خاک در تامین تمام عناصر اساسی سهم به سزایی دارد
آب بدست می آوردند .

ترکیبات گیاه و خاک

گیاهان معمولا اجزای کانی خود رااز خاک بدست می آورندبه استثنای نیتروژن که )مستقیما وتوسط برگ ها جذب می شوند SO,NH,NO وگازهای گوگردی(
و همچنین یون های که از گرد و غبارو پاشیدن کود برروی برگهاوارد گیاه می گردند . مقادیر جذب شده فقط در مکانهایی اهمیت پیدا می کند که هوا آلوده است و یا در مزارعی که برای تغذیه گیاهان از روشهای محلول پاشی استفاده می شودتحت شرایط طبیعی عوامل اصلی در قابل جذب بودن عناصر غذایی به وسیله گیاهان عبارتند از :
1/حضور یا غیبت عنصر مورد نظر در محلول خاک
2/ درجه ترکیب و سرعت استخلاص از فاز های جامد خاک
3/ فعالیت میکروارگانیسم های خاک
4/ تفاوت قائل شدن ریشه گیاهان ضمن جذب عناصر غذایی از خاک ، توده ی از خاک یک قالب ماتریسی متشکل از o - si - al - fe است و محتوی مقادیر نسبتا کمی از عناصر اساسی است . این قالب ها از نقطه نظر تغذیه گیاهی ذاتاًً بی اثر است.

خاک و اتمسفر
خاک نقش مهمی را در چرخه ها ی کربن ،نیتروژن و گوگرد به عهده دارد . در این چرخشهای سریع اتمسفر نیز به طور موثر شرکت داده شده است .در چرخه نیتروژن یونهای نیترات و آمونیوم موجود در آب باران توسط ریشه گیاهان و میکروارگانسیم می گردند گازها در اتمسفرn2-no2 جذب می شود و تبدیل به آمینو اسیدهای و یا گازهای

منتشر می شوند.
در شرایط طبیعی هدر رفت گاز نیتروژن تقریباً توسط جذب n2 و تبدیل آن به آمینواسیدها در اثر فعالیت میکروار گانسیم آزادزی وهمزی جبران می گردد.گازها ی دیگر نیتروژن نظیر

NH-NO-NO
نیز توسط خاک دفع یا جذب میشود . واکنش های خاک عوامل مهم تعیین کننده میزان غلظت گازهای کمیاب در اتمسفرند.
اتمسفر با در اختیار قرار دادن اکسیژن و ایجاد فرسایش بادی و تجمع رسوبات توانسته تاثیر مهمی در تحول خاک به جای گذارد.
اهمیت خاک

خاک علاوه بر صفات تغلیظ و تشویق به پلیمر شدن فعالیت های دیگری نیزکه شاید در پیدایش و تکامل حیات اهمیتی شایانی داشته است. انجام داده انداز جمله حفاظت
1)مولکول های آلی از تجزیه شدن توسط پرتو فرا بنفش
2) دراختیار قراردادن فسفاتها و یون های فلزی حد واسط

3) پایین نگاه داشتن پتانسیل اتمسفری آب
4) تامین قابلیت جذب نسبتاً زیاد کاتیون های اصلی در نسبتی مشابه با ترکیات گیاهان و جانوران
5) تامین محلول غنی در کاتیون هاست.
فاز جامد خاک

خاک یک سیستم چند جزئی است و از فازهای جامد – مایع – گاز و موجودات زنده تشکیل می شوند . شیمی خاک به طور اصولی با فازهای جامد و مایع و بر هم کنش آن ها سرو کار دارد . فاز مایع اغلب به نام محلول خاک شناخته می شود . فاز جامد خاک شامل دو جزء غیر آلی و آلی است . اجزای غیر الی از اندازه های بسیار ریز کلوئیدی تا قلوه سنگ های درشت و سنگ ها وتعداد زیادی از کانیها ی اولیه در ثانویه راشامل
می شود .

اجزای آلی بقایای گیاهان و جانواران در مراحل مختلف تجزیه را در بر می گیرد . مقدار اجزای آلی خیلی کمتر از اجزای غیر آلی است .
مواد غیر آلی خاک

اجزا غیر آلی ساختار بلورین مشخصی دارند و کانی ها را به وجود می آورند . در اکثر خاک ها اجزای سنگ سیلیس از کانیهای اولیه تشکیل شده اند این مواد در دمای بسیار بالا به وجود آمده اند .

