بخشی از مقاله
تاثير استفاده گسترده از کودهاي شيميايي بر روي کيفيت منابع آب زيرزميني
چکيده
اگرچه استفاده از کودهاي شيميايي باعث افزايش توليد محصولات کشاورزي ميشود ولـي اسـتفاده گـسترده از اين کودها در زمينهاي زراعي ميتواند يـک منبـع غيـر نقطـه اي آلـوده کننـده آبهـاي زيرزمينـي باشـد. در ايـن مطالعه پتانسيل آلودگي آب زيرزمينـي آبخـوان دشـت اروميـه بوسـيله کودهـاي شـيميايي مـورد ارزيـابي قـرار گرفت . که براي اين منظور ابتدا کليه اطلاعـات و داده هـاي مـورد نيـاز جمـع آوري و مـورد تجزيـه و تحليـل قـرار گرفت .بر اسـاس نتـايج حاصـله منـاطق حـساس بـه آلـودگي بـه سـه بخـش مجـزا A,B,C بـه ترتيـب پتانـسيل آلودگي تقسيم گرديد. بررسي کيفي منابع آب زيرزميني نشان داد که غلظـت يونهـاي شـاخص آلـودگي آب از طريق کودهاي شيميايي خيلي زياد ازحد استاندارد نبوده و فقـط در منـاطق محـدود غلظـت ايـن يونهـا بيـشتر از حـد مجـاز اسـت . بـا توجـه بـه نتـايج حاصـله بايـستي در اسـتفاده از کودهـاي شيميايي از لحاظ ميزان وزمان مصرف مديريت مناسب صورت گيرد وسيستم مونيتورينگ کمي و کيفـي منـابع آب زيرزميني براي ارزيابي دقيق کامل گردد.
مقدمه
اگرچه استفاده از کودهاي شيميايي و حيواني براي افزايش توليد محصولات کشاورزي لازم اسـت ولـي يکـي از عوامل مهم آلودگي غير نقطه اي(Nonpoint Source) آب زيرزمينـي ( بخـصوص آبهـاي زيرزمينـي کـم عمـق )ميتوانـد اسـتفاده گـسترده از کودهـاي شـيميايي بخـصوص کودهـاي ازتـه باشـد(٢٠٠٠,Townsend et al).
بررسي ها نشان ميدهد که استفاده از کودهاي شيميايي بخصوص کودهاي نيتروژن دار در دو دهه اخير رشد چشمگيري داشته و به همين علت پتانسيل آلودگي آبهاي زيرزميني افـزايش يافتـه اسـت .شـکل (١) رونـد رو بـــه رشـــد اســـتفاده از کودهـــاي نيتـــروژن دار در کـــشورهاي توســـعه يافتـــه و در حـــال توســـعه را نـــشان ميدهد(٢٠٠٤,Nishio).
از کودهاي شـيميايي مـورد اسـتفاده در کـشاورزي بطـور عمـده ميتـوان بـه کودهـاي نيتـروژن دار يـا ازتـه (N)، فسفر(P)، پتاسيم (K) و سولفور(S)اشاره کرد کـه غلظـت بـالاي يونهـاي از حـد مجـاز باعـث آلودگي آبهاي زيرزميني به خصوص کم عمق ميگرد(٢٠٠٢,Bohlke). از کودهاي شيميايي فوق الـذکر کودهـاي ازته به علت عدم جذب مناسب توسـط گيـاه و خـاک و شـسته شـدن سـريع ايـن کودهـا توسـط آب بيـشترين آلودگي آبهـاي زيرزمينـي را سـبب ميـشود(٢٠٠3,Thorburn et al). البتـه لازم بـه ذکـر اسـت ممکـن آلـودگي ناشي از تاثير سموم دفع آفات نباتي مـورد اسـتفاده در کـشاورزي نيـز باشـد ولـي تـاثير ايـن عامـل بيـشتر در آبهاي سطحي قابل رويت است (٢٠٠١,Shamrukh et al).
از آنجايي که منطقه اروميه بخصوص دشـت اروميـه يکـي از مهمتـرين دشـتهاي حاصـل خيـز کـشور محـسوب ميشود و به علت تنوع محصولات زراعي و باغي ، استفاده از کودهاي شـيميايي جهـت افـزايش توليـد در چنـد سال اخير روند رو به رشدي داشته لذا اقدام به مطالعه تاثيرات استفاده از کودهـاي شـيميايي بـر روي منـابع آب زيرزميني آبخوان دشت اروميه گرديد.
دشت اروميه با وسعت ١٠٠٠کيلومترمربع وبا متوسط ارتفـاع ١3٠٠متـر در شـمال غربـي ايـران و بـين طولهـاي شرقي ́ وعرضهاي شمالي ́ واقع شده است (لازم به ذکر است منطقـه کشاورزي کهريز با وسعت ٨٠ کيلومتر مربع نيز مورد بررسي قرار گرفته است چون آمار کشاورزي شهرسـتان .
