بخشی از مقاله
چکیده
اطلاع از وضعیت زیستفراهمی عناصر سنگین در خاک و شناخت عوامل مؤثر بر آن میتواند اطلاعات مفیدی در راستای کنترل خطر آلودگی خاک فراهم آورد. برای انجام این مطالعه، علاوه بر ویژگیهای فیزیکوشیمیایی معمول، غلظت کل و قابل جذب عنصر روی در تعداد 110 نمونه خاک سطحی - صفر تا 20 سانتیمتر - برداشتشده از منطقه شهرک صنعتی روی زنجان تعیین گردید.
نتایج تجزیه آماری نشان داد که میانگین غلظت کل عنصر روی در خاکهای منطقه مورد مطالعه 179/91 میلیگرم بر کیلوگرم بود که کوچکتر از حد مجاز این عنصر در خاکهای کشور است. همچنین مشخص شد که میانگین غلظت قابل جذب عنصر روی - عصارهگیری شده با دیاتیلن تریآمین پنتا استیک اسید - 17/70 میلیگرم بر کیلوگرم بود که با توجه به قلیایی بودن واکنش خاکها، مقداری قابل توجه است.
نتایج تجزیه همبستگی حاکی از آن بود که ویژگیهای درصد رس، واکنش خاک و مواد آلی خاک اثر چندانی بر زیستفراهمی عنصر روی ندارند؛ حال آنکه همبستگی منفی و معنیداری میان غلظت قابل جذب روی در خاک با درصد کربنات کلسیم معادل خاک و فاصله از شهرک صنعتی روی مشاهده شد. بهنظر میرسد در مقایسه با ویژگیهای خاکی متداول، فاصله از منابع انسانی ایجاد آلودگی در خاک بهمراتب اثر بیشتری در کنترل رفتار شیمیایی عناصر سنگین در خاک دارد.
مقدمه
آلودگی خاکها به فلزات سنگین در نقاط مختلف جهان موجب تضعیف روزافزون کیفیت خاک ها برای اهداف کشاورزی شده است. هوادیدگی سنگ بستر و فعالیت های آتشفشانها از مهمترین عوامل طبیعی و فعالیت های مختلف صنعتی، کشاورزی و شهری از مهمترین عوامل انسانی ورود فلزات سنگین به خاک هستند . - Wang et al., 2013 - نظر به غیر قابل تجزیه بودن این عناصر و انتقال بسیار اندک آنها در بروفیل خاک، تجمع آنها در لایه حاصلخیز سطح خاک تقریبا دایمی بوده و در نتیجه، انتقال آنها به محصولات رشد یافته در نواحی آلوده امری اجتناب ناپذیر است
در میان فلزات سنگین، عنصر روی از اهمیت ویژهای برخوردار است؛ چرا که بهعنوان یک عنصر غذایی ضروری برای رشد گیاهان، مقادیر اندک آن در خاک موجب افزایش حاصلخیزی خاک میشود. از سوی دیگر، تجمع بیش از حد این عنصر در خاک ممکن است موجب انتقال مقادیر خطرناکی از این عنصر به زنجیره غذایی انسان گردد.
قابلیت انتقال عناصر از خاک به محصولات کشاورزی به مقدار تحرک عناصر در خاک و در نتیجه زیست فراهمی آنها وابسته است، که خود به شدت تابع ویژگیهای مختلف خاک است
واکنش خاک، درصد ذرات ریز خاک، مقدار و نوع کانیهای رسی موجود در خاک، مواد آلی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی، مقدار فسفر خاک و مقدار کربناتهای خاک از مهم ترین عوامل اثرگذار بر رفتار شیمیایی عناصر فلزی در خاک عنوان شدهاند
به هر حال، نظر به بالا بودن دامنه تغییرات مقادیر ویژگیهای مزبور و نیز تغییرات مکانی کوتاهدامنه آنها، تاکنون نتایج نهچندان سازگاری برای اثرات آنها بر قابلیت جذب عناصر فلزی در خاک های مناطق مختلف جهان ارایه شده است
از این رو، شناخت نحوه اثرپذیری زیستفراهمی فلزات سنگین از ویژگیهای خاکی و محیطی مختلف می تواند راهگشای بشر در مدیریت صحیح و پیشرفته مناطق آلوده در راستای کاهش اثرات زیستمحیطی نامطلوب این آلایندهها باشد. مهمترین هدف پژوهش حاظر بررسی مقادیر قابل جذب عنصر روی در خاک های منطقه شهرک صنعتی روی زنجان و ارزیابی اثرات ویژگی های مختلف خاک بر زیستفراهمی این عنصر در خاک است.
مواد و روش ها
منطقه مطالعاتی در شش کیلومتری جنوب زنجان و در اطراف شهرک صنعتی تخصصی روی - بهاختصار شهرک روی - واقع شده است. مساحت محدوده مورد مطالعه، بالغبر 10000 هکتار است و در بین طولهای جغرافیایی 48° 21´ تا 59´ 48° شرقی و عرضهای جغرافیایی36° 31´ تا 36° 44´ شمالی قرار گرفته است.
بر اساس نقشه زمینشناسی زنجان - مقیاس - 1:100000، تراسهای آبرفتی قدیمی، واحد زمین شناسی اصلی منطقه بوده و خاکهای موردمطالعه عمدتاً بر روی نهشتههای آبرفتی کواترنری تکامل یافتهاند. میانگین بارندگی سالیانهی منطقه، 302/8 میلیمتر و متوسط سالیانه دمای هوا، 11/1 درجه سلسیوس است و ارتفاع متوسط منطقه موردمطالعه از سطح دریا، بالغ بر 1660 متر است. کشت غلات از جمله گندم دیم کاربری رایج اراضی مورد مطالعه است. فعالیت های مختلف مربوط به فرآوری فلز روی در این شهرک طی دهههای گذشته احتمال تجمع این عنصر در خاکهای اطراف شهرک را فراهم نموده است.
برای انجام این مطالعه، تعداد 110 نمونه خاک سطحی - صفر تا 20 سانتیمتر - ، در قالب یک الگوی نمونهبرداری شبکهای منظم به فاصلهی 1000 متری برداشت گردید. پس از هوا خشک نمودن و کوبیدن نمونههای خاک برداشتشده و عبور دادن آنها از الک 2 میلیمتری، واکنش خاک در گل اشباع با استفاده از دستگاه پهاشمتر بافت خاکها به روش هیدرومتری، درصد مواد آلی خاک بهروش واکلی- بلاک و کربنات کلسیم معادل بهروش تیتراسیون برگشتی اندازهگیری شدند.
همچنین، عصارهگیری خاکها با استفاده از اسید نیتریک پنج نرمال انجام گرفت و در نهایت غلظت کل عنصر روی نمونه های خاک به کمک دستگاه جذب اتمی تعیین شد. برای اندازهگیری مقادیر غلظت قابل جذب این عنصر از عصارهگیر دیاتیلن تریآمین پنتا استیک اسید - DTPA - استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری و مکانی دادهها بهترتیب با استفاده از نرمافزارهای SPSS نسخه 20 و ArcGIS نسخه 10/2 انجام گرفت. برای بررسی میزان اثرپذیری زیستفراهمی عنصر روی از ویژگیهای مختلف خاک، ضرایب همبستگی پیرسون محاسبه شد.
نتایج
جدول 1 مهم ترین ویژگی های آماری خصوصیات بررسی شده خاک و غلظت کل و قابل جذب عنصر روی در خاکهای منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
جدول -1 خلاصه آماری ویژگیهای مختلف خاک در منطقه موردمطالعه
