بخشی از مقاله
چکیده
خاک محیطی است پویا و پیوسته تحت تأثیر تغییرات فیزیکی، شیمیایی و زیستی قرار میگیرد و استفاده از آبهای نامتعارف بر ویژگیهای گوناگون خاک از جمله ویژگیهای شیمیایی آن تأثیر میگذارد. در این تحقیق تأثیر آبیاری با پساب فاضلاب شهر ایلام بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک اراضی کشاورزی منطقه چماب مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور با انجام مطالعات پایه در منطقه و همچنین استخراج اطلاعات کیفی آب رودخانه گدارخوش به تغییرات پارمترهای کیفی آب با استفاده از دانش سیستم اطلاعات جغرافیایی پرداخته شده است.
از سوی دیگر به منظور تعیین ویژگیهای خاک اقدام به حفر پروفیل و برداشت نمونه خاک در منطقه شاهد - بدون استفاده از پساب - و اراضی تیمار - حریم رودخانه، اراضی کشت بامیه، باغ با آبیاری 15 ساله و باغ زیتون - شد. نتایج تحقیق بیانگر این موضوع است که با توجه به اینکه رودخانه گدارخوش دارای بستری آهکی و گچی است مقدار زیادی یونهای محلول از جمله بیکربنات و سولفات در آب منطقه وجود دارد، و از سوی دیگر این امر موجب افزایش چشمگیر pH آب شده است. نتایج نشان داد که استفاده از پساب فاضلاب تأثیرات متفاوتی را در خاک اراضی ایجاد نمود. در تیمارهای با استفاده طولانی مدت از پساب این تغییرات دارای تفاوت مشخصتری نسبت به تیمارهای با زمان محدود در استفاده از پساب میباشد. از سوی دیگر با توجه به نتایج تجزیههای شیمیایی خاک میتوان نتیجهگیری نمود که استفاده از پساب در طولانی مدت میتواند تأثیرات قابل توجهی را بر روی برخی از ویژگیهای شیمیایی خاک از قبیل مواد آلی، آهک، شوری، بیکربنات، قلیائیت، کلر و کلسیم داشته است.
کلمات کلیدی: ایلام، پساب، چماب، ویژگیهای شیمیایی خاک
مقدمه
آلودگی آب عبارت است از تغییر در مواد محلول، معلق و دیگر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب در حدی که فراتر از توان طبیعی آب برای رقیق کردن آن بوده و برای مصارف مورد نیاز مضر یا غیر قابل استفاده باشد .[9] آلودگی آب بهعنوان یک معضل زیست محیطی به صورتهای مختلف در آبهای سطحی و زیرزمینی با شدتهای متفاوت ایجاد شده است، به-طوریکه طبقهبندی کیفی آبهای سطحی و زیرزمینی بر اساس نوع استفاده موردنظر متفاوت است .[4] منابع آلودهکننده اکوسیستمهای آبی به دو دسته طبیعی و انسانی - مصنوعی - تقسیم میشود. منابع طبیعی آلودهکننده آب شامل جنس سنگ بستر و فرایندهای بیوژئوشیمیایی است. برای مثال در برخی مناطق تشکیلات طبیعی زمین شناسی یا خاکهای طبیعی حاوی غلظت-های بالای فسفر و آرسنیک میباشد که سلامتی بشر و اکوسیستم را به مخاطره میاندازد. منابع مصنوعی عموماً از طریق نوع منبع آلودگی شناسایی میشوند و شامل انتقال آلودگی به گونهای هستند که اثرات بزرگی روی کاربری زمین توسط بشر و تغییرات آن دارند .[10] منابع مصنوعی آلوده کننده آب به دو دسته نقطهای و غیرنقطهای یا انتشاری تقسیم میشوند. منابع نقطهای آلودگی آب شامل ورود فاضلاب های شهری یا صنعتی میباشد. منابع غیرنقطهای حاصل فعالیتهای طبیعی یا استفادههای سنتی از زمین است که از یک طرف منجر به فرسایش و فقر خاک میشود و از سوی دیگر موجب تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب میگردند .[6,11] کنترل منابع غیرنقطهای بسیار مشکل و تنها از طریق کارهای مدیریتی و کنترل فرسایش و آبشویی امکانپذیر میباشد. [8,11] اساسیترین منابع آلودگی غیر نقطهای مواد شیمیایی کشاورزی، کودها و نمکهایی هستند که در اثر آبیاری مزارع شسته میشوند و به منابع آبی وارد میگردند .[6]
