بخشی از مقاله
چکیده
فعالیتهاي بیرویه بشر در دهههاي اخیر منجر به تجمع فلزات سنگین در خاك شده است که اثرات منفی و زیان آوري بر سلامت انسان و سایر موجودات ایجاد کرده است. به همین منظور کاربرد اصلاح کنندههاي آلی و ترکیبات فسفاته در خاك هاي آلوده بعنوان عوامل پایدار کننده ضروري به نظر میرسد. در این پژوهش اثر کاربرد کودهاي ديآمونیوم فسفات، سوپرفسفاتتریپل و کمپوست حاصل از زبالههاي شهري در خاك روي جزء بندي فلز روي مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان دادند که تیمارهاي دي آمونیوم فسفات و سوپرفسفات تریپل باعث کاهش بخش محلول و تبادلی، کربناته و افزایش بخش باقیمانده روي گردیدند ولی بر روي بخش آلی این فلز تاثیري نداشتند. کمپوست تاثیر معنی داري روي بخش محلول و تبادلی، کربناته و باقی مانده روي نسبت به شاهد نشان نداد ولی باعث افزایش بخش آلی شد.
١- مقدمه
فعالیت صنعتی و معدنی باعث آلوده شدن منابع آب و خاك به فلزهاي سنگین شده است. - بیلینگ و همکاران . - 2008 فلزات سنگین به آسانی در خاك سطحی تجمع مییابند، مشکلاتی در ارتباط با محیط زیست بوجود میآورند - جلالی و محرمی - 2007 و تجمع این فلزها در خاك و سپس ورودشان به زنجیره غذایی، سلامت انسان را به خطر انداخته است
در بین فلزات سنگین، روي یکی از مهمترین آلایندهها است که با ورود به محیط زیست و تجمع در بدن انسان باعث بروز مشکلاتی از جمله ایجاد تهوع، دردهاي شکمی و اسپاسم گوارشی میشود. افزایش روي در محدوده 300-100 میلی گرم در روز با کم خونی سلولی همراه است و منجر به کاهش جذب مس در بدن میگردد - استنلی1، . - 1987 بنابراین براي جلوگیري از خطرات فلزهاي سنگین، اصلاح این خاكها ضروري بنظر میرسد.
اصلاح خاكهاي آلوده به وسیله روشهایی مثل حفاري، انتقال و پوشانیدن خاكهاي آلوده هرچند خطر کمی دارد، ولی پر هزینه میباشد. روشهاي اصلاح درجا نسبت به روشهاي گفته شده، از نظر هزینه مقرون به صرفهتر میباشد. استفاده از فسفات به عنوان عامل پایدارکننده فلزات، مفید میباشد. فسفات سرب شکل پایدار سرب در خاك در محدوده گستردهاي از شرایط زیست محیطی است
برخی از پژوهشگران گزارش کردند که افزودن سنگ فسفات و سوپرفسفات تریپل باعث کاهش جذب کادمیوم و روي به وسیله اندام هوایی گیاهان گردید - چن2 و همکاران ، . - 2007 تئودوراتوس3 و همکاران - 2002 - بیان کردند که فسفر باعث تثبیت سرب و کادمیوم گردید ولی تحرك روي را اندکی افزایش داد. در پژوهشی، مک گاون - 2000 - 4 دریافت که آپاتیت پیامد چشمگیري روي کاهش آزاد سازي کادمیوم و روي ندارد.
در خاك حلالیت مواد آلی به طور مستقیم تحرك فلزات سنگین را تحت تاثیر قرار میدهد. مواد آلی خاك از دو جنبه نقش مهمی روي تحرك و زیست فراهمی فلزات سنگین دارند اول اینکه موادآلی میتوانند با جذب فلزات و یا تشکیل کمپلکس پایدار فلز و مواد هومیکی باعث کاهش زیست فراهمی فلزات سنگین شوند - اسکندر و کیرکهام5، . - 2002 از سوي دیگر مواد آلی در تامین مواد شیمیایی آلی خاك نقش دارند که می توانند بعنوان کلات عمل کنند و زیست فراهمی فلزات را افزایش دهند.
اسید فولویک و موادآلی باعث افزایش حلالیت فلزات می شوند - فنگ پنگ6 و همکاران، . - 2009 افزودنیهاي آلی به علت آثار بهبود بخشی که بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاك دارند، یکی از روشهاي مهم افزایش باروري خاك هستند و این در حالی است که بیش از 60 درصد خاكهاي ایران کمتر از 1 درصد ماده آلی دارند و این نشان دهنده نیاز این خاكها به افزودن ماده آلی است. امروزه به دلیل رشد جمعیت و در نتیجه تولید هرچه بیشتر مواد زاید، مصرف کودهاي آلی نظیر کمپوست مورد توجه قرار گرفته است
در پژوهشی لونگ7 و همکاران - - 2011 دریافتند که استفاده از کمپوست موجب کاهش سرب زیست فراهم نسبت به شاهد گردید. پژوهشهاي کمی درباره تاثیر کودهاي فسفره و آلی روي تحرك فلزهاي سنگین در خاكهاي آهکی مناطق خشک و نیمه خشک ایران انجام شده است در این راستا، این پژوهش با هدف تاثیر کاربرد کودهاي سوپرفسفات تریپل، ديآمونیوم فسفات و کمپوست حاصل از زباله شهري روي جزء بندي فلز روي اجرا گردید.