کانیهای اولیه کلی در جزرس اغلب خاک های کشاورزی را تشکیل می دهند . فراوانترین نوع کانی فرعی که مقادیر آن ها در خاک کمتر است شامل میکا – پیروکسین – آمفیبول و والیوین میباشد . فراوانترین نوع کانیهای کربنات دار خاکها کلسیت است و کانیها یی که جزءرس اغلب خاکها زراعی را تشکیل می دهند عبارتند از 1- کائولین ها 2- اسمتیت ها

بقایای گیاهان و جانوران عالی به عنوان منبع تغذیه برای میکرو ارگانیسم های خاک مورد استفاده قرار میگیرند .
اجسام غیر هوموسی شامل کربو هیدرات ها و ترکیبات وابسته ،پروتئین ها و مشخصات آن ، چربیها لیگنین و تانن ها و برخی فرآورده های کم پوسیده است . مواد الی غیر هوموسی شامل ریشه ها و اندامهای هوایی گیاهان مختلف در حال پوسیدگی نیز می شود . هوموس مخلوطی کوپلکس از مواد کلوئیدی و بی شکل قهواه ای یا قهوه ای تیره که به تجزیه میکرو بی مقاوم است .

حدود 90 درصد کل هوموس خاک از دو نوع پلیمر بهنام های هومیک اسید 50 تا 80 درصد و پلی ساکارید ها 10 تا 30 درصد اشکیل شده است . اجزای هوموسی و غیر هوموسی ماده آلی خاک برای محیط خاک مهم هستند .
خاک اسیدی

بارندگی موجب آبشویی خاک میگردد چنین شستشویی به تدریح نمک های محلول کانیها ی محلول تر خاک ها و باز ها را از خاک خارج می کند .
در نتیجه قسمت فوقانی خاک به میزان کم تا متوسط اسیدی می شود در حالی که قسمت تحتانی خاک خنثی یا قلیانی باقی می ماند . با توسعه تخریب خاک به تدریج اسیدی میگردد.

و اگر تخریب ادامه یابد اجزای اسیدی نیز از خام شسته می شود و خاک به حد خنثی نزدیک می شود . فقط اکسید های آهن و آلومنیوم و ph بعضی اکسید های فلزی کم مصرف که نسبت به تخریب مقاومند از کل مواد اولیه اصلی باقی میمانند .
قدرت اسیدی توسط بقایای گیاهان و یا مواد زاید الی که تولید اسید های آلی می کنند . به وجود می آیند .و همچنین هنگام آبیاری مقدار قابل توجهی co2 در آب حل شده و موجب اسیدی شدن خاک میگردد خاک می تواند به عنوان یک بافر عمل نماید یعنی درمقابل تغییرات مقاومت کند . این خاصیت را ظرفیت بافری خاک می نامند .

که به نوع خاک بستگی دارد .خاک اسیدی موجب جلوگیری از رشد گیاه می شود زیر نباتات عموما در خاک های خنثی رشد می کنند .
در مناطق کم باران خاک بازی و قلیایی میشود که به علت تشکبل سدیم کربنات می باشد .

این نقص با اضافه کردن تحقیقات و پالایش نفت با اضافه کردن مستقیم گوگرد به خاک هم ازآلودگی هوا کاسته می شود
و هم مشکلات برخی از خاکها برطرف میگردد زیرا به علت وجود باکتری ها گوگرد اکسیده می شود

نقش عناص سهمی در آلودگی خاک :
تمام یون های غذایی کم مصرف در غلظت های موجود در خاک خیلی بیشتر از حد طبیعی مسموم کننده هستند .
وقوع طبیعی عناصر سمی در غلظت های زیادی در خاک ها به جز در مورد مسمومیت های گیاهی توسط آلومنیوم در خاکهای اسیدی نادرند .
آلودگی های خاک توسط عناصر سمی معمولا در نتیجه فعالیت انسانی به وجود می آید . عناصر اسیدی نام دار ند .
آلودگی های خاک توسط عناصرسمی معمولا در نتیجه فعالیت انسانی بوجودمی آِید . عناصر آلوده کننده حاصل از فعالیت انسان و حالت های اکسایش آن ها بر اساس عدد اتمی و نه بر اساس اهمیت
Be(11)-(f-1)-cr(111-71)-ni(11=111)-zn(111)-as(111-v)-cd(11)-hg(11-1)
را شامل می شود.
آلودگی خاک ناشی از کارخانه های ذوب فلزات زباله های شهری و صنعتی حشره کش ها و ترافیک اتومبیل ها همگی میتوانند غلظت های عناصر یاد شده را در خاک را حد سمی برسانند .