مربوط به هر دو دشت ميباشد) (شکل ٢). اين منطقه با متوسـط بارنـدگي 3٠٠ ميليمتـر در سـال داراي اقلـيم سرد وخشک بوده که متوسط تبخير ساليانه در آن ١٤٢٠ ميلي متر ميباشـد (معاونـت مطالعـات ،١3٨٢). منـابع آب سطحي دشت اروميه را چهار رودخانه نازلو چاي،شهر چاي،روضـه چـاي وبارانـدوز چـاي بـا مجمـوع تخليـه متوسط ساليانه معادل ٨3٠ ميليون متر مکعب (درسال ٨٢) تشکيل ميدهد که اين رودخانه ها از منـاطق مجـاور دشت و کشور ترکيه سرچشمه ميگيرند.
بحث و بررسي
در اين مطالعه به منظور بررسي تاثير استفاده از کودهاي شيميايي بر روي کيفيـت آبهـاي زيرزمينـي منطقـه ، اقدام به جمع آوري آمار و اطلاعات مورد نياز گرديد که بر ايـن اسـاس ابتـدا ويژگيهـاي هيـدروژئولوژيکي آبخـوان مورد بررسي قرار گرفت . سپس آمار مربوط به سطح زير کشت اراضي ، ترکيـب کـشت محـصولات ، سـطح کـل باغات منطقه ، توليدات باغي و ميزان کود شيميايي مصرفي بـه تفکيـک نـوع کـود مـصرفي از جهـاد کـشاورزي شهرستان گرفته شد(جـدول ١). در نهايـت بـه منظـور بررسـي تغييـرات احتمـالي کيفـي منـابع آب زيرزمينـي ، مناطق حساس با توجـه بـه ميـزان کـود مـصرفي ،عمـق آب زيرزمينـي و ويژگيهـاي هيـدروژئولوژيکي مـشخص گرديد.
١- ويژگيهاي هيدروژئولوژيکي
دشت اروميه داراي دو سفره آزاد و تحت فشار ميباشد کـه بيـشترين وسـعت دشـت را سـفره آزاد بـا وسـعت ٧٦٤ کيلومترمربع تشکيل ميدهد که در مجموع ١٨٧٤٥ حلقه چاه عميـق ونيمـه عميـق ،١٥دهنـه چـشمه و٢٦ رشته قنات منـابع آب زيرزمينـي دشـت را تخليـه ميکننـد کـه در مجمـوع تخليـه آبهـاي زيرزمينـي دشـت بطـور متوسط ٥٨٥ ميليون مترمکعب در سـال (سـال ٨٢) بـرآورد شـده اسـت (معاونـت مطالعـات ،١3٨٢). آبخـوان ايـن دشت از رسوبات شني ،ماسه اي،ماسه رسي وترکيبي از آنهاست که ضخامت آن در منـاطق مختلـف دشـت
متغير بوده وبطور متوسط در حدود ٨٠ متر ميباشد. ضرايب هيدروديناميکي آبخوانها به شرح زير ميباشد
ميان دشت کهريز داراي سفره آزاد بوده که در مجموع ١٧٤ حلقه چاه عميق و نيمه عميق در آن حفـر شـده و ساير منابع آب آن شامل ١١ دهنـه چـشمه و ١٧ رشـته قنـات ميباشـد کـه در مجمـوع تخليـه سـاليانه آبهـاي زيرزميني ايـن ميـان دشـت بطـور متوسـط ٤٨ ميليـون مترمکعـب در سـال (سـال ١3٨٢) بـر آورد شـده اسـت .
بررسيها نشان ميدهد که بطور کلي جهـت جريـان آب زيرزمينـي از سـمت غـرب بـه شـرق ميباشـد(شـکل 3).
عمق آب زيرزميني بين ٥٢-٢متر متغير بوده بطوريکه کمترين مقدار عمق (٢متـ )در نـواحي خروجـي دشـت ودر اطراف ساحل درياچه اروميه واقع شده است .
٢- فعاليتهاي کشاورزي منطقه
بر اساس آمار موجود سطح زير کشت اراضي اين شهرستان ١33.٨ هزار هکتار ميباشـد کـه از ايـن مـساحت ٤٤٢١٥ هکتار آن آبي بـوده و ترکيـب کـشت محـصولات يونجـه ، گنـدم ، نخـود، دانـه هـاي روغنـي و چغندرقنـد ميباشد. سطح کل باغات شهرستان برابر 3٧.٨ هزار هکتار بوده که سيب و انگـور از مهمتـرين توليـدات بـاغي اين شهرستان محسوب ميشود بطوريکه معرف کشاورزي اين شهرستان در سطح کشور است . علاوه بر ايـن محصولات ، از محصولات باغي اين شهرستان ميتوان به ميوه هاي هسته دار ، گردو و بادام اشـاره کـرد(واحـد زراعت و باغباني جهادکشاورزي،١3٨٤).