-2 مواد و روشها
نمونههاي خاك سطحی 0-20 - سانتی متري - از چراگاه پیرامون معدن سرب و روي آهنگران واقع در 26 کیلومتري شهرستان ملایر تهیه و به آزمایشگاه منتقل شد. نمونهها هوا خشک و براي انجام آنالیزهاي شیمیایی و فیزیکی، از الک 2 میلیمتري عبور داده شدند. این پژوهش در قالب طرح کاملا" تصادفی با چهار تیمار - کود ديآمونیوم فسفات 160 mg/kg، سوپرفسفات تریپل160 mg/kg ، کمپوست حاصل از زبالههاي شهري به میزان 2 درصد و شاهد - و در سه تکرار انجام گرفت. کودها با 8 کیلوگرم خاك در هر گلدان مخلوط و به مدت 6 ماه انکوباسیون شدند، رطوبت خاكها در حد ظرفیت زراعی نگهداري شد. جزء بندي فلز روي به روش عصارهگیري پیاپی اسپوزیتو8 و همکاران - 1982 - انجام شد.
در هر مرحله نمونهها توسط تکاندهنده با 150 دور در دقیقه شیک و پس از هر مرحله سانتریفیوژ با سرعت 3500 دور در دقیقه انجام و نمونهها صاف شد. در عصاره حاصله غلظت فلزهاي سنگین توسط دستگاه جذب اتمی مدل 220 واریان اندازهگیري شد. براي آنالیز دادهها از نرم افزار SAS براي مقایسه میانگینها از آزمون دانکن استفاده شد.
-3 نتایج و بحث
میانگین روي محلول و تبادلی در تیمارهاي ديآمونیوم فسفات، سوپرفسفات و کمپوست بترتیب 1/71، 1/51 و 1/93 و شاهد 2/27 میلی گرم بر کیلوگرم بود. در جدول 1 میانگین روي محلول و تبادلی در تیمارهاي گوناگون آورده شده است. از یافتههاي این جدول پیداست که کودهاي فسفاته باعث کاهش معنی دار این بخش روي نسبت به شاهد شدند. روي تبادلی و محلول در تیمار کودهاي فسفاته نسبت به کمپوست کاهش نشان داد ولی این کاهش معنی دار نبود. همچنین تیمار کمپوست با شاهد اختلاف معنی داري نشان نداد. متوسط غلظت روي در بخش آلی در تیمارهاي دي آمونیوم فسفات، سوپرفسفات تریپل و کمپوست بترتیب 2/54، 2/58 و 3/21 و شاهد 2/59 میلی گرم بر کیلوگرم بود. فقط استفاده از کمپوست، بخش آلی روي را نسبت به شاهد تغییر داد و تیمارهاي کود فسفاته روي آن پیامد چشمگیري نداشتند.
روي در بخش کربناته در تیمارهاي دي آمونیوم فسفات، سوپرفسفات تریپل و کمپوست بطور متوسط 63/96، 65/86 و 91/38 و شاهد 90/13 میلی گرم بر کیلوگرم بود. استفاده از تیمار کودهاي فسفاته باعث کاهش چشمگیر روي در این بخش شد ولی تیمار کمپوست با شاهد اختلاف معنی داري نداشت. همچنین مقدار روي باقی مانده در تیمار دي آمونیوم فسفات، سوپرفسفات و کمپوست بترتیب 274/57، 277/88 و 240/13 و مقدار آن در شاهد 237/90 میلی گرم بر کیلوگرم بود.
از دادههاي جدول مقایسه میانگین بخش بندي روي - جدول 1 - ، پیداست که کودهاي فسفاته تغییرات چشمگیري روي بخش باقی مانده داشتند و نسبت به شاهد، باعث افزایش این بخش شدند. تیمار کمپوست با شاهد اختلاف معنی داري نداشت. نتایج پژوهش محمدي ثانی و همکاران - 1390 - نشان داد که کاربرد سوپرفسفات تریپل بطور معنی داري بخش تبادلی و کربنات عنصر روي را در مقایسه با شاهد کاهش داد و با افزودن سوپر فسفات تریپل، بخش باقی و پیوند یافته با مواد آلی با افزایش معنی دار مواجه شد.
زونیتزر1 و همکاران - 2003 - تاثیر مقادیر مختلف فسفات هیدروژن پتاسیم را بر توزیع روي در خاك را مورد مطالعه قرار دادند و مشاهده کردند که بخش تبادلی و پیوند یافته با اکسیدهاي آهن و منگنز و موادآلی، بطور معنی داري افزایش و بخش پیوند یافته با کربناتها کاهش یافت. راکی2 و همکاران - 2003 - در مطالعه اي از هیدروکسی آپاتیت براي تثبیت روي استفاده کردند و گزارش کردند که توزیع روي بدین شکل تغییر کرد که بخشهاي تبادلی، کربناته و آلی با کاهش معنی دار مواجه شد و بخش باقی مانده افزایش یافت.
جدول - - 1 غلظت روي در بخشهاي گوناگون در تیمارهاي مختلف