حیواناتی که چرای آن ها به نواحی آلوده محدود شده باشد شدیدترین اثر تجمع مسموم کننده فلزات در خاک ها را نشان خواهد داد خاک برای دفن بقایای آلوده کننده می تواند واسطه بسیار سالمتری از هیدرو سفریا اتمسفر باشد .

خاک ها در مقایسه با هوا یا آب توان بهتری برای اکسید ه کردن و ابقای آلوده کننده ها و انتقال آن ها از زنجیره غذایی به خاک دارد .
زباله شهری منبع بسیار با ارزشی از نیتروژن فسفات و آب برای گیاهان زراعی است . تحت یک مدیریت ضعیف استعمال زباله می تواند به آلودگی خاک توسط فلزات کمیاب منجر شود برای پیشگیری از این واقعه جلوگیری اولیه از آلودگی زباله شهری به وسیله فلزات سمی است که توسط کارخانه های صنعتی ایجاد می شود .

نقش ترکیبات معدنی مسموم کننده در آلودگی خاک
ترکیبات معدنی حاوی جیوه ،کادیم ،سرب ، ارسنیک ،نیکل ،روی ،منگنز ، فلورین و بر موجب آلودگی خاک می شوند .
ترکیبات حاوی آرسنیک و کارمیم بسیار سمی هستند شامل جیوه ،سرب ،فلورین سمیت متوسط دارند ترکیبات حاوی بر – مس – منگنر و روی نسبتا سمی هستند به کارگیری تکنولوژِی مدرن از عوامل موثر در بروز آلودگی محیط ناشی از کاربرد اینگونه ترکیبات به شمار می آید در اثر سوزاندن مواد نفتی و فعالیت کارخانجات ذوب فلز مقادیر زیادی از عناصر سمی وارد اتمسفر شده که می توانند بر روی نباتات و خاک نسشته و اثرات سوء خود را اعمال نمایند .
سرب از طریق احتراق بنزین در وسایل نقلیه موتوری و. سوزانیدن زغال سنگ وارد اتمسفر می شود و در مواقع بارندگی و ریزش برف بر روی خاک نشست می کند .

آلودگی خاک ناشی از آفت کش ها
مطالعه روی اثرات سوء نباتی نشان داده است که بعضی از آفت کش ها چون حشره کش های آلی کلره به دلیل پایدار یشان در خاک نه تنها ممکن است محیط را برای نباتاتی که در تناوب زراعی وارد میشوند.

نامطلوب سازند بلکه ممکن است از طریق نقل و انتقال جذب در انسان و چربی و بالاخره ورود به زنجیره غذایی موجبات آلودگی بخش های مختلف بیوسفر را فراهم سازند و حیات انسان و دیگر جانداران را به مخاطره اندازد . پس مانده آفت کش های جستجو شده در خاک یا مربوط به ترکیبات شیمیایی معدنی پایدار چون ارسنیکه مس یا سرب بوده که تا قبل از جنگ دوم جهانی از آن ها به عنوان حشره کش ها یا قارچ کش ها استفاده به عمل می آمده و یا مربوط به هیدرو کربن های کلره پایدار است که بعد از جنگ کشف و مورد استفاده قرار گرفته اند . آفت کش ها از راههای مختلفی وارد خاک می شوند که عبارتند از 1- از طریق کاربرد مستقیم آن ها در خاک

2- ذرات سمپاشی و برگشت مستقیم ذرات سموم معلق در هوا به زمین
3- سموم جذب شده در سطح ذرات خاک معلق در هوا و نشست آن ها در زمین
4- بقایای نیاتی که به خاک اضافه می شوند و سموم جذب شده به وسیله موجودات زنده می باشد و هم چنین عوامل موثر در پایداری حشره کش ها درخاک عبارتند از :