ميزان کل کودهاي مصرفي شهرسـتان اروميـه بـراي محـصولات زراعـي و بـاغي در سـال ١3٨٤ در جـدول (١) آورده شده است . بررسي روند استفاده از کودهاي شيميايي در منطقه نشان ميدهد که تقريبا در عرض چنـد سال اخير ميزان مصرف کودها دو برابر شده است . زمان مصرف کودهاي شيميايي بـراي محـصولات زراعـي در زمان کشت بهاره و پائيزه بوده که کشت بهاره از اوايل فروردين شـروع تـا اواخـر ارديبهـشت ادامـه مـي يابـد و کشت پائيزه از اوايل مهر شروع و تا اواخر آبان ماه ادامه مي يابد.
3- ارزيابي پتانسيل آلودگي آب زيرزميني منطقه
بــه منظــور بررســي احتمــال آلــودگي آب زيرزمينــي و ارزيــابي منــاطق حــساس بــه آلــودگي ابتــدا ويژگيهــاي هيدروژئولوژيکي آبخوان از قبيـل ميـزان هـدايت هيـدروليکي ،عمق آب زيرزميني ،ضـخامت زون اشـباع و جـنس رسوبات تشکيل دهنده سفره مورد ارزيابي قرار گرفت . سپس با توجه بـه ويژگيهـاي هيـدروژئولوژيکي آبخـوان ، سطح زيرکشت بر حسب نوع محصول ، ميزان و نوع کود مـصرفي و انـديکس نيتراتـه محاسـبه شـده اقـدام بـه زون بندي منطقه گرديد. که بر اين اساس کل منطقه به سـه زون A,B,C تقـسيم گرديـد(شـکل ۴) کـه احتمـال آلودگي در زون A بيشتر، در زون B متوسط و در زون C کم ميباشد.
براي ارزيابي مناطق حساس به آلودگي نيترات سه پارامتر ١- ميانگين کود مصرفي در طـول رشـد محـصول ٢- ميانگين نيتروژن جذب شده توسط گياه و خاک 3- ميانگين نيتروژن جذب نشده توسط گياه و خاک تعيـين گرديـد
سپس با توجه به ميزان کـود مـصرفي توصـيه شـده بـراي محـصولات مختلـف توسـط مرکـز تحقيقـات انـديکس نيتراته براي کودهاي نيتروژن دار محاسبه گرديد که اين انديکس برابر با کل نيتـروژن بـار گـذاري شـده بـه کـل مساحت منطقه ميباشد(٢٠٠١,Eliasson).
بررسي هيدروژئوشيميايي منابع آب زيرزميني نشان ميدهد که غلظـت يونهـاي شـاخص آلـودگي آب از طريـق مصرف کودهاي شيميايي خيلي زياد از حد استاندارد نبوده و فقط در مناطق محدود غلظت انها بيشتر از حـد مجـاز اسـت (جـدول ٢). در کـل غلظـت يونهـاي در هـيج جـا از حـد مجـاز بيشتر نيست . البته لازم به ذکر است بـا توجـه بـه اينکـه سيـستم مونيتورينـگ سـازمان آب منطقـه اي کامـل نبوده و نمونه آبهاي برداشت شده توسط اين سازمان فقط براي آنيونها و کاتيونهاي اصلي موجـود در آب آنـاليز ميشود و نيز سيستم مونيتورينگ شرکت آب و فاضلاب به محدوده شهري و بـه منـاطقي کـه در آن چاههـايي براي تامين آب شرب حفر گرديده محدود ميشود زياد نمي توان به اين داده ها اکتفا کرد. لـذا بايـستي نمونـه برداري از مناطق مختلف در زمانهاي متفاوت صورت گيرد تا ارزيابي درستي از آلودگي آبهاي زيرزمينـي منطقـه شود.
ضمنا بررسي ترکيب شيميايي آبهاي زيرزمينـي ايـن منطقـه جهـت اسـتفاده بـراي شـرب و کـشاورزي نـشان ميدهد که اين آبها از نظر کيفي به منظور شرب و استفاده در کشاورزي مناسب ميباشند.
نتيجه گيري
- بررسي روند استفاده از کودهاي شيميايي در فعاليتهاي کشاورزي صورت گرفته در منطقه نشان ميدهد کـه اين استفاده در چند سال اخير رشد چشمگيري داشته که اين امر احتمال آلودگي آبهاي زيرزميني را افـزايش داده است .
- ارزيابي احتمال آلودگي آب زيرزميني منطقـه و تعيـين منـاطق حـساس بـه آلـودگي منجـر بـه تقـسيم بنـدي منطقــه مــورد مطالعــه بــه ســه ناحيــه مجــزا گرديــد کــه هــر ناحيــه داراي ويژگيهــاي خــاص خــود از لحــاظ هيــدروژئولوژيکي ،فعاليتهاي کــشاورزي و پتانــسيل آلــودگي آبهــا بوســيله کــود هــاي شــيميايي مــصرفي در کشاورزي ميباشد.
- بررسي هيدروژئوشيميايي منابع آب زيرزميني منطقه مورد مطالعه نشان ميدهد که غلظت يونهـاي شـاخص آلودگي آبهاي زيرزميني از طريق کودهاي شيميايي مصرفي در کشاورزي خيلي زياد از حد اسـتاندارد نبـوده و فقط در مناطق محدود غلظت اين يونها بيشتر از حد مجاز ميباشد.