در مطالعهای تأثیر آبیاری با فاضلاب خام و پساب شهری بر برخی خصوصیات شیمیایی خاک در اعماق مختلف در دو شرایط غرقاب پیوسته و متناوب انجام شد که نتایج بدست آمده بیانگر افزایش مقدار شوری، نسبت جذب سدیم، نیروژن-نیتراتی، فسفر-فسفاتی، کربن آلی کل و همچنین دو فلز سنگین نیکل و کادمیم و کاهش اسیدیته در بخش محلول خاک به دنبال استمرار کاربرد فاضلابها در اعماق مختلف نیمرخ خاک میباشد. نتایج در مجموع نشان داد که کاربرد فاضلاب در خاک-ها به هر هدفی که باشد، نیازمند اعمال مدیریت خاص است بطوریکه ضمن بهرهگیری مطلوب از فاضلاب، مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی در خاک، گیاه و منابع آبی سطحی و زیرزمینی بایستی به حداقل کاهش یابد .[1] زانگ و همکاران در چین روی کیفیت آبهای سطحی در دو ناحیه با کاربریهای کشاورزی و صنعتی تحقیقی را انجام دادند که نتایج آنها نشان داد در ناحیه صنعتی تجمع فلزات سنگین از قبیل Zn، Cr، Ca و Pb بیشتر از کاربری کشاورزی بود. همچنین با وجود مشاهده نیترات و فسفات در هر دو بخش، غلظت نیترات و نیتروژن آلی در منطقه کشاورزی بیشتر بود. [12]
مواد و روشها
الف - منطقه مورد مطالعه
شهرستان ایلام با مساحتی حدود 20 کیلومتر مربع یکی از شهرهای شمالی استان ایلام میباشد. منطقه مورد مطالعه در 12 33 تا 34 2 20 عرض شمالی و 45 44 تا 46 51 طول شرقی قرار گرفته است. بر اساس اطلاعات ایستگاه سینوپتیک ایلام میانگین بارش سالیانه حدود 583/7 میلیمتر، میانگین دمای سالیانه 16/8درجه سانتیگراد گزارش شده است. بر اساس طبقهبندی اقلیمی آمبرژه منطقه در محدوده نیمهمرطوب معتدل قرار گفته است. پساب فاضلاب شهر ایلام به رودخانه گدارخوش وارد شده و برای آبیاری اراضی منطقه چماب استفاده میشود - شکل. - 1
شکل-1 نقشه موقعیت مکانی و جغرافیایی حوزه آبخیز رودخانه گدارخوش
ب - مطالعات آزمایشگاهی
تجزیههای شیمیایی آب و خاک بر اساس دستور العمل تجزیههای آزمایشگاهی نمونههای آب و خاک - نشریه 467 مؤسسه خاک و آب کشور - انجام شد .[5] آزمایشهای خاک به روشهای زیر اندازهگیری شدند: اندازهگیری آهک با روش تیتراسیون برگشتی با استفاده از اسید کلریدریک یک نرمال و سود نیم نرمال، اندازهگیری کربن آلی به روش سوزاندن تر با دیکرومات پتاسیم در مجاورت اسید سولفوریک غلیظ، اندازهگیری میزان شوری خاک در عصاره اشباع با استفاده از دستگاه هدایت سنج در دمای آزمایشگاه و سپس تصحیح آن برای دمای 25 درجه سانتیگراد، کاتیونهای کلسیم و منیزیم محلول به روش تیتراسیون با EDTA، کاتیونهای سدیم و پتاسیم محلول به روش فلیم فوتومتری، کربنات و بیکربنات محلول به روش تیتراسیون با اسید سولفوریک، کلر با استفاده از روش تیتراسیون نیترات نقره. تجزیههای آب شامل EC، pH، CO3--، HCO3-، Cl-، SO4--، Mg++، Na+، K+، .Ca++
نتایج و بحث
کیفیت آب رودخانه گدارخوش: در جدول 1 نتایج تجزیه شیمیایی آب رودخانه گدارخوش ارائه شده است. روند تغیرات هدایت الکتریکی آب به گونهای است که با حرکت از سمت شمالغرب به مرکز از شدت آن کاسته شده است و بیشترین میزان آن در شمال غرب منطقه میباشد. به طوریکه بیشترین میزان آن در منطقه مهدی آباد و کمترین میزان در پل چماب مشاهده شده است. در ارتباط با میزان قلیائیت در منطقه با حرکت از سمت جنوب و جنوب غرب به سمت شمال و شمال غرب منطقه بر میزان قلیائیت افزوده خواهد شد. به طوریکه در منطقه صالح آباد دارای بیشترین میزان قلیائیت و در منطقه مهدی آباد دارای کمترین میزان آن هستیم که این موضوع میتواند ناشی از زهکشی اراضی اطراف منطقه باشد چون روند تغییرات دارای یک روند منظم میباشد. میزان بیکربنات متفاوت است و با حرکت از جنوب به سمت مرکز یک روند کاهشی را دنبال خواهد نمود و با ادامه حرکت به سمت شمال و شمال غرب دارای یک روند افزایشی میباشد. با توجه به این موضوع که گزارشاتی مبنی بر افزایش میزان کلر - بیش از 50 میلیگرم بر لیتر - و اثرات آن بر کاهش ارتفاع و کاهش عملکرد برگ در محیط آزمایشگاهی اعلام شده است. [3] لذا باید نگرانیهایی را نسبت به افزایش میزان کلر در قسمتهای مرکز - پل چماب - در منطقه داشت.
در نهایت با توجه به مطالعه پارامترهای کیفی از جنبه فیزیکی و شیمیایی مختلف در آب رودخانه گدارخوش میتوان این نتیجهگیری را نمود که آب این رودخانه از سمت شمال غرب و شمال به سمت جنوب و جنوب شرق از کیفیت مناسبتری برخوردار است. کیفیت آب در مناطق شمال غربی دارای وضعیت نامناسبی است که این موضوع ناشی از ورود پسابهای مختلف و همچنین زهکشی نامناسب اراضی در منطقه باشد. از سوی دیگر یکی از دلایل مهم دیگر نیز میتواند ناشی از استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی در اراضی شمال غرب باشد.