1- طبیعت شیمیایی حشره کش ها
2- نوع خاک حشره کش ها بسته به کیفیت ساخنمانی خود به وسیله بخش های مختلف مختلف خاک جذب می شوند .
3- میزان مواد آلی

4- اسید یته خاک
5- میزان رس 6- یون های معدنی 7- رطوبت خاک 8- پوشش نباتی
9- درجه حرارت 10- شخم

مانده آفت کش ها می تواند اثرات نامطلوب بر روی موجودات زنده ذره بینیخاک اعمال نماید. در بین حشره کش های آلی به نظر می رسد بنزن هگزا کلرید بیشترین تاثیر بر روی جانداران ریز خاک دارد و باعث جلوگیری از رشد و نمو نباتی گردند . راههای خروج پس مانده آفت کش ها از خاک
1: فرار از خاک (بخار شدن )

2- آبشویی (آبدویدگی )توسط تجزیه میکروبی صورت میگیرد .
نقش کودهای معدنی در آلودگی خاک :

آلودگی خاک ناشی از به کارگیری کودها از طریق تغییر د رخصوصیات فیزیکی شیمیایی و بالاخره بیولوژیکی خاک به وجود می آید کودهای معدنی از سه طریق خصوصیات شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار داده و آلودگی آن را باعث می شوند 1- تغییر غلظت املاح 2- تغییر 3- ایجاد مصمومیت و کاهش در عناصر جزء می باشد .

آلودگی خاک ناشی از فضولات آلی :
پتانسیل آلودگی فضولات آلی از اینکه خانگی ، صنعتی یا روستایی زیاد بوده می تواند به عنوان یکی از عوامل موثر آلوده کننده منابع آب و خاک در شرایطی هوا به شمار آیند فضولات حیوانی در محل های تغذیه دام و واحد های پراکنده تولیدات حیوانی که هزار ها حیوان در این محل ها نگهداری می شوند متمرکز گردیده است .

آب حاصل از آبدویدگی در محل های تغذیه دام محتوی مقدار زیادی مواد آلی قابل تجزیه توسط فعالیت های میکربی و نیترات می باشد .
ذخیره نیترات در سطح خاک محل تغذیه دام بیشتر از سطح خاک منطقه زراعی بوده و میزان آن در هر دو مورد با عمق کاهش می یابد . بنابراین اگر چنین آبی به جریانات رود خانه ای به پیونددو یا در دریاچه ها واریز گردد آلودگی آب باعث گردیده و حیات موجودات آبزی نظیر ماهی ها را به مخاطره می اندازد
فضولات آلی میتوانند در دو مورد:

الف: اضافه کردن به خاک های زراعی در جهت افزایش حاصلخیزی آن ها
ب: تخلیه و دفن آنها در خاک های غیر زراعی مورد استفاده قرار گیرند .

عوامل بیماری زا درخاک :
مسافتی که باکتری های بیماری زا در داخل زمین از میان خلل و پوکی طبقات زمین می پیمایند و سپس متوقف می شوند حائز اهمیت است .
چنانچه آن ها در منطقه ای که ته نشین شده اند متوقف شوند خطر آلوده آب های زیر زمینی کاهش می یابد .
در چاههای فاضلاب در اثر تجزیه شدن مواد مختلف توسط باکتری های جوانتر و ذرات ریزتر به طور مداوم تولید می شوند .

مواد شیمیایی مانند آمونیاک . نیترات که با فاضلاب همراه و به صورت محلول است ، همراه آب از لایه های زمین به آسانی گذشته و با سفره آبهای زیر زمینی می رسند حرکت باسیل ها ی حصبه و اسهال را در لایه های زمین مصالعه کرده و معتقد است که این باسیل ها در لایه های زمین در جهت افقی قادر به پیشرفت زیاد نیستند ولیکن به صورت عمودی مسافت های که بستگی به جنس خاک و دانه بندی آن دارد نقل مکان می کنند.

مشاهدات نشان داده کلیفرم ها قادرند که تحت شرایطی یک تا دو متر عمودی از چاه فاضلاب یا در اثرنشستی از لوله های جمع اوری فاضلاب حرکت کنند . حرکت فاقی کلیفرها فقط 30 سانتی متر گزارش شده است .